一、纤芯运用情况

黄大铁路敷设有48芯干线光缆2条，型号为GYTZA53-48B1，分别于铁路两侧直埋式敷设，其中48A干线光缆敷设于线路右侧，48B干线光缆敷设于线路左侧，互为主备。干线光缆分开敷设有利于减少施工等外界影响，确保单条光缆故障中断时，通信业务不受影响。

48A干线光缆为主用光缆，其中1芯、2芯为华为10G传输主用通道，7芯、8芯为华为2.5G传输主用通道，3芯、4芯为信号计轴业务主用通道，9芯为信号闭塞业务主用通道，13芯-18芯用于区间变电所HW-155M传输业务及其他业务，19芯-24芯用于区间下行车站基站业务，其余芯线预留备用。

48B干线光缆为备用光缆，其中1芯、2芯为华为10G传输保护通道，7芯、8芯为华为2.5G传输保护通道，3芯、4芯为信号计轴业务保护通道，9芯为信号闭塞业务保护通道，12芯为有线电视业务通道，其余芯线预留备用。48B干线光缆计划后期增加区间下行车站基站业务备用通道。

二、关键技术应用

（一）自动站间闭塞

我国铁路在单线区段普遍使用64D型继电半自动闭塞,其利用继电器电路的逻辑关系实现相邻车站之间的联系，以闭塞机继电器动作产生的普通电平信号作为载体，通过电缆传输闭塞系统的状态信息。由于继电器逻辑电路复杂，故障时处理时间较长；且使用电缆作为闭塞回线存在维护工作量大、容易受到外界环境的干扰，影响铁路的安全性能和运输效率。加上没有区间检查设备,区间的占用或空闲以及列车是否完整到达均需由车站值班员人工确认，因此存在着不安全因素。一旦车站值班员违章和疏忽，错误办理解除闭塞而向有车占用的区间发车，就会造成车毀人亡的重大事故。

基于光缆传输的自动站间闭塞系统由半自动闭塞机、光电传输转换设备、区间列车占用检查设备（长轨道电路或计轴设备）和区间敷设的光缆传输通道组成。黄大铁路采用JZ1-H型微机计轴设备与车站计算机联锁设备及BSBL-2型半自动闭塞模块结合使用，由CXG-SY型光电转换传输设备通过光缆传输通道与相邻车站连接，共同实现自动站间闭塞。

JZ1-H型微机计轴设备是利用计轴的基本功能，配合半自动结合电路（由BSBL-2型闭塞模块实现）完成对铁路区间行车状况的检测与锁闭。每套JZ1-H型微机计轴设备配备两块GTD光通道板用于站间传输通道，通过48A干线光缆3芯、4芯连接相邻两站JZ1-H型微机计轴设备GTD光通道板。根据设计，左侧GTD光通道板用于连接上行车站，右侧GTD光通道板用于连接下行车站。要求接入时收发交错，即本站接收端口与邻站发送端口相接，本站发送端口与邻站接收端口相接。48B干线光缆3芯、4芯为冷备通道，当主用通道出现异常时，相邻两站信号值班人员需人工倒接至备用通道。计轴设备没有采取双机热备冗余技术是该设备一大诟病，存在一定不安全性。

CXG-SY型基于光通信站间安全信息传输设备由光电转换传输设备和接口箱组成。光电转换传输设备主要负责将闭塞设备发出的电信号转换成光信号，通过光缆传输到邻站后再将光信号转换成电信号。光电转换传输设备采用了双机热备的模块化冗余结构，每套光电转换传输设备由A机和B机两部分组成，支持两个方向闭塞信息传输，3～4个方向车站需配备两套CXG-SY设备，以此类推。A机和B机有通信板1和通信板2各一块，每块通信板又分为A通道和B通道。为避免传输延迟，确保数据一致性，铁总要求光电转换传输设备须采用单通道传输，再由分光器分光后分别连接A机与B机通信板。在实际应用中，上行车站通过48A干线光缆9芯经分光器分别连接本站A机与B机通信板1 A通道，通过48B干线光缆9芯经分光器分别连接本站A机与B机通信板1 B通道；下行车站通过48A干线光缆9芯经分光器分别连接本站A机与B机通信板2 A通道，通过48B干线光缆9芯经分光器分别连接本站A机与B机通信板2 B通道。通信板1连接上行车站通信板2，通信板2连接下行车站通信板1，即同一条线路中统一遵循相邻两站上行车站与下行车站首尾相连的原则。接口箱是光电转换传输设备与半自动闭塞组合之间的接口电路，本文不做详细介绍。

（二）区间通信

区间通话柱是区间设置的应急通信设备，在区间当遇到紧急情况时，可以与车站行车室、电调值班、行调值班、区间通话柱之间和内部电话用户进行通信。随着通信方式的多样化，区间通话柱逐渐被LTE-R无线通信或公网对讲机所取代。

黄大铁路通过LTE-R 4G网络实现无线通信。LTE-R系统由核心网、接入网、用户设备三部分组成。核心网设备通过华为传输通道连接各站或区间基站BBU设备，BBU设备通过48A干线光缆19芯-24芯连接各基站RRU设备，RRU设备通过天馈线连接天线实现无线覆盖，作业人员通过LTE-R手持台完成区间通话，同时满足与机车、车站、行车调度以及内部办公电话间通信。当前黄大铁路LTE-R通信网络只完成单网A网组网，未实现双网热备冗余，公司计划在2024年实现B网投入运用。

（三）站间通信

站间通信是指相邻两站车站值班员办理行车业务的专用电话业务。黄大铁路通过佳讯飞鸿MDS3400数字调度通信系统完成，全线共设计两个数字环，五个车站一个环。数字调度通信系统由枢纽主系统与车站分系统两大部分组成。沿线各站安装车站分系统一台，车站分系统通过自身DLL数字环板E1接口，经过华为传输通道与上下行车站的数调分系统DLL数字环板E1接口相连，首尾两站车站分系统通过自身E1接口经华为传输通道与枢纽主系统连接，车站值班员使用车站值班台完成本站与相邻车站、机车、行车调度间通信。车站值班台故障时可通过应急分机或办公电话完成，只是拨号方式相对复杂，而车站值班台可以实现一键呼叫。

（四）其他通信

办公网、办公电话、视频会议、视频监控、环境监控、CTC等业务通过华为传输通道不同业务配置后经光缆连接各站数据交换机，再由数据交换机连接终端设备，实现不同业务需求，这里不再一一赘述。

三、光纤通信的优点

1.频带宽，通信容量大

光纤的传输带宽远超于电缆，单根光纤的潜在带宽能够达到20THz。配合传输设备强大的传输能力，一对光纤即可完成两站间多项业务的通信需求。若传输设备具有波分复用WDM技术，在一条光纤中将不同的光信号通过不同的波长进行传输，就像是将一条道路分成多条车道，每一辆车都可以在不同的道路上行驶，光纤的通信容量与传输能力还能够得到极大提高。

2.损耗低，传输距离长

光纤具有极低的传输衰耗系数，当前光纤衰耗系数已达0.19dB/km以下，若配以适当的光发送与光接收设备，可使其传输距离达数百公里以上。黄大铁路最长区间利津站至东营西站间光缆长度达33.1km，这是电缆所无法与之比拟的。

3.保密性好，抗电磁干扰性能强

光纤是石英纤维的简称，属于绝缘材料。它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路牵引电流的干扰。另外光数据在传输过程中很难从光纤中泄露出来，即使在转弯处弯曲半径很小时，光波泄露也十分微弱，不会造成串音干扰，更不会遭到窃听，具有高可靠性和稳定性。

4.原材料资源丰富，投资相对较小

目前光纤有两种，一种是石英光纤，其另一种是塑料光纤。石英光纤原料是二氧化硅，塑料光纤原料是聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(有机玻璃)，相对于电缆的原材料铜，两者都取之不尽、用之不竭，价格便宜。用光纤取代电缆，不但可以节约投资成本，而且可以节约大量的金属材料，对于资源节约具有重大意义。

四、铁路通信线路全光纤化实施策略

1.全光纤化技术方案设计与优化

全光纤化技术方案的设计与优化是铁路通信光网络化实施的关键步骤。首先从基础网络架构着手，采用高集成度的光传输设备，这些设备在设计上应具备高带宽和低损耗特性，以确保信号传输的高效性和稳定性。在光分复用技术的选择上，波分复用（WDM）应为主导方向，利用单一光纤传输多波长信号，可大幅提升信号传输容量。接下来需精确布局光网络接入点，通过环形网与星形网的结合，既确保了冗余性也提升了网络的自愈能力，在此基础上，推动无源光网络（PON）部署，实现从“光纤到户”到“光纤到铁路”的转变。实际部署时，还需配合网络拓扑的详细设计，以实现全面覆盖，降低能耗的目标，全光纤化方案应融入智能光网管理系统，实时监测网络状况，自适应调整光纤传输参数，以提供最优服务，光网维护与故障排除机制也要同步建立，即时响应各类技术需求与突发情况。采用先进技术标准规范作为基础指导，确保技术先进性和兼容性，进而构建一个高效、可靠、可扩展且运营维护简便的全光纤铁路通信线路。

2.投资预算与资金筹措策略

全光纤化工程需雄厚资金支持，科学的预算编制和资金筹措策略至关重要。首先应详细评估项目各环节，包括设备采购、施工安装、系统调试及后期维护等，建立合理的投资预算模型。并对技术方案设计所需的光纤、光设备、网络架构升级等各环节成本逐项审视，确保预算控制在合理范围内，并留有适当预备资金应对未预见风险，接下来，确保资金使用效率是关键，确保资金有效使用，并对资本效率和效益进行持续追踪和评估，并根据项目的实际进展灵活调整，提高资金使用效率。

3.施工管理与质量控制流程

在全光纤化实施方案的施工管理与质量控制方面，需构建严格、严密的全程质量控制流程。这一流程从材料选择、设备采购和运输开始，使用符合国际规格标准的产品，杜绝次品或假冒伪劣材料进入施工环节。在施工实施阶段，进行细致管控，作业工人须经专业技术培训、持证上岗、正规操作，确保施工流程符合工程规范；对潜在质量风险，实施预防和应急措施，制定详细应急预案，平衡施工效率与工程质量，同时建立有效质量监督制度，施工各方定期对工程质量进行权威认定。开展信息化管理，利用信息技术建立项目管理平台，实时监控工程质量动态并动态调整，确保每个施工细节经得住推敲，建立全方位、全过程审批和验收机制，确保工程质量全面可控。

4.风险评估与应急响应机制

对项目实行全周期风险管理，从招投标至施工完成各步骤进行系统化风险诊断。结合历史数据和实际经验，对技术障碍、自然灾害、法律法规变动等潜在风险排序和预估，并编制各类潜在风险的详尽应对指南，建立项目风险预警系统，通过信息技术判断风险征兆，风险初期即反应，有效控制风险扩散和蔓延。构建包含管理人员、施工人员和运维部门等成员的紧急情况应对团队，团队须提前进行预案培训和应急演练，确保危机时能快速按预定流程反应，减轻损失，应急响应机制应包括项目进展中不断修正和完善预案，保障预案有效性和适应性。针对可能突发事件，还需评估采用高科技信息化手段和工具加强监控和预警，如在工程现场使用智能检测监控装置，提升整体风险防控和应对能力。

5.全光纤化后的维护与升级策略

全光纤化非一劳永逸工程，后续维护与升级是确保长期稳定性的关键。建立定期检测清单，考虑光纤及安装配件老化、环境因素等潜在威胁，升级工作要考虑技术发展，如数字化转型趋势和设备性能提升要求，对发现问题详细记录，摸清规律，制定精准高效应对策略，例如实施光纤网络智能监测系统，用机器学习算法分析数据，提前预测识别潜在故障。维护团队应包括数据分析师、网络工程师和支持人员，确保既能处理日常维护任务，也能在必要时提供技术支持。同时应规划未来升级发展方向，根据业务需求确定更新时机和方式，科学合理规划未来升级改造，如向下一代高速网络NG-PON协议靠拢，确保基础设施先进性和安全运行可靠性。

对于铁路系统而言，通信线路中信息传输的效率和稳定性至关重要。随着铁路通信朝着数字化、综合化、宽带化、智能化方向发展，铁路通信线路全光纤化应用是未来我国铁路产业谋求繁荣发展的必然之举，同样也是满足未来发展趋势的基本需求。

参考文献：

[1]张树凯.铁路通信光缆线路的维护工作研究[J].中外企业家,2019(28):201.

[2]石超.浅谈铁路通信线路维护工作[J].通讯世界,2017(22):15-16.

[3]张灏.关于目前光纤通信技术发展的探究[J].中国新通信,2017,19(16):19.

[4]邢泽浩.现代光纤通讯传输技术的应用研究[J].信息通信,2017(01):213-214.

[5] 张仕雄,杜平.基于光缆传输的自动站间闭塞系统相关问题探讨[J].铁道通信信号,2006(08):41-42.

作者简介：郭旭磊（1985.4-）男，汉，河北石家庄人，本科，助理工程师、电务技术主管，研究方向：铁路通信信号。