兗煤鐵路通信系統中光纖技術的應用探討

楊 興

（兗礦集團鐵路運輸處技術科 山東 鄒城 273500）

光纖技術從光通信中脫穎而出，已成為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起著舉足輕重的作用。 光纖通信作為一門新興技術，其近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。 隨著技術的不斷發展、通信設備的推陳出新，人們對于通信系統所能提供的功能要求的提高，傳統的電纜通信系統已經越來越不滿足人們的需求。 光通信已經成為通信技術發展的必要階段，光通信的特點可以滿足通信的所有要求。

1 鐵路處通信系統網絡現狀

兗礦集團鐵路處目前已經開通的專用通信系統包括：數字調度通信系統、光通道數字電路傳輸系統、銅芯雙絞線通道模擬傳輸網絡、PCM 脈沖數碼調制下話路系統、 數字錄音系統、站場數字廣播通信系統、調度電話網、調度運輸管理系統和視頻監控系統等。 除了視頻監控系統采用光纖為傳輸介質外，其它大部分系統還都采用通信市話電纜傳輸。 由于銅纜傳輸有一定的局限性，造成各個系統的運行存在著一定問題，電話交換系統濟東站自動電話距離太遠，由于電纜損耗較大，調度監督系統的數據傳輸不穩，造成數據丟失，所以光纖技術的應用就應運而生。

2 光纖通信的原理

光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。 由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優點，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纖通信。 光纖通信的原理是：在發送端首先要把傳送的信息（如話音）變成電信號，然后調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度（頻率）變化而變化，并通過光纖經過光的全反射原理傳送；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。

3 光纖通信的技術特點及應用實例

3.1 技術特點

3.1.1 遠距離。光纖分為2 種：多模和單模。多模光纖的特點是距離不夠遠，只適合在比較近的距離上傳輸大量的編碼信號。單模光纖是非常純凈的石英玻璃制成的。光損耗非常小，即使經過遠距離后仍然可以達到相當的強度。 編碼信號傳遞可以輕松達到50－60km。

3.1.2 數字化。 提到數字化就不能避開編碼。 電報的發明就是編碼技術的開啟。 隨后的電話以及一切的電信技術的發明和應用都來源于此。 由于光信號的最現實的識別方式既有與無的識別方式，正好符合二進制的規律。 所以光纖通信符合所有計算機通信的基礎， 數字化代表了光纖通信基礎的特征。

3.1.3 高容量。 隨著光電器件的制造技術的進步，毫無疑問光通信技術在一路光纖上傳遞信號的能力與日俱增，現在用最普通的技術即可滿足有限容量的要求，而且隨著新技術商品價格的下降，能力更強的通信產品將極大地提高容量方面的需求，整個系統能力的提高可以通過少量個別配件即可實現，光纜無需更換。

3.1.4 高度安全性。 通過新老技術可對比，可以發現光通信技術與生俱來具有高度的安全特點。 從保密、防雷、抵抗多種自然災害、防電磁等方面的優越性都是決定性的。 原有的通信技術無法與之相比。

3.1.5 多功能。現在比較普遍的技術是應用ADSL 技術，這是XDSL 技術的一種應用，為的是在銅纜上實現8Mbit 的速度，原因是由于銅線電纜的傳輸特性決定另外技術的難度，技術難度推遲了新技術的產生。 在光纖通信領域不存在這一問題。 增加一種應用原則上只是增加了一種編碼和解碼的方式，只存在需求上和應用理論上的限制，技術成本上的限制，技術難度相對較低，不大受物理因素的影響，而且一種技術上得到實現既能取得所有相關應用一致的理想效果，不會因為物理因素，造成使用效果的不同。 現在光纖通信技術的發展已經可以完全替代電纜通信完成的功能。

3.1.6 可擴展性。 比對兩種技術可以發現，在擴展性方面，光通信技術具有無可比擬的優點。 在最普通的情況下擴大1 倍的電話容量，電纜系統需要增加通話接口設備的同時，需要增加電纜的芯數。 也就是還需要增加越來越昂貴的銅線數量，而這在光纜系統中是完全不必要的。 在今天電纜可能還滿足的要求，但是在今后的某些時候產生了更加先進的應用需要大密度的通信帶寬，而且距離足夠遠，到那時候電纜系統能否保證在物理層面滿足應用的需求就是不可預計的，而光纜系統則不存在這樣的問題。

3.1.7 經濟性。 電纜通信系統的固有問題是容量的相對固定。 而光通信系統則不同，首先技術進步將帶動設備價格下降，光纜本身價格同樣越來越便宜。 擴容和增加功能只要增加相應配套接口器件，即可完成，不必增加光纜，架設費用等不必要的開支，其實比較經濟性，只需要知道，銅有色金屬越來越貴。

3.1.8 維護性能。 光纜系統維護性能相對較高，節省大量的人力物力，可以遠程非接觸維護，光纜本身沒有銅纜被割現象較少，可以利用現有的電纜架空資源，可以利用原有的各種通信設備資源，系統本身自動化程度較高，長期使用通信質量下降很小，可以滿足各種應用要求，出現的各種故障可以及時得到系統反饋并且可以在線排除。

3.2 應用

3.2.1 組網光纜主干網絡的拓撲結構沿用有線銅線網絡拓撲結構無改變。 以處調度機房為中心向兩端輻射，采用復合SDH 標準的中心局端設備構成構成光纜系統中心集合點，干線光纜采用6 芯或8 芯架空光纜。 在每個車站過行斷引熔接尾纖設置和接口轉換盒， 每站設置符合SDH 標準的單體遠端設備，具備一定的擴口能力，以交換中心為切點在網絡兩端引回光路形成閉合物理光回路，拔高光路連接冗余，中心局端設備可根據需要設置不同數量的各種接口板以滿足現在和將來的各種需求，6 芯或8 芯光纜使用一芯作為主干，一芯作為環路備份，其余可用于其它用途。 由于光端機選擇了可擴展功能的類型，則一般的應用都可以使用。 主干網基本功能提供的資源用盡后，還有一定的可擴充能力，最大限度地節約了資源。

3.2.2 應用實例

1）解決調度網通信的應用，應用數字調度電話系統可以在本光端網絡利用網絡提供的E1 接口實現全鐵路處系統內調度電話， 程控電話交換等等一切與語音通信有關的功能，并且可以得到原來調度電話沒有的附加功能，實現智能PCM應用。

2）解決閉塞問題的應用。 利用本光纜系統提供的E1 接口或備用芯線， 或降低安全級別利用PCM 提供的數字通信通道甚至語音專線話路，加上專用的64D 閉塞光傳輸轉換設備，都可以實現在光通道上傳輸閉塞信號。

3）解決音頻、視頻傳輸。 利用備用光芯，選擇專用語音、視頻光端機與相應的音、視頻設備即可實現。

4）解決了鐵路處運輸管理系統，調度監控系統的傳輸，可以直接利用光纜提供的以太網接口進行組網。

4 總結

光通信技術已經在兗礦集團各個單位的專網中得到了廣泛的應用。 鐵路處現已經利用光纜開通了遠距離電話、、光通道數字電路傳輸、運輸管理系統、和調度監控系統，以及閉塞信號在光纜上的傳輸。 隨著光纖技術的不斷發展和光纜價格的降低，會有更多的通信系統采用。

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