鐵路通信網光纖傳輸安全與保護

李 飛

（中國鐵建電氣化局集團第二工程有限公司，山西 太原 030023）

1 鐵路通信網光纖傳輸技術概述

1.1 鐵路通信網光纖傳輸技術主要組成部分

鐵路通信工程主要包含光線路終端、光網絡單元、遠端設備和局端設備。這幾個部分功能不同，彼此聯系緊密，可全面保證光纖接入網順利工作。作為鐵路通信網光纖傳輸的基礎，光線路終端與光網絡單元是維持整個線路正常運行的重要部分，可確保信息得到有效協(xié)調，提高信息的交換速度和業(yè)務連接效率。此外，使用光纖傳輸技術可進一步提高鐵路信息分析與處理能力。光線路終端與光網絡單元還會發(fā)揮出自身的維護與監(jiān)控功能，提高鐵路通信的安全性和可靠性[1]。

1.2 無源光網絡

無源光網絡技術具有良好的無源性和分配性，處于光纖線路終端和光網絡單元之間。支持這一網絡發(fā)揮作用的主要設備是分支器，利用分支器可對網絡進行有效的分配，提高信息的傳播效率，減少對其他設備的依賴。

2 鐵路通信網光纖傳輸的主要功能

2.1 光線路自動保護系統(tǒng)

光線路自動保護系統(tǒng)主要包括設備和終端，系統(tǒng)主要對光功率進行監(jiān)測，可確保光路得到自動切換，還能對網絡進行有效的管理。光通信網絡系統(tǒng)可對光纖的運行情況進行監(jiān)測，了解光纖的具體使用情況，一旦發(fā)生故障，就能在第一時間內警報，然后及時將線路切換到備用線路，不影響系統(tǒng)正常運行，還能提高工作效率和工作質量。

2.2 監(jiān)測功能

監(jiān)測主要分為兩種：一種是在線監(jiān)測，另一種是離線監(jiān)測與備纖監(jiān)測。在線監(jiān)測具有實時監(jiān)測的功能，可幫助工作人員隨時了解光纖的運行情況。此外，要采用波分復用技術展開監(jiān)測，該項技術不會影響網絡信息的正常傳播。當采用離線檢測和備纖監(jiān)測對網絡進行監(jiān)測時，可實現實時監(jiān)測。該監(jiān)測方式并不會影響光傳輸網絡的正常運行，可根據具體的需求靈活設置波長和光傳輸設備。監(jiān)控系統(tǒng)的測試方法比較多，一旦發(fā)生問題，系統(tǒng)會發(fā)出警報，還能使技術人員了解故障的具體情況和具體位置，確保故障得到及時有效的處理。在獲取鏈路信息時，系統(tǒng)可利用多種拓撲圖和GIS地圖。每個層級的用戶在獲得授權的情況下，可隨時對系統(tǒng)進行操作，從而滿足自身的需求。要對管理員和操作人員的權限進行合理設置，通過多種設置方式保護系統(tǒng)的安全。

3 鐵路通信網光纖傳輸存在的安全問題

3.1 外部影響

在設計鐵路通信系統(tǒng)時，為了鐵路運行通信的方便、穩(wěn)定，技術人員往往會沿著鐵路線路部署光纖，而鐵路線路通常都會運行在遠離人員聚集活動的地方，環(huán)境比較惡劣。一旦發(fā)生降雨和大風天氣，在缺乏有效安全保障措施的情況下，這些惡劣的氣候條件會對信號的傳輸造成不利影響，降低系統(tǒng)的通信傳輸能力。由此可見，鐵路通信光纖在傳播信息的過程中，會受到許多外部因素的影響[2]。

3.2 內部影響

在對鐵路通信系統(tǒng)進行安裝時，存在操作不到位之處；對系統(tǒng)進行檢修時所采用的技術不夠先進；技術人員的綜合素質缺乏保障，這些問題均會對通信網光纖傳輸的質量造成影響。許多鐵路工程的自動化檢測技術水平較低，在進行鐵路光纖通信網建設時，需要沿著鐵路部署光纖，線路比較長，在建設的過程中，很容易導致線路出現破損，從而影響通信效果。在部署光纖時，若沒有在第一時間內發(fā)現故障，就會影響正常通信。對故障進行探究時，技術人員大多采用比較傳統(tǒng)的手段，需耗費較長的時間才能發(fā)現和排除故障。許多技術人員缺乏專業(yè)的知識和技能，經驗不豐富，不能對通信網光纖傳輸展開全面的檢測和維護，導致信號傳輸不安全。

4 鐵路通信網光纖傳輸的保護對策

4.1 提高網絡系統(tǒng)的抗干擾水平

在開展光纖通信網絡建設時，要采取有效的措施，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。第一，明確影響通信的主要原因。對內部原因和外部原因進行仔細分析，制定有針對性的防范與解決對策。要避免惡劣天氣對光纖傳輸造成不利影響?？蛇x擇合適的材料，提高光纖網絡的抗干擾能力。比如，可選擇BT聚對苯二甲酸丁二酯、紫外固化油墨等材料。要加大投入力度，進一步完善光纖材料的性能，對傳輸風險進行有效的控制。比如，要加強硬件建設和軟件建設，及時更新硬件設施，定期對計算機進行維護和保養(yǎng)，定期升級軟件。一旦發(fā)現故障，要及時對網絡和各項設備進行檢查，一旦設備存在故障，就要及時解決故障，或更換新的設備。要重視設備采購與維護工作，定期對設備中的零部件進行更換，提高硬件系統(tǒng)的安全性和可靠性。對軟件進行升級時，需高度重視計算機網絡安全，采取有效的技術保障措施。要重視對非法入侵行為的管理和控制，避免人為破壞服務器。要明確訪問權限，保證信息傳遞的安全性和可靠性[3]。

4.2 提高技術人員的綜合素質

第一，要制定嚴格的規(guī)章制度，明確各技術人員的職責和工作內容，提高技術人員的責任感。第二，提高技術人員的工作積極性和主動性，使其能夠享受到完善的福利待遇，改善技術人員的工作環(huán)境和工作條件。第三，提高招聘門檻，對工作人員進行嚴格的考核。要根據不同崗位要求和專業(yè)要求，篩選出合適的員工。第四，定期對員工展開培訓，使其能夠掌握先進的知識和技術。第四，定期召開技術經驗交流會，鼓勵廣大員工積極分享經驗，找到在工作中存在的不足，對技術進行改進。

4.3 重視網絡通信管理

第一，要避免信號之間互相干擾，對網絡進行合理設計與規(guī)劃，明確管理目標，確保網絡可以正常運行。第二，對小站電源進行集中管理，加大監(jiān)督與控制力度，避免出現突然中斷的問題，確保通信工作順利開展。第三，對光纖傳輸的過程進行全面監(jiān)控，排除各種不利因素的干擾。第四，由專門的部門負責維修各類通信設備，將設備與通信網相結合，并對其開展統(tǒng)一的調度與管理。

4.4 加強質量管理

4.4.1 重視施工管理

近些年來，鐵路通信網光纖傳輸的類型越來越多，在對其進行設計時，會充分結合鐵路通信工程的需求，保證鐵路通信網光纖傳輸技術的使用具有一定的靈活性。為了進一步提高通信工程的質量，要高度重視通信網絡的安裝工作，采取有效的管理措施，確保施工順利開展。在正式安裝之前，要由專業(yè)的人員對安裝工作進行分析，并做好技術交底工作，使施工人員能夠了解到施工要求和施工目的，以及自身所肩負的職責。施工人員要掌握扎實的施工技術，規(guī)范自身操作行為，及時對施工質量進行檢查，有效保證工程質量。要制定完善的施工管理制度和施工責任制度，在確保各項工作得到合理分配的同時，明確施工責任，使施工人員嚴格按照設計圖紙的要求進行操作。管理人員要不定期對網絡進行檢查，及時發(fā)現問題，解決問題，并追究相關人員的責任。

4.4.2 對光纖展開日常維護與管理

為了進一步發(fā)揮通信網光纖傳輸的作用，需重視對網絡的日常維護與管理。要根據鐵路通信工程的要求和鐵路運行的實際情況，制定完善的維護與管理制度和相關措施，有效提高光纖通信的質量，保證網絡在惡劣的環(huán)境下可以正常運行，滿足鐵路運行與通信的需求，確保鐵路運輸工作順利開展。要制定完善的質量管理計劃，打造合理的維護機制，定期對光纖進行檢修，一旦發(fā)現問題，就要在第一時間內進行處理。要樹立防患于未然的意識，采取有效的預防措施，確保鐵路通信工程正常運轉。

4.5 重視光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的運用

光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的功能比較多，比如，對光纜進行測試，對業(yè)務進行管理，提前發(fā)出警告。該系統(tǒng)可對光纜的運行情況進行實時監(jiān)督與控制，由此進一步判斷光纜運行的安全性和可靠性。一旦發(fā)現光纜在運行的過程中存在不穩(wěn)定或其他異?，F象，系統(tǒng)會自動發(fā)出警告，并對光纜進行測試，精確鎖定故障位置。在監(jiān)測系統(tǒng)中，主要包括監(jiān)測站、監(jiān)測中心和操作終端。為了進一步發(fā)揮出監(jiān)測系統(tǒng)的功能，在該系統(tǒng)中融入多種先進的技術，如網絡通信、計算機、數據庫等。監(jiān)測站包含的單元比較多，比如，遠程測試、波分復用、告警。測試單元主要包括主控模塊和OTDR模塊。單元核心模塊主要以自主控制為主，設計人員利用嵌入式設計方式使單元核心模塊功能得以正常發(fā)揮。OTDR模塊可精準鎖定故障的位置，還能對數據進行及時的采集和處理，實現對數據的實時監(jiān)督與控制。監(jiān)測中心包含的設備比較多，如數據庫服務器、輸出設備、通信設備等。作為該系統(tǒng)的操作終端，檢測客戶端在運行的過程中離不開計算機技術的支持，客戶端可迅速對問題進行鎖定和分析，提高安全維護水平。

5 鐵路通信網光纖傳輸的應用

5.1 PDH光纖通信技術

PDH全稱是準同步數字系列光纖通信技術，是最基礎的光纖通信技術，該項技術正式在我國鐵路通信中應用的時間是1982年，北京站在北京市鋪設了一條長度為12 km的光纖；然后重載雙線電氣化的大秦鐵路開始使用八芯單模光纜，并在干局線、沿線鐵路站臺、區(qū)段分別配置PDH設備，正式構成我國第一條長途干線鐵路光纖通信系統(tǒng)；1992年，濟南鐵路局的傳輸系統(tǒng)使用了第一套PDH系統(tǒng)，系統(tǒng)負責區(qū)間是從濟南到青島，在20世紀90年代末，又陸續(xù)開通濟南到徐州區(qū)間的PDH系統(tǒng)。

PDH設備支持點對點通信，然而隨著數字通信技術的蓬勃發(fā)展，點對點傳輸越來越少，大部分傳輸需進行轉接，因此，PDH技術所面臨的限制越來越多，逐漸不再適合現代鐵路通信系統(tǒng)的要求。

5.2 SDH光纖通信技術

SDH全稱是同步數字系列光纖通信技術，該項技術自1985年以后得到進一步發(fā)展。SDH是一種標準化數字信號服務技術，具有同步傳輸、復用、交叉連接等功能，在SDH網絡中包含若干基本網絡單元。以濟南鐵路局傳輸系統(tǒng)為例，其對SDH的應用始于1998年。進入21世紀以后，SDH得到進一步發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，其網絡逐漸覆蓋全局。這一時期，SDH系統(tǒng)容量不僅大幅度增加，而且還有兩種保護方式，這樣就能更好地滿足業(yè)務需求。

PDH和SDH的信號均以單模光纖傳輸為主，波長比較單一，無法充分發(fā)揮光纖的作用。隨著計算機技術愈發(fā)先進，現代通信體系日益完善，各項電信業(yè)務規(guī)模日益擴大，在設計鐵路通信時，需進一步擴大傳輸容量。

5.3 DWDM光纖通信技術

DWDM一般指密集型光波復用，該技術主要是利用一根光纖進行傳輸。自2009年以后，我國鐵路傳輸系統(tǒng)邁向超高速全光網絡時代，DWDM系統(tǒng)正式投入使用。該項技術一改光纜資源匱乏的問題，還能提高通信的安全性和可靠性。

5.4 ROF光纖通信技術

ROF全稱是光載無線通信，該技術滿足高速率、大容量的無線通信需求，可充分發(fā)揮光纖通信和無線通信的作用。ROF在鐵路移動通信系統(tǒng)中的應用范圍比較廣泛，比如，將這一技術與GSM-R系統(tǒng)相結合，可滿足游客在高速列車中的通信需求。在山區(qū)、隧道等比較偏僻的位置，可充分發(fā)揮出該項技術的優(yōu)勢。

6 結束語

綜上所述，隨著鐵路通信工程技術水平不斷提升，人們對鐵路通信光纖傳輸的要求越來越高。為了保障信號得到穩(wěn)定的傳輸，要仔細分析現階段存在的問題，制定切實可行的解決方案，有效提高光纖的抗干擾水平。要定期對維修人員進行培訓，制定合理的管理對策和管理制度，確保光纖的傳輸更加安全可靠，為鐵路運輸事業(yè)做出貢獻?！?/p>