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摘要:社会经济的飞速发展带动了科学技术的不断创新,科学技术的一次次突破式成就反过来又极大地促进了社会经济的不断蓬勃。光纤作为“高效”的代名词是社会发展的产物,其在通信方面的应用极大地改变了人们的生活方式。光纤通信具有高速、稳定等不可替代的优势,现基本已经成为地铁通信系统中必备的通信方式。本文将结合光纤通信技术的发展及优缺点等详细论述光纤通信技术在地铁通信系统中的应用。
关键词:光纤通信;地铁通信系统;应用
城市交通拥挤的现状将地铁的建设再次推向高峰,各大城市纷纷加大力度开通地铁线路。在城市交通运输中,地铁以其不受或者受到较小气候、环境等因素影响而扮演者越来越不可或缺的角色。毋庸置疑,地铁的出现是城市的福音,为人们的生活带来了极大的便利。地铁的运行所需的电力的转换、交通通信等是地铁安全稳定的重要保障,而光纤通信技术于其中的应用很大程度上加速了这一过程,其对于地铁通信至关重要。笔者将在本文在对光纤通信技术详细介绍的基础上对其于地铁通信系统中的应用重点论述。
1光纤通信
1.1什么是光纤通信
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
1.2光纤通信的优点和不足
1.2.1优点
(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽,只需一秒钟左右,即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低,在光波长为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比任何传输媒质的损耗都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。
(2)信号干扰小、保密性能好;
(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤通信不受各种电磁干扰。
(4)光纤尺寸小、重量轻,便于铺设和运输;
(5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。
(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。[1]
(7)光缆适应性强,寿命长。
1.2.2缺点
(1)质地脆,机械强度差。
(2)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。
(3)分路、耦合不灵活。
(4)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm)
(5)有供电困难问题。
1.3原理与运用
光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.
随着信息技术传输速度日益更新,光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中,光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯上的应用,大大提高了整个控制系统的反应速度,使电梯系统的并联群控性能有了明显提高。电梯上所使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。
1.4发展趋势
对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
(1)波分复用系统。超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。波分复用系统发展迅猛。6Tbit/的WDM系统已经大量应用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数业提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率640Cbit/s。
(2)光孤子通信。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相应平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。
(3)全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了通信网干线总容量的进一步提高,因此,真正的全光网已成为一个非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。
2光纤通信技术在地铁通信系统中运用
为了保证地铁运行管理系统联动机有条不紊地工作,地铁各专业部门、隧道、车辆、车站、环控、消防、给排水、供电、通信、信号等专业部门均需要保持较为良好的系统功能,在这些部门间时时刻刻高速传递着大量信息。现代地铁几乎全部信息均需要在公共传输道上传送,包括电力远动、广播、闭路电视、无线、自动售检票、信号、防灾报警及环控。这些非电话业务信号以CCR为中心,以其他各站分站,通过以上这些信道以星形方式连结起来作双向传送。另有电话业务占用全部使用信道中的大多数,各站用量不同,以CCR占用量最大。其余备用的大量信道可供开发及其他新型业务使用,如传真系统及计算机信息管理系统。
2.1系统硬件选型配置
在进行地铁建设的初期就要先对地铁通信系统有一个整体的规划,明确光传输系统所使用的设备。例如成都地铁一号线采用MSTP设备。这种设备是采用中兴通信基于同步数字体系的多业务节点设备S385设备,其能提供的最大通信速度完全能够满足地铁各项需求。
另外,对于系统硬件选型配置上,应当明确传输主设备的控制中心数量、车辆段或停车场等低所需设置的设备种类及数量、PCM设备位置及数量、音频通话业务接口设备、电源设备、网管及时钟设备。另外,应当尽可能从光纤传输系统的兼容性和维护性出发来选择合适的设备,在加强其效率的同时减少维护工作的进行。
2.2系统网络设计组成
在进行初步硬件选型工作之后就需要设计系统网络。例如成都地铁一号线一期工程传输网络设计为两个自愈环结构,其所利用的正是上、下行隧道敷设的光纤。地铁通信系统网络在设计之时,应当充分考虑到地铁通信的便利性和实用性以及施工操作的可行性,并可以在施工操作过程之中及时作出恰当的调整。比如说成都地铁一号线在完成一期工程的基础上,对于南延长线路的接入进行了全方面的考察与分析,最终选择在OCC添加一套S358设备而网管系统不变以满足未来三期建设的发展需求。这在某种程度上亦是体现了线路设计之时的灵活性与可变性。
2.3光纤传输系统维护工作
地铁通信系统以光纤通信为基础,这是地铁通信得以有效开展的基础,亦为地铁的运行提供了极有力的保障。光纤通信系统设备维修亦应当作为前期的重点考虑目标之一。根据维护工作区域分为了OCC综合通信检修和正线通信设备检修。下面一一介绍。
2.3.1OCC综合通信检修
OCC指运算控制中心,OCC通信设备检修主要是指采取一定的有效方法对通信设备进行管理。自然,也包括OCC交光箱等便于实现光纤连接、分配、存储和调度等功能通信设备的选择管理维修等。例如交光箱防潮、防水、防尘、抗腐蚀老化检测防护等级评定,适配器的选择等。
2.3.2正线通信设备检修
正线通信设备检修主要针对在车辆段或者停车场等正现场和段内设备进行监控检修,需要时可以及时赶往现场进行处理。
正线通信设备和OCC综合通信检修均是在对光纤通信设备的检修,二者在维修进行之时,均应当严格遵照作业指导书来进行,切不可“胡作非为”,耽误时间而造成较大的交通问题或者其他事故。在故障发生之时,两边的工作人员应当及时沟通,及时将故障现场地点及具体情况反映,进而在最短的时间里作出最恰当的故障分析及处理,使得故障所引起的损失降到最低。自然,相关的值班人员应当对相应网管功能进行深入认识,将其强大的功能用于诊断与管理之中。
3小结
地铁在人们的日常生活中逐渐扮演者越来越重要的角色,它在加强人员流动方面起着不可或缺的作用,如是便极大地带动了社会经济的发展。光纤传输系统于地铁网络通信平台的应用极大地保障了地铁运行的可靠和稳定,并关乎着地铁系统的安全及运营质量。本文为笔者在对光纤通信充分熟悉的基础上对其在地铁通信系统中的应用作了具体分析论述,光纤通信技术对于地铁通信运行的重要性可见一斑。
参考文献:
[1]李美萱,董连和,张雷等.新型小尺寸窄带偏振分光器在光纤通信中的应用[J].光谱学与光谱分析,2016,36(12):4072-4075.
[2]李刚.光纤通信传输技术的应用和发展趋势[J].中国新通信,2015,17(11):65-66.
论文作者:赖志峰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/21
标签:光纤论文; 地铁论文; 光纤通信论文; 通信论文; 系统论文; 设备论文; 孤子论文; 《防护工程》2017年第17期论文;