左翎 邱敏強 李越

摘 要：光纖通信技術，是目前主流的通信技術，也是鐵路主要使用信息傳輸技術，其能夠加強鐵路通信能力。因此，本文對鐵路通信系統(tǒng)進行分析，從而介紹光纖技術的在鐵路通信中具體應用。

關鍵詞：鐵路通信系統(tǒng);光纖通信技術;應用

引言：隨著信息時代的發(fā)展，信息的傳遞和交流也越來越重要。自改革開放，我國鐵路運輸需求逐年增加，鐵路系統(tǒng)通信系統(tǒng)不也要跟進時代的步伐，光纖通信系統(tǒng)是目前鐵路通信系統(tǒng)中最重要的信息傳輸技術被廣泛使用的，應用光纖通信技術加強和完善鐵路通信系統(tǒng)通信能力，促進了整個鐵路系統(tǒng)的發(fā)展。

一、光纖通信技術概述

光纖通信是通過使用一種光導纖維玻璃的媒介，來實現(xiàn)信息的傳遞。在上個世紀六十年代，美籍華人高錕博士發(fā)表一篇論文證明用光纖來傳遞信號的可能性，經(jīng)過幾十的發(fā)展，當前世界上的信息傳遞都是用應用光纖。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，人們一直在研究光纖作為一種通信介質(zhì)，發(fā)展的步伐從未停止，許多光纖制造商不斷增加對資本和技術的投資。光纖生產(chǎn)水平的提高正在推動光纖通信技術的持續(xù)發(fā)展，同時，光纖通信的傳播速度也得到了提升，尤其是近10年來，其傳輸效率提高了數(shù)百倍。所以在信息通信領域，通信和信息傳輸?shù)拿浇檎诎l(fā)生著其所未有的變化，光纖作為一種通信介質(zhì)，它被廣泛應用于信息通信的領域。

二、鐵路通信的作用

鐵道通信在正常情況下，幫助鐵路系統(tǒng)對運行管理、列車調(diào)度和軌道系統(tǒng)設計、防災、預警等信息傳遞，同時也用于發(fā)生異?；蚓o急情況時的搶險救災的一種通訊方式。具體而言，鐵路通信具有以下三個功能。

（一）保證各種調(diào)度指揮信息的傳輸

無論是旅客運或貨運列車必須嚴格按照運行圖和調(diào)度員的指令進行調(diào)度。因此，發(fā)送調(diào)度命令信息非常重要。鐵路通訊系統(tǒng)需要將信息準確無誤、及時、可靠傳遞出去。

（二）為旅客提供各種服務的信息

在預售車票時，就需要有一個巨大數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，用于存儲和傳輸預售票的各種數(shù)據(jù)信息的通信網(wǎng)絡滿足人民的購票需求。另外，以車站內(nèi)的旅客的購票需求，搭建一條通信線路來顯示數(shù)據(jù)庫中存儲的各種信息。

（三）為設備維護和運行管理提供通信條件

鐵線的維護人員沿途工作時，需要沿途有電話線，方便及時交流信息。行駛的火車需要裝有信息通信設施，以便火車在運行時可以及時將情況告訴調(diào)度員或是車站內(nèi)的值班員;尤其在一些偏遠地區(qū)，電話通信在管理車輛和信息傳遞方面非常重要。

三、光纖通信技術在鐵路通信系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀

現(xiàn)在社會對鐵路的速度和安全的需求正在增加，鐵路通信系統(tǒng)的傳輸速度和質(zhì)量要求也在不斷提高。光纖通信技術在鐵路通信系統(tǒng)中的應用非常重要。現(xiàn)代鐵光纖通信系統(tǒng)在道路通信系統(tǒng)中的應用和發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，它們是 PDH 光纖通信階段、SDH 光纖通信階段和 DWDM 光纖通信階段。

（一） PDH光纖通信系統(tǒng)

我國鐵道通信技術正在走向智能化、寬帶化、數(shù)字化、信息化的方向發(fā)展，光纖技術在鐵路通信領域得到了廣泛的應用。光纖通信技術在鐵路通信領域的應用，我國在 一九八零年初開始研究鐵路光纖通信，PDH光纖是光纖通信技術的最早應用。一九八二年，我國以北京作為試點，搭設 15 公里的光纖實驗。在實驗中，放置4芯短波燈光纖開路二次群系統(tǒng)。我國應用的PDH光纖通信系統(tǒng)，經(jīng)典案例是大秦鐵路，就是大秦鐵路的重載雙線電采，使用8芯單模短波光纖的干線局專線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)工程機械，它構成了PDH通信技術的核心。鐵路沿線站段網(wǎng)絡通信系統(tǒng)構建設備為PCM和D/I，兩個核心為8Mb/s PDH。本次試驗的成功標志著我國鐵路通信系統(tǒng)開始采用傳統(tǒng)的小型同軸通信系統(tǒng)向數(shù)字信號轉變。大秦鐵路通信系統(tǒng)的成功，是我國首創(chuàng)長途干線光纜通信數(shù)字系統(tǒng)始于大秦鐵路，之后的我國鐵路通信系統(tǒng)光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的重大創(chuàng)新。及時有效地清除鐵路通信系統(tǒng)的安全漏洞和安全隱患，PDH光纖功能強大。但是，在PDH光纖通信中，有些東西是不能忽視的問題，其復雜的結構、不一致的標準、脆弱的網(wǎng)絡管理問題，在一定程度上不能滿足鐵路通信系統(tǒng)發(fā)展的步伐，因此在此背景下，SDH光纖通信誕生了[1]。

（二）SDH光纖通信系統(tǒng)

與PDH光纖通信系統(tǒng)相比，SDH光纖通信系統(tǒng)更多完整以及應用更廣泛，因此它可以有效地填充PDH光纖通信不足。SDH光纖通信相關技術對鐵路的發(fā)展起到了很大的推動作用。通信領域的發(fā)展歷程中先進的技術取代落后的技術，SDH光纖通信技術也是一樣。

SDH光纖通信是一種實現(xiàn)更高傳輸速度的數(shù)字通信技術，為了實現(xiàn)數(shù)字信號同步，信號被固定在一個幀結構中。SDH光纖通信技術可以有效彌補PDH光纖通信的不足。同時，SDH光纖通信的應用進一步促進了鐵路通信系統(tǒng)的發(fā)展。與 PDH 相比在光纖通信方面，SDH光纖通信優(yōu)勢明顯。首先是字節(jié)復用技術，簡化了網(wǎng)絡的上下分支信號。 其次是將創(chuàng)建一個不同的廠家設備的互聯(lián)條件，引起SDH光纖通信采用的接口標準和比特率都采用統(tǒng)一的標準。再其次是SDH光纖通信網(wǎng)絡強具有自愈特性，在主流媒體信號中斷時自動恢復信號，保證信號正常傳輸。最后是SDH光纖通信系統(tǒng)本身的網(wǎng)絡管理功能，為鐵路通信系統(tǒng)提供了更有效地保障[2]。

（三）DWDM光纖通信

就現(xiàn)有技術而言，DWDM光纖通信是更先進的光纖通信技術，與常規(guī)PDH光纖通信技術和SDH光纖通信技術相比，其具有三個明顯的優(yōu)勢。首先是DWDM光纖通信技術可以實現(xiàn)更大的傳輸容量和更快的傳輸速度，DWDM光纖通信技術的優(yōu)勢在于寬帶。前面提到過，寬帶具有纖和損耗低的特點，而DWDM 光纖正是利用寬帶的熱點，載波具有幾種不同的波長，DWDM 技術可以在同一根光纖上實現(xiàn)多個波長的載波的組合傳輸中，在信道容量下，DWDM技術以更少的總光纖實現(xiàn)相同的信息傳輸效果，即相同光纖總量下的DWDM光纖通信該技術可以實現(xiàn)更大的傳輸流量，單根光纖的傳輸容量達到500Gb/s，顯著提高鐵路通信傳輸速度。其次是在 DWDM 光纖通信技術中的背景下，網(wǎng)絡協(xié)議和實際傳輸速率互不影響，二者不會發(fā)生任何沖突。 DWDM可以兩者兼有，DWDM技術可以同時以不同的傳輸速度發(fā)送數(shù)據(jù)可在同一激光軌道內(nèi)完成，它靈活使用m協(xié)議、ATM協(xié)議和SET合約來進行2.4Gb/s數(shù)據(jù)傳輸，因此DWDM光纖通信可以實現(xiàn)大容量信息傳輸，同時最大限度地提高用戶滿意度，以及滿足用戶對網(wǎng)絡安全狀況和傳輸質(zhì)量的要求。最后是 DWDM 光纖通信可以最大限度地達到國際標準的數(shù)字傳輸技術。傳統(tǒng)SDH光纖和 PDH 光纖通信都與 DWDM 光學完全兼容。另外，光纖通信系統(tǒng)具有靈活開放的網(wǎng)絡模式，符合國際標準，可在一定程度上大大減輕網(wǎng)絡設備的負擔。上海是我國第一個使用DWDM光纖通信的軌道交通系統(tǒng)杭浙贛鐵路通信系統(tǒng)，DWDM光纖通信多條區(qū)域鐵路線、京九線鐵路線、新長途線、武廣鐵路線。使用DWDM光纖通信系統(tǒng)構建主要鐵路網(wǎng)通信系統(tǒng)廣泛應用于我國鐵路通信系統(tǒng)中，其中，京九線是一種應用于鐵路通信系統(tǒng)的DWDM光纖通信技術的典型案例[3]。

結論：綜上所述，光纖技術是當前鐵路通信系統(tǒng)中最重要的信息傳遞技術，對鐵路管理起著關鍵性作用。光纖通信技術的提高，不僅能夠提升我國的鐵路通信系統(tǒng)，還加快了鐵路信息化建設，提高人民的出行便捷，實現(xiàn)國家的富強。

參考文獻：

[1]張廣福.5G無線通信技術及其在鐵路通信系統(tǒng)中應用[J].中國新通信，2021，23（02）：39-40.

[2]完瑞萍.光纖通信技術在民航通信系統(tǒng)中的應用[J].中國新通信，2020，22（11）：107.