铁路通信系统中的光纤通信技术探讨

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【摘 要】文章主要阐述了光纤通信技术的基本特征，并以此为基础探讨光纤通信技术的发展现状，分析铁路通信系统中光纤通信技术的具体应用，旨在为铁路通信系统全面发展提供技术支持。
【关键词】铁路通信系统;光纤通信技术;应用
【中图分类号】TN929.11;U285.16【文献标识码】A【文章编号】1674-0688（2019）12-0033-02
铁路为我国重要的基础性交通设施，伴随智能化时代的来临，大众对于铁路的服务质量提出了更高的要求，而铁路通信系统提升服务质量的关键在于光纤通信技术的有效应用。
1 光纤通信技术概述
1.1 光纤通信原理
光纤实现通信的过程当中，主要是运用光纤作为传输的介质，经由频率较高的广播作为载波进行通信。使用光纤通信技术应遵循基本通信原理，并利用市级信息发送端电端机处理信息源所传输的数据，达成数字复接的目的，利用光发送端处理内部电端机实际所接收的信号，可将电信号向光信号转变，并在信道中输送光信号，确保传输的可操作性。接收端则利用电端机与光接收端机将单向光信号转换为电信号，并分解数字信号，将其恢复为信号传输的原始数据，实现完整的信息传输工作[1]。
1.2 光纤通信技术的特点
（1）信息容量大。光纤通信技术快速发展的主要原因在于该技术能够提供大规模的信息容量，相比微波技术，光纤进行信号的传输时，其容量比微波技术的传输信号高出几十倍之多，相比电流传播的实时速度，光纤通信技术信息传输速度更快且传输过程更加稳定。大量的研究结果表明，光纤通信技术不仅具备非常大的信息容量，并且在通信传播中线路产生的损耗非常小，可以忽略不计，从而降低了经济成本。由于光纤通信技术具备较大的信息容量和稳定的传播速度及较低的线路损耗，因此得到了广泛的应用。
（2）光纤损耗极低。光纤通信技术在具体应用中通常选择石英光纤，主要是由于石英光纤相比其他材质的光纤的损耗更低，而且施工当中运营成本也比较低。与此同时，石英光纤具备玻璃材质的性质，因此在施工的时候，石英光纤的绝缘性能非常优秀，无需另外在线路中加装接地和回路，在提升施工整体进度的同时，也降低了施工成本。可以预见，未来我国通信信息行业的发展过程中，光纤通信技术将会发挥越来越重要的作用。
2 光纤通信技术发展现状
2.1 波分复用技术
波分复用技术主要针对不同光波频率，利用单模光纤中存在的低损耗区域中丰富的宽带资源，划分低损耗光纤至各个通道，光纤信号的重要载体则利用光波，初始信息数据发送采取波分复用技术，可将不同波长信号的光波统一融入到光纤线路之中，从而完成传输信号的操作[2]。而接收末端，同样选择此技术一一区分不同波长承载的不同信号。由于波长光载波信号为独立存在的，因此只需一根光纤即可将若干线路中的有效光纤信号传播操作全部完成。
2.2 光纤连接
光纤通信技术水平随着科技的发展而不断提高，它不仅对整个通信行业的发展具有促进作用，还能推动现今社会中信息的高速革新。目前，在各个行业中都开始广泛应用光纤连接技术，其能够不断缩短信息传输时间，创新传播方式，以此滿足新时代民众对于快速传输信息及其他信息传输功能的需求。而发展光纤通信技术的过程中，宽带主干线路起到了重要的促进作用。目前，光纤通信技术广泛地应用在提升上网速度方面，也促进了宽带技术的进一步发展。
3 铁路通信系统中光纤通信技术的应用
3.1 PDH光纤通信技术
PDH光纤通信技术是准同步的数字化光纤通信技术，属于一种基础的光纤通信技术。PDH光纤通信技术在铁路通信中的应用较早，20世纪80年代，我国大秦铁路中即采用单模式八芯光缆，在各个站台及区段沿线中均安装有PDH配套设备，这也是我国首条配置光纤通信系统的长途干线铁路，为我国其他铁路系统的通信技术逐渐向SDH通信发展奠定了基础，且应用效果良好。
3.2 SDH光纤通信技术
SDH光纤通信技术是PDH光纤通信技术的全面升级系统，SDH光纤通信技术相比PDH光纤通信技术，前者有效地弥补了后者存在的系统缺陷，提升了铁路通信应用技术的发展速度。SDH光纤通信技术的发展过程中，逐步实现了数字信息同步高效地转化，可在固定或特定的机构中获得需要的信号。随着SDH光纤技术的高度发展，其在铁路中的应用越来越多，良好的通信效果促使PDH通信技术开始全面被取代。这主要得益于SDH光纤通信技术和数字化通信之间存在大量的相似之处，SDH光纤通信技术选择的光纤介质可以为20芯光缆，能有效复接支线与支线之间的字节，具有良好的兼容性，为比物率基本标准及光纤标准的统一提供了便利，实现了网络信息的有效断后重续[3]。铁路交通当中会出现大量的信号中断问题，使用SDH光纤通信技术能够从根本上解决光纤信号出现的中断现象，使信息能够被接收。应用此技术时，在信号传输中其信息终端复续及稳定性的最终效果依然存在缺陷，传输信号的实时速度比较慢，所以SDH光纤通信技术仍然有进一步完善与改进的空间。
3.3 DWDM光纤通信技术
随着铁路通信系统科技水平的不断提升，DWDM光纤通信技术也得到了广泛的应用，与上文提到的PDH技术和SDH 技术相比，前者的优势非常明显。DWDM光纤通信技术的特点在于单模光纤宽带的损耗较低，允许若干波长载波在光纤中同时进行信息传输。采用此种通信技术时，发送端光发射机的精度、稳定度较高，可有效发射不同波长的光信号，利用光波长复用器复用光信号至相应的掺铒光纤功率放大器之中，通过放大器的处理，可以把多路不同的光信号全部传输到光纤当中，实现全部传输操作。当光信号传输至接收端的时候，经由光的前置放大器进行放大操作，完成放大之后输送至光波的分波器中进行光信号的有效分解操作[4]。DWDM光纤通信技术的优势在于能够在一条光纤当中承载多个波段的实际波长，能够将传输速度大大地提升。DWDM光纤通信技术能够适应各种协议的相关要求，把传输中的各种数据在同一个激光轨道当中实现，从而最大限度地满足不同用户的功能需求及网络安全要求。DWDM光纤通信技术应用于铁路开发中，不但能够提升信息传输的实时速度，还能够增加传输的容量，确保在铁路信息系统传输信息的过程中具有较高的速度及稳定性，保证铁路传输信息的时效性与有效性，为铁路信息服务水平的不断提升奠定了坚实的基础。
3.4 未来铁路通信系统当中光纤通信技术的应用发展趋势
首先，未来在铁路通信系统当中，应用光纤通信技术传输信号会越来越快，信息容量也会更大，传输的距离也会随之变得更长。全新波分复用技术将逐步向更快速、更大量且更长的传输距离的全新全光型传输模式革新与转变[5]。WDM密集波分复用技术与OTDM光时分复用技术均可以将传输时信道数存在的局限性问题予以解决。其次，随着光孤子通信的出现及其在铁路通信系统当中的应用，能够在距离较长的信号传输中保证数据传输的稳定性。在信息传输过程中，光弧子通信能够保证信息始终完整有效，不会对光纤波长及其传输速度造成负面影响。最后，实现全光网络。未来概念中，全光网络属于高速化的通信网络。发展光纤通信技术的最终目标与方向为全光网络。经由全光网络的传输信息在整体信息网络的不同节点中均可实现全光化，同步、高效地进行信息的传递与转换。通过光节点取代传统通信网络之中的电节点，能确保信息在网络中的不同层级中完整、快速、有效地传输。
4 结语
综上所述，伴随着我国经济社会的不断发展及科学技术的不断进步，全社会已经进入了信息化社会，想要提升铁路通信系统的服务水平，就离不开光纤通信技术的有效应用，在提升信息传递速度的同时，提升铁路通信系统与时代发展的接轨程度，促进铁路通信系统高速可持续发展。
参 考 文 献
[1]万焘.铁路通信系统中光纤通信技术的优化措施[J].中国高新技术企业，2017（6）：34-35.
[2]陆炜.光纤通信技术与光纤传输系统探讨[J].中国新通信，2018，20（13）：39.
[3]范闯，娄轶男.论现代光纤通信传输技术的应用[J].信息通信，2017（12）：290-291.
[4]刘金雨.浅析电力通信中的光纤通信技术应用[J].中国新通信，2017（10）：114.
[5]安东.光纤通信技术的发展与研究[J].时代农机，2017
（6）：55.