铁路通信网光纤传输安全与保护

李 飞

（中国铁建电气化局集团第二工程有限公司，山西 太原 030023）

1 铁路通信网光纤传输技术概述

1.1 铁路通信网光纤传输技术主要组成部分

铁路通信工程主要包含光线路终端、光网络单元、远端设备和局端设备。这几个部分功能不同，彼此联系紧密，可全面保证光纤接入网顺利工作。作为铁路通信网光纤传输的基础，光线路终端与光网络单元是维持整个线路正常运行的重要部分，可确保信息得到有效协调，提高信息的交换速度和业务连接效率。此外，使用光纤传输技术可进一步提高铁路信息分析与处理能力。光线路终端与光网络单元还会发挥出自身的维护与监控功能，提高铁路通信的安全性和可靠性[1]。

1.2 无源光网络

无源光网络技术具有良好的无源性和分配性，处于光纤线路终端和光网络单元之间。支持这一网络发挥作用的主要设备是分支器，利用分支器可对网络进行有效的分配，提高信息的传播效率，减少对其他设备的依赖。

2 铁路通信网光纤传输的主要功能

2.1 光线路自动保护系统

光线路自动保护系统主要包括设备和终端，系统主要对光功率进行监测，可确保光路得到自动切换，还能对网络进行有效的管理。光通信网络系统可对光纤的运行情况进行监测，了解光纤的具体使用情况，一旦发生故障，就能在第一时间内警报，然后及时将线路切换到备用线路，不影响系统正常运行，还能提高工作效率和工作质量。

2.2 监测功能

监测主要分为两种：一种是在线监测，另一种是离线监测与备纤监测。在线监测具有实时监测的功能，可帮助工作人员随时了解光纤的运行情况。此外，要采用波分复用技术展开监测，该项技术不会影响网络信息的正常传播。当采用离线检测和备纤监测对网络进行监测时，可实现实时监测。该监测方式并不会影响光传输网络的正常运行，可根据具体的需求灵活设置波长和光传输设备。监控系统的测试方法比较多，一旦发生问题，系统会发出警报，还能使技术人员了解故障的具体情况和具体位置，确保故障得到及时有效的处理。在获取链路信息时，系统可利用多种拓扑图和GIS地图。每个层级的用户在获得授权的情况下，可随时对系统进行操作，从而满足自身的需求。要对管理员和操作人员的权限进行合理设置，通过多种设置方式保护系统的安全。

3 铁路通信网光纤传输存在的安全问题

3.1 外部影响

在设计铁路通信系统时，为了铁路运行通信的方便、稳定，技术人员往往会沿着铁路线路部署光纤，而铁路线路通常都会运行在远离人员聚集活动的地方，环境比较恶劣。一旦发生降雨和大风天气，在缺乏有效安全保障措施的情况下，这些恶劣的气候条件会对信号的传输造成不利影响，降低系统的通信传输能力。由此可见，铁路通信光纤在传播信息的过程中，会受到许多外部因素的影响[2]。

3.2 内部影响

在对铁路通信系统进行安装时，存在操作不到位之处；对系统进行检修时所采用的技术不够先进；技术人员的综合素质缺乏保障，这些问题均会对通信网光纤传输的质量造成影响。许多铁路工程的自动化检测技术水平较低，在进行铁路光纤通信网建设时，需要沿着铁路部署光纤，线路比较长，在建设的过程中，很容易导致线路出现破损，从而影响通信效果。在部署光纤时，若没有在第一时间内发现故障，就会影响正常通信。对故障进行探究时，技术人员大多采用比较传统的手段，需耗费较长的时间才能发现和排除故障。许多技术人员缺乏专业的知识和技能，经验不丰富，不能对通信网光纤传输展开全面的检测和维护，导致信号传输不安全。

4 铁路通信网光纤传输的保护对策

4.1 提高网络系统的抗干扰水平

在开展光纤通信网络建设时，要采取有效的措施，提高系统的抗干扰能力。第一，明确影响通信的主要原因。对内部原因和外部原因进行仔细分析，制定有针对性的防范与解决对策。要避免恶劣天气对光纤传输造成不利影响。可选择合适的材料，提高光纤网络的抗干扰能力。比如，可选择BT聚对苯二甲酸丁二酯、紫外固化油墨等材料。要加大投入力度，进一步完善光纤材料的性能，对传输风险进行有效的控制。比如，要加强硬件建设和软件建设，及时更新硬件设施，定期对计算机进行维护和保养，定期升级软件。一旦发现故障，要及时对网络和各项设备进行检查，一旦设备存在故障，就要及时解决故障，或更换新的设备。要重视设备采购与维护工作，定期对设备中的零部件进行更换，提高硬件系统的安全性和可靠性。对软件进行升级时，需高度重视计算机网络安全，采取有效的技术保障措施。要重视对非法入侵行为的管理和控制，避免人为破坏服务器。要明确访问权限，保证信息传递的安全性和可靠性[3]。

4.2 提高技术人员的综合素质

第一，要制定严格的规章制度，明确各技术人员的职责和工作内容，提高技术人员的责任感。第二，提高技术人员的工作积极性和主动性，使其能够享受到完善的福利待遇，改善技术人员的工作环境和工作条件。第三，提高招聘门槛，对工作人员进行严格的考核。要根据不同岗位要求和专业要求，筛选出合适的员工。第四，定期对员工展开培训，使其能够掌握先进的知识和技术。第四，定期召开技术经验交流会，鼓励广大员工积极分享经验，找到在工作中存在的不足，对技术进行改进。

4.3 重视网络通信管理

第一，要避免信号之间互相干扰，对网络进行合理设计与规划，明确管理目标，确保网络可以正常运行。第二，对小站电源进行集中管理，加大监督与控制力度，避免出现突然中断的问题，确保通信工作顺利开展。第三，对光纤传输的过程进行全面监控，排除各种不利因素的干扰。第四，由专门的部门负责维修各类通信设备，将设备与通信网相结合，并对其开展统一的调度与管理。

4.4 加强质量管理

4.4.1 重视施工管理

近些年来，铁路通信网光纤传输的类型越来越多，在对其进行设计时，会充分结合铁路通信工程的需求，保证铁路通信网光纤传输技术的使用具有一定的灵活性。为了进一步提高通信工程的质量，要高度重视通信网络的安装工作，采取有效的管理措施，确保施工顺利开展。在正式安装之前，要由专业的人员对安装工作进行分析，并做好技术交底工作，使施工人员能够了解到施工要求和施工目的，以及自身所肩负的职责。施工人员要掌握扎实的施工技术，规范自身操作行为，及时对施工质量进行检查，有效保证工程质量。要制定完善的施工管理制度和施工责任制度，在确保各项工作得到合理分配的同时，明确施工责任，使施工人员严格按照设计图纸的要求进行操作。管理人员要不定期对网络进行检查，及时发现问题，解决问题，并追究相关人员的责任。

4.4.2 对光纤展开日常维护与管理

为了进一步发挥通信网光纤传输的作用，需重视对网络的日常维护与管理。要根据铁路通信工程的要求和铁路运行的实际情况，制定完善的维护与管理制度和相关措施，有效提高光纤通信的质量，保证网络在恶劣的环境下可以正常运行，满足铁路运行与通信的需求，确保铁路运输工作顺利开展。要制定完善的质量管理计划，打造合理的维护机制，定期对光纤进行检修，一旦发现问题，就要在第一时间内进行处理。要树立防患于未然的意识，采取有效的预防措施，确保铁路通信工程正常运转。

4.5 重视光缆自动监测系统的运用

光缆自动监测系统的功能比较多，比如，对光缆进行测试，对业务进行管理，提前发出警告。该系统可对光缆的运行情况进行实时监督与控制，由此进一步判断光缆运行的安全性和可靠性。一旦发现光缆在运行的过程中存在不稳定或其他异常现象，系统会自动发出警告，并对光缆进行测试，精确锁定故障位置。在监测系统中，主要包括监测站、监测中心和操作终端。为了进一步发挥出监测系统的功能，在该系统中融入多种先进的技术，如网络通信、计算机、数据库等。监测站包含的单元比较多，比如，远程测试、波分复用、告警。测试单元主要包括主控模块和OTDR模块。单元核心模块主要以自主控制为主，设计人员利用嵌入式设计方式使单元核心模块功能得以正常发挥。OTDR模块可精准锁定故障的位置，还能对数据进行及时的采集和处理，实现对数据的实时监督与控制。监测中心包含的设备比较多，如数据库服务器、输出设备、通信设备等。作为该系统的操作终端，检测客户端在运行的过程中离不开计算机技术的支持，客户端可迅速对问题进行锁定和分析，提高安全维护水平。

5 铁路通信网光纤传输的应用

5.1 PDH光纤通信技术

PDH全称是准同步数字系列光纤通信技术，是最基础的光纤通信技术，该项技术正式在我国铁路通信中应用的时间是1982年，北京站在北京市铺设了一条长度为12 km的光纤；然后重载双线电气化的大秦铁路开始使用八芯单模光缆，并在干局线、沿线铁路站台、区段分别配置PDH设备，正式构成我国第一条长途干线铁路光纤通信系统；1992年，济南铁路局的传输系统使用了第一套PDH系统，系统负责区间是从济南到青岛，在20世纪90年代末，又陆续开通济南到徐州区间的PDH系统。

PDH设备支持点对点通信，然而随着数字通信技术的蓬勃发展，点对点传输越来越少，大部分传输需进行转接，因此，PDH技术所面临的限制越来越多，逐渐不再适合现代铁路通信系统的要求。

5.2 SDH光纤通信技术

SDH全称是同步数字系列光纤通信技术，该项技术自1985年以后得到进一步发展。SDH是一种标准化数字信号服务技术，具有同步传输、复用、交叉连接等功能，在SDH网络中包含若干基本网络单元。以济南铁路局传输系统为例，其对SDH的应用始于1998年。进入21世纪以后，SDH得到进一步发展，系统容量越来越大，其网络逐渐覆盖全局。这一时期，SDH系统容量不仅大幅度增加，而且还有两种保护方式，这样就能更好地满足业务需求。

PDH和SDH的信号均以单模光纤传输为主，波长比较单一，无法充分发挥光纤的作用。随着计算机技术愈发先进，现代通信体系日益完善，各项电信业务规模日益扩大，在设计铁路通信时，需进一步扩大传输容量。

5.3 DWDM光纤通信技术

DWDM一般指密集型光波复用，该技术主要是利用一根光纤进行传输。自2009年以后，我国铁路传输系统迈向超高速全光网络时代，DWDM系统正式投入使用。该项技术一改光缆资源匮乏的问题，还能提高通信的安全性和可靠性。

5.4 ROF光纤通信技术

ROF全称是光载无线通信，该技术满足高速率、大容量的无线通信需求，可充分发挥光纤通信和无线通信的作用。ROF在铁路移动通信系统中的应用范围比较广泛，比如，将这一技术与GSM-R系统相结合，可满足游客在高速列车中的通信需求。在山区、隧道等比较偏僻的位置，可充分发挥出该项技术的优势。

6 结束语

综上所述，随着铁路通信工程技术水平不断提升，人们对铁路通信光纤传输的要求越来越高。为了保障信号得到稳定的传输，要仔细分析现阶段存在的问题，制定切实可行的解决方案，有效提高光纤的抗干扰水平。要定期对维修人员进行培训，制定合理的管理对策和管理制度，确保光纤的传输更加安全可靠，为铁路运输事业做出贡献。■