[放眼未來]光纖在軌道列車控制與資訊應用趨勢

1 月 22, 2024 | FO光纖, 鐵道

列車系統設計將光纖納入軌道列車的控制與資訊應用中已有越來越多的趨勢,為何將光纖取代銅絞線。

無電磁干擾(EMI)
光纖利用光來傳輸,因沒有電壓、電流的問題,故沒有電磁干擾的問題,這優勢大大提高數據傳輸的可靠性(即使在較低比特率),很明顯光纖的比特誤碼率比一般銅絞線低得多。
更低的衰減&更長的距離&更輕的重量
銅絞線因為銅導體會有能量的損耗,為了維持訊號準確性,一般雙絞線有100m的限制,高衰減對於可靠度有一定的限制,2台交換機之間長距離的應用環境(如列車控制系統,或因某中繼部分系統故障而可繞過),光纖可輕鬆勝任。
光纖不是銅雙絞線,故不會有串擾的問題:高的回波損耗(R.L.)的反射信號進入電纜會是一個干擾源,故需要盡可能降低R.L.-值。而解捻後銅線水平進到連接器,例如Cat6/Cat7的方式限制了回波損耗值。
光纖的重量也較銅絞線輕,系統重量減輕,列車有更大的乘載量與減省能量消耗,光纖的柔軟更容易的佈建於列車上。

更高的頻寬&更低的成本
光纖與銅絞線其頻寬是百倍的成長,列車系統數位化控制與資訊也日新月異,需求的頻寬也呈爆炸性成長,系統的更新,不須重新更換佈線。
跳線的壽命:傳統的雙絞線資訊跳線,因為列車間的相對運動而導致應力的拉扯,造成屏蔽(screening)受損,該跳線的壽命限制主要於此,光纖沒有屏蔽(screening)的部分,故其壽命更能延長,成本也相對降低。
使用實績的經驗、檢修時間降低
今天所有可用在列車上的光纖部件(光纖披覆與組件架構、連接器、跳線解決方案、交換器等…),都根據鐵路標準(衝擊、振動、車輛間的運動週期、消防安全等…)設計;CAT 6和CAT 7跳線都沒有相關的實績經驗。
光纖在軌道車輛的應用產品已超過10年的歷史,利用過去的經驗與實績,不斷的優化與改進;而CAT 6和CAT 7現階段還未完全應於軌道系統中。
不會有雙絞線設置錯誤:若傳統雙絞線系統在最初佈建時有這樣的錯誤,如何找到,一個接一個測試它們……?根據一個主要的軌道運營商他表示說:在試車過程中異常有99%為交付的列車雙絞線錯誤,當試圖找到錯誤浪費了非常多的時間與人力。
光纖有易於驗證的網絡性能(實體層驗證):使用高分辨率光時域反射儀(OTDR),在幾秒鐘內插入損耗和回波損耗方面的一個完整的鏈接檢查。只需將連接點段開1m空間,也方便進行故障排除。
產品意象提升,光纖是創新未來
舊式列車硬體設備不需大量控制與資訊,科技工藝的演進與安全技術的提升,新式列車在軟硬體均大幅的改變,從列車本身安全與性能的監控、列車與行控中心數據聯繫、乘客的通訊數據需求等,資訊匯流已越發龐大,光纖是不可或缺的一環。

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