光纤通讯技术在铁路通信系统中的应用及发展

光纤通讯技术在铁路通信系统中的应用及发展

梁长志

（黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司铁路运输部黑龙江鹤岗154100）

摘要：为了确保列车在运行过程中的平稳和安全，实现人机的高效控制，促进运输效率的有效提升，就需要以现在的通信技术为基础构建起一个技术先进且相对较为完善的铁路通信网，促进无线通信和有线传输在接入方式上的高效结合，从而实现铁路通信网的全面升级。光纤通信技术不仅有效提高了光纤通信效率，并且在各个领域的应用越来越广泛。论文从光纤通信技术的概述入手，分析了在铁路通信系统中运用光纤通信技术的优化策略。

关键词：光纤通讯技术；铁路通信系统；应用

光纤通信技术的发展使现代信息传播速度得到了进一步发展，也是通信技术的伟大发展。光纤技术的体改，使其应用范围也逐渐扩大，逐渐被社会中的各个领域所应用，而铁路通信就是其中一项重要的应用。铁路通信也逐渐走向智能化的发展道路。光纤通信技术的有效应用，能够帮助铁路系统逐渐完善，从而为铁路发展打好基础。

1光纤通信技术概述

光纤接入技术和波分复用技术是光纤通信技术的2种主要技术。光纤接入技术的主要任务是信息高速输送，其原理是使用宽带输送网向数百万户家庭高速传递信息。在宽带光纤传输中，传输方式具有多样化的特点，光纤到户和FTTCab（是宽带光接入网的典型应用类型之一）类型通常用在光纤不同位置的信息传输。此外，通过实施光纤到户的办法，可以实现数字接入，可以满足宽带用户的不同要求，提高用户对宽带的使用效率。波分复用技术可以为人们带来更多的带宽资源，并且可以有效整合发送端，将不相同的波长光载波通过接收端有效分割，同时不同的分波器需要负荷不同的载波信号。在目前的铁路通信系统中，波分复用技术得到了广泛的应用，其最大的优点在于可以根据不同的波长实现通信信号的传输，并且可以在不受电磁信号和天气情况的影响下有效提高信息传输速率。

2光纤技术特征

（1）光纤技术不会受到过多的电磁场干扰，整体抗性较好。并且，光纤技术在应用过程中多选用抗腐蚀性较好的石英材料，从而减少材料能耗，还可用于恶劣环境。

（2）多数石英光纤损耗都能被控制在20dB/km以下，长距离传输技术有效节约了成本，也减少传输工程的复杂程度。

（3）光纤技术的传导通信项目容量较大，且传输距离较远。单根传输宽带能达到20THz远远超过传统传导材料。

（4）光纤尺寸小，重量轻，铺设方便。

（5）光纤技术的原材料的使用可以降低金属铜等资源的浪费，为通信工程项目建设提高效率和节能降损的协同优化。

3铁路通信系统中的光纤通信技术

3.1PDH光纤通信

随着我国的铁路通信逐渐朝着智能化、宽带化、系统化、数字化的方向发展，光纤技术已经逐渐在铁路通信系统中普及开来。光纤通信技术在铁路通信系统中的应用主要是在二十世纪八十年代开始的，北京站到北京局之间在1982年首先建立了一段12km长的实验区域，建设了一条四芯多模短波长光纤，并开启了二次群系统。双线重载电气化大秦铁路则是设置了一个8芯单模光缆，二芯中设置了由34Mb/sPDH装备组成的干局线的通信系统，D/I及PCM和二芯配置8Mb/sPDH装置组成了沿线区段和沿线车站的通信电路，这也是我国首个长途干线数字光纤通信系统，使我国铁路通信网络逐渐从小同轴模拟输送模式转化为数字光纤通信的传输模式。然而由于我国还没有制定统一的PDH标准，同时存在有效的网络管理功能和复用结构复杂等缺点，从而使PDH越来越无法满足光纤通信的发展需求，在这种条件下，SDH也应运而生。

3.2无源光网络

无源光网络（PON）指的是光网络单元和光线路终端之间用于对光进行分配的网络，即光分配网络（ODN），没有任何的有源电子设备。无源光网络包括基于IP的光分配网络和基于ATM的无光源网络APON。就目前的实际发展情况来看，无源光网络是一项被社会和科学界重点研究和关注的技术，此项技术能对将雷电和电磁波对线路产生的影响降到最低，且促进系统可靠性的有效提升。在无源光网络中，光的分支点仅需要分支器，不需要任何的光缆，这可以在一定程度上促进成本和资源的有效节约，此外，无源光网络具有超快的搭建速度，可以对多拓扑结构进行有效且灵活的变更。

3.3SDH光纤通信技术

同步数字系列（SDH）光纤通信技术在数字传输中更加迅速，是数字通信技术领域的又一个新进展。使用时，光纤通信技术不仅可以充分实现数字通信信息的同步，还可以将信号固定在帧结构中。因此，SDH光纤通信的技术可以补偿光纤通信PDH技术中的不足，从而提高通信技术的整体设计水平。在实际使用过程中，SDH提升了接口标准和信号传输方面的技术。首先，SDH光纤通信技术在一定程度上简化了上部和下部网络的支路信号，确保了铁路信号的安全性和稳定性，提高通信技术的保护，并保证了新媒体在切断后的自动恢复功能；其次，故障发生时，可以及时联系制造商，及时提供故障反馈并接受相应专家的科学指导，尽快排除故障，恢复整个通信网络系统；同时可以利用光纤通信系统的优点充分保证通信网络传输的速度和稳定性，SDH光纤通信系统可以快速建立通信系统，并有效控制我国整个信息系统的传输速度，如在铁路中采用同步传输作为该铁路传输信号的方式，采用SDH2.5Gbit/s作为四芯光纤的安装材料，以对上层接入起到保护作用，从而保证网络通信技术更安全，并且运行传输系统实现了二芯合一，这种通信方式对铁路通信系统的建设有重要的意义。

3.4DWDM光纤通信

DWDM光纤通信技术主要是利用自身低消耗和贷款特性，将数个波长作充当载波，让所有的载波信道可以在相同的光纤上进行传输，如此在制定传输信息容量下，可以有效减少光纤需要的总数。由于DWDM光纤通信技术的使用，单个光纤的数据传输流量在最大程度上可以到达400Gb/s。DWDM光纤通信技术的一个重要使用优势就是它的传输速度和协议之间的没有任何联系的。以DWDM光纤网络为基础可以通过以太网协议、SDH/SONET、ATM和IP协议来进行数据传输，数据的处理流量大概在2.5Gb/s和100Mb/s之间。如此，以DWDM为基础的网络就可以利用多种传输速度在同一激光信道中传播类型不同的数据流量。DWDM光纤通信系统，结合铁路通信技术的实际需求和发展趋势，DWDM光纤通信应用在铁路体系内具有非常重要的意义和价值，其技术体系的优势明显超越传统的SDH光纤通信，集合单模光纤宽带体系，真正降低了通信过程的损耗问题，能完善多个波长载波通信过程，并且有效建立光纤内信号传输。需要注意的是，在发送端发射机处理相关信息的过程中，就能借助不同稳定度和精度标准完善波长光信号处理水平，有效落实信号处理效果，为后续接收端完善信息处理提供保障。

4结束语

在现代化的铁路建设中，通信技术变得越来越重要，全面、及时、有效的信息交流不但能让总部对所有列车的运行情况全面掌握，还能尽量避免事故的发生，所以，在铁路信息的通讯系统中安装光纤接入网是必然趋势，但光纤技术的某些缺点会让现代铁路通讯系统不能呈现一个完美无缺的状态。在现代化的铁路建设中，通信技术变得越来越重要，全面、及时、有效的信息交流不但能让总部对所有列车的运行情况全面掌握，还能尽量避免事故的发生，所以，在铁路信息的通讯系统中安装光纤接入网是必然趋势，但光纤技术的某些缺点会让现代铁路通讯系统不能呈现一个完美无缺的状态。

参考文献：

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