鐵路通信系統中的光纖通信技術探討

吳博超

內容摘要 在科學技術水平快速提升的大背景下，很多先進技術已融入各個行業的發展中，光纖通信技術作為一種現代化技術，技術應用日益成熟，在通信技術中表現出了很大的應用優勢，在很多領域得到了有效應用。在鐵路通信系統中，光纖通信技術的應用發揮著重要作用，在很大程度上提升了鐵路通信系統信息傳播速度，提高了我國鐵路通信系統的整體水平。文章主要對鐵路通信系統中的光纖通信技術進行了分析。

關鍵詞 鐵路通信系統 光纖通信技術 應用

1 引言

隨著社會經濟的快速發展，我國光纖通信技術也在迅猛發展，在很大程度上提升了現代化信息傳播速度，使通信技術水平得到了很大提升?，F階段，光纖技術的應用范圍越來越廣泛，在鐵路通信系統中發揮著重要作用，優化并完善了鐵路系統，推動著鐵路通信系統的智能化發展?；诖?，文章闡述了光纖通信技術的相關內容，分析了鐵路通信系統中光纖通信技術的應用，研究了鐵路通信系統中光纖通信技術的發展趨勢，希望實現我國鐵路通信行業的持續、穩定發展。

2 光纖通信技術的相關內容

2.1 光纖通信技術概述

光纖通信技術中的兩種主要技術分別是光纖接入技術和波分復用技術。光纖接入技術的關鍵是實現信息傳輸的高效性，利用寬帶輸送網向各個家庭傳遞各項信息和數據，在寬帶管線傳輸過程中，傳輸方式多元化，光纖到戶（FTTH）和FTTCab是寬帶光接入網的主要應用形式，能夠在光纖各個位置實現信息傳輸[1]。波分復用技術為人民群眾提供了帶寬資源，能夠有效地整合發送端，將波長光載波的差異性由接收端完成分割，且各個分波器需要負荷不同的載波信號。在現代化鐵路通信系統中，波分復用技術發揮著重要作用，這項技術可以根據波長的差異性，有效地傳輸通信信號，不會受電磁信號、天氣因素的影響，在很大程度上提升了信號傳輸的整體效率。

2.2 光纖通信技術的優勢

2.2.1 通信容量大

光纖傳輸帶寬比較大，一根光纖的潛在帶寬可以達到20 THz，且波分復用技術的傳輸容量更大，這項技術的傳輸通道是光纖的不同波長，將光信號在同一光線中的不同波長信道中進行傳輸，在很大程度上增加了通信傳輸容量。

2.2.2 信息傳輸損耗低、傳遞距離長

光纖信息的傳輸載體主要是光學纖維鋼絲，通過分析用途、性能和功能的不同，可以分成不同的類型，但這項技術的制作和應用原則基本一致，不會受輸出距離的影響，在有光纖的情況下都可以傳輸信息，既能夠確保信息長距離傳輸，又可以完善信息傳輸過程，避免受環境因素的影響出現誤差。

2.2.3光纖損耗極低

在現代化社會的發展中，我國光纖通信技術的主要材料是石英光纖，石英光纖和其他材質的光纖相比，不易出現損耗問題，施工運營成本較低。并且，石英光纖屬于玻璃材質，具有電氣性能，在石英光纖施工過程中表現出了良好的絕緣性能，無須在線路中設置接地、回路，有利于加快施工進度，減少施工成本的投入。

3 鐵路通信系統中光纖通信技術的應用

3.1 波分復用技術的應用

3.1.1 掌握復用器、解復用器的使用方法

在設計復用器和解復用器的過程中，相關人員需要深入分析復用器和解復用器的生產成本和穩定運行。在實際應用過程中，技術人員需要確保復用器和解復用器的質量，以此為基礎減少能源消耗問題的出現，光纖通信系統的應用，必須確保波導寬度滿足光纖通信系統的各項要求，深入分析波導的寬度，及時地了解波導之間出現振蕩的原因，通過應用波分復用技術了解振動和傳輸過程中的溫度變化情況。

3.1.2 合理地選擇光源

在過去選擇光源的過程中，人們往往會應用低效率、低能量的發光二極管，這在實際應用中會遇到很多問題，如發射功率小、光譜寬等。在科學技術的快速發展過程中，激光二極管在光源選擇中得到了有效應用，解決了發光二極管中的很多問題，避免了光波之間的相互干擾問題，并加快了信息傳輸速度。但是，激光二極管在實際傳輸中會被環境溫度而影響，因此相關人員需在穩定環境中布置激光二極管，將溫度控制在合理范圍內，讓溫度影響降至最低。

3.2 PDH技術

在鐵路通信系統的快速發展中，PDH技術是應用頻繁的一項光纖技術，這項技術的應用主要是根據PDH二芯搭建局干線網絡通信系統。二芯配置是PDH技術中常用的一種模式，這一模式的應用從本質上確保了鐵路同軸模擬通信，有利于實現鐵路通信系統的穩定性。PDH光纖通信技術的復用接口具有一定的復雜性，為網絡管理工作帶來了很大難度，嚴重影響著PDH技術的有效應用。

3.3 SDH技術

SDH光纖通信系統是PDH光纖通信系統的升級版，這項技術有效地改善了PDH光纖通信技術中存在的問題，在很大程度上推動著鐵路通信技術的發展。SDH光纖通信技術作為一項現代化高速發展的數字化通信技術，會在未來科學技術發展過程中實現數字信息的轉化，將所需信號固定在特定的機構中。SDH光纖通信技術具有很大的應用優勢：①能夠有效地簡化網絡中各個支路的字節復用;②為各個廠家設備互聯之間的有效連接提供支持，確保光纖通信技術標準和比特率標準一致;③SDH光纖通信技術的網絡和自我完善功能比較強，在網絡信號中斷的情況下可以自動恢復，且在恢復后網絡信號傳輸可以繼續使用;④SDH光纖通信技術的自我管理能力比較強，有利于實現鐵路通信傳輸的安全性、可靠性;⑤SDH光纖通信技術的通信功能比較強，尤其在鐵路通信系統中的應用具有很大優勢，在未來通信行業的發展中，日益完善的SDH光纖通信技術必將代替系統中的PDH光纖通信技術。除此之外，在鐵路通信系統中，SDH光纖通信技術得到了有效應用，在鐵路建設過程中，為了充分發揮出SDH光纖通信技術的作用，鐵路部門通過搭設光同步傳輸系統，應用不同芯數的光纜[2]，將鐵路沿線各機房設備的傳輸設備進行了有效連接，組成鐵路光纖傳送信息網絡，構建了鐵路信息網，提高了鐵路通信技術的整體水平，推動了鐵路信息化、高速化發展。

3.4 DWDM技術

DWDM技術是將多個波長作為載波，在一條光纖中有效地傳輸各個載波通信通道，有效地減少光線數量，一般單根光纖傳輸速度可以達到400 GB/s。在現代化社會的發展中，DWDM技術在鐵路通信系統中得到了有效應用，相關人員需要將波長和光纖頻率進行融合，利用DWDM設備實現信息系統的兼容，并利用SDH設備傳輸信號波，DWDM技術不會受惡劣天氣的影響，在初期應用中信號傳輸不穩定，但在長時間應用中會提高信號傳輸的整體效率，加快信號傳輸速度。

4 鐵路通信系統中光纖通信技術的發展趨勢

4.1 速度快、容量大、距離長的傳輸新模式

在新時期的發展中，新型波分復用技術需要轉變成速度快、容量大、傳輸距離長的全光傳輸模式。光時分復用技術和密集波分復用技術的融合，可以改善傳輸信道數局限性問題，不斷提升信道的傳輸效率，進而提升光纖傳輸容量。

4.2 光孤子通信

在鐵路通信系統運行過程中，光弧子通信是一種超短光脈沖，其主要是在光纖反常色散區的基礎上，利用平衡光纖非線性、群速度色散效應，實現通信技術的超快傳輸，這項技術在長距離傳輸中性能比較穩定，且傳輸信息比較完善，不會影響光纖的速度和波長。

4.3 全光網絡

全光網絡是具備未來概念的高速通信網絡，光纖通信技術發展最理想的方向是全光網階段，全光網是在傳輸信息網絡各個階段實現全光化。全光網絡是一種極具未來概念的高速通信網絡，是通過在傳輸信息網絡的各節點處都實現全光化，同步完成高效的信息轉換與傳遞。用光節點替代傳統通信網絡中的電節點，使信息能夠在網絡的各層級之間快速傳輸。

5 結語

綜上所述，在我國鐵路系統的發展中，光纖通信技術得到了有效應用，有效地改善了我國鐵路通信系統中的難題，使鐵路系統逐漸進入通信時代，滿足了現代化鐵路發展的實際需求。

（作者系中國鐵路呼和浩特局集團公司呼和浩特通信段 助理工程師）

【參考文獻】

[1]戚晟.探究光纖通信工程技術傳輸的發展趨勢[J].工程建設與設計，2018，396（22）：100-101.

[2]李宏生.鐵路通信系統中運用光纖通信技術的優化策略[J].科技經濟導刊，2017（19）：34.