长距离应答器信息传输系统的制作方法

本发明涉及一种应答器信息传输单元和一种新型应答器。

背景技术：

目前市场上的地面电子单元(以下简称LEU)与有源应答器之间的传输距离不超过2500米，如图1所示。LEU作为应答器传输系统的一部分，安装在车站机械室内，通过C接口向轨旁有源应答器发送对应的报文数据。受限于电气性能，业内标准要求LEU与有源应答器之间的C接口传输距离的指标为2500米。

当面对传输距离超过2500米的应用需求时，通常会采用将LEU安置到轨旁进行户外安装的方式，缩短LEU与应答器之间的距离，如图2所示。但此方案有诸多缺点：

从可靠性角度考虑，LEU如果安装在户外轨旁，那将面临室外高低温、雷电、EMC等恶劣环境的严酷考验，对产品可靠性设计要求非常高，而且会导致产品加速老化。安装在室内的LEU就不存在这么恶劣的环境，不但可以降低设计难度，而且可靠性和寿命都会好得多；

从可维护性角度考虑，轨旁安装LEU的现场维护和故障检修需要操作人员行进至LEU旁才可以操作，距离越远操作难度越大。而室内LEU的维护和故障检修只需要在机械室内即可操作；

从施工角度考虑，轨旁安装LEU需要额外设置较高防护等级机壳或者机箱用以容纳LEU主机，需要较大的安装空间和严格的安装工艺，施工难度大、成本高。而室内LEU只需要安装在机械室内的标准机柜里即可，无需单独考虑防护和安装空间问题。

技术实现要素：

本发明提供一种长距离应答器信息传输系统的实现方案以解决上述问题，所述长距离应答器信息传输系统，包括光纤传输单元、光纤应答器，其中所述光纤应答器可以使用既有有源应答器的壳体并封装起来，防护等级和安装方式与既有有源应答器一致；

所述光纤传输单元与既有LEU相比，不包含C接口功放板，而是由光纤驱动板取代，其余板卡可以相同；

该光纤驱动板上包含有多个光纤传输模块，其数据输出接口为光纤，并连接至多个所述光纤应答器，该光纤驱动板接收来自于所述光纤传输单元上逻辑板的报文数据，通过多个所述光纤传输模块传输至对应的光纤应答器；

所述光纤应答器具有光纤接口，接收来自于所述光纤传输单元的光信号，转换为FSK信号之后通过A1接口发射出去。

本方案可以有效地将应答器信息的传输距离提高到最大40千米，并且不会增加可靠性、可维护性和施工方面的问题。

附图说明

图1为既有LEU的示意图；

图2为通常的长距离传输LEU方案的示意图；

图3为本发明的轨旁信号机取电方案示意图；

图4为本发明的长距离传输系统的架构原理图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明的长距离传输系统方案包括设计一种长距离应答器信息光纤传输单元(以下简称光纤传输单元)和长距离光纤传输应答器(以下简称光纤应答器)。将光纤传输单元安装在机械室内，将从S接口获取的应答器信息通过光纤进行长距离传输给安装在铁轨中间的光纤应答器，传输距离可以达到40千米。

本申请的长距离传输系统包括光纤传输单元、光纤应答器；

光纤传输单元：与既有LEU的安装方式一样，安装在机械室内的机柜里。光纤传输单元与既有LEU相比，不包含C接口功放板，而是由光纤驱动板取代，其余板卡可以相同(包括电源板及既有LEU的供电方式)；而。光纤驱动板上包含有多个光纤传输模块，其数据输出接口为光纤，连接至光纤应答器；

光纤应答器：与既有的有源应答器具备的C接口不同，该应答器具有的是光纤接口，接收来自于光纤传输单元的光信号，转换为FSK信号之后通过A1接口发射出去。光纤应答器可以使用既有有源应答器的壳体并封装起来，因此防护等级和安装方式与既有有源应答器一致。电源接口可以是从轨旁信号机取220V交流电(如图3)，也可以是从轨旁机房取220V交流电或者电源屏的24V直流电。

本方案涉及的长距离应答器信息传输系统其架构原理可见图4。传输系统包括：

光纤传输单元：与既有的LEU相比，光纤传输单元不包含4块应答器C接口功放板，取而代之的是n块(n≥1，典型值是1-4)光纤驱动板。每一块光纤驱动板上可以集合m个(m≥1，典型值为1-4)光纤传输模块，每一个光纤传输模块通过光纤连接到一个光纤应答器上。整套该光纤传输单元可以连接p(p＝n*m，典型值为16)个光纤应答器。光纤传输单元的剩余部分硬件与既有LEU相同；其中，

光纤驱动板：光纤驱动板接收来自于光纤传输单元上逻辑板的报文数据，通过光纤传输模块传输至光纤应答器；

光纤传输模块：此模块为双向传输模块，一方面将报文数据的电信号进行光电转换为光信号，通过光纤(传输距离小于40千米)传输给光纤应答器，另一方面也接收来自于光纤应答器的自检信息码。

光纤应答器：满足既有应答器A接口条件(即空气接口，包括A1和A4接口)，并与既有的有源应答器一样封装在防护性能很好的壳体内，接收光纤传输过来的信号并编码成符合A1接口条件的FSK信号，当接收到A4接口能量时将FSK信号通过A1接口发射出去，并且将自身状态信息再通过光纤传输模块发回给光纤传输单元，使光纤传输单元能够实时掌握光纤应答器的工作状态。

光纤应答器包含电源模块、光纤传输模块、FPGA处理器、FSK驱动器、A1接口电路、A4接口电路六个部分；其中，

电源模块：外部供电接口，采用轨旁常见的220V交流或者电源屏24V直流供电(但不仅限于这两种电源)，具体视现场施工条件而定。电源模块将外部输入电源转换为低压直流电(典型值为3.3VDC)供给光纤传输模块、FPGA处理器和FSK驱动器使用；

光纤传输模块：与光纤传输单元内的光纤传输模块型号一致，为双向传输模块，一方面接收通过光纤传来的光信号，并进行光电转换为电信号传输给FPGA处理器，另一方面将FPGA处理器生成的状态信息码发送给光纤传输单元；

FPGA处理器：接收光纤传输模块的信号，进行编码处理，转换为包含报文数据的FSK信号，并生成状态信息码；

FSK驱动器：将包含报文数据的FSK信号进行功率放大，输出给A1接口电路；

A1接口电路：包括A1接口发射天线，将FSK驱动器发来的FSK信号发射出去；

A4接口电路：包括A4接口接收天线，接收来自于BTM的A4接口信号，一方面生成时钟供给FPGA处理器使用，另一方面生成A1接口的触发信号，控制A1接口电路工作；

替代地，本方案还包括一种从轨旁信号机取电的实施方案，如图3所示。

本发明的有益效果在于：

实现应答器信息的长距离传输，最长能达到40千米；

光纤传输单元安装在室内，有良好的工作环境。而且大部分部件与既有LEU通用，因此能减少LEU维护周期和故障率，提高产品可靠性，降低维护成本；

光纤应答器与既有有源应答器外壳和封装工艺一致，防护等级和安装方式与既有有源应答器一致，因此现场安装和维护便捷，施工和后期维护成本低廉；

每台光纤传输单元可以连接更多的光纤应答器，例如每一块光纤驱动板包含4个光纤驱动模块，则每台长距离光纤传输单元可以连接16台光纤应答器。对比既有LEU只能连接4台有源应答器，其效率和性能有了很大提高。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。