光纤通信技术在铁路通信系统中的应用及发展.docx

【摘要】目前，ROF技术的通信网络中多采用光纤将铁路沿线的基站与中心站相连，确保多个基站和中心站连成一个光网络，由光纤来负责数据在网络各个节点中的传输，基站则负责光电信号的转换工作，而具体的信息交换、控制等则是由中心站加以完成。本文综述了光纤通信的原理、特点、发展历史等基本知识。通过讲解PDH技术、SDH技术、DWD技术与ROF技术四个光纤通信技术层面在铁路中的应用，从而横向地论述了光纤通信在铁路方面的应用与发展。根据目前光纤通信领域的研究热点展望了光纤通信在未来铁路中的应用情况。【关键词】光纤通信铁路应用发展1引言1.1光纤通信的原理1.2光纤通信的特点[2]（1）频带宽，通信容量大；（2）损耗低，中继距离长；（3）抗电磁干扰能力强；（4）保密性好；（5）光缆体积小、重量轻、便于施工和维护。2光纤通信在铁路通信中的应用铁路通信系统是一个复杂而独立的通信系统，系统主要由传输接入设备、交换处理设备、用户终端设备三大部分组成。2.1PDH光纤通信技术PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy），即准同步数字系列光纤通信技术。[6]作为最早也是最基础的光纤通信技术，PDH技术在中国铁路通信技术的应用始于20世纪80年代在1982年北京站到北京局间铺设的12km的光纤铺设的实验，继而重载双线电气化的大秦铁路也使用了八芯单模光缆，在干局线配置了34Mb/sPDH设备、沿线铁路站台和区段配置了8Mb/sPDH设备，构成了我国首条长途干线的铁路光纤通信系统。这是我国铁路通信系统在由电通信向光通信转化的大路上迈出的第一步。[5]济南铁路局传输系统数字化的第一套PDH系统采用的是1992年AT&T公司的140M传输系统，运行区间是济南—青岛区间。1998年，先后开通了两套济南-徐州间34MPDH系统，1999年，济南-徐州间开通了武汉烽火140M传输系统。[7]PDH设备对传统的点到点通信有较好的适应性。但随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，PDH技术不再能满足现代铁路通信系统的需要，以及现代化铁路通信网络管理的需要。由此，光纤通信在铁路中的应用步入到了SDH阶段。2.2SDH光纤通信技术SDH（SynchronousDigitalHierarchy），即同步数字系列光纤通信技术，始于1985年。它是一套可进行同步传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号服务技术。SDH网络是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输介质上（光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。[2]济南铁路局传输系统对SDH的应用可以分为两个阶段，第一阶段始于1998年胶济线华为SBS155/622的试运行，这是济南局管内第一套用于长途通信的SDH设备正式投入使用。2001年起进入了第二阶段。大容量SDH传输系统被投入使用，逐步形成了覆盖全局的传输网络。这段时期SDH系统的容量有了较大程度的提高，并引入了四纤复用段保护环、二纤复用段保护环两种保护方式，为承载的各类业务提供了良好的安全保障。[7]无论是PDH还是SDH均是利用单模光纤传输单一波长的信号，对光纤的利用率较低。随着计算机与通信技术的发展、各项电信业务的拓展，铁路通信对传输容量的要求也越来越高。铁路通信中新的技术层面应运而生，即密集型波分复用技术（DWDM）2.3DWDM光纤通信技术DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing）是能组合一组光波，用一根光纤进行传送的光纤通信技术。[6]从2022年开始铁路传输系统逐步进入了超高速全光网络时代，超大容量DWDM系统已投入使用。华为公司的济青波分（南环波分）、京沪穗扩能波分、北电京沪穗波分的投入使用，解决了光缆资源缺乏，安全性差等问题。[7]2.4ROF光纤通信技术ROF（radio-over-fiber）技术是为满足高速大容量无线通信需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术。[6]ROF技术在我国铁路的移动通信系统中得到广泛应用，例如GSM—R系统中就有ROF技术的应用，保证了旅客在高速行驶的列车上手机通信的稳定。同时，ROF技术的先进性于山区、矿区、隧道等射频链路难以到达的地方，这对我国铁路的建设和发展有着重要的推进作用。3发展与展望近年来，通信网络业务主体发生了IP化的转移，光通信技术和设备的发展也步入了转型时期，包括3G、4G网络在内的各种电信业务层网络带来的带宽压力又进一步地促进了光传输技术面向大容量、长距离发展。总而言之，随着今后铁路建设的不断发展，作为发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，从而推动通信技术的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定会不断有新的突破和进展。4结语