鐵路通信網的光纖傳輸安全和保護探析

關鍵詞：鐵路通信網；光纖傳輸；安全；保護

建設鐵路通信網傳輸系統對鐵路行業發展具有重要的意義，確保鐵路通信光纖傳輸安全不僅能夠促進鐵路運輸的健康發展，還能提升鐵路運輸效率，保障鐵路行業的健康發展。在應用鐵路通信網光纖傳輸系統時，要做好科學地管控，提升信息傳輸效率。在具體應用時，要在對應位置做好通信設備的管理，包括車輛段、機務段等。鐵路設備比較分散，面臨著較大的組網難度，光纖傳輸系統也面臨著許多要求[1]，因此可以使用多種傳輸方法，包括有線電、無線電等。如果不能做好管理維護工作，將形成諸多安全隱患，所以要充分保障通信網光纖傳輸的安全。

一、鐵路通信網光纖傳輸技術的構成

（一）技術組成部分

構成鐵路通信工程的內容較多，其中以光線路終端、網絡單元、局端設備和遠端設備為主。這些部分的功能雖存在差異，但也具有緊密的聯系，能夠確保光纖順利連接網絡。光網絡單元和光線路終端是鐵路通信網光纖傳輸的基礎，能夠維持整個線路的正常運轉，協調各鐵路運營各環節的交流和傳遞，提高業務連接效率和信息交換速度。另外，光纖通信技術可以提升鐵路信息處理和分析能力，監控和維護鐵路運輸系統的正常運轉，提升鐵路通信的可靠性和安全性。

（二）無源光網絡

無光源技術是鐵路通信網傳輸技術的重要組成內容，具有多種功能，擁有分配性和無源性的特點，這一網絡位于多個終端之間，而要想發揮這一網絡的作用，需要借助分支器來進行，分支器能夠協助相關工作人員合理分配網絡資源，提高傳遞信息的效率，降低對其他設備的依賴程度。

二、鐵路通信網光纖傳輸技術的功能

（一）光纜自動監測系統

光纜自動監測系統融合了多種功能，如光纜測試功能、提前警告功能、業務管理功能等。這一系統可以高效地完成光纜監測任務，并通過分析監測結果判定系統鐵路通信網的光纖傳輸安全和保護探析是否處于安全運行的狀態。當光纜出現故障時，會觸發系統的自動報警裝置，緊接著系統會進行自動測試，精準定位到發生故障的位置。監測系統由三個部分組成，分別是操作終端、監測中心和監測站。監測中心主要由四個方面組成，即輸出設備、通信設備、服務器和操作系統；監測系統融合了多種先進技術，包括GIS、計算機、數據庫、網絡通信等[2]。監測站由三個單元構成，包含了波分復用、遠程測試和告警；測試單元包含OTDR 模塊和主控模塊組成；核心模塊采用了先進的設計方式，它屬于核心模塊，能夠進行自主控制；在OTDR 光時域反射儀的支撐下，可以快速確定故障的位置，以便工作人員能夠及時制定解決措施，做好數據采集和處理。

（二）光線路自動保護系統

光線路自動保護系統由兩個部分組成，分別是終端和設備；具有三項功能，分別是網絡管理、自動切換光路、光功率監測。光通信網絡系統能夠全面監測光纖的運作情況，管理好光纖運行效率。當系統出現故障時，會進行自動報警，轉換到備用光纖線路中，防止出現故障延時的問題。通過進行這樣的操作，確保系統能夠以穩定的頻率運行，防止業務中斷，自主調度主備工作路，切實提升維護效率[3]。

（三）監測功能

監測功能主要表現在備纖監測和在線監測這兩個方面。在線監測可以幫助工作人員全面了解光纜的使用情況，然而由于OTDR 存在特殊的波長，不同于光傳輸設備的波長，因此工作人員往往會使用波分復用的方法來開展相關工作，這種方法的效率較高，且不會帶來負面影響。在非工作狀態下，可以使用備纖來監測光纖網絡，工作人員會結合實際情況準備對應的備纖，防止光纖損壞影響傳遞活動。在通常情況下，備纖監測不會給光傳輸網絡帶來負面影響，但需要工作人員能結合實際情況來設置出合適的OTDT 波長。

在進行系統功能監測時，要綜合使用多種測試方法，包括障礙告警、點名測試等。當問題出現時，技術人員可以通過GIS 系統了解相關情況，確定問題類型和發生的地點，及時制定出解決措施。監測系統依靠各類拓撲圖發揮GIS 地圖的作用，收集和分析鏈路上存在的信息，并記錄交割信息，自動整理和收集相關交割數據。用戶需要擁有對應的權限，以便使用操作系統，因此在操作系統的過程中，要結合賬號、密碼和權限等多種要素準確劃分管理員和操作員。告警部分包含了OTDR 設備中多方面的內容，能夠顯示當前告警、告警確認、歷史告警等信息。告警方面的功能可以準確定位故障出現的位置、時間、地點、類型等，還可以通過分析用戶設定的內容，準確發送相關報警信息，其中報警的形式則包括聲音報警、報警燈報警等。

三、影響鐵路通信網光纖傳輸技術的因素

（一）外部影響因素

一般情況下，工作人員會在建設鐵路的過程中安裝對應的通信系統，隨著鐵路建設的推進，通信系統安裝工作也會一直跟進。鐵路往往會選擇建設在空曠開闊的地方，以避免影響人們的工作和生活，但是這些地區的環境相對較差，缺少對應的基礎設施，在暴雨狂風的天氣，信號傳輸會受到影響；如果光纖通信比較長，更容易受到影響，當遇到惡劣的天氣情況時，可能會導致信號傳輸中斷。工作人員需要提前分析這些因素，制定出科學地解決對策，繼續提升鐵路自監技術，重點解決信號傳輸的問題。當出現信號傳輸故障時，工作人員要借助先進的探測技術及時定位故障發生的位置；當傳輸信號發生中斷時，鐵路光纖通信會面臨著較大的阻礙，影響鐵路通信活動。結合以往我國鐵路發展的案例來看，曾出現過因電纜損壞而阻礙鐵路光纖通信的事故，雖然工作人員搶修及時，但仍然給正常的通信活動造成了損失。在建設和維護鐵路通信系統的過程中，要以先進技術作為重要支撐，提升維修團隊的專業能力，防止類似事故的出現。從現實層面來看，現階段的專業技術人員不足，當發生通信故障時，難以迅速作出回應，從而給鐵路光纖傳輸安全帶來影響。

（二）內部影響因素

鐵路通信光纖傳輸受到許多因素影響，比如檢修水平、通信安裝技術、人員儲備等。結合目前的施工進展來看，很多項目所使用的自監測技術相對落后，不能有效滿足鐵路通信光纖建設的需要。光纖通信網的建設需要沿著鐵路進行，建設的路線相對較長，在建設過程中可能會出現線路損壞的問題，影響光纖通信建設的效果。光纖通信建設中的一些細節性的問題會給整體建設效果帶來影響，所以相關負責人要做好整體規劃，及時發現細節性問題。在排查故障時，工作人員使用的方法比較陳舊，工作效率不高，工作人員的綜合素質也存在差異，經驗豐富、綜合能力強的工作人員較少，由此導致監測工作的效果不佳，難以滿足鐵路光纖傳輸建設的需要。目前在光纖傳輸建設過程中，存在光纖傳輸效率較低的問題。光纖傳輸建設工作是在鐵路沿線進行的，工作人員需要在邊緣位置架設通信線纜，而通信線纜可能會受到其他線纜的影響，降低信號傳輸效率，此類問題需要得到及時的解決。

四、鐵路通信網光纖傳輸面臨的威脅

（一）口令破解等解碼攻擊

口令攻擊是引發光纖通信問題的主要因素，結合實際情況來看，黑客往往會通過使用口令破解軟件來破解賬號口令，這給鐵路網光纖傳輸帶來了巨大的威脅。在這一過程中，光纖通信網絡負責人缺乏網絡安全意識，以至于在面對口令攻擊時，很難做出有效和及時的防御，導致口令攻擊屢屢得逞。為了防御口令破解攻擊，工作人員在設置口令時要認真細致，設置安全系數高的密碼，避免把密碼設置過于簡單化。在實際應用層面，要結合原有口令密碼的特點，進行定期或者不定期地調整，確保密碼每隔一段時間進行一次更換，另外要及時取消無用的密碼和賬號，防止口令攻擊情況的出現[4]。

（二）后門程序和惡意代碼的攻擊

后門程序是指黑客在進行網絡攻擊后留下的隱蔽通道，通過這一通道可以再次進入；惡意代碼包括蠕蟲、病毒和木馬等。后門程序和惡意代碼已經成為幫助攻擊者避開安全性控制的有效方法，在這些方法的協助下，攻擊者可以獲得訪問程序的權利，實施非法行為。對于那些惡意程序，要善于使用功能強大的防御軟件，及時進行清除，防止木馬病毒在光纖通信網絡中蔓延。

（三）操作系統漏洞

在鐵路通信光纖網絡建設過程中，工作人員主要使用UNIX 系統。在使用UNIX 系統時，可能會有黑客們結合系統中的漏洞來開展攻擊，另外由于網絡操作系統具有不穩定性，缺乏健全的管理機制，操作系統中存在的薄弱環節或是遠程調用服務出現的一些漏洞，都可能會影響到網絡安全，成為黑客發動攻擊入口，進而威脅到操作系統的安全。針對這些安全漏洞，工作人員需要結合實際情況，及時添加合適的補丁程序，進一步優化系統的安全性能，維持鐵路通信網絡的穩定運轉。

五、鐵路通信網光纖傳輸的保護措施

（一）提升抗干擾能力

在鐵路通信網建設中，需要保證光纖通信建設的安全性，不斷提升網絡系統的抗干擾能力。在具體工作中，應當全面分析干擾光纖通信傳輸的因素，從內外兩個方面著手，不斷提升光纖通信抗擊惡劣環境的能力。首先，要使用性能良好的材料，切實提升抗擊外界干擾的能力，工作人員在實際工作中一般會使用BT 聚對苯二甲酸丁二酯，另外借助紫外固化油墨等材料[5]。如今，在科學技術快速發展過程中，人們正不斷改善光纖制作材料，加大材料研發力度。其次，全面控制傳輸風險。控制傳輸風險可以從軟、硬件著手。就軟件而言，要及時升級、優化所使用的軟件。不斷拓展安全控制工作的內涵，擴大安全工作的范圍，采用安全操作的方式，按照安全監控的實際需求，防止各種非法入侵行為。相關部門要結合具體的工作要求，設置對應的訪問權限，在沒有取得權限的情況下，不能夠開展具體的工作，還要制定出風險防控措施，防止風險蔓延，切實保護光纖通信的安全。就硬件而言，要做好更新和完善工作，結合相關輔助設備，做好維護和管理工作。當出現故障時，要對通信設備和網絡設備做好檢查；當發現設備中的異常時，要盡快進行更換。另外還要加大采購資金的投入，及時更換陳舊的設備，提升設備運行的效率，保障通信系統能夠穩定運轉。

（二）提升技術人員的綜合素養

只有技術人員的綜合素養得到了提升，才能夠高效地投入到工作中，不斷提升光纖傳輸的質量和效果。相關負責人要組織人員進行培訓和考核工作，將提升技術人員的工作能力落到實處，可以從三個方面進行。首先，改善技術人員的待遇，為技術人員提供良好的工作環境和優厚的工作條件。對于技術人員的招聘，要制定嚴格的招聘機制，對應聘人員進行嚴格的篩選和考核，選拔優秀的人才，確保能夠招聘到技術能力較強的員工。其次，要定期或者不定期地舉辦員工培訓，不斷更新員工的知識儲備和專業技能，讓員工能夠擁有新思想、新知識。最后，積極引進國外的先進經驗和技術，在適當情況下可以邀請國外知名專家、學者前來舉辦講座。

（三）做好網絡通信管理

為了確保鐵路通信網光纖傳輸，需要制定出切實可行的通信管理措施，特別是在通信網建設過程中，要制定科學的措施來解決信號干擾的問題。通過專家研討制定出科學的規劃和設計方案，深入明確建設目標，以科學的方法來管理光纖通信傳輸，對各個環節做好監控，及時解決光纖通信傳輸中遇到的阻礙，讓信號能夠有效傳輸。另外，要加大對光纖傳輸的監控力度，防止它受到內外各種因素的干擾[6]。對于鐵路通信傳輸設備，要安排電務部門的技術人員進行專業維修，把鐵路、工程部門的設備納入到鐵道通信系統，遵循對應的工作標準，做到統一聯動管理。

（四）不斷提升檢測水平

目前，對光纖通信網絡的保護工作存在欠缺，需要進行深入地改進，升級內部安裝技術。相關工作人員要全面檢測當前的鐵路通信網絡系統，做好系統更新工作。由于部分檢測人員的水平較低，導致有些故障無法及時地被檢測出來，對于現存的故障，要采用可學的方法及時處理。工作人員在日常工作中，要努力學習相關知識和技能，不斷實現自我提升，只有這樣才能夠檢測出大部分光纖通信故障，降低故障發生率，減少經濟損失。

（五）做好光纖通信網絡的巡查工作

在運行光纖通信網絡時，工作人員要做好光纖通信網絡的巡查工作，不僅要查看是否出現光纜被盜的問題，還要檢查光纖在自然環境下是否出現損壞。當發現問題時，要及時向上級領導做好匯報，及時解決問題。如果不能及時進行解決，相關人員要制定出科學的安全措施，在問題光纖附近設置警示牌，防止問題光纖誤傷到別人，避免出現安全事件。

（六）及時更換存在問題的光纖網絡

在鐵路通信光纖傳輸過程中，管理和技術人員要進行有效溝通，對故障多發路段進行定期的維護和檢修，確保系統高效運轉。光纖通信網絡使用的材料具有特殊性，一旦出現問題可能會引發斷網。為了防止類似問題的出現，相關工作人員要做好全面的檢查，如果發現可疑情況，要進行全面修理，及時更換存在問題的光纖網絡。只有光纖網絡能夠穩定運行，才能夠高效傳遞信號。

六、結束語

在鐵路建設和運營過程中，要充分發揮通信網的作用，需要借助通信網的強大功能，提高信息傳遞效率，為鐵路建設和運營奠定基礎。光纖傳輸能夠提升信息傳遞的效率，保證信號傳遞的質量，因此要制定出科學的措施，以保證光纖通信的安全性。本文結合鐵路通信網的特點，分析了光纖通信傳輸的安全性和保護措施，以此為相關研究提供參考。

作者單位：張興之 山東高速軌道交通集團有限公司益羊鐵路管理處