光纤通信技术在铁路通信系统中的应用

左宁

摘 要：随着经济的发展，交通经济对经济整体运行有着重要的衡量作用。铁路运输越来越重要，在客运和货运中也发挥着难以替代的作用。其中铁路运输发展中，通讯技术被视为铁路技术的重要组成部分，备受人们关注。由于光纤技术在质量和通讯速度上有着巨大的优势，在铁路系统的通讯技术中占有重要的地位。本文作者结合自身实际工作经验，对铁路系统中光纤通讯技术的理论、应用现状、发展方式以及具体技术进行了分析，希望能够为铁路通讯技术的发展带来帮助。

关键词：光纤通信技术铁路通信应用

前言

光纤技术问世以来，传输速度与日俱增，在光纤通信的技术领域之中，也在不断跨越、进步，以指数速度增长，其迅猛效率可见一斑。不仅在技术上革新速度快，应用扩展范围速度也异常快速，现已经设计到诸多领域，投入正常应用之中，铁路通信就是其中一个重要环节。

一、光纤通讯技术概述

光纤通讯技术的主要载体（载波）是高频次光波，是传输介质为光纤的一种通讯技术。1960年，美国科学家康宁成功通过光纤传递了全世界第一组信息，宣告属于光纤的时代即将来临。光纤在传输中受到外表层的保护，也就是光缆，因此使用寿命远高于其他技术，造成的光纤介质消耗也較小。同时由于光纤采用特殊材质，使得光纤在通讯中具有以下优点：

首先，光纤频带较宽。光纤容许高频率载波的通过因此在传输容量上具有天然的优势。通过技术对比可知，VHF（无线电波）载波频率为48.5-300MHz，可见光载波频率为10万GHz，光纤由于材质不同，因此载波频率也有较大的差距，但是最低频率为3万GHz，但是当前采用的是波分复用技术，可以同时容纳上十数个频道，因此传输速度惊人的快。

第二，耗损低。与电缆相比，光纤的耗损几乎微不可查。平均1.31um光/仅0.35dB的低耗损，若传输1.55um的光，损耗更可低至0.2dB。因此在铁路通讯中，长距信息传输离是通讯技术的基本要求，采用光导纤维作为传输介质，可以有效地降低耗损，减少维护成本。

第三，抗干扰能力强。在铁路的穿行中，经常会遇见强电磁场的地理环境。通常这些位置也是机车故障或者其他问题的高发地段。在这些地区经过必须具备良好的通讯能力才能确保及时解决突发事件。而光纤的主材为石英，不导电也不会被磁场干扰，与无线电信号相比兼具抗干扰和保密性两大优势，因此具有较大的使用价值。

二、现今光纤技术分析

2.1 波分复用的技术使用光纤通信最新加入波分复用，能够充分将单模光纤中低损耗区域的带宽资源进行利用，每一道光波在传输过程中，波长也会出现各有不同的情况，在此过程中，如若能够将低损耗区域划分成多个通信通道，并且将其中光波作为载波进行通信传输，在发送端采用波分复用的方式，将不同波段载送的信号合入一条光纤之中。在接收之时，再用波分复用，将不同波段的信息进行区分。以这样的技术，可以将每一个波段看做是单独个体，实现一条光纤中的多路信号传输。

2.2 光纤接入光纤通信技术的发展，领航国际通信的发展渠道，而光纤接入是信息高速之中最后一段里程碑。将光纤接入投入真正的使用，能够将信息传输进入高速化通道，满足大众在信息时代传输需求。在此过程中，宽带主干线很重要，用户在接入宽带之时，也占据技术关键。将光纤接入真正投入正常运营之中，那么千家万户都可以使用高速信息，宽带进入高速时代。宽带接入之时，光纤所需要达到的地方有差距，因此，FTTU、TTB、FTTC在应用过程上，差距也是相当大。在FTTX之中，FTTH是在整个宽带技术中的终端环节，提供全光接入模式，光纤宽带特性在此技术中被充分利用起来，让用户在宽带使用过程中，可以感受畅通无阻的宽带运行。

三、光纤通讯在铁路信息技术中的应用

3.1 PDH（准同步数字）阶段

在上世纪80年代，我国铁路通讯技术主要处于光纤通讯的PDH阶段。当时我国在北京架设了15公里的短波光纤，同时开放了光纤通讯的二次群系统。经过一段时间的技术试验，终于在大秦铁路中使用了PDH光纤通讯技术。由于当时我国网络尚未开放，使用的是配备PCM设备的局域网络通讯系统。因此在大秦线上的列车车组紧靠36Mb/sPDH的二芯光纤，第一次将模拟通讯技术转变为数字化的光纤通讯技术。虽然PDH技术在成本、信息传递安全性等方面有一定的优势，但从整体来讲，PDH光纤通讯技术对周围环境有着严格的要求，在我国复杂的地形环境条件下不具备大规模发展的可能性，需要进一步提升光纤传输技术的性能。

3.2 SDH（同步数字体系）光纤通信技术

经过一段时间的技术投入，我国开始使用SDH光纤通讯技术对PDH技术进行改进和替代。相比于PDH光纤通讯技术，SDH技术更加接近当前流行的数字化通讯模式。首先它采用的是二十芯光缆作为光纤介质，能够接入622Mb/s的光纤口。第二是SDH技术能够利用支线间的字节复接，对不同厂家之间的通讯设备进行了连接，方便光纤标准和比特率（BIT）标准统一起来。第三就是能够是现实网络信息的断后重续。在铁路交通中，经常会发生信号中断的问题，因此，SDH技术的出现就解决了光纤信号中断后信息的继续接收能力。

但是SDH技术毕竟是刚经过一段时间的研究，在信号传输的稳定性和信息中断复续的实际效果上，还存在一定的不足，并且与当时的信号传输速度相比也比较慢，因此需要一定的技术改进。

3.3 DWDM（密集型光波复用）光纤通信技术

DWDM技术实现了对单一光纤不同波长传输能力的大规模集成运用。也就是能够将不同的波长频率进行组合传输，相当于以一根光纤的铺设成本安装了7――8根虚拟光纤进行传输，高于普通光纤传输技术速度的7倍。该项技术主要原理是光纤可以承载不同波段的波长，并且借助分波器将这些波段的波长进行分类梳理。同时DWDM技术还可以与IP协议、ATM、SONET/SDH、以太网协议来传输数据，这种高性能、高兼容性的特点特别适合当前铁路高速化的发展趋势，方便铁路交通中的信息传输效率提升。

结束语

本文通过对当前铁路交通中信息传递速度和容量的要求，对不同通讯方式在铁路中的应用效果进行了阐述，经过信息传输的速度和稳定性测试，光纤通讯技术在信息传递的便捷性、稳定性、抗干扰性、安全性和传输容量上都具有较大的优势，因此应大力在我国铁路运输通讯技术中加以推广和研究。

参考文献

[1]倪鹿明.浅谈光纤通信技术在铁路通信系统中的应用.信息通信，2015（3）

[2]倪鹿明.浅谈光纤通信技术在铁路通信系统中的应用.信息通信，2015（3）

[3]刘关，冯涛池.试论光纤通信技术在铁路通信系统中的应用.铁路运输，2012（11）