韓華

摘 要：近年來鐵路取得了快速的發(fā)展，作為重要的交通運輸工具，對鐵路通信技術(shù)具有較高的要求。將光纖通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效的提高鐵路通信的智能化和數(shù)字化水平，加快推動鐵路通信系統(tǒng)的快速發(fā)展。在當(dāng)前信息傳輸過程中，光纖通信技術(shù)作為主要的信息傳輸方式，其具有應(yīng)用廣泛及傳播速度快的特點，可以有效的改善鐵路通信質(zhì)量。文章從光纖通信技術(shù)概述入手，分析了光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀，并進(jìn)一步對光纖通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)；鐵路通信系統(tǒng)；現(xiàn)狀；應(yīng)用

中圖分類號：U285 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0172-02

Abstract： In recent years， railway has made rapid development. As an important means of transportation， railway communication technology has higher requirements. The application of optical fiber communication technology in railway communication system can effectively improve the intelligent and digital level of railway communication and accelerate the rapid development of railway communication system. In the current information transmission process， optical fiber communication technology as the main means of information transmission， which has the characteristics of wide application and fast transmission speed， can effectively improve the quality of railway communications. This paper starts with the overview of the optical fiber communication technology， analyzes the present situation of the optical fiber communication technology， and further expounds the application of the optical fiber communication technology in the railway communication system.

Keywords： optical fiber communication technology； railway communication system； present situation； application

前言

近年來光纖通信技術(shù)發(fā)展速度較快，應(yīng)用范圍得以不斷拓展。光纖通信技術(shù)以低損耗、傳導(dǎo)速度快、容量大、使用的體積小、有很強的抗電磁干擾能力等受到了很多專業(yè)人士的青睞。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信發(fā)生了巨大的改變，其容量和傳播速度大幅度提升，光纖通信行業(yè)取得了快速的發(fā)展。光纖技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到各個行業(yè)當(dāng)中，推動了很多新技術(shù)的發(fā)展，使各行業(yè)的通信能力發(fā)生了翻天覆地的改變。將其在鐵路通信中進(jìn)行應(yīng)用，加快推動了鐵路通信的智能化發(fā)展，有效的提升了鐵路通信的能力，促進(jìn)了鐵路通信系統(tǒng)的完善，為鐵路的安全、穩(wěn)定運行打下了良好的基礎(chǔ)。

1 光纖通信技術(shù)概述

1.1 光纖通信原理

在光纖通信中，其以光纖作為傳輸介質(zhì)，通過借助于高頻率廣播作為載波進(jìn)行通信。光纖通信依據(jù)的通信原理，如圖1所示。

利用信息發(fā)送端的電端機來處理信息源傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)字復(fù)接，利用光發(fā)送端機來處理電端機中接收到的信號，實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)變，并將其送入信道進(jìn)行傳輸。接收端則利用光接收端機和電端機來實現(xiàn)光信號向電信號的轉(zhuǎn)換，并對數(shù)字進(jìn)行分解，實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的恢復(fù)，從而完成信息的傳輸。

1.2 光纖通信的特點

光纖傳輸過程中外表層以光纜作為保護(hù)，其具有較高的使用壽命，而且光纖介質(zhì)消耗也較小?；诠饫w材質(zhì)的特殊性，這也使其在通信中具有自身的優(yōu)勢。

首先，光纖頻帶較寬。由于光纖能夠容許高頻率載波通過，因此在傳輸容量上具有較強的優(yōu)勢。光纖不同材質(zhì)其載波頻率也存在較大的差距，而且通過運用波分復(fù)用技術(shù)，可以同時容納多個頻道，傳輸速度能夠達(dá)到較大的水平。其次，耗損低。相較于電纜，光纖的損耗可以忽略不計。因此在當(dāng)前鐵路通訊中，利用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)，不僅可以有效的降低耗損和維護(hù)成本，而且能夠更好的滿足鐵路長距離信息傳輸?shù)囊蟆Ｔ俅?，抗干擾能力強。鐵路運行過程中遇到強電磁場的地理環(huán)境較為常見，當(dāng)處于這些位置時機車也容易發(fā)生故障，因此這類區(qū)域需要確保具有較強的通訊能力，確保突發(fā)事件能夠及時解決。由于光纖以石英作為主材，其不具有導(dǎo)電性，也不會被磁場干擾，在抗干擾和保密性方面具有較強的優(yōu)勢。

2 光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1 波分復(fù)用技術(shù)

在波分復(fù)用技術(shù)中，主要是針對不同光波頻率的不同，并運用單模光纖低損耗區(qū)寬帶資源，將光纖低損耗劃分為不同的通道，以光波作為光纖信號的載體，將波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用到發(fā)送初始的位置處，不同頻段波長信號光波則融入到一根光纖線路中，實現(xiàn)信號的傳輸。在接收末端位置處，也利用波分復(fù)用技術(shù)來分開不同波長承載不同信號的光纖。由于不同波長光載波信號獨立存在，利用一根光纖即可以實現(xiàn)多個線路光纖信號的有效傳播。

2.2 光纖連接

近年來光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展，有效的推動了我國通信行業(yè)的發(fā)展，而且光纖連接也成為當(dāng)前信息高速化發(fā)展的重要標(biāo)志。在當(dāng)前各行各業(yè)中通過應(yīng)用光纖連接技術(shù)，可以有效的提高信息的傳輸速度和傳播方式，更好的滿足信息時代下人們對信息傳輸?shù)男枨?。在光纖通信技術(shù)發(fā)展過程中，寬帶主干線路的傳播發(fā)揮著非常重要的作用，同時用戶在最后進(jìn)行光纖連接也較為重要。當(dāng)前光纖通信技術(shù)的應(yīng)用有效的提高了人們的上網(wǎng)速度，使寬帶進(jìn)入了快速發(fā)展的年代。在光纖寬帶連接入口處，由于光纖線路位置不同，其應(yīng)用也不同，光纖用戶作為光纖寬帶連接中最為重要的一個步驟，其能夠為用戶提供寬帶上網(wǎng)，更好的滿足寬帶連接技術(shù)的需求。

3 光纖通信技術(shù)在鐵路運輸通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著當(dāng)前人們生活水平的提高，人們出行過程中對于鐵路運輸?shù)乃俣鹊陌踩杂辛烁叩囊?，這就要求鐵路通信技術(shù)在傳輸速度和傳播質(zhì)量方面要有較大的提升，因此通過在鐵路通信中應(yīng)用光纖通信技術(shù)具有極為重要的意義。光纖通信技術(shù)在鐵路通信中應(yīng)用經(jīng)歷了PDH光纖通信階段、SDH光纖通信階段和DWDM光纖通信階段三個階段，而且在應(yīng)用過程中不斷完善，并逐漸走向成熟。

3.1 PDH光纖通信技術(shù)

PDH為準(zhǔn)同步數(shù)字系列光纖通信技術(shù)，其作為最為基礎(chǔ)的光纖通信技術(shù)，在上世紀(jì)八十年代在鐵路通信中進(jìn)行應(yīng)用，其中大秦鐵路使用了八芯單模光纜，并在沿線站臺和區(qū)段配置了PDH設(shè)備，從而構(gòu)成了我國首條長途干線的鐵路光纖通信系統(tǒng)，為我國鐵路通信系統(tǒng)向通信的邁進(jìn)奠定了良好的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的點到點通信中，PDH設(shè)備具有較好的適應(yīng)性，但隨著數(shù)字通訊的發(fā)展，點到點的直接傳輸較少，大部分?jǐn)?shù)字傳輸都需要經(jīng)過轉(zhuǎn)接，這也導(dǎo)致PDH技術(shù)無法與現(xiàn)代鐵路通信系統(tǒng)的發(fā)展需要相適應(yīng)，因此鐵路通信中光纖通信開始向SDH階段進(jìn)行邁進(jìn)。

3.2 SDH光纖通信技術(shù)

作為PDH光纖通信系統(tǒng)的升級，SDH光纖通信系統(tǒng)對PDH系統(tǒng)的缺陷進(jìn)行了有效的彌補，進(jìn)一步促進(jìn)了鐵路通信技術(shù)的發(fā)展。作為一種現(xiàn)代化高速發(fā)展的數(shù)字通信技術(shù)，SDH光纖通信技術(shù)在發(fā)展過程中會實現(xiàn)數(shù)字信息化的同步轉(zhuǎn)化，即能夠在特定機構(gòu)中對所需信號進(jìn)行固定。隨著SDH光纖通訊技術(shù)的發(fā)展并在鐵路通信中進(jìn)行應(yīng)用，其開始全面替代PDH技術(shù)。這主要是由于SDH技術(shù)與流行的數(shù)字化通訊模式更為接近，其采用二十芯光纜作為光纖介質(zhì)，實現(xiàn)了支線間字節(jié)的復(fù)接，具有較好的兼容性，為光纖標(biāo)準(zhǔn)和比物率標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一提供了更多的便利，而且實現(xiàn)了現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)信息的斷后重續(xù)。由于鐵路交通中信號中斷現(xiàn)象較為常見，因此通過運用SDH技術(shù)對光纖信號中斷后信息繼續(xù)接收能力問題進(jìn)行了徹底解決。在SDH技術(shù)實踐應(yīng)用過程中，其信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和信息中斷復(fù)續(xù)效果還存在一些不足之處，信號傳輸速度相對較慢，因此需要對該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

3.3 DWDM光纖通信技術(shù)

隨著鐵路通信技術(shù)的快速發(fā)展，DWDN光纖通信技術(shù)開始在鐵路通信中進(jìn)行應(yīng)用，其相較于PDH技術(shù)和SDH技術(shù)具有較強的優(yōu)勢。在DWDN技術(shù)中，其呈現(xiàn)出單模光纖帶寬及低損耗等特點，在光纖內(nèi)允許多個波長載波同時傳輸。在實際通信過程中，DWDN技術(shù)應(yīng)用過程中，發(fā)送端光發(fā)射機能夠?qū)Σ煌€(wěn)定度和精度的不同波長光信號進(jìn)行發(fā)射，并利用光波長復(fù)用器將其復(fù)用送入到摻鉺光纖的功率放大器中，經(jīng)過放大處理，從而將多路光信號輸送到光纖維中，并完成具體的傳輸。在到達(dá)接收端后，經(jīng)過光前置放大器放大，然后送到光波長分波器當(dāng)中實現(xiàn)光信號的分解。該技術(shù)的主要的優(yōu)勢是DWDM光纖通信可以在同一光纖內(nèi)承載不同波段的波長，這樣就可以提高了傳輸?shù)乃俣群驮龃罅藗鬏數(shù)娜萘?；DWDM光纖通信技術(shù)可以容納不同的協(xié)議要求，將不同的傳輸速度中數(shù)據(jù)在一個激光軌道中完成，這樣就會在最大限度內(nèi)滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的需求和網(wǎng)絡(luò)的安全。DWDM光纖通信技術(shù)已經(jīng)被用到了鐵路開發(fā)當(dāng)中，不僅可以有效的提高傳輸?shù)乃俣?，而且傳輸容量大幅度增加，在鐵路信息系統(tǒng)開發(fā)過程中被采購和應(yīng)用，有效的保證了鐵路信息系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和快速性，實現(xiàn)了鐵路信息的及時傳遞，為鐵路信息服務(wù)的便利性打下了堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的新形勢下，近年來我國鐵路建設(shè)速度較快，這也使鐵路建設(shè)過程中對于信息的需求不斷增長。為了能夠提高鐵路通信系統(tǒng)的通信水平，則需要充分的運用光纖通信技術(shù)，為鐵路通信系統(tǒng)的建立和完善提供重要的技術(shù)支持和信息安全保障，全面提升鐵路現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)能力，確保鐵路信息網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、安全和便捷傳輸，積極推動光傳輸技術(shù)向大容量和長距離發(fā)展，為我國鐵路運營的安全性和可靠性奠定良好的基礎(chǔ)。

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