铁路通信承载网常用接口协议转换技术研究

吕志超

（中国铁路沈阳局集团有限公司锦州电务段，辽宁 锦州 121000）

0 引 言

随铁路通信技术的进步和发展，相关设备也逐渐实现了优化升级，铁路承载网络也逐渐发展为数据通信网。数据通信网和传输网之间的有机结合能够提升现有的数据传输效率，同时提高铁路通信的质量和效率。但是由于设备的升级和技术的转变使得接口出现变化，因此用户在接口接入过程中可能会产生相应的问题。

1 现状分析

通常来说，技术更新会采用向下兼容的方式，即对技术的创新必须能够兼容旧技术[1]。不同设备间的接口和协议存在明显差异，绝大多数新设备和旧设备之间具有一定的兼容性，但是部分情况下二者通信过程中会存在一定阻碍。随着通信技术的不断发展，设备的使用周期也在逐渐缩短。考虑到铁路设备较为特殊，对于通信技术的稳定性要求非常高，但同时其对于通信传输速度要求则一般。铁路系统要在满足安全性的前提下才能开展技术改革和创新，相对于其他行业而言有着更长的技术更新周期，接口和协议的向下兼容难以达成。此外，铁路系统中的用户设备接口及协议也存在一定的不同。在铁路运输过程中，铁路通信网络是承载网络，可以根据不同需求来设置组网。由于用户间存在一定的差异，因此接口及协议无法一致。我国铁路运输采用的接口类型和作用如表1所示。

表1 铁路业务接口类型

2 互联方案

为了保证不同类型接口和互联网之间顺利通信，需要使用转接线、协议转换器等相关设备，常见的转换器件类型包括无源转换器件和有源转换器件。

2.1 无源转换器件

通常情况下，无源转换器件主要应用于物理接口领域，不适用于协议转换领域。无源转换器件的选用需要结合用户接口的实际情况进行选取，具体连接如图1所示。

图1 无源转换器件连接示意图

2.2 有源转换器件

有源转换器件主要用在需要进行协议转换或是光电转换的领域，根据适用范围的不同分为协议转换器和光电转换设备[2]。

协议转换器可以有效确保用户协议和承载网协议间的交互性，不再受传输距离的制约，目前常用的包括E1转V.35和E1转FE（e）等。

由于电信号传输过程中受到距离因素的影响较大，因此需要进行信号的转化，将电信号转化为对应的光信号，实现信号的远距离传输和交互。常见的光电转换设备主要包括以下两类：一是无需通过编码，设备的作用仅为光电转换，常见的包括光纤收发器等；二是需要在信号转换过程中进行复用和解复用，常见的包括光端机等。

为了确保设备在使用过程中能够同时承载不同的电信号，有源转换器件通常需要配套使用[3]。有源转换器件具体连接关系如图2所示。

图2 有源转换器件连接示意图

常见转换设备的协议类型、接口类型以及应用场合如表2所示。

表2 铁路业务接口转换应用场景

实际使用过程中，光信号具有较为稳定等优势，不论传输距离如何，绝大多数企业仍然倾向于使用光电转换设备，避免电路出现误码现象。例如，中国铁路沈阳局集团管辖的部分车站中，机房之间的信号通信均采用光端机将E1电信号转化为对应的光信号，再由光缆进行光信号的传输，在信号到达机房后将光信号转化为E1电信号，从而实现由电到光再到电的转换，显著降低了电路误码现象发生的概率，提高了行车业务的通信效率[4]。使用有源转换器件时，需要确保接口类型和协议的匹配性以及选用设备的准确性和可靠性，如果考虑因素不够全面，则很有可能导致协议互通功能难以实现[5]。

3 发展方向

目前，铁路领域的发展方向为接口适用性逐渐统一、互联程序逐渐简化等。随着用户设备的不断发展和优化，接口的传输效率也得到了显著提升。当前用户设备和承载网之间使用以太网协议的RJ45和LC/ SC接口进行互联，可以降低运行过程中的各项干扰，确保接口运行的稳定性，降低设备运行过程中发生故障的概率。除此之外，设备的统一还使维护修理的过程更加便捷，能够有效降低经济成本并提升修理效率。

对于通过路由器自建组网的用户，设备优化完毕后需要通过以太网协议实现接口互联，用户路由器借助接口和对应的通信设备进行连接，从而实现远距离通信的目的[6]。对于没有自建网络的用户，一般会采用供电专业业务，如电力远动等[7]。对于常见的区间业务而言，通常采用交换机、终端设备与以太网接口相连接的方式实现信息和数据的传输。用户可以借助承载网络满足自身的功能需求，该状态下承载网络的作用等价于交换机，可以使与之相连的各个设备实现互联[8]。如果用户使用的设备均采用太网协议，则数据传输通信过程中无需再进行协议转换[9,10]。

4 结 论

协议转换器的主要作用是将差异性的用户设备协议统一转化为E1协议，借助传输设备降低距离对信息通信产生的影响。相较于铁路通信承载网来说，协议转换器和光电转换很容易发生故障，属于铁路通信改革和创新的过渡性设备。近年来，我国多数用户都在使用以太网，协议转换器和光电转换设备正在逐步被市场淘汰，用户设备借助以太网光口或电口能够更好地和通信承载网相连接，从而达成远距离通信的目标。