铁路通信网的光纤传输安全和保护探析

关键词：铁路通信网；光纤传输；安全；保护

建设铁路通信网传输系统对铁路行业发展具有重要的意义，确保铁路通信光纤传输安全不仅能够促进铁路运输的健康发展，还能提升铁路运输效率，保障铁路行业的健康发展。在应用铁路通信网光纤传输系统时，要做好科学地管控，提升信息传输效率。在具体应用时，要在对应位置做好通信设备的管理，包括车辆段、机务段等。铁路设备比较分散，面臨着较大的组网难度，光纤传输系统也面临着许多要求[1]，因此可以使用多种传输方法，包括有线电、无线电等。如果不能做好管理维护工作，将形成诸多安全隐患，所以要充分保障通信网光纤传输的安全。

一、铁路通信网光纤传输技术的构成

（一）技术组成部分

构成铁路通信工程的内容较多，其中以光线路终端、网络单元、局端设备和远端设备为主。这些部分的功能虽存在差异，但也具有紧密的联系，能够确保光纤顺利连接网络。光网络单元和光线路终端是铁路通信网光纤传输的基础，能够维持整个线路的正常运转，协调各铁路运营各环节的交流和传递，提高业务连接效率和信息交换速度。另外，光纤通信技术可以提升铁路信息处理和分析能力，监控和维护铁路运输系统的正常运转，提升铁路通信的可靠性和安全性。

（二）无源光网络

无光源技术是铁路通信网传输技术的重要组成内容，具有多种功能，拥有分配性和无源性的特点，这一网络位于多个终端之间，而要想发挥这一网络的作用，需要借助分支器来进行，分支器能够协助相关工作人员合理分配网络资源，提高传递信息的效率，降低对其他设备的依赖程度。

二、铁路通信网光纤传输技术的功能

（一）光缆自动监测系统

光缆自动监测系统融合了多种功能，如光缆测试功能、提前警告功能、业务管理功能等。这一系统可以高效地完成光缆监测任务，并通过分析监测结果判定系统铁路通信网的光纤传输安全和保护探析是否处于安全运行的状态。当光缆出现故障时，会触发系统的自动报警装置，紧接着系统会进行自动测试，精准定位到发生故障的位置。监测系统由三个部分组成，分别是操作终端、监测中心和监测站。监测中心主要由四个方面组成，即输出设备、通信设备、服务器和操作系统；监测系统融合了多种先进技术，包括GIS、计算机、数据库、网络通信等[2]。监测站由三个单元构成，包含了波分复用、远程测试和告警；测试单元包含OTDR 模块和主控模块组成；核心模块采用了先进的设计方式，它属于核心模块，能够进行自主控制；在OTDR 光时域反射仪的支撑下，可以快速确定故障的位置，以便工作人员能够及时制定解决措施，做好数据采集和处理。

（二）光线路自动保护系统

光线路自动保护系统由两个部分组成，分别是终端和设备；具有三项功能，分别是网络管理、自动切换光路、光功率监测。光通信网络系统能够全面监测光纤的运作情况，管理好光纤运行效率。当系统出现故障时，会进行自动报警，转换到备用光纤线路中，防止出现故障延时的问题。通过进行这样的操作，确保系统能够以稳定的频率运行，防止业务中断，自主调度主备工作路，切实提升维护效率[3]。

（三）监测功能

监测功能主要表现在备纤监测和在线监测这两个方面。在线监测可以帮助工作人员全面了解光缆的使用情况，然而由于OTDR 存在特殊的波长，不同于光传输设备的波长，因此工作人员往往会使用波分复用的方法来开展相关工作，这种方法的效率较高，且不会带来负面影响。在非工作状态下，可以使用备纤来监测光纤网络，工作人员会结合实际情况准备对应的备纤，防止光纤损坏影响传递活动。在通常情况下，备纤监测不会给光传输网络带来负面影响，但需要工作人员能结合实际情况来设置出合适的OTDT 波长。

在进行系统功能监测时，要综合使用多种测试方法，包括障碍告警、点名测试等。当问题出现时，技术人员可以通过GIS 系统了解相关情况，确定问题类型和发生的地点，及时制定出解决措施。监测系统依靠各类拓扑图发挥GIS 地图的作用，收集和分析链路上存在的信息，并记录交割信息，自动整理和收集相关交割数据。用户需要拥有对应的权限，以便使用操作系统，因此在操作系统的过程中，要结合账号、密码和权限等多种要素准确划分管理员和操作员。告警部分包含了OTDR 设备中多方面的内容，能够显示当前告警、告警确认、历史告警等信息。告警方面的功能可以准确定位故障出现的位置、时间、地点、类型等，还可以通过分析用户设定的内容，准确发送相关报警信息，其中报警的形式则包括声音报警、报警灯报警等。

三、影响铁路通信网光纤传输技术的因素

（一）外部影响因素

一般情况下，工作人员会在建设铁路的过程中安装对应的通信系统，随着铁路建设的推进，通信系统安装工作也会一直跟进。铁路往往会选择建设在空旷开阔的地方，以避免影响人们的工作和生活，但是这些地区的环境相对较差，缺少对应的基础设施，在暴雨狂风的天气，信号传输会受到影响；如果光纤通信比较长，更容易受到影响，当遇到恶劣的天气情况时，可能会导致信号传输中断。工作人员需要提前分析这些因素，制定出科学地解决对策，继续提升铁路自监技术，重点解决信号传输的问题。当出现信号传输故障时，工作人员要借助先进的探测技术及时定位故障发生的位置；当传输信号发生中断时，铁路光纤通信会面临着较大的阻碍，影响铁路通信活动。结合以往我国铁路发展的案例来看，曾出现过因电缆损坏而阻碍铁路光纤通信的事故，虽然工作人员抢修及时，但仍然给正常的通信活动造成了损失。在建设和维护铁路通信系统的过程中，要以先进技术作为重要支撑，提升维修团队的专业能力，防止类似事故的出现。从现实层面来看，现阶段的专业技术人员不足，当发生通信故障时，难以迅速作出回应，从而给铁路光纤传输安全带来影响。

（二）内部影响因素

铁路通信光纤传输受到许多因素影响，比如检修水平、通信安装技术、人员储备等。结合目前的施工进展来看，很多项目所使用的自监测技术相对落后，不能有效满足铁路通信光纤建设的需要。光纤通信网的建设需要沿着铁路进行，建设的路线相对较长，在建设过程中可能会出现线路损坏的问题，影响光纤通信建设的效果。光纤通信建设中的一些细节性的问题会给整体建设效果带来影响，所以相关负责人要做好整体规划，及时发现细节性问题。在排查故障时，工作人员使用的方法比较陈旧，工作效率不高，工作人员的综合素质也存在差异，经验丰富、综合能力强的工作人员较少，由此导致监测工作的效果不佳，难以满足铁路光纤传输建设的需要。目前在光纤传输建设过程中，存在光纤传输效率较低的问题。光纤传输建设工作是在铁路沿线进行的，工作人员需要在边缘位置架设通信线缆，而通信线缆可能会受到其他线缆的影响，降低信号传输效率，此类问题需要得到及时的解决。

四、铁路通信网光纤传输面临的威胁

（一）口令破解等解码攻击

口令攻击是引发光纤通信问题的主要因素，结合实际情况来看，黑客往往会通过使用口令破解软件来破解账号口令，这给铁路网光纤传输带来了巨大的威胁。在这一过程中，光纤通信网络负责人缺乏网络安全意识，以至于在面对口令攻击时，很难做出有效和及时的防御，导致口令攻击屡屡得逞。为了防御口令破解攻击，工作人员在设置口令时要认真细致，设置安全系数高的密码，避免把密码设置过于简单化。在实际应用层面，要结合原有口令密码的特点，进行定期或者不定期地调整，确保密码每隔一段时间进行一次更换，另外要及时取消无用的密码和账号，防止口令攻击情况的出现[4]。

（二）后门程序和恶意代码的攻击

后门程序是指黑客在进行网络攻击后留下的隐蔽通道，通过这一通道可以再次进入；恶意代码包括蠕虫、病毒和木马等。后门程序和恶意代码已经成为帮助攻击者避开安全性控制的有效方法，在这些方法的协助下，攻击者可以获得访问程序的权利，实施非法行为。对于那些恶意程序，要善于使用功能强大的防御软件，及时进行清除，防止木马病毒在光纤通信网络中蔓延。

（三）操作系统漏洞

在铁路通信光纤网络建设过程中，工作人员主要使用UNIX 系统。在使用UNIX 系统时，可能会有黑客们结合系统中的漏洞来开展攻击，另外由于网络操作系统具有不稳定性，缺乏健全的管理机制，操作系統中存在的薄弱环节或是远程调用服务出现的一些漏洞，都可能会影响到网络安全，成为黑客发动攻击入口，进而威胁到操作系统的安全。针对这些安全漏洞，工作人员需要结合实际情况，及时添加合适的补丁程序，进一步优化系统的安全性能，维持铁路通信网络的稳定运转。

五、铁路通信网光纤传输的保护措施

（一）提升抗干扰能力

在铁路通信网建设中，需要保证光纤通信建设的安全性，不断提升网络系统的抗干扰能力。在具体工作中，应当全面分析干扰光纤通信传输的因素，从内外两个方面着手，不断提升光纤通信抗击恶劣环境的能力。首先，要使用性能良好的材料，切实提升抗击外界干扰的能力，工作人员在实际工作中一般会使用BT 聚对苯二甲酸丁二酯，另外借助紫外固化油墨等材料[5]。如今，在科学技术快速发展过程中，人们正不断改善光纤制作材料，加大材料研发力度。其次，全面控制传输风险。控制传输风险可以从软、硬件着手。就软件而言，要及时升级、优化所使用的软件。不断拓展安全控制工作的内涵，扩大安全工作的范围，采用安全操作的方式，按照安全监控的实际需求，防止各种非法入侵行为。相关部门要结合具体的工作要求，设置对应的访问权限，在没有取得权限的情况下，不能够开展具体的工作，还要制定出风险防控措施，防止风险蔓延，切实保护光纤通信的安全。就硬件而言，要做好更新和完善工作，结合相关辅助设备，做好维护和管理工作。当出现故障时，要对通信设备和网络设备做好检查；当发现设备中的异常时，要尽快进行更换。另外还要加大采购资金的投入，及时更换陈旧的设备，提升设备运行的效率，保障通信系统能够稳定运转。

（二）提升技术人员的综合素养

只有技术人员的综合素养得到了提升，才能够高效地投入到工作中，不断提升光纤传输的质量和效果。相关负责人要组织人员进行培训和考核工作，将提升技术人员的工作能力落到实处，可以从三个方面进行。首先，改善技术人员的待遇，为技术人员提供良好的工作环境和优厚的工作条件。对于技术人员的招聘，要制定严格的招聘机制，对应聘人员进行严格的筛选和考核，选拔优秀的人才，确保能够招聘到技术能力较强的员工。其次，要定期或者不定期地举办员工培训，不断更新员工的知识储备和专业技能，让员工能够拥有新思想、新知识。最后，积极引进国外的先进经验和技术，在适当情况下可以邀请国外知名专家、学者前来举办讲座。

（三）做好网络通信管理

为了确保铁路通信网光纤传输，需要制定出切实可行的通信管理措施，特别是在通信网建设过程中，要制定科学的措施来解决信号干扰的问题。通过专家研讨制定出科学的规划和设计方案，深入明确建设目标，以科学的方法来管理光纤通信传输，对各个环节做好监控，及时解决光纤通信传输中遇到的阻碍，让信号能够有效传输。另外，要加大对光纤传输的监控力度，防止它受到内外各种因素的干扰[6]。对于铁路通信传输设备，要安排电务部门的技术人员进行专业维修，把铁路、工程部门的设备纳入到铁道通信系统，遵循对应的工作标准，做到统一联动管理。

（四）不断提升检测水平

目前，对光纤通信网络的保护工作存在欠缺，需要进行深入地改进，升级内部安装技术。相关工作人员要全面检测当前的铁路通信网络系统，做好系统更新工作。由于部分检测人员的水平较低，导致有些故障无法及时地被检测出来，对于现存的故障，要采用可学的方法及时处理。工作人员在日常工作中，要努力学习相关知识和技能，不断实现自我提升，只有这样才能够检测出大部分光纤通信故障，降低故障发生率，减少经济损失。

（五）做好光纤通信网络的巡查工作

在运行光纤通信网络时，工作人员要做好光纤通信网络的巡查工作，不仅要查看是否出现光缆被盗的问题，还要检查光纤在自然环境下是否出现损坏。当发现问题时，要及时向上级领导做好汇报，及时解决问题。如果不能及时进行解决，相关人员要制定出科学的安全措施，在问题光纤附近设置警示牌，防止问题光纤误伤到别人，避免出现安全事件。

（六）及时更换存在问题的光纤网络

在铁路通信光纤传输过程中，管理和技术人员要进行有效沟通，对故障多发路段进行定期的维护和检修，确保系统高效运转。光纤通信网络使用的材料具有特殊性，一旦出现问题可能会引发断网。为了防止类似问题的出现，相关工作人员要做好全面的检查，如果发现可疑情况，要进行全面修理，及时更换存在问题的光纤网络。只有光纤网络能够稳定运行，才能够高效传递信号。

六、结束语

在铁路建设和运营过程中，要充分发挥通信网的作用，需要借助通信网的强大功能，提高信息传递效率，为铁路建设和运营奠定基础。光纤传输能够提升信息传递的效率，保证信号传递的质量，因此要制定出科学的措施，以保证光纤通信的安全性。本文结合铁路通信网的特点，分析了光纤通信传输的安全性和保护措施，以此为相关研究提供参考。

作者单位：张兴之 山东高速轨道交通集团有限公司益羊铁路管理处