覃友杰
柳州铁道职业技术学院，广西柳州545027
摘要：随着中国铁路事业的发展，铁路在人们的生产和生活中占有越来越重要的地位，特别是近年来，高速铁路的快速发展受到了人们的青睐。通信技术在高速铁路中占有重要地位，是保证列车通信与控制的重要手段。光纤通信技术以其传输速度快、通信容量大、抗干扰能力强等优点，在高速铁路通信系统中得到了广泛地应用。是未来高速铁路通信技术的一个重要发展方向。根据我国高速铁路通信系统的现状和实际需求，对高速铁路通信系统中的光纤通信技术进行了深入地探讨。
关键词：高铁；光纤通信；网络
在我国高速铁路取得巨大成就的背景下，铁路通信网的性能受到人们的高度重视，现有的铁路通信系统已难以适应高速铁路的快速发展。作为高速铁路的核心系统之一，如果在运行过程中由于某种原因而出现通信故障，将会造成灾难性的后果。因此，设计一套高性能的高速铁路通信系统具有十分重要的现实意义。
1光纤通信概述
光纤传输技术进入实用阶段以来，在世界范围内得到迅速推广和应用，包括广域网、局域网、有线电视干线网、光纤接入网等网络系统都采用了大量的光纤传输技术。光纤通信具有传输速度快、通信容量大、抗干扰能力强等优点。它可以同时支持模拟信号和数据大小的传输。这是通信技术的一次革命。我国铁路通信系统广泛采用SDH系列光缆技术，通信容量基本达到了2M的水平，骨干线路一般采用12芯或以上的光缆，通过先进的光纤接入技术保证了各铁路区段的高效互连。
2总体建设方案
本文以沪杭高速铁路客运专线为例，采用理论与实践相结合的研究方法，设计了基于光纤传输技术的高速铁路通信系统。沪杭高速铁路客运专线全长154公里，沿线依托7个高速铁路站点，客流量大。它是中国高速铁路网的核心专线之一。鉴于沪杭高速铁路在我国铁路网中的重要地位，其通信系统地设计和建设必须符合高速、大容量、高性价比的标准。在本文的设计方案中，电缆采用24芯单模光纤和标准光接口铺设在铁路沿线的专用槽内。由于专线里程长，为了避免信号衰减导致通信质量下降，需要在嘉兴站沿线增设一套中继设备。
本文提出的高速铁路通信系统分为骨干网、融合网和接入网三个层次进行设计。骨干网是整个光纤通信网的核心部分。骨干网通常承担着通信系统的重要任务，因此对网络性能有着更高的要求，也应该有更可靠的数据传输方案。接入网包含大量的业务节点，其主要功能是为业务的传输和接入提供支持。由于它与服务终端直接相连，所以必须有更多的接口资源。融合网络属于中间层，是连接接入网和骨干网的重要数据通道。它可以快速地收集各个节点的业务信息，并将其统一集中到骨干网络中。骨干网络将分配所有业务，以完成业务处理。
3传输组网架构设计
从目前高速铁路通信网的发展来看，数据业务的需求将逐渐取代传统的语音传输。因此，光纤传输网络的设计应以数据业务处理为核心，充分利用各种网络资源，满足高速铁路通信数据传输日益增长的需求。
3.1骨干网设计
骨干网是整个光纤通信网络的核心组成部分，它负责各大高铁站的通信中心的互联，可以使各大铁路枢纽实现数据共享和传输，因此对各方面的性能要求极高，当前的高铁通信骨干网的实现以波分技术和MSTP技术为主。MSTP虽然在实现上比较简单，但由于对节点数据都严格限制，因而只适用于小型高铁站的通信系统。MSTP与DH技术一脉相承，成本可以得到很好地控制，各方面性能俱佳。对于大型高铁站，在业务量比较大或未来可能有业务扩展时，应采用波分技术。波分技术为网络管理提供了良好的平台，能够动态调整宽带，使各种网络资源得到最优利用，并具有较好的安全性能，是未来高速铁路通信系统的一个重要发展方向。从网络拓扑的形式来看，风和网络将在未来的通信骨干网中得到广泛地应用，而 OXC 网络技术也将为光通信带来新的思路。
根据上海到杭州高铁专线的通信需求进行调研发现，该铁路区段的业务量不大，但未来仍有可能扩展较多的业务，因此本文采用了SDH与MSTP相结合的方式对通信骨干网进行设计，在沿途的嘉兴增设一套OptiX OSN7500传输设备，实现了三节点两区段的自愈性环状光纤通信网络。
3.2汇聚网设计
汇聚网作为骨干网与接入网的中间网络，有着极其强大的业务调试功能。汇聚网的引入使光纤用量大大减少、接入网实施难度减小。汇聚网一般采用波分技术、MSTP和RPR等技术来实现，其中MSTP技术最受欢迎，因为它与传统技术具有很强的兼容性，节省了接口数量。波分技术在需要减少光纤用量的场合具有较明显的优势。我国高铁当前的业务量不多，可采用对IP网和传输网进行分别组网的方案。根据沪杭高铁专线的需求，本文在中途各站均安装了一台OptiX OSN 3500设备，实现了九节点八区段的自愈性环状光纤通信网络。
3.3 接入网设计
接入网可以将高速铁路的各种通信业务连接到骨干网，是整个网络的终端。由于所涉及的服务种类繁多，因此需要更佳的接达效能。接入网的实现技术主要包括MSTP、RPR和 EPON 等。从成本上考虑，MSTP优势较为明显；但从接入能力来看，RPR是最佳方案；目前EPON技术在很多场合还不适用。因此本文采用的方案是，采用MSTP 来完成关键信息的传输，在沿途增加光纤设备组成环网，同时采用OptiX OSN2000传输设备，以保证高铁通信系统的接入能力。
4 结语
高速铁路通信系统是保证高速铁路运营的关键技术保障。由于高速铁路专用线路路程长、涉及范围广、业务多，通信系统设计的合理性至关重要。本文将光纤传输技术应用于高速铁路通信系统中，系统的整体性能得到了显著地提高。它在一定程度上是先进的，可以为我国高速铁路通信系统地设计提供一种新的思路。
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