直流远供技术在铁路通信系统中的应用

2024-8-20 15:55| 发布者: 宇雅| 查看: 6395| 评论: 0

摘要: 点击上方“蓝字”关注我们吧~直流远供技术在铁路通信系统中的应用詹秀峰（北京中铁建电气化设计研究院有限公司，北京 100043)摘要：随着铁路通信网的发展，铁路区间通信设备需要安全可靠的不间断电源，以便保证其正 ...

詹秀峰

（北京中铁建电气化设计研究院有限公司，北京 100043)

摘要：随着铁路通信网的发展，铁路区间通信设备需要安全可靠的不间断电源，以便保证其正常运行。介绍直流远供电源系统构成，并结合铁路工程，介绍直流远供的具体应用方案。

关键词：直流远供；铁路通信系统；通信电源

Abstract: With the development of railway communication networks, communication equipment in railway sections should be equipped with safe and reliable uninterruptible power supply, in order to ensure its normal operation. This paper introduces the structure of DC remote power supply system for railways, as well as the application scheme combined with specific railway engineering.

Keywords: DC remote supply; railway communication system; communication power supply

DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2017.01.0025

随着我国铁路快速发展，铁路通信业务的需求量急剧增加。这使得铁路通信网得到快速、系统的发展和建设。各种新兴通信技术（如移动通信技术、视频监控技术及PON技术等），在铁路通信系统中逐步推广应用，使铁路通信设备向小型化、智能化和室外一体化方向发展。在铁路沿线的山区区段、无电力贯通线及市电供电不便的特殊铁路区间，采用直流远供电源技术解决铁路区间通信设备供电问题，是解决铁路区间通信电源的高效、经济、可行的方案之一。

1 直流远供系统概述

1.1 系统构成

直流远供电源系统主要由远供局端设备、远供远端设备和输送线缆组成。局端设备将机房内稳定的电能通过光电复合电缆、双绞线缆或电力线缆超低损耗的输送至远端，为远端通信设备提供7×24 h稳定可靠的电源。远端设备由电源分配箱或降压适配器等组成，在远端有多个设备时，电源分配箱具有分路配电和保护及防雷的功能。

1.2 工作原理

直流远供电源系统工作原理是将局端的-DC48 V高频开关基础电源，经局端设备升压、隔离、保护处理为悬浮的DC280V/DC380 V（可调范围DC240 V～DC380 V）。经金属线路输送至远端，再经远端设备变压至负载通信设备所需的标准输入电压，为远端通信设备（负载）供电，远端通信设备输入电压可为-DC48 V或AC220 V。直流远供电源系统原理如图1所示。

1.3 系统特点

直流远供电源系统是可靠的电信级供电系统，通常用于无市电、不易拉到市电或市电不稳定的区域供电，适用于供电要求高但用电量不大的应用需求场景。相对于常规的供电系统，直流远供电源系统有以下优点：供电稳定，不受市电影响；安全性高，减少雷击的可能性；远端无蓄电池，简化维护工作；集中监控，便于管理；组网灵活，应用广泛；设备单一，减少故障点；便于安装、施工，降低建设成本和运维成本，进而降低工程投资。

直流远供电源系统属于准不间断电源，可以充分利用既有机房供电资源，占用空间小，供电设备紧凑；直流远供电源系统为远程、集中分布式供电，适宜各种低功耗、室外型设备的供电和管理，大大降低远端机房建设投资，且可免除远端机房的空调高能耗。

1.4 功能要求

《通信用直流远供电源系统》（YD/T1817-2008）对通信用直流远供电源系统提出明确功能要求，主要内容如下：

1）局端设备使用温度-5℃～+40 ℃，相对湿度≦90％；远端设备使用温度-40℃～+45 ℃，相对湿度≦90％；

2）输入电压DC48 V，输入超限关闭输出；

3）线—地漏电保护，故障发生2 s，线—地电流不超过25 mA，线—线电流不超过60 mA；

4）开路保护功能，当局端设备和远端设备连接线路断开时，能停止输出高压，并能上报监控主机；

5）具备监控功能；

6）具有雷击浪涌防护功能等。

1.5 组网方式

直流远供电源系统按远端负载（通信）设备的安装场景和用电量需求的不同，局端设备和远端设备之间采用组网方式，包括点对点方式、星形方式和链形方式。根据工程现场的实际情况，还可以采用混合组网方式，组网运用灵活。

1.5.1 点对点方式

直流远供单个负载设备，采用单个局端设备对单个远端设备的点对点方式。具体组网结构示意如图2所示。

1.5.2 星形方式

直流远供多个负载设备，采用单个局端设备对多个远端设备的星形方式。具体组网结构示意如图3所示。

1.5.3 链形方式

直流远供多个负载设备，采用单个局端设备对多个远端设备的链形方式。具体组网结构示意如图4所示。

2 直流远供技术的应用

铁路通信服务于铁路沿线，呈带状结构。铁路车站通常具备良好的供电条件，铁路线路区间的供电条件，则差异较大，对于高等级铁路沿线设有电力贯通线，获得供电条件相对较容易，但也需要增加电力设备；对于低等级的铁路，铁路沿线则无电力贯通线。但随着铁路通信光纤化、铁路区间通信无线化的进程，铁路区间电缆在逐步淘汰，而铁路区间仍然需要通信服务，这种情况下，直流远供技术应用于铁路区间通信设备，如数字光纤直放站、射频拉远单元RRU、接入网ONU和视频监控采集点摄像机等低功耗、小型室外设备，解决其供电问题，就成为一个可行的解决方案。

2.1 在GSM-R系统中的应用

目前，铁路无线通信正在将传统的450 MHz无线列调系统改造成GSM-R系统，以解决铁路运输生产指挥对无线通信的语音、数据业务需求。在既有线GSM-R系统建设工程中，如果区间通信设备分布式基站的射频拉远单元RRU或数字光纤直放站远端机DRU设置在市电取电困难、无电力贯通线的特殊地带，那么其供电方式宜采用直流远供电源代替一般的UPS电源。以某铁路支线为例，该支线位于丘陵、山区地段，沿线隧道多，又无电力贯通线，在无线通信改造工程中，该线GSM-R系统区间设备采用直流远供电源供电，在车站通信机房设置局端设备，取电于-48 V高频开关电源，高压远供给区间设备。

该铁路支线A至B至C两个铁路区间，在A、B、C车站通信机房设置局端设备，区间RRU或DRU处设置远端设备，通过远供电缆连接局端和远端设备。区间每个RRU或DRU可从其两边相邻车站局端设备取电，实现双端远供。具体如图5所示。

2.2 在铁路综合接入系统中的应用

铁路各业务部门多、地点分散，在实现光纤到班组、车间的基础网建设中，随着GPON、EPON技术应用到铁路综合业务接入系统，PON的ONU设备可采用直流远供供电，保证ONU设备电源稳定、可靠和不间断，示意如图6所示。

2.3 在铁路视频监控系统中的应用

铁路视频监控的建设实现多层次、多用户对铁路重点线路和重点区域的视频监控。在区间道岔的摄像机可采用直流远供供电，解决当地取电难、成本高的问题，示意如图7所示。

直流远供电源系统在上述铁路通信系统中应用，工程建设时有两点建议：一是除从车站机房给远端设备供电外，还需从车站机房新敷设短段光缆为远端设备提供传输通道。结合电能通道和信号传输通道，建议远供缆采用光电复合缆来解决二次布线问题。并根据远端设备的功耗和距离长度，合理选择线缆型号。二是设置一套网管设备，对直流远供设备进行管理和监控，网管系统及设备自身具备各种故障告警、消警状态显示及相应正常工作状态显示。

3 结束语

直流远供技术应用到铁路通信系统中，即从车站通信机房取电，满足铁路区间通信设备的远程供电需求。铁路直流远供系统具有安全性好、集中监控和管理、便于维护的特点，解决了铁路沿线特殊地段的供电难题，降低了供电投资，提高了铁路通信网运行质量和运行安全，以及加快了铁路通信网的建设和发展。

参考文献

[1]中华人民共和国工业和信息化部．YD/T 1817-2008 通信设备用直流远供电源系统[S].北京：北京邮电大学出版社，2008.

[2]徐文杰.直流远供电源在通信系统的应用[J].电源世界，2012（10）：54-56．

[3]王同俊，陈刚.直流远供技术应用探讨[J].通信与信息技术，2013（2）：60-63．

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