光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用

左寧

摘 要：隨著經濟的發展，交通經濟對經濟整體運行有著重要的衡量作用。鐵路運輸越來越重要，在客運和貨運中也發揮著難以替代的作用。其中鐵路運輸發展中，通訊技術被視為鐵路技術的重要組成部分，備受人們關注。由于光纖技術在質量和通訊速度上有著巨大的優勢，在鐵路系統的通訊技術中占有重要的地位。本文作者結合自身實際工作經驗，對鐵路系統中光纖通訊技術的理論、應用現狀、發展方式以及具體技術進行了分析，希望能夠為鐵路通訊技術的發展帶來幫助。

關鍵詞：光纖通信技術鐵路通信應用

前言

光纖技術問世以來，傳輸速度與日俱增，在光纖通信的技術領域之中，也在不斷跨越、進步，以指數速度增長，其迅猛效率可見一斑。不僅在技術上革新速度快，應用擴展范圍速度也異常快速，現已經設計到諸多領域，投入正常應用之中，鐵路通信就是其中一個重要環節。

一、光纖通訊技術概述

光纖通訊技術的主要載體（載波）是高頻次光波，是傳輸介質為光纖的一種通訊技術。1960年，美國科學家康寧成功通過光纖傳遞了全世界第一組信息，宣告屬于光纖的時代即將來臨。光纖在傳輸中受到外表層的保護，也就是光纜，因此使用壽命遠高于其他技術，造成的光纖介質消耗也較小。同時由于光纖采用特殊材質，使得光纖在通訊中具有以下優點：

首先，光纖頻帶較寬。光纖容許高頻率載波的通過因此在傳輸容量上具有天然的優勢。通過技術對比可知，VHF（無線電波）載波頻率為48.5-300MHz，可見光載波頻率為10萬GHz，光纖由于材質不同，因此載波頻率也有較大的差距，但是最低頻率為3萬GHz，但是當前采用的是波分復用技術，可以同時容納上十數個頻道，因此傳輸速度驚人的快。

第二，耗損低。與電纜相比，光纖的耗損幾乎微不可查。平均1.31um光/僅0.35dB的低耗損，若傳輸1.55um的光，損耗更可低至0.2dB。因此在鐵路通訊中，長距信息傳輸離是通訊技術的基本要求，采用光導纖維作為傳輸介質，可以有效地降低耗損，減少維護成本。

第三，抗干擾能力強。在鐵路的穿行中，經常會遇見強電磁場的地理環境。通常這些位置也是機車故障或者其他問題的高發地段。在這些地區經過必須具備良好的通訊能力才能確保及時解決突發事件。而光纖的主材為石英，不導電也不會被磁場干擾，與無線電信號相比兼具抗干擾和保密性兩大優勢，因此具有較大的使用價值。

二、現今光纖技術分析

2.1 波分復用的技術使用光纖通信最新加入波分復用，能夠充分將單模光纖中低損耗區域的帶寬資源進行利用，每一道光波在傳輸過程中，波長也會出現各有不同的情況，在此過程中，如若能夠將低損耗區域劃分成多個通信通道，并且將其中光波作為載波進行通信傳輸，在發送端采用波分復用的方式，將不同波段載送的信號合入一條光纖之中。在接收之時，再用波分復用，將不同波段的信息進行區分。以這樣的技術，可以將每一個波段看做是單獨個體，實現一條光纖中的多路信號傳輸。

2.2 光纖接入光纖通信技術的發展，領航國際通信的發展渠道，而光纖接入是信息高速之中最后一段里程碑。將光纖接入投入真正的使用，能夠將信息傳輸進入高速化通道，滿足大眾在信息時代傳輸需求。在此過程中，寬帶主干線很重要，用戶在接入寬帶之時，也占據技術關鍵。將光纖接入真正投入正常運營之中，那么千家萬戶都可以使用高速信息，寬帶進入高速時代。寬帶接入之時，光纖所需要達到的地方有差距，因此，FTTU、TTB、FTTC在應用過程上，差距也是相當大。在FTTX之中，FTTH是在整個寬帶技術中的終端環節，提供全光接入模式，光纖寬帶特性在此技術中被充分利用起來，讓用戶在寬帶使用過程中，可以感受暢通無阻的寬帶運行。

三、光纖通訊在鐵路信息技術中的應用

3.1 PDH（準同步數字）階段

在上世紀80年代，我國鐵路通訊技術主要處于光纖通訊的PDH階段。當時我國在北京架設了15公里的短波光纖，同時開放了光纖通訊的二次群系統。經過一段時間的技術試驗，終于在大秦鐵路中使用了PDH光纖通訊技術。由于當時我國網絡尚未開放，使用的是配備PCM設備的局域網絡通訊系統。因此在大秦線上的列車車組緊靠36Mb/sPDH的二芯光纖，第一次將模擬通訊技術轉變為數字化的光纖通訊技術。雖然PDH技術在成本、信息傳遞安全性等方面有一定的優勢，但從整體來講，PDH光纖通訊技術對周圍環境有著嚴格的要求，在我國復雜的地形環境條件下不具備大規模發展的可能性，需要進一步提升光纖傳輸技術的性能。

3.2 SDH（同步數字體系）光纖通信技術

經過一段時間的技術投入，我國開始使用SDH光纖通訊技術對PDH技術進行改進和替代。相比于PDH光纖通訊技術，SDH技術更加接近當前流行的數字化通訊模式。首先它采用的是二十芯光纜作為光纖介質，能夠接入622Mb/s的光纖口。第二是SDH技術能夠利用支線間的字節復接，對不同廠家之間的通訊設備進行了連接，方便光纖標準和比特率（BIT）標準統一起來。第三就是能夠是現實網絡信息的斷后重續。在鐵路交通中，經常會發生信號中斷的問題，因此，SDH技術的出現就解決了光纖信號中斷后信息的繼續接收能力。

但是SDH技術畢竟是剛經過一段時間的研究，在信號傳輸的穩定性和信息中斷復續的實際效果上，還存在一定的不足，并且與當時的信號傳輸速度相比也比較慢，因此需要一定的技術改進。

3.3 DWDM（密集型光波復用）光纖通信技術

DWDM技術實現了對單一光纖不同波長傳輸能力的大規模集成運用。也就是能夠將不同的波長頻率進行組合傳輸，相當于以一根光纖的鋪設成本安裝了7――8根虛擬光纖進行傳輸，高于普通光纖傳輸技術速度的7倍。該項技術主要原理是光纖可以承載不同波段的波長，并且借助分波器將這些波段的波長進行分類梳理。同時DWDM技術還可以與IP協議、ATM、SONET/SDH、以太網協議來傳輸數據，這種高性能、高兼容性的特點特別適合當前鐵路高速化的發展趨勢，方便鐵路交通中的信息傳輸效率提升。

結束語

本文通過對當前鐵路交通中信息傳遞速度和容量的要求，對不同通訊方式在鐵路中的應用效果進行了闡述，經過信息傳輸的速度和穩定性測試，光纖通訊技術在信息傳遞的便捷性、穩定性、抗干擾性、安全性和傳輸容量上都具有較大的優勢，因此應大力在我國鐵路運輸通訊技術中加以推廣和研究。

參考文獻

[1]倪鹿明.淺談光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用.信息通信，2015（3）

[2]倪鹿明.淺談光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用.信息通信，2015（3）

[3]劉關，馮濤池.試論光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用.鐵路運輸，2012（11）