摘要：光纤通信技术在现代化的通信当中展现出了十分明显的优势，它的广泛运用，增加了信息的传播速度，使得现有的通信技术达到了一种质的飞跃。光纤通信作为铁路系统中最主要的信息传输技术不仅在铁路通信领域扮演了重要角色，还将极大地促进整个通信行业的发展。基于此，本文简要介绍了铁路通信、光纤通信技术及铁路系统中光纤通信技术发展趋势，最后探讨了光纤通信技术在铁路系统的全面应用。
关键词：铁路系统；光纤通信技术；应用
1铁路通信及光纤通信技术简介
1.1铁路通信。从电信技术和设备应用于铁路通信的角度来看，铁路通信具有以下特点：铁路通信是设备分散、线路分歧点多、组网难度较大的一种专用通信；铁路通信的架空明线、电缆铁路通信线路等均沿铁路线设置；铁路通信主要任务之一是实现列车和机车车辆运行的统一调度、指挥，保证行车效率和安全；铁路通信的各种业务种类繁多，且要求准确、迅速,分秒不断。
1.2光纤通信。光纤通信是以高频光波为载波的基础上来实现的，它对光波频率有较高的要求，光波频率必须要达到1015HZ以上，传输过程中才能出现以介质形式存在的光纤。在早些年间发表的一篇论文上，第一次提出了运用光纤为媒介，而且实现信息传输的主要理论。该论文当中的一个重要价值，就是提出将光纤运用于通信技术，光纤损耗较低，能够切实降低信息传输的成本。该论文一经发表，就受到了通信技术行业的关注。后来就产生了光纤通信技术的大门，诞生的第一根光纤衰减系统大约是23dB/km，这种光纤的损耗较低，能够大大节省成本。光纤技术在使用过程当中，展现出现传统技术中难以实现的效果。无论是从损耗上，还是从重量、容量、传输速度等方面，都展现出了十分明显的优势。光纤对电磁感染有较强的抵御力，而且还不会出现串音状况，受到了通信行业的普遍推崇。后来在不断开发的过程中，光纤在通信中的运用又得到了较多的技术支持和资金支持，光纤技术的发展十分快速。
2铁路系统中光纤通信技术发展趋势
2.1超高速、超大容量和超长距离传输。为了能够提高光纤传输系统的传输容量需要利用超长距离、超大容量传输的波分复用技术，这项技术拥有较好的前景，在未来跨海光传输系统中。采用光时分服用技术也是提高传输容量的另一种途径，光时分复用技术(OTDM)技术与密集波分复用(WDM)技术可以一起通过单根光纤来使得传输信道数的传输容量提高，OTDM是通过信道的传输速率来提高传输容量。OTDM与WDM传输的光通信系统的容量有限，可以将多个OTDM信号同时使用大幅度的提升传输的容量。偏振复用技术的作用是减弱相邻信道的相互作用，在高速的通信系统中归零编码信号中所占空间较小，对于色散管理分布的要求较低，对于光纤的偏振膜色散和非线性，归零编码信号的适应能力较强，因此归零编码传输方式被应用在目前较大容量的通信系统中。OTDM/WDM混合的传输系统需要解决一些关键的技术问题。
2.2全光网络。未来的高速通信网是全光网络。光纤通信技术发展的最理想阶段，也是最高阶段就是全光网。传统的光网络能够将节点间的全光化实现，但是在网络的节点处传统的方法采用的是电器件，限制了通信网络容量的提高，这已经成为目前铁路通信系统中的难题。但电节点会在全光网络中被代替，节点之间能够运用全光网，使得信息能够进行高速的交换与传输，对于用户的信息不会再根据以前的比特进行，而是由波长来决定。在我国目前，全光网络的发展处于初级阶段，但是它具有非常好的发展前景，从目前的发展趋势上看，全光网络正在逐渐形成一个真正的以WDM技术为主体的光网络层，消除了电光瓶颈产生的影响，无惧于未来光通信发展，全光网络自然也是未来信息网络的核心。
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3铁路系统中光纤通信技术的应用
3.1PDH光纤通信。在铁路车站以及区域网络当中，采用的通信设系统设备是PCM。同时配备8Mb/sPDH的二芯。这种光纤通信模式标志着我国的铁路通信设备开始走向了光纤高速时代。PDH系统在运用之后产生了较大的反响，它有个十分突出的特点就是：能够在较短的时间之内，就监测出当前铁路通信系统中存在的安全漏洞。还能够自主选择针对性策略，尽快将其解除。但是PDH光纤通信技术当中也存在较大的问题。例如，PDH光纤通讯技术必须具备较为复杂的系统结构，才能够支撑其高速的传输功能。而且，其内部各个区域都具有个性化的标准。而且PDH技术的网络管理能力较差。这些缺陷都大大制约了PDH光纤通信技术更进一步的发展和推广。
3.2SDH光纤通信。SDH光纤通信系统相当于PDF光纤通讯系统的完善升级版，它能够有效的弥补PDH光纤通讯的缺陷，SDH光纤通信技术促进了铁路通信技术的发展。SDH光纤通信技术是一种现代的高速发展的数字化通信技术，其将会在未来的科技发展中实现数字信息化的同步转化，将所需的信号固定于特定的机构之中。SDH光纤通信技术有以下几方面的优点：(1)在简化网络中各个支路的字节复接应用；(2)为不同厂家设备互联网之间的连接创造了条件，使光纤通信所采用的标准和比特率采用相同的标准；(3)SDH光纤通信具有极其强大的网络和自我完善功能，当网络信号突然中断时，其能自动恢复，并在恢复后，网络信号传输仍然可以继续使用；(4)SDH光纤通信系统具有很强大的自我管理功能，能够为铁路通信的传输和通信提供安全可靠的保障。SDH光纤通信技术比PDH光纤通信技术有着更强大的通信功能，在铁路通信系统中体现出独具特色的优势。
3.3DWDM技术。DWDM技术能够采用多个波长作为载波，利用低损耗和单模光纤的宽带特性，能够使各个载波通信通道在一条光纤内同时进行传输，这样做极大地减少了光纤的总数目，使得单根光纤的传输数据的最大的流量可以达到400Gb/s。DWDM的协议与传输速度无关，对于DWDM的网络可以采用太网协议、SONET/SDH，ATM以及IP协议来传输数据，对于数据流量需要控制在2.5Gb/s和100Mb/s之间，DWDM技术可以在激光通道间，通过不同的速度来传输不同类型的数据流量。DWDM技术已经在铁路通信网中进行大规模的应用。目前，在很多铁路通信系统中已经开始采用该种技术，其可以不受雷雨天气的干扰，将波长与光纤频率结合在一起，然后利用DWDM系统以及相应的设备，使得其信息系统能够得到全面性的兼容。然后采用SDH设备，进行信号波的传递。在刚开始时，其信号的传递会出现不稳定的现象，但是随着时间的增长，其信息的传递效率得到提升，其传输的速度也会持续加快。在这个背景下可以采用16波道和2.5Gb/s的速率为基础，采用单纤单向传输的工作方式，能够使同样的波长可在不同的两个方向上进行重复使用。
4结束语
综上所述，光纤通信系统已成为铁路基础承载网的主体，PDH光纤通信、SDH光纤通信及DWDM技术都已广泛应用到铁路系统中去。铁路光纤通信系统对扩大和提高铁路运输能力，提高行车密度和保障行车安全，改善调度指挥条件，为铁路运输部门实时，准确的传输信息，提高铁路的运输质量，促使铁路运输逐步由限制型向开拓型转变，都具有重要的社会和经济效益。
参考文献
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[3]黄洪州.当前光纤通信技术的现状与发展前景分析［J］.信息通信，2016(6)：57.
论文作者:张楠,张爱华,郑应凯
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/26
标签：光纤论文; 铁路论文; 通信技术论文; 光纤通信论文; 通信论文; 技术论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第10期论文;