光纤接入技术在铁路通信中的应用

王佳

摘要：光纤接入技术是一种以光纤作为接入网传输介质的先进技术，具有传输速度快、传输质量高的优点。光纤接入网由光纤路终端、远端网络单元、光纤三部分组成，其拓扑结构包括总线型结构、星型结构、环形结构三种类型。在铁路通信中，光纤接入技术优势明显，得以广泛应用，具体应用形式有PDH光纤通信、SDH光纤通信、DWDM光纤通信，其技术水平逐步递增。

关键词：光纤接入技术铁路通信应用

相较于其他的交通运输机制，铁路运输具有运输能力强、安全可靠的优点，而且相较于公路工程使用寿命较长，经济效益良好，因此，近些年来国家大力发展铁路工程。铁路通信系统是铁路工程建设中的关键性组成部分，能够确保行车安全，确保铁路交通系统功能的实现，由于铁路铺设范围广'铁路通信系统规模较大，技术综合度较高，系统构成复杂，要想保证其通信能力满足铁路运营管理需求，应该采取现代化的通信接人方式。光纤接人技术是一种以光纤作为接入网传输介质的先进技术，具有信息传输速度快、稳定、质量高的优点，在铁路通信中得以广泛应用，为铁路通信水平的提升提供了技术支持。

1.光纤接入技术概述

1.1技术内涵

光纤接入网（OAN）是以光纤作为传输媒介的接入网，由三部分组成，其一为光纤路终端（OLT），其二为远端网络单元（ONU），其三为光纤。光纤接入技术是一项现代化通信技术，具有传输速度快、传输质量高的优点，打破了传统信息传输方式的禁锢，在用户所在位置安装光网络单元（ONU）后，可直接利用光传输网络将用户接入光纤通信系统中，技术优势明显。

1.2结构组成

在光纤接入网中，其网络拓扑结构设计是否合理，对于其应用的合理性及通信功能实现有着极大的影响。在铁路通信系统中，如若光纤接入网拓扑结构设计科学合理，则能够保障铁路通信良好，降低运营维护成本，否则，将提升实施成本，增加铁路运行负担。现阶段，光纤接入网拓扑结构主要有以下三种：①总线型结构。在这种结构中，借助耦合器及光纤总线你，所有的远端网络单元被直接连接在一起;②星型结构。在这种结构中，位于中间的光纤路终端，充当了耦合器，将所有远端网络单元相连，实现数据传输功能;③环形结构。在这种结构中，远端网络单元连接成一个闭合回路，再与光纤路终端相连。

1.3优点与缺点

相較于其他铁路通信网接入技术，光纤接入技术优势明显，具体如下：①现阶段，铁路业务种类繁多，而光纤接入技术几乎能够满足所有类型铁路业务的通信需求，适用范围广;②在传统铜线电缆网络条件下，电磁干扰现象严重而在应用光纤接入网后这一问题被有效规避，同时，其信息传输容量也比较大，满足铁路通信需求;③随着光纤接人技术的不断研发，其技术水平逐步提升，实施成本逐步降低，而此时，常规铜线电缆的价格却在逐步上升，所以从成本角度上，光纤接人技术性价比更高;④光纤接入网在系统维护、远程监控上有着明显优势，在大数据时代背景下，能够满足复杂、海量数据传输需求，同时保证信息传输安全。

基于经济效益的角度考虑，其实光纤接入网的实施成本虽然较过去有所下降，但仍然是高于常规接入方式的，这一要素也是制约这项技术在铁路通信工程中应用的主要原因。

2.光纤接入技术在铁路通信中的应用

2.1 PDH光纤通信

PDH光纤通信技术出现与20世纪80年代，最初的应用领域就是在铁路通信上。我国是在1982年，开始研究这项技术的，当时科学工作者在北京建立了一条15km的试验段，干地敷设了一条四芯短波光纤，开通了二次群系统，标志着我国铁路通信正视开启了光缆数字时代，是一个里程碑式的试验。随后，在大秦铁路的通信系统建设中，我国第一条8芯单模光缆长途干线光缆数字通信系统正式建立，标志着我国铁路通信系统正式步入光缆数字模式。

2.2 SDH光纤通信

随着铁路通信系统的发展，PDH网络由于管理功能缺失无法适应铁路通信系统业务发展需求，逐步被淘汰，SDH光纤通信应运而生。相较于PDH，SDH在数据传输速度上有了明显的提升，并且根据传输速率分级构建起了同步传输模块（STM），在光纤通信系统中，STM - 1、STM - 4、STM - 6、STM - 64的传输速率分别为155.520Mb/s、622.080Mb/s、2488.320 Mb/s、9953.280Mb/s。除了数据传输速度外，SDH与PDH相比，网络管理功能全面优化，有了统一的执行标准，实现了不同设备之间的互联，而且由这项技术组建的光纤通信网，具有本地维护能力，如若传输过程中主信号中断，系统可自动恢复通信。

由于SDH光纤通信的显著技术优势，它逐步取代了PDH光纤通信，在新修建的铁路中，大多会采用这项接入技术。比如说赣韶铁路，这段铁路的长途传输网为20芯光缆中4芯光纤开设的SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统，本地中继网为2芯光纤开设的SDH622Mb/s（1+O）光同步传输系统。不过，随着铁路通信系统的发展，这项技术也逐渐显现出不足，采用单一波长的光信号传输方式已经无法满足铁路信息传输需求，需要不断扩大通信系统容量，这种情况下，以多波长为载波的光纤通信技术粉墨登场。

2.3 DWDM光纤通信

DWDM技术以多个波长作为载波，在一条光纤内能够同时传输各载波信道，单根光纤传输的数据流量限值高达400Gb/s，充分利用了光纤容量，从而有效减少了铁路通信系统中光纤的数量。我国最早应用DWDM光纤通信技术的铁路为沪杭浙赣铁路，经实践验证可行后，这项技术被广泛应用于铁路干线中，比如说京九、武广、新长线及部分省级干线。在京九铁路的DWDM传输系统中，利用了铁路原有的20芯光缆中的2芯G.652单模光纤，采用了16波道，实现单纤单向传输，数据传输速率高达速率2.5Gb/s[5]。 DWDM光纤通信最大的应用优势在于，组网灵活，能够兼容既有的SDH、PDH通信体制，有效利用了传统的光纤接入网设施，实现对通信系统的扩容，促进了铁路通信事业的发展。

3.结语

随着科学技术的发展，光纤接入技术水平不断提升，其应用领域不断拓展，目前已成为铁路通信系统中的核心技术，为铁路通信质量及运行安全提供了技术保障。在现代化发展进程中，社会对于交通运输的需求逐步扩大，铁路作为我国运输体系的主力军，基于社会需求其覆盖面不断扩大，铁路网络遍布全国各地，铁路业务持续增长。在这一过程中，人们必须对于铁路通信服务质量的要求在不断提升，为了满足铁路运营管理需求，相关部门应该加大对于光纤接入技术的研究，应用DWDM技术、光交换技术等构建全光网络，建立现代化铁路通信系统，全面提升铁路通信水平，为铁路事业发展及社会进步作出贡献。

参考文献

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[2]朱学辉，周炳学，刘小强，刘谔，李梦豪，邵帅.Solidworks仿真技术在高速铁路通信信号系统研究与实践[J]，电子世界，2018（22）：5-7.

[3]姜博，蔺伟，刘斌.列车与轨旁间的铁路无线电通信系统频率使用情况及发展方向研究[J]中国铁路，2018（1O）：61-67.

[4]韦昀昊，空间耦合的低密度稀疏校验码（SC-LDPC）在高速铁路通信系统中的应用[J].科技经济导刊，2018，26（12）：8-9.

[5]董志翔，赵宜升，黄锦锦，陈梦嘉，陈忠辉.基于支持向量机的高速铁路通信系统信道预测算法[J]，电子技术应用，2018，44（04）：117-121.