鐵路通信承載網常用接口協議轉換技術研究

呂志超

（中國鐵路沈陽局集團有限公司錦州電務段，遼寧 錦州 121000）

0 引 言

隨鐵路通信技術的進步和發展，相關設備也逐漸實現了優化升級，鐵路承載網絡也逐漸發展為數據通信網。數據通信網和傳輸網之間的有機結合能夠提升現有的數據傳輸效率，同時提高鐵路通信的質量和效率。但是由于設備的升級和技術的轉變使得接口出現變化，因此用戶在接口接入過程中可能會產生相應的問題。

1 現狀分析

通常來說，技術更新會采用向下兼容的方式，即對技術的創新必須能夠兼容舊技術[1]。不同設備間的接口和協議存在明顯差異，絕大多數新設備和舊設備之間具有一定的兼容性，但是部分情況下二者通信過程中會存在一定阻礙。隨著通信技術的不斷發展，設備的使用周期也在逐漸縮短。考慮到鐵路設備較為特殊，對于通信技術的穩定性要求非常高，但同時其對于通信傳輸速度要求則一般。鐵路系統要在滿足安全性的前提下才能開展技術改革和創新，相對于其他行業而言有著更長的技術更新周期，接口和協議的向下兼容難以達成。此外，鐵路系統中的用戶設備接口及協議也存在一定的不同。在鐵路運輸過程中，鐵路通信網絡是承載網絡，可以根據不同需求來設置組網。由于用戶間存在一定的差異，因此接口及協議無法一致。我國鐵路運輸采用的接口類型和作用如表1所示。

表1 鐵路業務接口類型

2 互聯方案

為了保證不同類型接口和互聯網之間順利通信，需要使用轉接線、協議轉換器等相關設備，常見的轉換器件類型包括無源轉換器件和有源轉換器件。

2.1 無源轉換器件

通常情況下，無源轉換器件主要應用于物理接口領域，不適用于協議轉換領域。無源轉換器件的選用需要結合用戶接口的實際情況進行選取，具體連接如圖1所示。

圖1 無源轉換器件連接示意圖

2.2 有源轉換器件

有源轉換器件主要用在需要進行協議轉換或是光電轉換的領域，根據適用范圍的不同分為協議轉換器和光電轉換設備[2]。

協議轉換器可以有效確保用戶協議和承載網協議間的交互性，不再受傳輸距離的制約，目前常用的包括E1轉V.35和E1轉FE（e）等。

由于電信號傳輸過程中受到距離因素的影響較大，因此需要進行信號的轉化，將電信號轉化為對應的光信號，實現信號的遠距離傳輸和交互。常見的光電轉換設備主要包括以下兩類：一是無需通過編碼，設備的作用僅為光電轉換，常見的包括光纖收發器等；二是需要在信號轉換過程中進行復用和解復用，常見的包括光端機等。

為了確保設備在使用過程中能夠同時承載不同的電信號，有源轉換器件通常需要配套使用[3]。有源轉換器件具體連接關系如圖2所示。

圖2 有源轉換器件連接示意圖

常見轉換設備的協議類型、接口類型以及應用場合如表2所示。

表2 鐵路業務接口轉換應用場景

實際使用過程中，光信號具有較為穩定等優勢，不論傳輸距離如何，絕大多數企業仍然傾向于使用光電轉換設備，避免電路出現誤碼現象。例如，中國鐵路沈陽局集團管轄的部分車站中，機房之間的信號通信均采用光端機將E1電信號轉化為對應的光信號，再由光纜進行光信號的傳輸，在信號到達機房后將光信號轉化為E1電信號，從而實現由電到光再到電的轉換，顯著降低了電路誤碼現象發生的概率，提高了行車業務的通信效率[4]。使用有源轉換器件時，需要確保接口類型和協議的匹配性以及選用設備的準確性和可靠性，如果考慮因素不夠全面，則很有可能導致協議互通功能難以實現[5]。

3 發展方向

目前，鐵路領域的發展方向為接口適用性逐漸統一、互聯程序逐漸簡化等。隨著用戶設備的不斷發展和優化，接口的傳輸效率也得到了顯著提升。當前用戶設備和承載網之間使用以太網協議的RJ45和LC/ SC接口進行互聯，可以降低運行過程中的各項干擾，確保接口運行的穩定性，降低設備運行過程中發生故障的概率。除此之外，設備的統一還使維護修理的過程更加便捷，能夠有效降低經濟成本并提升修理效率。

對于通過路由器自建組網的用戶，設備優化完畢后需要通過以太網協議實現接口互聯，用戶路由器借助接口和對應的通信設備進行連接，從而實現遠距離通信的目的[6]。對于沒有自建網絡的用戶，一般會采用供電專業業務，如電力遠動等[7]。對于常見的區間業務而言，通常采用交換機、終端設備與以太網接口相連接的方式實現信息和數據的傳輸。用戶可以借助承載網絡滿足自身的功能需求，該狀態下承載網絡的作用等價于交換機，可以使與之相連的各個設備實現互聯[8]。如果用戶使用的設備均采用太網協議，則數據傳輸通信過程中無需再進行協議轉換[9,10]。

4 結 論

協議轉換器的主要作用是將差異性的用戶設備協議統一轉化為E1協議，借助傳輸設備降低距離對信息通信產生的影響。相較于鐵路通信承載網來說，協議轉換器和光電轉換很容易發生故障，屬于鐵路通信改革和創新的過渡性設備。近年來，我國多數用戶都在使用以太網，協議轉換器和光電轉換設備正在逐步被市場淘汰，用戶設備借助以太網光口或電口能夠更好地和通信承載網相連接，從而達成遠距離通信的目標。