轉轍機工況監測應用場景
道岔是鐵路電務和工務結合部位，道岔綜合監測中的缺口/直推力/機箱蓋視覺等都屬于電務監測范疇，道岔的物理狀態包括；尖軌爬行，密貼，主軌位移形變等是道岔區域工務維護最核心區域，直接關系到養護周期和行車安全，機械狀態的監測有多種傳感器進行嘗試和摸索，目前最直觀有效的還是雷達+視覺，通過投射在基本軌或尖軌的雷達波在位移量+視覺分析算法給于量化，這種采集數據分析的方式對數據帶寬和穩定性要求很高，不是低速電力線載波或無線傳輸能承載。
我們基于首京地鐵項目提供兩種穩定可靠的傳輸方案：工業PON組網，光交換機+BPLC組網：
工業PON組網：
如下圖，該組網PON ONU設備依靠一根網線提供以太網+直流供電，需要施工預埋網線。
圖一：PON 組網拓樸圖
工業PON有足夠帶寬應對多業務接入和多監測網絡的融合，但是光纖不能折彎只適合沿主軌鋪設，過軌成本高，我們的PON ONU終端支持多個以太網電口，方案連接不同的接入設備如傳感器，解決用戶最后100米內通信接入痛點，提升PON承載網的利用率。
我們的PON OLT局端支持上行多個SFP光口和RJ45電口，其中SFP光口可以插入光模塊，通過光纖能連接遠至20km外的另一個站場，這樣，可以把鐵路沿線各站的道岔工況數據信息共享和更新。
圖二：Multi-PON 組網拓樸圖
組網邏輯
這是目前應用最廣泛的標準工業PON組網方案，架構邏輯清晰：在車站機房部署PON OLT（光線路局端），作為整個監測網絡的核心匯聚節點；沿鐵路線鋪設主干光纖，在每個道岔監測點部署分光器連接多網口ONU（光網絡終端），傳感器、采集設備通過以太網接口接入ONU，數據匯聚后經光纖上傳到OLT，再通過OLT的上行接口上傳至鐵路局/站段的監測中心。站與站之間則可通過OLT的1G標準光口實現互聯，匯總跨站的道岔工況數據。
適配優勢
1. 點對多點的架構天然適配道岔沿線路分散布置的特點，一根主干光纖可承載數十個道岔監測節點，節約光纖資源；
2. 使用定制的分光器，它的不對稱分光比確保主光纖連路能保持高光功率，能夠連接更多和更遠距離的節點終端；
3. PON ONU終端配備多個以太網電口，方便連接不同的接入設備如傳感器，解決用戶最后100米內通信接入痛點，提升PON承載網的利用率
4. 工業級PON設備支持寬溫、防潮、抗振動，可以適應鐵路室外復雜環境，長期運行穩定性好；
5. 100Mbps的帶寬可以滿足單個監測點多源數據、甚至高清圖像的傳輸需求，擴展性強。
工業光交換機 + 載波混合組網方案
除了工業PON（OLT+多網口ONU）的全光組網方案，我司也提供了另一個「光纖主干+BPLC接入」的混合組網方案，該組網利用預埋的銅線將以太網數據和供電AC/220V實現短距離同傳，優點是無需另外施工，它的網絡結構如下圖所示:
圖三：光交換機 + BPLC混合組網拓樸圖
組網邏輯
在車站機房部署工業光交換機，在站場內部鋪設光纖網絡，按區域組成環形或樹形拓撲；每個道岔監測設備箱配置光(終端)+電力線載波中繼器，以電力線連接載波終端，數據采集，所有傳感器、采集模塊通過網線接入終端，上傳至中繼，再通過光纖連接到光交換機，匯聚后上傳至監測平臺。
· 主干段：從機房到站場軌旁設備箱，采用光纖+工業光交換機傳輸，保障主干傳輸的高帶寬、高穩定性；
· 接入段：通過中繼器完成光電轉換，將數據信號轉為電力線載波信號，從設備箱到各個道岔采集節點，復用道岔既有的2芯電力線完成最后幾百米的數據傳輸，電力線同時為采集傳感器供電。
適配優勢
1. 解決電纜芯線不足的痛點：不需要額外鋪設通信線纜，直接復用道岔已有的供電電力線傳輸數據，僅占用極少的主干光纖資源，對于現有站場改造沒有備用芯線，是成本最低、可實施性最高的方案。
2. 兼顧穩定性與成本：主干傳輸采用光交換機網絡，避開了全PLC組網全程受電力線干擾的問題，傳輸穩定性遠優于純PLC組網；而最后500米復用電力線，成本比全光纖到節點低很多，平衡了性能與投資。
3. 組網靈活適配分散節點：道岔節點分散在站場各處，一個光交換中繼節點可以通過PLC接入十數組道岔，不需要為每個節點單獨拉光纖，組網擴展性好，新增監測節點只需要在電力線上疊加新的采集模塊即可，適配站場逐步升級改造的需求。
- 工業光通信技術的低延時，高實時性傳輸能確保信息數據能第一時間傳輸，各方收發信息數據不會因時間誤差產生錯誤，支持更多定制化的網絡配置，適合需要低延遲數據傳輸的特殊監測場景；
- 光網絡可根據業務類型分配帶寬資源，標準的硬件通信接口，接入權限，訪問控制和帶寬分配支持網絡集中管理;
- 工業 PON采用無緣分光器接入，節點設備的損壞和更換不影響網絡其它節點運行，一路光纖最大可支持 128 個終端/中繼設備，組網節省光纖資源，網絡拓撲越大成本越低;
- 工業 PON 技術高可靠性可以滿足 A / A+可靠性業務等級；
- 光交換機組網架構簡單，集成度高，運維難度低，對于中小站場、道岔數量不多的場景，部署更靈活。
兩種方案都依托光纖通信的天然優勢，完全匹配當代道岔全工況監測對帶寬和可靠性的要求，已經成為干線鐵路和高鐵線路道岔監測的主流通信方案。