鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸安全及其保護(hù)措施分析

劉小山

【摘要】? ? 目前，科技水平不斷提升，各類科技產(chǎn)品在人們的生活、生產(chǎn)中發(fā)揮了十分重要的作用，尤其是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅改善了人們的生活質(zhì)量，同時也提升了生產(chǎn)效率。在鐵路交通行業(yè)中，保障通信網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸安全十分重要，必須要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，避免通信受到影響，本文就此進(jìn)行了相關(guān)的闡述和分析。

【關(guān)鍵詞】? ? 鐵路? ? 通信網(wǎng)光纖傳輸? ? 保護(hù)措施

對于鐵路行業(yè)來說，建立通信傳輸系統(tǒng)十分重要，既可以為運行安全保駕護(hù)航，也可以促進(jìn)運行效率的提升。在系統(tǒng)應(yīng)用中，需要嚴(yán)格控制信息傳輸效率?？梢栽诟鱾€位置分散通信設(shè)備，包括機(jī)務(wù)段、車輛段等等。由于設(shè)備分散，所以組網(wǎng)難度較大，對設(shè)計也有很多要求，可以采用多種多樣的傳輸形式，主要包括無線電、有線電兩種。在應(yīng)用中，如果沒有做好管理，可能會存在安全隱患。如果沒有采取有效的安全保護(hù)措施，不僅會影響信息傳輸?shù)男?，還會影響鐵路運行的效率與安全。所以，必須要保障通信網(wǎng)光纖傳輸安全，根據(jù)具體的安全問題采取有效的保護(hù)措施。

一、鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸?shù)募夹g(shù)功能

1.1光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)

光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)采用光纜測試、業(yè)務(wù)管理、提前警告等功能一體化的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要對光纜運行進(jìn)行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果判斷光纜運行是否安全可靠。如果光纜出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的情況，則監(jiān)測系統(tǒng)會發(fā)出自動報警，同時做出測試，對故障位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測站、監(jiān)測中心、操作終端三個部分組成，運用了多項現(xiàn)代科技，包括數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)、GIS、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)。監(jiān)測站的組成單元較多，包括告警、波分復(fù)用、遠(yuǎn)程測試等等。測試單元由兩個模塊組成，一個是主控模塊，另一個是OTDR模塊[1]。其核心模塊為自主控制模塊，采用嵌入式的設(shè)計方式。OTDR光時域反射儀模塊可以精準(zhǔn)的找出故障發(fā)生的位置，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理和監(jiān)控;監(jiān)測中心由4個設(shè)備組成，分別是：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、輸出設(shè)備、操作系統(tǒng)、通訊設(shè)備;檢測客戶端也就是該系統(tǒng)的操作終端，應(yīng)用就計算機(jī)軟件和終端進(jìn)行運行，可以快速、精準(zhǔn)的定位相關(guān)問題，進(jìn)而為安全維護(hù)工作提供更多參考依據(jù)。

1.2光線路自動保護(hù)系統(tǒng)

光線路自動保護(hù)系統(tǒng)的組成部分包括設(shè)備、終端兩個部分。其具有光功率監(jiān)測、自動切換光路、網(wǎng)絡(luò)管理三項功能。在光通信網(wǎng)絡(luò)中，該系統(tǒng)可以對光纖的工作情況進(jìn)行實時監(jiān)測，也能掌握光纖的具體使用功率。如果出現(xiàn)故障，則會及時發(fā)出警報，然后自動切換到備用光纖線路中，減少了故障延時的情況，可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，確保工作質(zhì)效，同時也能避免業(yè)務(wù)中斷，可以對主備工作路由進(jìn)行自主調(diào)度，具有較高的維護(hù)效率。

1.3監(jiān)測功能

監(jiān)測的方式主要有兩種，一種是在線監(jiān)測，另一種是離線和備纖監(jiān)測。在線監(jiān)測是一種實時監(jiān)測技術(shù)，可以隨時掌握光纜的使用情況。由于OTDR波長比較特殊，和光傳輸設(shè)備波長不同，所以通常會采用波分復(fù)用技術(shù)用于監(jiān)測，該技術(shù)并不會對網(wǎng)絡(luò)信息的傳播造成過大的影響;離線和備纖監(jiān)測就是在不是工作狀態(tài)的情況下對光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測。每個光纖都會設(shè)置備纖，可以實時監(jiān)測備纖的狀態(tài)。通常，離線或監(jiān)測備纖都不會影響光傳輸網(wǎng)絡(luò)，需要根據(jù)需求對OTDR波長進(jìn)行設(shè)置，同時也要對光傳輸設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)實際需求，監(jiān)測功能系統(tǒng)可以采用多種測試方式，包括障礙告警測試、點名測試、定型測試等等。在問題發(fā)生的情況下，GIS系統(tǒng)會直接對技術(shù)人員發(fā)出同時，也可以將故障類型和地點準(zhǔn)確的提供給技術(shù)人員，便于故障問題的解決和處理;檢測系統(tǒng)可以利用各類拓補(bǔ)圖，同時結(jié)合GIS地圖，對鏈路上的信息進(jìn)行獲取并提供[2]。拓?fù)鋱D包括OTDR測試路由、對站點等等。也可以對交割信息記錄進(jìn)行詳細(xì)的記錄，從而達(dá)到交割數(shù)據(jù)自動收集并整理的效果;各個層級的用戶都可以對系統(tǒng)進(jìn)行操作，根據(jù)需求授予不同層級用戶不同的操作權(quán)限，主要做好管理員、操作員的劃分，采用密碼、賬號、權(quán)限等設(shè)置方式;告警的報警組成包括OTDR設(shè)備報警等多種部分。用于顯示當(dāng)前告警、歷史告警、告警確認(rèn)、告警查詢、告警清除等等。告警顯示就是將故障發(fā)生位置顯示出來，可以顯示具體的區(qū)域、線纜段、故障時間、故障類型等多項信息。通過用戶設(shè)定的內(nèi)容發(fā)出報警，報警的形式有很多，包括聲音、報警燈等等。在發(fā)出報警的同時，系統(tǒng)會向管理員傳輸郵件、短信等信息。

二、鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸?shù)陌踩珕栴}

2.1外部因素

通常，鐵路建設(shè)的過程中會順著鐵路同步設(shè)置通信系統(tǒng)，大部分鐵路都會選擇在比較空曠、開闊的路段中（如圖1），所以外部環(huán)境往往比較惡劣，如發(fā)生狂風(fēng)、暴雨等情況沒有遮擋物，造成的影響比較嚴(yán)重，會直接對信號傳播速度、通信能力造成影響，甚至直接對信號傳輸產(chǎn)生阻擋。所以，影響通信光纖傳播的外部因素較多，主要受到各種惡劣天氣的影響。在明確影響因素的基礎(chǔ)上，要采取對應(yīng)的預(yù)防措施，保障通信網(wǎng)絡(luò)具有較高的抗干擾能力。如果自監(jiān)水平不高，且光纖通信的路程比較長，如果其中某一段發(fā)生傳輸問題，則信號發(fā)出會直接受到影響，甚至徹底中斷。目前來看，我國的自監(jiān)技術(shù)水平還有待提升，信號傳輸中斷的問題還沒有得到有效的解決。在探尋故障位置的過程中，如果出現(xiàn)信號中斷的情況，會給鐵路通信帶來較為惡劣的影響。例如，我國曾經(jīng)發(fā)生過光纜損壞的事件，造成人們的正常通信受到影響，通過多次檢查和定位，明確了故障位置，雖然盡快排除了故障，但也依舊造成了很多經(jīng)濟(jì)損失。鐵路通信系統(tǒng)的維修和保護(hù)對技術(shù)要求較高，需要專業(yè)維修人員開展維修工作。但我國的專業(yè)技術(shù)人員相對較少，在維護(hù)的過程中很難迅速、準(zhǔn)確的排除故障，所以一旦發(fā)生問題，帶來的影響就會十分惡劣。

2.2內(nèi)部因素

影響通信網(wǎng)光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用效果的內(nèi)部因素也有很多，包括鐵路通信安裝、檢修技術(shù)水平、技術(shù)人員素質(zhì)等等。目前來看，很多鐵路工程的自監(jiān)測技術(shù)水平并不高，由于鐵路光纖通信網(wǎng)的需要沿鐵路建設(shè)，所以線路較長。在光纖建設(shè)沿線中，可能會存在破損等問題，進(jìn)而影響光纖通信的效果。在光纖設(shè)置的過程中，很多細(xì)小的故障問題沒有及時發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而對正常通信造成影響。在故障探究方面，還采用比較傳統(tǒng)的方式，需要消耗較長的時間，恢復(fù)速度較慢;技術(shù)人員的素質(zhì)水平參差不齊，很多技術(shù)人員缺少專業(yè)的技術(shù)知識和實踐經(jīng)驗，檢測維護(hù)的能力比較薄弱，無法滿足鐵路光纖通信網(wǎng)傳輸保護(hù)的需求;信號缺少可靠性。鐵路通信在鐵路沿線修建，很多邊緣位置不僅要架設(shè)鐵路通信線纜，很多其他通信電纜也需要同時架設(shè)，各種信號線纜之間會相互干擾，進(jìn)而影響信號的傳輸效率。

三、鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸?shù)谋Ｗo(hù)措施

3.1提升抗干擾能力

在鐵路光纖通信網(wǎng)建設(shè)的過程中，為了保障光纖傳輸?shù)姆€(wěn)定安全，需要提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗干擾能力。為此，要先明確干擾通信的主要因素。根據(jù)外部和內(nèi)部兩方面的因素，要著重提升光纖傳輸對惡劣天氣的抵抗能力。一方面，選擇恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用材料，提升光纖網(wǎng)絡(luò)的抵抗能力。通常，采用BT聚對苯二甲酸丁二酯作為光纖的制作材料，也可以采用紫外固化油墨等材料。在科技發(fā)展的過程中，光纖材料在不斷完善，相關(guān)的研究投入也在不斷加大;另一方面，要對傳輸風(fēng)險進(jìn)行有效的控制?？梢詮挠布蛙浖蓚€方面入手。在硬件方面，要及時進(jìn)行更新和完善，主要對計算機(jī)、輔助設(shè)備進(jìn)行管理和維護(hù)[3]。如果檢測出故障，則需要及時檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信設(shè)備，如果設(shè)備存在異常問題，應(yīng)該盡快更換。鐵道部可以投入更多設(shè)備采購資金，定期進(jìn)行舊設(shè)備、服務(wù)器的更換，確保硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在軟件方面，應(yīng)該定期進(jìn)行軟件的升級和優(yōu)化。首先要做好計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全控制工作，根據(jù)安全監(jiān)控需求、安全操作方式等等，對非法入侵進(jìn)行管控，杜絕蓄意破壞服務(wù)器的情況。管理部門要設(shè)置嚴(yán)格的訪問權(quán)限，在沒有權(quán)限許可的情況下不可以對鐵路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行操作，避免出現(xiàn)信息傳遞風(fēng)險，全面確保鐵路通信網(wǎng)的安全。

3.2提升技術(shù)人員素養(yǎng)

技術(shù)人員的專業(yè)水平會直接影響通信網(wǎng)光纖傳輸安全防護(hù)的質(zhì)量和效果，所以要提升技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)，不僅要對技術(shù)人員作出嚴(yán)格的要求，還要加強(qiáng)考核、培訓(xùn)等工作。為了提升技術(shù)人員的工作積極性，可以先從工作人員的待遇入手，不僅要優(yōu)化工作環(huán)境，還要改善工作條件。在招聘環(huán)節(jié)要進(jìn)行嚴(yán)格的考核和篩選，堅持擇優(yōu)錄取的原則，對于專業(yè)技術(shù)工種，則需要貫徹持證上崗原則，確保整體水平;其次，要定期開展培訓(xùn)、教育活動，加強(qiáng)新技術(shù)、新知識的宣傳，尤其在現(xiàn)代科技不斷更新的情況下，要針對新技術(shù)、新知識開展培訓(xùn)大會、講座、座談會等活動;最后，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗，借鑒國外的成功經(jīng)驗，根據(jù)自身特點進(jìn)行本土化改造，實現(xiàn)技術(shù)方法的創(chuàng)新進(jìn)步。

3.3加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信管理

為了確保安全，采取有效的通信管理措施尤為重要。尤其在建設(shè)的過程中，要避免信號互相干擾的情況，對各個設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的設(shè)計規(guī)劃，明確具體的管理目標(biāo)，全面強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理工作，保障網(wǎng)絡(luò)運行的安全可靠。在各個地區(qū)，需要集中管理小站電源，也要做好監(jiān)控工作，保障電源不會對通信過程造成影響和阻斷，使信號傳輸更加可靠[4]。要加強(qiáng)光纖傳輸?shù)陌踩O(jiān)控，避免其時候到內(nèi)外因素的干擾。在鐵路中運營的通信設(shè)備，要由電務(wù)部門負(fù)責(zé)維修，鐵路工廠、工程部門等設(shè)置的設(shè)備納入到通信網(wǎng)的時候，需要嚴(yán)格遵照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，采取統(tǒng)一的調(diào)度管理措施。

四、結(jié)語

綜上所述，在鐵路運營的過程中，需要構(gòu)建通信網(wǎng)，通過通信網(wǎng)傳遞各項信息。為了確保光纖傳輸?shù)陌踩€(wěn)定，要采取有效的安全保護(hù)措施。首先，要明確具體的應(yīng)用措施，然后分析影響安全穩(wěn)定的因素，最后根據(jù)實際問題采取有效的保護(hù)措施。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]曾忠良.關(guān)于鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸安全及其保護(hù)措施分析[J].中文信息，2019，000（011）：225.

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[3]郭麗宏.基于項目治理的鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸安全及保護(hù)措施分析[J].數(shù)碼設(shè)計（上），2019， 000（011）：207.

[4]張衛(wèi)軍.鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全管理中心技術(shù)方案研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2019（S2）：42.