转辙机工况监测应用场景
道岔是铁路电务和工务结合部位，道岔综合监测中的缺口/直推力/机箱盖视觉等都属于电务监测范畴，道岔的物理状态包括；尖轨爬行，密贴，主轨位移形变等是道岔区域工务维护最核心区域，直接关系到养护周期和行车安全，机械状态的监测有多种传感器进行尝试和摸索，目前最直观有效的还是雷达+视觉，通过投射在基本轨或尖轨的雷达波在位移量+视觉分析算法给于量化，这种采集数据分析的方式对数据带宽和稳定性要求很高，不是低速电力线载波或无线传输能承载。
我们基于首京地铁项目提供两种稳定可靠的传输方案：工业PON组网，光交换机+BPLC组网：
工业PON组网：
如下图，该组网PON ONU设备依靠一根网线提供以太网+直流供电，需要施工预埋网线。
图一：PON 组网拓朴图
工业PON有足够带宽应对多业务接入和多监测网络的融合，但是光纤不能折弯只适合沿主轨铺设，过轨成本高，我们的PON ONU终端支持多个以太网电口，方案连接不同的接入设备如传感器，解决用户最后100米内通信接入痛点，提升PON承载网的利用率。
我们的PON OLT局端支持上行多个SFP光口和RJ45电口，其中SFP光口可以插入光模块，通过光纤能连接远至20km外的另一个站场，这样，可以把铁路沿线各站的道岔工况数据信息共享和更新。
图二：Multi-PON 组网拓朴图
组网逻辑
这是目前应用最广泛的标准工业PON组网方案，架构逻辑清晰：在车站机房部署PON OLT（光线路局端），作为整个监测网络的核心汇聚节点；沿铁路线铺设主干光纤，在每个道岔监测点部署分光器连接多网口ONU（光网络终端），传感器、采集设备通过以太网接口接入ONU，数据汇聚后经光纤上传到OLT，再通过OLT的上行接口上传至铁路局/站段的监测中心。站与站之间则可通过OLT的1G标准光口实现互联，汇总跨站的道岔工况数据。
适配优势
1. 点对多点的架构天然适配道岔沿线路分散布置的特点，一根主干光纤可承载数十个道岔监测节点，节约光纤资源；
2. 使用定制的分光器，它的不对称分光比确保主光纤连路能保持高光功率，能够连接更多和更远距离的节点终端；
3. PON ONU终端配备多个以太网电口，方便连接不同的接入设备如传感器，解决用户最后100米内通信接入痛点，提升PON承载网的利用率
4. 工业级PON设备支持宽温、防潮、抗振动，可以适应铁路室外复杂环境，长期运行稳定性好；
5. 100Mbps的带宽可以满足单个监测点多源数据、甚至高清图像的传输需求，扩展性强。
工业光交换机 + 载波混合组网方案
除了工业PON（OLT+多网口ONU）的全光组网方案，我司也提供了另一个「光纤主干+BPLC接入」的混合组网方案，该组网利用预埋的铜线将以太网数据和供电AC/220V实现短距离同传，优点是无需另外施工，它的网络结构如下图所示:
图三：光交换机 + BPLC混合组网拓朴图
组网逻辑
在车站机房部署工业光交换机，在站场内部铺设光纤网络，按区域组成环形或树形拓扑；每个道岔监测设备箱配置光(终端)+电力线载波中继器，以电力线连接载波终端，数据采集，所有传感器、采集模块通过网线接入终端，上传至中继，再通过光纤连接到光交换机，汇聚后上传至监测平台。
· 主干段：从机房到站场轨旁设备箱，采用光纤+工业光交换机传输，保障主干传输的高带宽、高稳定性；
· 接入段：通过中继器完成光电转换，将数据信号转为电力线载波信号，从设备箱到各个道岔采集节点，复用道岔既有的2芯电力线完成最后几百米的数据传输，电力线同时为采集传感器供电。
适配优势
1. 解决电缆芯线不足的痛点：不需要额外铺设通信线缆，直接复用道岔已有的供电电力线传输数据，仅占用极少的主干光纤资源，对于现有站场改造没有备用芯线，是成本最低、可实施性最高的方案。
2. 兼顾稳定性与成本：主干传输采用光交换机网络，避开了全PLC组网全程受电力线干扰的问题，传输稳定性远优于纯PLC组网；而最后500米复用电力线，成本比全光纤到节点低很多，平衡了性能与投资。
3. 组网灵活适配分散节点：道岔节点分散在站场各处，一个光交换中继节点可以通过PLC接入十数组道岔，不需要为每个节点单独拉光纤，组网扩展性好，新增监测节点只需要在电力线上叠加新的采集模块即可，适配站场逐步升级改造的需求。
- 工业光通信技术的低延时，高实时性传输能确保信息数据能第一时间传输，各方收发信息数据不会因时间误差产生错误，支持更多定制化的网络配置，适合需要低延迟数据传输的特殊监测场景；
- 光网络可根据业务类型分配带宽资源，标准的硬件通信接口，接入权限，访问控制和带宽分配支持网络集中管理;
- 工业 PON采用无缘分光器接入，节点设备的损坏和更换不影响网络其它节点运行，一路光纤最大可支持 128 个终端/中继设备，组网节省光纤资源，网络拓扑越大成本越低;
- 工业 PON 技术高可靠性可以满足 A / A+可靠性业务等级；
- 光交换机组网架构简单，集成度高，运维难度低，对于中小站场、道岔数量不多的场景，部署更灵活。
两种方案都依托光纤通信的天然优势，完全匹配当代道岔全工况监测对带宽和可靠性的要求，已经成为干线铁路和高铁线路道岔监测的主流通信方案。