浅谈光纤通信技术在铁路通信系统中的应用

李祎

天津南环铁路电务有限责任公司 天津 300381

摘要：伴随当今社会快速发展，通信方式不断进步，人们对于通信网络的要求也在逐步提高，为了进一步加快通信网络的发展，一定要重视相关技术的使用。在铁路通信系统中应用光纤通信技术，不仅可以加快铁路通信信号传送速度，而且有利于推动铁路通信系统的数字化和智能化建设。文章将阐述在铁路通信系统中应用光纤通信技术。

关键词：光纤通信技术；铁路通信系统；应用

引言

在人类漫长的历史长河中，通信技术的发展是促进人类信息交流、促进科学技术发展的重要动力。近年来，随着科学技术的不断发展和进步，光纤通信技术逐渐应用到各个专业领域，光纤通信技术在信号传输过程中不仅具有传输速度快、信号传输质量高的优势，而且具有通讯设备使用寿命长的优势，为此，在铁路通信技术的发展中，光纤通讯被作为当前发展的技术基础备受技术人员的重视。

一、光纤通信技术的概念及其特点

光纤通信技术指的是利用频次较高的光波对传输介质进行传播的一项技术，早在上世纪中期，美国科学家就尝试过利用光纤进行信号传输的实验，通过多次实验后取得成功，这一举措同时也宣告了光纤时代的到来，它以传输速度快，传输质量高等优势成功取代了其他通信方式，从此，光纤被当作信息传输的重要手段在各行业中加以应用。由于光纤在进行信号传输过程中，光纤外有一层保护装置，因此其使用寿命要优于其他通信方式，其主要特点主要体现在以下几个方面：（1）传输容量大。由于光纤所使用的频带较宽，因此在通信过程中能够允许更大容量的信息通过，通过对比我们可以发现，无线电波所使用的波的频率通常在50到300MHz之间，而光纤所使用的波频通常在3万到10万GHz之间，因此，这种巨大的差异不仅提升了光纤通信的速度，而且扩展了光纤通信的信息量；（2）低损耗。与传统的电缆通信方式相比，光纤通信的损耗基本可以忽略不计，平均1.31um光/仅0.35dB的低耗损，若传输1.55um的光，损耗更可低至0.2dB，由于铁路通信大都是长距离通信，因此采用光纤通信技术作为铁路通信的主要技术能够最大程度的减少信息在长距离传输过程中的损耗，从而为节约成本奠定坚实基础；（3）抗干扰能力较强。铁路在运行过程中经常会穿越地形复杂的山区，这些地方不仅地势复杂，而且一般信号在这里的传播容易受阻，与其他传输信号相比，光纤具有抗干扰能力强以及保密性较强的优势，因此在铁路通信过程中具有较高的使用价值。

二、光纤通信技术在铁路通信系统中的应用

（一）有关波分复用技术的应用分析

分析整个光纤通信技术在铁路系统中的应用，其技术的形式是多种多样的，其中之一就是波分复用技术。此项技术往往会依靠线路区域内的低级损耗区，进而全面提升信息通信的稳定可靠性。另外该技术具有一个非常明显的特点，即宽带资源是此技术所拥有的一个优势，所以在实际应用过程中往往能够依靠光波的有效波长，同时借助光波所发出的不同频率，有效的使得铁路通信系统能够呈现多渠道信息传输的模式。一般情况下，波分复用技术的波分器，将会全面应用到信息传输的发送端，所以在传输过程中可以使得不同型号的信息，科学有序的在同一线路当中展开传输。当信号传输到信息接收端时，此时的波分器又能够将同一线路当中的信息，按照频率、光波长度等形式科学有效的区分开来，最终也就大大提升了铁路通信系统传输的效率，也确保了信息传输的质量。

（二）SDH（同步数字体系）光纤通信技术

随着科学的不断发展和进步，PDH逐渐被更为先进的SDH技术所取代，与PDH光纤通信技术相比，SDH光纤通信技术的稳定性更强，在光纤介质制造时，SDH使用的是二十芯的光纤，它能允许接入622Mb/s的信号，其次，SDH对不同厂家生产的通信设备的适应能力更强，最后，近年来，随着我国网络覆盖面积的逐渐扩大，LTE网络使用的频率相对较高，这就导致人们在密闭空间，比如隧道时使用光纤通信的信号得到大幅度衰减，这样不仅会严重影响用户使用信号，更重要的是对光纤通信的进一步拓展造成了不小的影响，为此，在接下来的工作中，需要着手提升光纤网络覆盖率，需继续加强LTE网络的覆盖提升、邻区优化、干扰整改等基础优化工作。网络覆盖率的提升进一步加强了光纤通信的稳定性，很好的解决了信号经常中断的问题。虽然SDH光纤通信技术在各方面都有了较大幅度的改善，但在信号传输的稳定性和信息中断复续的实际效果上，还存在一定的不足，并且与当时的信号传输速度相比也比较慢，因此需要一定的技术改进。

（三）DWDM光纤通信技术

DWDM，即密集型光波复用，简单地说，就是在一根光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，把不同的光波波长同时进行组合和传输。PDH与SDH传输光信号的方式都是“一纤一波”，而DWDM传输光信号的方式是“一纤N波”，这样就变一根光纤为多条虚拟光纤，最大限度地利用了光纤的传输性能；增加了传输容量（与单波长传输相比，DWDM技术可以将传输容量增加几百倍），提高了传输速度，并节约了大量设备成本。

（四）PDH光纤通信

光纤通信技术之所以发展十分迅速，与光纤技术的详细严密划分是分不开的。目前我国不同的铁路通信技术可以利用不同的光纤通信技术作为提高通信系统的质量与效率的保障。PDH光纤通信是最我国最早应用的光纤通信技术，这可以追溯到上世纪八十年代，我国将PDH光纤通信技术代替传统通信模式，这也代表着，我国从传统的通信模式到光纤通信技术的迈进。PDH通信技术的优势有：一是对通信系统中的安全漏洞以及安全隐患进行有效检测；二是待检测出安全漏洞以及安全隐患后对其进行全方位清除。所以说PDH通信技术在有效保障铁路通信系统的安全和稳定方面具有重要作用。但是随着科技的发展，以及对于通信技术的要求不断提高，PDH光纤通信技术的弊端也就显现的更加明显：首先，其复用结构十分复杂，在一定程度上限制了自身的发展；其次，网络管理能力有所欠缺。这都严重制约着PDH光纤通信的发展。

（五）WDM技术

WDM技术也被叫做波分复用技术，主要是对多种不同波长的光载波信号进行汇合，在发射端利用复用器，在经过光纤传输过程中，首先进行耦合，让带宽增加的目的得以实现，在接收端通过分波器分离不同波长的光载波信号，通过聚集整理让频率波长不同的光信号，保持相对独立的传输，接着通过接收器对其进行处理，使之成为原有的传输信号，在同一传输通道内让多个不同载体光波进行传输，波分复用技术可以进行双向传输，也可以进行单向传输，我国已经在波分复用技术方面进行了深入的研究，获得了大量的成果，WDM技术具有很强的有效性和经济性，在城域网和长途网等网络的传输过程中，具有非常重要的意义。

结束语

在我国铁路建设随着我国经济迅猛发展的今天，光纤通信技术促进了各项业务的发展和完善，为铁路通信系统的建立和完善提供了技术支持和信息安全保障。未来也必将会有更加先进的光纤通信技术在铁路通信系统中加以应用，使铁路信息网络的传输、交换更加稳定、安全、便捷。

参考文献

[1]申成磊.光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].数字通信世界,2020,No.183(03):202-202.

[2]闫玉平,王伟,葛琳.光纤通信技术在铁路通信系统中的应用及发展[J].商品与质量,2019,000(002):234.