光纤通信技术在铁路通信系统中的应用

2020-01-02申成磊

数字通信世界 2020年3期

申成磊

（中铁十六局集团电气化工程有限公司，北京 100018）

在铁路通信系统中使用光纤技术不仅可以更加快速的提高信息传输的速度，而且确保了铁路信息网络在传输中更便捷和迅速。铁路工业的现代发展不但可以改善中国的铁路通信系统，并在铁路系统的安全和平稳运行中发挥了重要作用。

1 光纤通信技术的主要优势

光纤通信技术具有以下优势：一是它利用相对较小的光缆来满足大多数低损耗环境中不同安装条件下的安装要求，并可以节省高昂的业务成本。二是它的信息容量很大，可以有效地确保在传输大容量信息的同时，也不影响传输速度和距离。三是它具有很强的抗电磁干扰能力，因此可以提高数据或信息传输时的机密性、稳定性和安全性。

2 研究光纤通信技术的特性

（1）光纤损耗极低。随着传统通信技术趋向于丢弃不利于保证信息传输质量的那一部分信息，同时中国也提拔了一些通信技术人才，从而激活了通信技术的发展动力，提高了中国通信技术的发展水平。中国的技术研究人员已经找到了减少光纤传输过程中损失的方法。例如，使用石英纤维来形成通信光纤的材质。由于石英纤维材料的价格相对较低，中国可以通过建设以石英纤维为主要材料的光纤原材料，帮助光纤通信相关项目更好地降低成本。

（2）较大的信息容量。光纤通信技术具有很高的信息容量和相对较低的运输成本，这使得它可以在运输过程中广泛用于通信系统。光纤信号的容量比正常也情况下大很多。传输过程中光纤信号的状态更加稳定，传输过程中信号受到的破坏也更加少。中国铁路通信系统中的光纤一般来说都是石英光纤。石英纤维比其他纤维损坏少，并且价格相对较低。石英玻璃纤维本身也拥有良好的隔缘性能，所以建筑工人不需要额外制备别的电路，因此可以大大地降低施工的成本并且加快施工进程。

3 铁路通信系统的特殊要求

为了使铁路部门能够正常的工作，在铁路通信系统的构建过程中必须符合下面的条件：一是无论铁路通信系统上的硬件和软件，还是网络结构都必须符合高速列车上列车通信的所有要求。二是可以来回随意切换不同的铁路线。三是可以进行无线列车控制，以确保列车和地面控制中心的一条龙作业，做到精确编程，保持良好的信息沟通。四是遇到恶劣的天气情况，铁路通信系统也能做到有效规避[1]

4 光纤通信技术在铁路通信系统中的应用

通信技术的光纤通信系统在铁路应用中主要表现为光纤通信技术十分精确的传输，所运用的技术有同步数字传输型光纤通信技术、同步数字传输型光纤通信技术和密集型光波复用光纤通信技术。在科学技术大力发展的背景下，光纤通信技术也愈加完善。工程师需要提高光纤通信技术的研究和创新，提升研发能力和企业自身发展和设计水平，逐步开展运用到铁路通信系统。

（1）同步数字传输型光纤通信技术。由于使用统一的接口和比特率，同步数字传输型光纤通信技术可实现强大的水平兼容性和数字信息的同步转换。同步数字传输型光纤通信技术的网络拓扑更加复杂、组成方法更加灵活。同步数字传输型光纤通信技术可以从故障中短期内恢复。这种通信技术拥有更低的误码率，并能够降低网络投资。尽管同步数字传输型光纤通信技术具有比准同步数字传输型技术传输速度更快、兼容性更加优越、不容易发生错误、投资的成本更低。缺点也很明显，通信过程需要在字节和传输频带都很高的情况下进行，这就造成该程序复杂化、该系统的操作过程中安全性较低、传输信号的不稳定性和结果太可靠性[2]。

（2）同步数字传输型光纤通信。准同步数字传输型光纤通信也称为同步数字系统。与其他两种光纤通信技术相比，它通常提供更全面的功能。20世纪80年代，准同步数字传输型光纤通信被广泛应用于中国的光纤通信技术中。与其他两种技术相比，准同步数字传输型光纤通信技术的最大优势在于可以及时解决安全问题，同时完成对铁路通信系统的早期故障排除。它还影响铁路通信系统的正常性。对运营业务也具有重大影响。尽管准同步数字传输型光纤通信对铁路通信系统具有非常积极的影响，但在网络容量管理方面也存在许多负面影响，因为光纤通信技术过于复杂，这会导致管理网络出现问题。

（3）密集型光波复用光纤技术使用的实际分析。由于光纤通信技术功能比较强大，铁路部门也将根据自己的需求科学地使用某些技术。其中，波分复用技术是一种广泛使用的通信技术。通常情况下，铁路部门主要在电平损失很小的区域使用它来确保信号的连续性。由于波分复用技术可以扩展通信传输通道，因此乘客可以更好地享受网络生活。密集型光波复用光纤技术集中了光波的几个优点，可以更好地确保信息传输的效率。由于基于密集型光波复用光纤技术的通信项目仅需要一条线路即可进行信息传输，因此可以降低建立通信项目的成本。为了增强通信效果，相关人员应注意波长和光纤频率的有效组合，以获取两种功能的完整集合。经过多年的实践，人们发现密集型光波复用技术能够承受外部干扰。密集型光波复用技术的使用不会影响铁路通信系统，即使在雷雨和强风等恶劣天气下也不受影响。尽管应用程序开始时的信号传输可能不稳定，但能保证后续应用程序的速度和效率，信息传输的问题将大大改善[3]。