铁路通信系统中光纤通信技术的应用研究

邹华勇



铁路通信系统中光纤通信技术的应用研究

邹华勇

天津七一二通信广播股份有限公司，天津 300462

随着技术的进步，以光纤光缆为载体的光纤通信技术日益普遍。这是由于光纤光缆具有体积小、重量小、材料易取的特点，再加上在传输过程中损耗较低，且远高于传统信号的传输速度等优势,保证了传输的稳定性、快捷性、安全性，因此大大拓宽了光纤通信技术的市场应用前景。其中就包括运用到铁路通信系统中。因此，从铁路通信系统中光纤通信技术的应用现状入手，分析了其现状中的不足之处，最后分析了其未来的发展趋势。

铁路通信；光纤通信技术；应用研究

引言

首先对光纤通信技术本身做了一个概述。光纤通信技术采用光通信的方式，以光纤纤维为传输媒介，实现信息传输。光纤通信传输的原理在于其硬件部分包含涂层、纤芯、中间层等，而纤芯与中间层的折射率不同，光波则在纤芯中进行全反射式传输。大量光纤聚合形成的光缆，不仅光波频率较高，而且还具有较宽的光纤传输频带，易于满足同一时间传输庞大信息量的需求。相较于10年前，我国光纤通信技术已经有了长足发展。无论是传输速度还是传输容量，都得到了较大进步。

1 铁路通信系统中光纤通信技术的现状

我国光纤通信技术的研究起步较晚，在实际系统应用上还存在许多进步空间。20世纪80年代，我国才开始将光纤通信技术应用于铁路通信系统中。

1.1 PDH光纤通信技术

铁路通信系统中最早采用的光纤通信技术为PDH光纤通信技术。在北京的试验中，采用的是长度为15 km的短波光纤。试验成功后，将PDH光纤通信技术应用于大秦铁路的通信系统，对不同区域配置不同标准的光纤，在短时间内检查了铁路通信系统的漏洞并清除了隐患，大大提高了铁路通信系统甚至是铁路系统的安全系数。这也是我国首次将光纤通信技术成功应用于铁路通信系统。在那时已是一大成功，但美中不足的是该系统的结构较为烦琐复杂，容错性也较低，给管理带来了较大难度。这也成为PDH光纤通信技术后来进一步应用的制约因素。

1.2 SDH光纤通信技术

SDH光纤通信技术可以说是由PDH光纤通信技术改良而来的。针对PDH光纤通信技术结构烦琐复杂的不足，SDH光纤通信技术通过将信号固定在特定的结构，实现了数字化信息高速传播。除了这一进步以外，SDH光纤通信技术统一了光纤通信和比特率采用的标准，最终实现了不同厂家设备互联网之间的连接[1]。它还实现了自我完善和自我管理的功能。出现信号中断之后能自动恢复信号传输，大大提高了铁路通信系统的安全性。基于种种优势，SDH光纤通技术后来完全取代了PDH光纤通信技术应用于我国铁路通信事业中，为铁路通信事业的安全性、稳定性做出了巨大贡献，并持续推动着铁路通信事业的发展。

1.3 DWDM光纤通信技术

DWDM光纤通信技术是新型通信技术，在光纤内同时传输多个波长载波信道上实现了重大突破。SDH光纤通技术利用光波长复用器将不同的波长光信号进行复用，并通过功率放大器将信号放大，以进行光纤传输。接着，通过光前置放大器放大信号和光波长分波器分解光信号。DWDM光纤通信技术的工作原理也成就了其优点。首先，此技术实现了在同一光纤中承载不同的波长信号，提高了信号传输的容量和速度。其次，此技术实现了同一轨道上传输不同速度的信号，扩大了光纤通信技术的应用范围，可满足多样化的网络需求[2]。最后，此技术同样具有高稳定性和高安全性，可保证铁路通信系统的正常运行。SDH光纤通技术已应用于我国铁路通信系统，为铁路信息服务提供了很大的便利和安全保障。

2 铁路通信系统中光纤通信技术的发展趋势

基于光纤通信技术自20世纪80年代至今的应用状况，结合相关研究，我们可以合理分析其未来的发展趋势，是愈发高速化的，将实现新型的网络和通信技术，最终达到一个较为理想的状态[3]。

2.1 高速化

虽然目前的光纤通信技术相比于最初的45 Mbps，已达到了10 Gbps高速传输。但受限于目前的技术，难以解决容量和传输速率的矛盾，而只能寻求个人平衡，选择性放弃一部分需求[4]。当容量需求大于传输速率时，人们将选择放弃对传输速率的高要求，而保留大容量。然而人们的需求越来越多样化，且要求也越来越高，实现光纤传输超高速化具有重要的意义和实践价值。所以未来，在实现科学技术进步的发展中，预测还能大幅提高光纤通信技术传输的速率，在容量和速率中寻求真正的平衡，从而使其在铁路通信系统中的应用更加灵活。

2.2 全光网络

目前，我国已将光网络节点全光化。但这并不是真正的全光网络，因为节点之间还是电节点的形式。只有当全光网替代了这些电节点，才能成为全光网络，真正实现信息的高速交换、无损传输，利用波长决定用户信息。这也是光纤通信技术发展的最高理想阶段。虽然现在受限于传输采用的电器件，难以提高传输容量，但这在未来是可以实现的。实现以DWDM技术为主体的光网络层，便可消除电节点的限制，具有广阔的发展前景[5]。

2.3 光弧子通信技术

光弧子通信可对光纤的非线性和群速度色散效率产生平衡效果。因此，此技术主要应用于保护光纤波长及传输速度不受距离影响，是一种适合长距离、远距离的高速通信技术，同样具有良好的发展前景[6]。未来，人们将逐步探索并应用此项技术到铁路通信系统中。

3 结束语

综上所述，虽然我国光纤通信技术已经有了长足发展，包括在传输速度和传输容量上，都实现较大进步。但其在实际系统的应用上还存在许多进步空间。自20世纪80年代以来，我国将PDH光纤通信技术、SDH光纤通信技术和DWDM光纤通信技术逐渐改进并应用于铁路通信系统中，获得了不少便利，并应用至今。探究其发展趋势，我们认为光纤通信技术会向高速化、全光网络、光弧子通信技术三个方面发展，具有良好的发展趋势和前景，能够更好地满足铁路通信需求。

[1]赵震.铁路通信传输的构成及实现方法[J].中国新通信，2014（19）：53.

[2]吴烨.铁路无线通信接入网技术的发展探讨[J].无线互联科技，2012（5）：95.

[3]李辉.浅析通信传输与接入技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（9）：268.

[4]徐岩，王维汉.铁路区段调度通信网方案研究[J].铁道学报，2003，25（4）：58-61.

[5]赵克河.光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2014（1）：299-300.

[6]刘保杰.浅谈铁路通信近十年的发展历程[J].无线互联科技，2012（4）：9.

Research on Application of Optical Fiber Communication Technology in Railway Communication System

Zou Huayong

Tianjin 712 Communication Broadcasting Co., Ltd., Tianjin 300462

With the advancement of technology, optical fiber communication technology based on optical fiber and cable is increasingly common. This is because the optical fiber and cable has the characteristics of small size, small weight, and easy accessibility of materials, coupled with its low loss in the transmission process, and much higher than the transmission speed of traditional signals. It also ensures the stability of the transmission. Fastness and security have greatly broadened the market application prospect of optical fiber communication technology. This includes the use of railway communications systems. Therefore, starting from the status quo of the application of optical fiber communication technology in railway communication system, the deficiencies in the status quo and the constraints are analyzed. Finally, the future development trend is analyzed.

railway communication; optical fiber communication technology; opplication research

U285.21

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