铁路通信系统的光纤通信技术应用

左翎 邱敏强 李越

摘 要：光纤通信技术，是目前主流的通信技术，也是铁路主要使用信息传输技术，其能够加强铁路通信能力。因此，本文对铁路通信系统进行分析，从而介绍光纤技术的在铁路通信中具体应用。

关键词：铁路通信系统;光纤通信技术;应用

引言：随着信息时代的发展，信息的传递和交流也越来越重要。自改革开放，我国铁路运输需求逐年增加，铁路系统通信系统不也要跟进时代的步伐，光纤通信系统是目前铁路通信系统中最重要的信息传输技术被广泛使用的，应用光纤通信技术加强和完善铁路通信系统通信能力，促进了整个铁路系统的发展。

一、光纤通信技术概述

光纤通信是通过使用一种光导纤维玻璃的媒介，来实现信息的传递。在上个世纪六十年代，美籍华人高锟博士发表一篇论文证明用光纤来传递信号的可能性，经过几十的发展，当前世界上的信息传递都是用应用光纤。随着社会和经济的发展，人们一直在研究光纤作为一种通信介质，发展的步伐从未停止，许多光纤制造商不断增加对资本和技术的投资。光纤生产水平的提高正在推动光纤通信技术的持续发展，同时，光纤通信的传播速度也得到了提升，尤其是近10年来，其传输效率提高了数百倍。所以在信息通信领域，通信和信息传输的媒介正在发生着其所未有的变化，光纤作为一种通信介质，它被广泛应用于信息通信的领域。

二、铁路通信的作用

铁道通信在正常情况下，帮助铁路系统对运行管理、列车调度和轨道系统设计、防灾、预警等信息传递，同时也用于发生异常或紧急情况时的抢险救灾的一种通讯方式。具体而言，铁路通信具有以下三个功能。

（一）保证各种调度指挥信息的传输

无论是旅客运或货运列车必须严格按照运行图和调度员的指令进行调度。因此，发送调度命令信息非常重要。铁路通讯系统需要将信息准确无误、及时、可靠传递出去。

（二）为旅客提供各种服务的信息

在预售车票时，就需要有一个巨大数据通信网络，用于存储和传输预售票的各种数据信息的通信网络满足人民的购票需求。另外，以车站内的旅客的购票需求，搭建一条通信线路来显示数据库中存储的各种信息。

（三）为设备维护和运行管理提供通信条件

铁线的维护人员沿途工作时，需要沿途有电话线，方便及时交流信息。行驶的火车需要装有信息通信设施，以便火车在运行时可以及时将情况告诉调度员或是车站内的值班员;尤其在一些偏远地区，电话通信在管理车辆和信息传递方面非常重要。

三、光纤通信技术在铁路通信系统中的应用现状

现在社会对铁路的速度和安全的需求正在增加，铁路通信系统的传输速度和质量要求也在不断提高。光纤通信技术在铁路通信系统中的应用非常重要。现代铁光纤通信系统在道路通信系统中的应用和发展经历了三个阶段，它们是 PDH 光纤通信阶段、SDH 光纤通信阶段和 DWDM 光纤通信阶段。

（一） PDH光纤通信系统

我国铁道通信技术正在走向智能化、宽带化、数字化、信息化的方向发展，光纤技术在铁路通信领域得到了广泛的应用。光纤通信技术在铁路通信领域的应用，我国在 一九八零年初开始研究铁路光纤通信，PDH光纤是光纤通信技术的最早应用。一九八二年，我国以北京作为试点，搭设 15 公里的光纤实验。在实验中，放置4芯短波灯光纤开路二次群系统。我国应用的PDH光纤通信系统，经典案例是大秦铁路，就是大秦铁路的重载双线电采，使用8芯单模短波光纤的干线局专线网络通信系统工程机械，它构成了PDH通信技术的核心。铁路沿线站段网络通信系统构建设备为PCM和D/I，两个核心为8Mb/s PDH。本次试验的成功标志着我国铁路通信系统开始采用传统的小型同轴通信系统向数字信号转变。大秦铁路通信系统的成功，是我国首创长途干线光缆通信数字系统始于大秦铁路，之后的我国铁路通信系统光纤数字通信系统的重大创新。及时有效地清除铁路通信系统的安全漏洞和安全隐患，PDH光纤功能强大。但是，在PDH光纤通信中，有些东西是不能忽视的问题，其复杂的结构、不一致的标准、脆弱的网络管理问题，在一定程度上不能满足铁路通信系统发展的步伐，因此在此背景下，SDH光纤通信诞生了[1]。

（二）SDH光纤通信系统

与PDH光纤通信系统相比，SDH光纤通信系统更多完整以及应用更广泛，因此它可以有效地填充PDH光纤通信不足。SDH光纤通信相关技术对铁路的发展起到了很大的推动作用。通信领域的发展历程中先进的技术取代落后的技术，SDH光纤通信技术也是一样。

SDH光纤通信是一种实现更高传输速度的数字通信技术，为了实现数字信号同步，信号被固定在一个帧结构中。SDH光纤通信技术可以有效弥补PDH光纤通信的不足。同时，SDH光纤通信的应用进一步促进了铁路通信系统的发展。与 PDH 相比在光纤通信方面，SDH光纤通信优势明显。首先是字节复用技术，简化了网络的上下分支信号。 其次是将创建一个不同的厂家设备的互联条件，引起SDH光纤通信采用的接口标准和比特率都采用统一的标准。再其次是SDH光纤通信网络强具有自愈特性，在主流媒体信号中断时自动恢复信号，保证信号正常传输。最后是SDH光纤通信系统本身的网络管理功能，为铁路通信系统提供了更有效地保障[2]。

（三）DWDM光纤通信

就现有技术而言，DWDM光纤通信是更先进的光纤通信技术，与常规PDH光纤通信技术和SDH光纤通信技术相比，其具有三个明显的优势。首先是DWDM光纤通信技术可以实现更大的传输容量和更快的传输速度，DWDM光纤通信技术的优势在于宽带。前面提到过，宽带具有纤和损耗低的特点，而DWDM 光纤正是利用宽带的热点，载波具有几种不同的波长，DWDM 技术可以在同一根光纤上实现多个波长的载波的组合传输中，在信道容量下，DWDM技术以更少的总光纤实现相同的信息传输效果，即相同光纤总量下的DWDM光纤通信该技术可以实现更大的传输流量，单根光纤的传输容量达到500Gb/s，显著提高铁路通信传输速度。其次是在 DWDM 光纤通信技术中的背景下，网络协议和实际传输速率互不影响，二者不会发生任何冲突。 DWDM可以两者兼有，DWDM技术可以同时以不同的传输速度发送数据可在同一激光轨道内完成，它灵活使用m协议、ATM协议和SET合约来进行2.4Gb/s数据传输，因此DWDM光纤通信可以实现大容量信息传输，同时最大限度地提高用户满意度，以及满足用户对网络安全状况和传输质量的要求。最后是 DWDM 光纤通信可以最大限度地达到国际标准的数字传输技术。传统SDH光纤和 PDH 光纤通信都与 DWDM 光学完全兼容。另外，光纤通信系统具有灵活开放的网络模式，符合国际标准，可在一定程度上大大减轻网络设备的负担。上海是我国第一个使用DWDM光纤通信的轨道交通系统杭浙赣铁路通信系统，DWDM光纤通信多条区域铁路线、京九线铁路线、新长途线、武广铁路线。使用DWDM光纤通信系統构建主要铁路网通信系统广泛应用于我国铁路通信系统中，其中，京九线是一种应用于铁路通信系统的DWDM光纤通信技术的典型案例[3]。

结论：综上所述，光纤技术是当前铁路通信系统中最重要的信息传递技术，对铁路管理起着关键性作用。光纤通信技术的提高，不仅能够提升我国的铁路通信系统，还加快了铁路信息化建设，提高人民的出行便捷，实现国家的富强。

参考文献：

[1]张广福.5G无线通信技术及其在铁路通信系统中应用[J].中国新通信，2021，23（02）：39-40.

[2]完瑞萍.光纤通信技术在民航通信系统中的应用[J].中国新通信，2020，22（11）：107.