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按照铁路区间通信的需求，本文提出一种基于光时分复用技术，采用无源光网络结构的铁路区间光纤通信系统设计方案。通过解决多个无源光接口之间的光同步、链路光功率均衡与系统内部通信协议3个关键技术问题，完成原型设计开发。在沪昆线金马村与秧田冲两车站之间进行现场实验，结果表明设计方案具有可行性，除满足铁路区间通信规范所要求的功能外，还能够提供增强的数据通信功能，成本低，通信质量较高。