鐵路通信系統中的光纖通信技術探討

樊智偉

【摘 要】文章主要闡述了光纖通信技術的基本特征，并以此為基礎探討光纖通信技術的發展現狀，分析鐵路通信系統中光纖通信技術的具體應用，旨在為鐵路通信系統全面發展提供技術支持。

【關鍵詞】鐵路通信系統;光纖通信技術;應用

【中圖分類號】TN929.11;U285.16【文獻標識碼】A【文章編號】1674-0688（2019）12-0033-02

鐵路為我國重要的基礎性交通設施，伴隨智能化時代的來臨，大眾對于鐵路的服務質量提出了更高的要求，而鐵路通信系統提升服務質量的關鍵在于光纖通信技術的有效應用。

1 光纖通信技術概述

1.1 光纖通信原理

光纖實現通信的過程當中，主要是運用光纖作為傳輸的介質，經由頻率較高的廣播作為載波進行通信。使用光纖通信技術應遵循基本通信原理，并利用市級信息發送端電端機處理信息源所傳輸的數據，達成數字復接的目的，利用光發送端處理內部電端機實際所接收的信號，可將電信號向光信號轉變，并在信道中輸送光信號，確保傳輸的可操作性。接收端則利用電端機與光接收端機將單向光信號轉換為電信號，并分解數字信號，將其恢復為信號傳輸的原始數據，實現完整的信息傳輸工作[1]。

1.2 光纖通信技術的特點

（1）信息容量大。光纖通信技術快速發展的主要原因在于該技術能夠提供大規模的信息容量，相比微波技術，光纖進行信號的傳輸時，其容量比微波技術的傳輸信號高出幾十倍之多，相比電流傳播的實時速度，光纖通信技術信息傳輸速度更快且傳輸過程更加穩定。大量的研究結果表明，光纖通信技術不僅具備非常大的信息容量，并且在通信傳播中線路產生的損耗非常小，可以忽略不計，從而降低了經濟成本。由于光纖通信技術具備較大的信息容量和穩定的傳播速度及較低的線路損耗，因此得到了廣泛的應用。

（2）光纖損耗極低。光纖通信技術在具體應用中通常選擇石英光纖，主要是由于石英光纖相比其他材質的光纖的損耗更低，而且施工當中運營成本也比較低。與此同時，石英光纖具備玻璃材質的性質，因此在施工的時候，石英光纖的絕緣性能非常優秀，無需另外在線路中加裝接地和回路，在提升施工整體進度的同時，也降低了施工成本?？梢灶A見，未來我國通信信息行業的發展過程中，光纖通信技術將會發揮越來越重要的作用。

2 光纖通信技術發展現狀

2.1 波分復用技術

波分復用技術主要針對不同光波頻率，利用單模光纖中存在的低損耗區域中豐富的寬帶資源，劃分低損耗光纖至各個通道，光纖信號的重要載體則利用光波，初始信息數據發送采取波分復用技術，可將不同波長信號的光波統一融入到光纖線路之中，從而完成傳輸信號的操作[2]。而接收末端，同樣選擇此技術一一區分不同波長承載的不同信號。由于波長光載波信號為獨立存在的，因此只需一根光纖即可將若干線路中的有效光纖信號傳播操作全部完成。

2.2 光纖連接

光纖通信技術水平隨著科技的發展而不斷提高，它不僅對整個通信行業的發展具有促進作用，還能推動現今社會中信息的高速革新。目前，在各個行業中都開始廣泛應用光纖連接技術，其能夠不斷縮短信息傳輸時間，創新傳播方式，以此滿足新時代民眾對于快速傳輸信息及其他信息傳輸功能的需求。而發展光纖通信技術的過程中，寬帶主干線路起到了重要的促進作用。目前，光纖通信技術廣泛地應用在提升上網速度方面，也促進了寬帶技術的進一步發展。

3 鐵路通信系統中光纖通信技術的應用

3.1 PDH光纖通信技術

PDH光纖通信技術是準同步的數字化光纖通信技術，屬于一種基礎的光纖通信技術。PDH光纖通信技術在鐵路通信中的應用較早，20世紀80年代，我國大秦鐵路中即采用單模式八芯光纜，在各個站臺及區段沿線中均安裝有PDH配套設備，這也是我國首條配置光纖通信系統的長途干線鐵路，為我國其他鐵路系統的通信技術逐漸向SDH通信發展奠定了基礎，且應用效果良好。

3.2 SDH光纖通信技術

SDH光纖通信技術是PDH光纖通信技術的全面升級系統，SDH光纖通信技術相比PDH光纖通信技術，前者有效地彌補了后者存在的系統缺陷，提升了鐵路通信應用技術的發展速度。SDH光纖通信技術的發展過程中，逐步實現了數字信息同步高效地轉化，可在固定或特定的機構中獲得需要的信號。隨著SDH光纖技術的高度發展，其在鐵路中的應用越來越多，良好的通信效果促使PDH通信技術開始全面被取代。這主要得益于SDH光纖通信技術和數字化通信之間存在大量的相似之處，SDH光纖通信技術選擇的光纖介質可以為20芯光纜，能有效復接支線與支線之間的字節，具有良好的兼容性，為比物率基本標準及光纖標準的統一提供了便利，實現了網絡信息的有效斷后重續[3]。鐵路交通當中會出現大量的信號中斷問題，使用SDH光纖通信技術能夠從根本上解決光纖信號出現的中斷現象，使信息能夠被接收。應用此技術時，在信號傳輸中其信息終端復續及穩定性的最終效果依然存在缺陷，傳輸信號的實時速度比較慢，所以SDH光纖通信技術仍然有進一步完善與改進的空間。

3.3 DWDM光纖通信技術

隨著鐵路通信系統科技水平的不斷提升，DWDM光纖通信技術也得到了廣泛的應用，與上文提到的PDH技術和SDH 技術相比，前者的優勢非常明顯。DWDM光纖通信技術的特點在于單模光纖寬帶的損耗較低，允許若干波長載波在光纖中同時進行信息傳輸。采用此種通信技術時，發送端光發射機的精度、穩定度較高，可有效發射不同波長的光信號，利用光波長復用器復用光信號至相應的摻鉺光纖功率放大器之中，通過放大器的處理，可以把多路不同的光信號全部傳輸到光纖當中，實現全部傳輸操作。當光信號傳輸至接收端的時候，經由光的前置放大器進行放大操作，完成放大之后輸送至光波的分波器中進行光信號的有效分解操作[4]。DWDM光纖通信技術的優勢在于能夠在一條光纖當中承載多個波段的實際波長，能夠將傳輸速度大大地提升。DWDM光纖通信技術能夠適應各種協議的相關要求，把傳輸中的各種數據在同一個激光軌道當中實現，從而最大限度地滿足不同用戶的功能需求及網絡安全要求。DWDM光纖通信技術應用于鐵路開發中，不但能夠提升信息傳輸的實時速度，還能夠增加傳輸的容量，確保在鐵路信息系統傳輸信息的過程中具有較高的速度及穩定性，保證鐵路傳輸信息的時效性與有效性，為鐵路信息服務水平的不斷提升奠定了堅實的基礎。

3.4 未來鐵路通信系統當中光纖通信技術的應用發展趨勢

首先，未來在鐵路通信系統當中，應用光纖通信技術傳輸信號會越來越快，信息容量也會更大，傳輸的距離也會隨之變得更長。全新波分復用技術將逐步向更快速、更大量且更長的傳輸距離的全新全光型傳輸模式革新與轉變[5]。WDM密集波分復用技術與OTDM光時分復用技術均可以將傳輸時信道數存在的局限性問題予以解決。其次，隨著光孤子通信的出現及其在鐵路通信系統當中的應用，能夠在距離較長的信號傳輸中保證數據傳輸的穩定性。在信息傳輸過程中，光弧子通信能夠保證信息始終完整有效，不會對光纖波長及其傳輸速度造成負面影響。最后，實現全光網絡。未來概念中，全光網絡屬于高速化的通信網絡。發展光纖通信技術的最終目標與方向為全光網絡。經由全光網絡的傳輸信息在整體信息網絡的不同節點中均可實現全光化，同步、高效地進行信息的傳遞與轉換。通過光節點取代傳統通信網絡之中的電節點，能確保信息在網絡中的不同層級中完整、快速、有效地傳輸。

4 結語

綜上所述，伴隨著我國經濟社會的不斷發展及科學技術的不斷進步，全社會已經進入了信息化社會，想要提升鐵路通信系統的服務水平，就離不開光纖通信技術的有效應用，在提升信息傳遞速度的同時，提升鐵路通信系統與時代發展的接軌程度，促進鐵路通信系統高速可持續發展。

參 考 文 獻

[1]萬燾.鐵路通信系統中光纖通信技術的優化措施[J].中國高新技術企業，2017（6）：34-35.

[2]陸煒.光纖通信技術與光纖傳輸系統探討[J].中國新通信，2018，20（13）：39.

[3]范闖，婁軼男.論現代光纖通信傳輸技術的應用[J].信息通信，2017（12）：290-291.

[4]劉金雨.淺析電力通信中的光纖通信技術應用[J].中國新通信，2017（10）：114.

[5]安東.光纖通信技術的發展與研究[J].時代農機，2017

（6）：55.