光纤通信技术在铁路通信系统中的应用及发展

韩华

摘 要：近年来铁路取得了快速的发展，作为重要的交通运输工具，对铁路通信技术具有较高的要求。将光纤通信技术在铁路通信系统中进行应用，可以有效的提高铁路通信的智能化和数字化水平，加快推动铁路通信系统的快速发展。在当前信息传输过程中，光纤通信技术作为主要的信息传输方式，其具有应用广泛及传播速度快的特点，可以有效的改善铁路通信质量。文章从光纤通信技术概述入手，分析了光纤通信技术的现状，并进一步对光纤通信技术在铁路通信系统中的应用进行了具体的阐述。

关键词：光纤通信技术；铁路通信系统；现状；应用

中图分类号：U285 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0172-02

Abstract： In recent years， railway has made rapid development. As an important means of transportation， railway communication technology has higher requirements. The application of optical fiber communication technology in railway communication system can effectively improve the intelligent and digital level of railway communication and accelerate the rapid development of railway communication system. In the current information transmission process， optical fiber communication technology as the main means of information transmission， which has the characteristics of wide application and fast transmission speed， can effectively improve the quality of railway communications. This paper starts with the overview of the optical fiber communication technology， analyzes the present situation of the optical fiber communication technology， and further expounds the application of the optical fiber communication technology in the railway communication system.

Keywords： optical fiber communication technology； railway communication system； present situation； application

前言

近年來光纤通信技术发展速度较快，应用范围得以不断拓展。光纤通信技术以低损耗、传导速度快、容量大、使用的体积小、有很强的抗电磁干扰能力等受到了很多专业人士的青睐。随着科学技术的不断发展，光纤通信发生了巨大的改变，其容量和传播速度大幅度提升，光纤通信行业取得了快速的发展。光纤技术被广泛的应用到各个行业当中，推动了很多新技术的发展，使各行业的通信能力发生了翻天覆地的改变。将其在铁路通信中进行应用，加快推动了铁路通信的智能化发展，有效的提升了铁路通信的能力，促进了铁路通信系统的完善，为铁路的安全、稳定运行打下了良好的基础。

1 光纤通信技术概述

1.1 光纤通信原理

在光纤通信中，其以光纤作为传输介质，通过借助于高频率广播作为载波进行通信。光纤通信依据的通信原理，如图1所示。

利用信息发送端的电端机来处理信息源传输的数据，实现数字复接，利用光发送端机来处理电端机中接收到的信号，实现电信号向光信号的转变，并将其送入信道进行传输。接收端则利用光接收端机和电端机来实现光信号向电信号的转换，并对数字进行分解，实现原始数据的恢复，从而完成信息的传输。

1.2 光纤通信的特点

光纤传输过程中外表层以光缆作为保护，其具有较高的使用寿命，而且光纤介质消耗也较小。基于光纤材质的特殊性，这也使其在通信中具有自身的优势。

首先，光纤频带较宽。由于光纤能够容许高频率载波通过，因此在传输容量上具有较强的优势。光纤不同材质其载波频率也存在较大的差距，而且通过运用波分复用技术，可以同时容纳多个频道，传输速度能够达到较大的水平。其次，耗损低。相较于电缆，光纤的损耗可以忽略不计。因此在当前铁路通讯中，利用光导纤维作为传输介质，不仅可以有效的降低耗损和维护成本，而且能够更好的满足铁路长距离信息传输的要求。再次，抗干扰能力强。铁路运行过程中遇到强电磁场的地理环境较为常见，当处于这些位置时机车也容易发生故障，因此这类区域需要确保具有较强的通讯能力，确保突发事件能够及时解决。由于光纤以石英作为主材，其不具有导电性，也不会被磁场干扰，在抗干扰和保密性方面具有较强的优势。

2 光纤通信技术的现状

2.1 波分复用技术

在波分复用技术中，主要是针对不同光波频率的不同，并运用单模光纤低损耗区宽带资源，将光纤低损耗划分为不同的通道，以光波作为光纤信号的载体，将波分复用技术应用到发送初始的位置处，不同频段波长信号光波则融入到一根光纤线路中，实现信号的传输。在接收末端位置处，也利用波分复用技术来分开不同波长承载不同信号的光纤。由于不同波长光载波信号独立存在，利用一根光纤即可以实现多个线路光纤信号的有效传播。

2.2 光纤连接

近年来光纤通信技术的快速发展，有效的推动了我国通信行业的发展，而且光纤连接也成为当前信息高速化发展的重要标志。在当前各行各业中通过应用光纤连接技术，可以有效的提高信息的传输速度和传播方式，更好的满足信息时代下人们对信息传输的需求。在光纤通信技术发展过程中，宽带主干线路的传播发挥着非常重要的作用，同时用户在最后进行光纤连接也较为重要。当前光纤通信技术的应用有效的提高了人们的上网速度，使宽带进入了快速发展的年代。在光纤宽带连接入口处，由于光纤线路位置不同，其应用也不同，光纤用户作为光纤宽带连接中最为重要的一个步骤，其能够为用户提供宽带上网，更好的满足宽带连接技术的需求。

3 光纤通信技术在铁路运输通信系统中的应用

随着当前人们生活水平的提高，人们出行过程中对于铁路运输的速度的安全性有了更高的要求，这就要求铁路通信技术在传输速度和传播质量方面要有较大的提升，因此通過在铁路通信中应用光纤通信技术具有极为重要的意义。光纤通信技术在铁路通信中应用经历了PDH光纤通信阶段、SDH光纤通信阶段和DWDM光纤通信阶段三个阶段，而且在应用过程中不断完善，并逐渐走向成熟。

3.1 PDH光纤通信技术

PDH为准同步数字系列光纤通信技术，其作为最为基础的光纤通信技术，在上世纪八十年代在铁路通信中进行应用，其中大秦铁路使用了八芯单模光缆，并在沿线站台和区段配置了PDH设备，从而构成了我国首条长途干线的铁路光纤通信系统，为我国铁路通信系统向通信的迈进奠定了良好的基础。在传统的点到点通信中，PDH设备具有较好的适应性，但随着数字通讯的发展，点到点的直接传输较少，大部分数字传输都需要经过转接，这也导致PDH技术无法与现代铁路通信系统的发展需要相适应，因此铁路通信中光纤通信开始向SDH阶段进行迈进。

3.2 SDH光纤通信技术

作为PDH光纤通信系统的升级，SDH光纤通信系统对PDH系统的缺陷进行了有效的弥补，进一步促进了铁路通信技术的发展。作为一种现代化高速发展的数字通信技术，SDH光纤通信技术在发展过程中会实现数字信息化的同步转化，即能够在特定机构中对所需信号进行固定。随着SDH光纤通讯技术的发展并在铁路通信中进行应用，其开始全面替代PDH技术。这主要是由于SDH技术与流行的数字化通讯模式更为接近，其采用二十芯光缆作为光纤介质，实现了支线间字节的复接，具有较好的兼容性，为光纤标准和比物率标准的统一提供了更多的便利，而且实现了现实网络信息的断后重续。由于铁路交通中信号中断现象较为常见，因此通过运用SDH技术对光纤信号中断后信息继续接收能力问题进行了彻底解决。在SDH技术实践应用过程中，其信号传输的稳定性和信息中断复续效果还存在一些不足之处，信号传输速度相对较慢，因此需要对该技术进行改进。

3.3 DWDM光纤通信技术

随着铁路通信技术的快速发展，DWDN光纤通信技术开始在铁路通信中进行应用，其相较于PDH技术和SDH技术具有较强的优势。在DWDN技术中，其呈现出单模光纤带宽及低损耗等特点，在光纤内允许多个波长载波同时传输。在实际通信过程中，DWDN技术应用过程中，发送端光发射机能够对不同稳定度和精度的不同波长光信号进行发射，并利用光波长复用器将其复用送入到掺铒光纤的功率放大器中，经过放大处理，从而将多路光信号输送到光纤维中，并完成具体的传输。在到达接收端后，经过光前置放大器放大，然后送到光波长分波器当中实现光信号的分解。该技术的主要的优势是DWDM光纤通信可以在同一光纤内承载不同波段的波长，这样就可以提高了传输的速度和增大了传输的容量；DWDM光纤通信技术可以容纳不同的协议要求，将不同的传输速度中数据在一个激光轨道中完成，这样就会在最大限度内满足网络用户的需求和网络的安全。DWDM光纤通信技术已经被用到了铁路开发当中，不仅可以有效的提高传输的速度，而且传输容量大幅度增加，在铁路信息系统开发过程中被采购和应用，有效的保证了铁路信息系统信息传输的稳定性和快速性，实现了铁路信息的及时传递，为铁路信息服务的便利性打下了坚实的基础。

4 结束语

在经济快速发展的新形势下，近年来我国铁路建设速度较快，这也使铁路建设过程中对于信息的需求不断增长。为了能够提高铁路通信系统的通信水平，则需要充分的运用光纤通信技术，为铁路通信系统的建立和完善提供重要的技术支持和信息安全保障，全面提升铁路现有的网络能力，确保铁路信息网络的稳定、安全和便捷传输，积极推动光传输技术向大容量和长距离发展，为我国铁路运营的安全性和可靠性奠定良好的基础。

参考文献：

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