光纤通信技术在铁路通信系统中的应用

童娟

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：铁路交通；光纤；通讯技术；应用；

前言：

在漫长的人类历史中，通讯技术的发展是促进人们信息交换，推动科技发展的重要推动力。随着光纤以及光纤通讯的出现，人们立刻发现光纤通讯无论是在信息传递质量还是通讯载体使用寿命上都有着卓越的技术优势。因此，在铁路通讯技术的发展中，光纤通讯被作为当前发展的技术基础备受技术人员的重视。通过光纤通讯技术，实现了在铁路运输中信息传递的及时性、综合性和数字性，也为未来高速通讯网络的普及奠定了基础。

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。从此，光纤作为主要信息通讯技术，逐渐替代了其他缓慢的通讯方式，极大地促进了信息传输的质量和完整性，提高了人们对信息的接收程度。

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较小。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、当前主要的光纤通讯技术概述

2.1 波分复用

波分复用利用了不同光波之间不同的频率，借助单模光纤能够充分激发宽带的低耗损区间，体现出通道划分的光纤通讯理念。在通讯信息的传递中，利用波分复用技术将光波的不同频率进行区分，这样的话可以在信息传输点将所有频段全部用一个光缆进行传输，在信息的接收点上利用波分复用技术在完成不同频率光波的分类接收和整合。通过这一过程，让一根光纤借助不同的额通道传递信息，实现了光载波信号独立的效果。

2.2 光纤连接技术

随着光纤通讯技术的飞速进步，各行各业对光纤通讯的依赖性也将日益增加。因此，长距离、高宽带和大频率的传递要求使得光纤通讯必须依靠光纤连接技术实现光缆的架设和连结。光纤连接的存在提高了光纤通讯中信息的传播距离，也减少了因信息中转站而导致的信息传递是真、信号损失等问题。在当前的光纤通讯中，光纤干线对光信号的传播有着至关重要的作用，而在铁路光纤传通讯技术中，干线技术能力也对支线连接信号起到密切的关联影响。当前光纤技术涉及到各行各业中，人们可以凭借光纤技术实现随时随地的网络服务，方便快捷的接收信息，都离不开光纤连接技术带来的远距离光纤信息传输。铁路系统中的机车通讯设备是光纤连接技术的最后一个终端，通过对FTTB、FTTC、FTTH等不同的光纤线路位置，将主干线接入动车车组，实现车内网络讯号的覆盖，最终实现光纤通讯的技术目标。

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/s PDH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[J].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[J].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[J].铁路运输，2012（11）