光纖通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

左寧

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通經(jīng)濟(jì)對(duì)經(jīng)濟(jì)整體運(yùn)行有著重要的衡量作用。鐵路運(yùn)輸越來越重要，在客運(yùn)和貨運(yùn)中也發(fā)揮著難以替代的作用。其中鐵路運(yùn)輸發(fā)展中，通訊技術(shù)被視為鐵路技術(shù)的重要組成部分，備受人們關(guān)注。由于光纖技術(shù)在質(zhì)量和通訊速度上有著巨大的優(yōu)勢(shì)，在鐵路系統(tǒng)的通訊技術(shù)中占有重要的地位。本文作者結(jié)合自身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鐵路系統(tǒng)中光纖通訊技術(shù)的理論、應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展方式以及具體技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)殍F路通訊技術(shù)的發(fā)展帶來幫助。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)鐵路通信應(yīng)用

前言

光纖技術(shù)問世以來，傳輸速度與日俱增，在光纖通信的技術(shù)領(lǐng)域之中，也在不斷跨越、進(jìn)步，以指數(shù)速度增長，其迅猛效率可見一斑。不僅在技術(shù)上革新速度快，應(yīng)用擴(kuò)展范圍速度也異?？焖伲F(xiàn)已經(jīng)設(shè)計(jì)到諸多領(lǐng)域，投入正常應(yīng)用之中，鐵路通信就是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

一、光纖通訊技術(shù)概述

光纖通訊技術(shù)的主要載體（載波）是高頻次光波，是傳輸介質(zhì)為光纖的一種通訊技術(shù)。1960年，美國科學(xué)家康寧成功通過光纖傳遞了全世界第一組信息，宣告屬于光纖的時(shí)代即將來臨。光纖在傳輸中受到外表層的保護(hù)，也就是光纜，因此使用壽命遠(yuǎn)高于其他技術(shù)，造成的光纖介質(zhì)消耗也較小。同時(shí)由于光纖采用特殊材質(zhì)，使得光纖在通訊中具有以下優(yōu)點(diǎn)：

首先，光纖頻帶較寬。光纖容許高頻率載波的通過因此在傳輸容量上具有天然的優(yōu)勢(shì)。通過技術(shù)對(duì)比可知，VHF（無線電波）載波頻率為48.5-300MHz，可見光載波頻率為10萬GHz，光纖由于材質(zhì)不同，因此載波頻率也有較大的差距，但是最低頻率為3萬GHz，但是當(dāng)前采用的是波分復(fù)用技術(shù)，可以同時(shí)容納上十?dāng)?shù)個(gè)頻道，因此傳輸速度驚人的快。

第二，耗損低。與電纜相比，光纖的耗損幾乎微不可查。平均1.31um光/僅0.35dB的低耗損，若傳輸1.55um的光，損耗更可低至0.2dB。因此在鐵路通訊中，長距信息傳輸離是通訊技術(shù)的基本要求，采用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)，可以有效地降低耗損，減少維護(hù)成本。

第三，抗干擾能力強(qiáng)。在鐵路的穿行中，經(jīng)常會(huì)遇見強(qiáng)電磁場(chǎng)的地理環(huán)境。通常這些位置也是機(jī)車故障或者其他問題的高發(fā)地段。在這些地區(qū)經(jīng)過必須具備良好的通訊能力才能確保及時(shí)解決突發(fā)事件。而光纖的主材為石英，不導(dǎo)電也不會(huì)被磁場(chǎng)干擾，與無線電信號(hào)相比兼具抗干擾和保密性兩大優(yōu)勢(shì)，因此具有較大的使用價(jià)值。

二、現(xiàn)今光纖技術(shù)分析

2.1 波分復(fù)用的技術(shù)使用光纖通信最新加入波分復(fù)用，能夠充分將單模光纖中低損耗區(qū)域的帶寬資源進(jìn)行利用，每一道光波在傳輸過程中，波長也會(huì)出現(xiàn)各有不同的情況，在此過程中，如若能夠?qū)⒌蛽p耗區(qū)域劃分成多個(gè)通信通道，并且將其中光波作為載波進(jìn)行通信傳輸，在發(fā)送端采用波分復(fù)用的方式，將不同波段載送的信號(hào)合入一條光纖之中。在接收之時(shí)，再用波分復(fù)用，將不同波段的信息進(jìn)行區(qū)分。以這樣的技術(shù)，可以將每一個(gè)波段看做是單獨(dú)個(gè)體，實(shí)現(xiàn)一條光纖中的多路信號(hào)傳輸。

2.2 光纖接入光纖通信技術(shù)的發(fā)展，領(lǐng)航國際通信的發(fā)展渠道，而光纖接入是信息高速之中最后一段里程碑。將光纖接入投入真正的使用，能夠?qū)⑿畔鬏斶M(jìn)入高速化通道，滿足大眾在信息時(shí)代傳輸需求。在此過程中，寬帶主干線很重要，用戶在接入寬帶之時(shí)，也占據(jù)技術(shù)關(guān)鍵。將光纖接入真正投入正常運(yùn)營之中，那么千家萬戶都可以使用高速信息，寬帶進(jìn)入高速時(shí)代。寬帶接入之時(shí)，光纖所需要達(dá)到的地方有差距，因此，F(xiàn)TTU、TTB、FTTC在應(yīng)用過程上，差距也是相當(dāng)大。在FTTX之中，F(xiàn)TTH是在整個(gè)寬帶技術(shù)中的終端環(huán)節(jié)，提供全光接入模式，光纖寬帶特性在此技術(shù)中被充分利用起來，讓用戶在寬帶使用過程中，可以感受暢通無阻的寬帶運(yùn)行。

三、光纖通訊在鐵路信息技術(shù)中的應(yīng)用

3.1 PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字）階段

在上世紀(jì)80年代，我國鐵路通訊技術(shù)主要處于光纖通訊的PDH階段。當(dāng)時(shí)我國在北京架設(shè)了15公里的短波光纖，同時(shí)開放了光纖通訊的二次群系統(tǒng)。經(jīng)過一段時(shí)間的技術(shù)試驗(yàn)，終于在大秦鐵路中使用了PDH光纖通訊技術(shù)。由于當(dāng)時(shí)我國網(wǎng)絡(luò)尚未開放，使用的是配備PCM設(shè)備的局域網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。因此在大秦線上的列車車組緊靠36Mb/sPDH的二芯光纖，第一次將模擬通訊技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的光纖通訊技術(shù)。雖然PDH技術(shù)在成本、信息傳遞安全性等方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但從整體來講，PDH光纖通訊技術(shù)對(duì)周圍環(huán)境有著嚴(yán)格的要求，在我國復(fù)雜的地形環(huán)境條件下不具備大規(guī)模發(fā)展的可能性，需要進(jìn)一步提升光纖傳輸技術(shù)的性能。

3.2 SDH（同步數(shù)字體系）光纖通信技術(shù)

經(jīng)過一段時(shí)間的技術(shù)投入，我國開始使用SDH光纖通訊技術(shù)對(duì)PDH技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和替代。相比于PDH光纖通訊技術(shù)，SDH技術(shù)更加接近當(dāng)前流行的數(shù)字化通訊模式。首先它采用的是二十芯光纜作為光纖介質(zhì)，能夠接入622Mb/s的光纖口。第二是SDH技術(shù)能夠利用支線間的字節(jié)復(fù)接，對(duì)不同廠家之間的通訊設(shè)備進(jìn)行了連接，方便光纖標(biāo)準(zhǔn)和比特率（BIT）標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來。第三就是能夠是現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)信息的斷后重續(xù)。在鐵路交通中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生信號(hào)中斷的問題，因此，SDH技術(shù)的出現(xiàn)就解決了光纖信號(hào)中斷后信息的繼續(xù)接收能力。

但是SDH技術(shù)畢竟是剛經(jīng)過一段時(shí)間的研究，在信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和信息中斷復(fù)續(xù)的實(shí)際效果上，還存在一定的不足，并且與當(dāng)時(shí)的信號(hào)傳輸速度相比也比較慢，因此需要一定的技術(shù)改進(jìn)。

3.3 DWDM（密集型光波復(fù)用）光纖通信技術(shù)

DWDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)單一光纖不同波長傳輸能力的大規(guī)模集成運(yùn)用。也就是能夠?qū)⒉煌牟ㄩL頻率進(jìn)行組合傳輸，相當(dāng)于以一根光纖的鋪設(shè)成本安裝了7――8根虛擬光纖進(jìn)行傳輸，高于普通光纖傳輸技術(shù)速度的7倍。該項(xiàng)技術(shù)主要原理是光纖可以承載不同波段的波長，并且借助分波器將這些波段的波長進(jìn)行分類梳理。同時(shí)DWDM技術(shù)還可以與IP協(xié)議、ATM、SONET/SDH、以太網(wǎng)協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，這種高性能、高兼容性的特點(diǎn)特別適合當(dāng)前鐵路高速化的發(fā)展趨勢(shì)，方便鐵路交通中的信息傳輸效率提升。

結(jié)束語

本文通過對(duì)當(dāng)前鐵路交通中信息傳遞速度和容量的要求，對(duì)不同通訊方式在鐵路中的應(yīng)用效果進(jìn)行了闡述，經(jīng)過信息傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性測(cè)試，光纖通訊技術(shù)在信息傳遞的便捷性、穩(wěn)定性、抗干擾性、安全性和傳輸容量上都具有較大的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)大力在我國鐵路運(yùn)輸通訊技術(shù)中加以推廣和研究。

參考文獻(xiàn)

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