光纖通信系統(tǒng)中光傳輸技術(shù)分析及維護(hù)

何 慧

（國能孟津熱電有限公司，河南 洛陽 471112）

1 光纖通信系統(tǒng)中光傳輸技術(shù)的特點

1.1 良好的抗電磁干擾能力

目前，光纖通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為相對成熟的技術(shù)，在人們的日常生活及生產(chǎn)方面都得到廣泛應(yīng)用，也為人們創(chuàng)造了極大的便利條件。對于光纖通信系統(tǒng)來說，光傳輸技術(shù)占據(jù)重要地位[1]。光傳輸技術(shù)具有良好的抗電磁干擾性能，且石英本身具有抗腐性，屬于一種良好的絕緣體，可以抗電磁干擾，避免被外界環(huán)境所影響，提高了光纖通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2 中繼距離長且損耗低

與其他的傳輸介質(zhì)相比，光傳輸技術(shù)的耗損量比較低，如果選擇非石英類的介質(zhì)作為載體，則可以有效降低損耗度。同時，中繼距離長且損耗低，也能夠減少施工成本，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 避免串音干擾且保密性良好

電波傳輸過程中，如果電磁波的保密性較差，則在傳播過程中很容易發(fā)生信息泄露等不良問題，因此目前人們很少使用此電波進(jìn)行通信傳輸。在光纖技術(shù)的普及和應(yīng)用下，因其具有資源豐富、成本低等優(yōu)勢，逐漸成為人們的首選使用方式。光波傳輸過程中，具有良好的保密性非常重要，可以避免出現(xiàn)音頻串?dāng)_的情況。

2 光傳輸設(shè)備故障分析

光纖通信系統(tǒng)包含了很多部分，如計算機(jī)、光纜、光纖中繼器、電光轉(zhuǎn)換器等。信號傳輸過程中，需要在計算機(jī)上輸出電信號，并在光纖上傳輸光信號。通過在計算機(jī)終端系統(tǒng)中添加光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，達(dá)到不同信號間的轉(zhuǎn)換目的。電光轉(zhuǎn)換器是由電信號轉(zhuǎn)化為光信號，光電轉(zhuǎn)換器則是由光信號轉(zhuǎn)化為電信號。在光纖中主要是應(yīng)用單工通信的模式，在2 個終端系統(tǒng)中進(jìn)行全雙工通信往往需要2 根光纖[2]。對于光纖中繼器來說，可以延長光纖長度，避免出現(xiàn)信號衰減，有效延伸信號傳輸?shù)木嚯x。

針對光發(fā)射機(jī)的組成，常見故障有光傳輸設(shè)備中出現(xiàn)電光輸出失真的現(xiàn)象，信號丟失概率增大，再加上受到外界環(huán)境的影響，如溫度等，容易導(dǎo)致電光輸出特性發(fā)生變化。當(dāng)偏置電流發(fā)生改變時，電光輸出曲線的工作區(qū)間相應(yīng)地也會發(fā)生變化，不管是上移、下移，都容易出現(xiàn)光輸出失真。

分路器的功能包括對光發(fā)射機(jī)的信號進(jìn)行分配，若是未經(jīng)搬移的分路器端口，則通常不會出現(xiàn)故障問題，否則容易出現(xiàn)端口接觸耦合較差的問題，或者是尾纖頭沾染灰塵，導(dǎo)致光功率降低，接收功率減弱。

針對光接收機(jī)，由于工作環(huán)境比較差，接收機(jī)容易分散在不同位置，出現(xiàn)設(shè)備故障的情況比較常見。一般多集中于電源位置、尾纖接頭位置，當(dāng)光節(jié)點缺少穩(wěn)壓設(shè)備，或者是供電電壓超出正常范圍值時，都會引起接收機(jī)工作異常，甚至?xí)?dǎo)致電源部分出現(xiàn)損毀，要注意散熱、通風(fēng)。

3 光傳輸技術(shù)及維護(hù)方法

3.1 SDH 技術(shù)

同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術(shù)主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)信息同步傳輸方面，具有很強(qiáng)的綜合性，在信息傳輸網(wǎng)絡(luò)中可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號，實現(xiàn)信號輸出、復(fù)接、交互等，大大提升了電力系統(tǒng)的通信水平。此外，該技術(shù)還具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點[3]。

3.2 WDM 技術(shù)

波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術(shù)也是一個極其重要的組成部分，其應(yīng)用中最明顯的特征是可以利用最少的光纖投入量，促進(jìn)效能利用的最大化和最優(yōu)化，在節(jié)約光纖資源的同時，還能降低通信工程的建設(shè)成本。在WDM 技術(shù)的應(yīng)用中，主要是信號源接收段對等量信號的波長進(jìn)行分類處理，使其恢復(fù)到傳播前的位置。同時，在信號傳輸過程中應(yīng)用WDM 技術(shù)時還需將信號進(jìn)行匯合、統(tǒng)一處理，當(dāng)信號到達(dá)接收端，光接收機(jī)會對每種信號波長展開合理分類，實現(xiàn)信號復(fù)原。

3.3 MSTP 技術(shù)

多生成樹協(xié)議（Multiple Spanning Tree Protocol，MSTP）技術(shù)是SDH 技術(shù)的有效升級，應(yīng)用優(yōu)勢在于可以進(jìn)行多業(yè)務(wù)的同時處理，具有很強(qiáng)的兼容性、包容性。光傳輸是信息科技的關(guān)鍵組成，對于綜合性業(yè)務(wù)來說，必須要有光傳輸技術(shù)的引入才能提高光傳輸效率，進(jìn)而提高光纖利用率。通過應(yīng)用該技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)多樣性的問題進(jìn)行良好處理，為通信事業(yè)創(chuàng)造更好的發(fā)展方向，對通信行業(yè)的未來發(fā)展有積極影響[4]。

4 光傳輸設(shè)備的常見故障分類

4.1 光纜線路故障

光纜線路故障中最為常見的是光纜線路斷開，指光纜中的光纖發(fā)生斷裂，導(dǎo)致光信號無法傳輸。另外，光纜線路衰耗過大也會引起通信障礙。這種情況可能是由于光纜線路過長或其他因素引起的光信號衰減，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降甚至中斷。因此，在排查光傳輸設(shè)備故障時，需要仔細(xì)檢查光纜線路是否存在斷開或衰耗過大的情況。

4.2 連接件故障

連接件故障主要指各種連接器的異常情況，如光纖配線架（Optical Distribution Frame，ODF）、光衰器、光纖尾纖以及法蘭盤等。例如，ODF 架上的連接器可能出現(xiàn)松動、損壞或脫落，導(dǎo)致光信號無法正常傳輸。光衰器故障會導(dǎo)致信號衰減不均或衰減值不準(zhǔn)確，影響通信質(zhì)量。此外，光纖尾纖的斷裂、松動或污染也會影響光信號的傳輸。因此，在故障排查過程中，需要仔細(xì)檢查連接件是否存在異常狀況[5]。

4.3 單盤故障

單盤故障主要發(fā)生在光傳輸設(shè)備的單板模塊上，包括光模塊、2M 模塊、管理模塊、交叉模塊以及時鐘模塊等。光模塊故障會導(dǎo)致設(shè)備無法發(fā)送或接收光信號，影響通信功能；2M 模塊故障會影響控制信號和時鐘信號的傳輸；管理模塊故障可能導(dǎo)致無法進(jìn)行設(shè)備配置和監(jiān)控；交叉模塊故障會影響信號的正確交叉路由；時鐘模塊故障會導(dǎo)致時鐘信號不穩(wěn)定或無法提供正確的同步信號。因此，在排查設(shè)備故障時，需要仔細(xì)檢查單板模塊是否存在故障情況。

4.4 2M 線纜故障

2M線纜故障主要涉及2M線纜本身的問題。例如，線纜斷開是指2M 線纜發(fā)生物理斷裂，導(dǎo)致信號無法傳輸。另外，2M 接頭虛焊、脫落或松動也是常見的故障現(xiàn)象。這種情況下，2M 接頭連接不牢固或焊接質(zhì)量不良，導(dǎo)致信號傳輸不穩(wěn)定或中斷。此外，數(shù)字配線架（Digital Distribution Frame，DDF）上2M 接口塞子松動、脫落也會導(dǎo)致故障發(fā)生，進(jìn)而影響了信號的傳輸質(zhì)量[6]。

5 光傳輸設(shè)備的故障定位及維護(hù)方法

5.1 光傳輸設(shè)備的故障定位

5.1.1 告警定位

通過網(wǎng)管系統(tǒng)獲取設(shè)備的告警信息，結(jié)合設(shè)備的歷史告警記錄，可以準(zhǔn)確確定故障位置。根據(jù)不同的告警級別和類型，可以快速定位具體的故障設(shè)備或模塊。

5.1.2 環(huán)回定位

環(huán)回定位是一種有效的故障定位方法。通過光口環(huán)回或電口環(huán)回，將信號在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行環(huán)回測試，觀察是否能夠正?；芈?，從而判斷故障點所在。光口環(huán)回可以通過連接光纖的發(fā)送和接收端實現(xiàn)，而電口環(huán)回則是通過連接電纜的發(fā)送和接收端來實現(xiàn)。

5.1.3 替換定位

替換定位是通過替換工作正常的部件來確定故障點。通過逐一替換故障部件，將正常工作的部件逐步應(yīng)用到故障位置，觀察故障是否解決，從而確定具體的故障設(shè)備或模塊[7]。

5.1.4 儀表測試定位

利用各種儀表設(shè)備進(jìn)行測試和分析，以定位故障點。例如，使用光功率計檢測光纖信號的強(qiáng)度，使用光時域反射儀檢測光纖的連接質(zhì)量，使用誤碼儀檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤率等。通過儀表測試的結(jié)果，可以迅速確定故障點所在。

5.1.5 經(jīng)驗處理定位

在實踐中，經(jīng)驗處理也是一種常用的故障定位方法。基于維護(hù)人員的經(jīng)驗和知識，對設(shè)備的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析和判斷，快速找出可能的故障點，并進(jìn)行相應(yīng)的處理和修復(fù)。

5.2 光傳輸設(shè)備的維護(hù)方法

5.2.1 日常例行維護(hù)

進(jìn)行定期的例行維護(hù)工作，包括設(shè)備的清潔、檢查連接線路、檢查設(shè)備指示燈和告警信息等。這樣可以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取相應(yīng)的措施，防止故障的發(fā)生。

5.2.2 告警監(jiān)測與分析

通過監(jiān)測和分析設(shè)備的告警信息，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況。使用網(wǎng)管系統(tǒng)或設(shè)備自身的告警功能，對告警信息進(jìn)行收集、分析和記錄，以便快速定位故障并采取相應(yīng)的維修措施。

5.2.3 溫度和濕度控制

保持設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的適宜溫度和濕度對于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。定期監(jiān)測和調(diào)節(jié)設(shè)備所處區(qū)域的溫度與濕度，防止過高或過低的溫度和濕度對設(shè)備造成損害。

5.2.4 定期校準(zhǔn)和維護(hù)儀器設(shè)備

對于使用的測量儀器設(shè)備，定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，以確保其準(zhǔn)確性和可靠性。校準(zhǔn)儀器的頻率和方法應(yīng)根據(jù)制造商的建議進(jìn)行，并記錄校準(zhǔn)的結(jié)果和日期[8]。

5.2.5 定期備份數(shù)據(jù)

對于設(shè)備中存儲的重要數(shù)據(jù)，定期進(jìn)行備份，以防止數(shù)據(jù)丟失。使用適當(dāng)?shù)膫浞菰O(shè)備和方法，如硬盤備份、云備份等，確保數(shù)據(jù)的安全性和可恢復(fù)性。

5.2.6 定期升級固件和軟件

定期檢查設(shè)備的固件和軟件版本，并根據(jù)廠商提供的升級程序進(jìn)行固件和軟件的升級。這可以提供新功能、修復(fù)漏洞和改善設(shè)備的性能。

5.2.7 定期清潔和維護(hù)設(shè)備

定期清潔設(shè)備的外部和內(nèi)部，包括清除塵埃、污垢和雜質(zhì)。使用合適的清潔工具和方法，如軟布、氣壓罐等，避免使用含有腐蝕性或靜電產(chǎn)生的清潔劑。

5.2.8 做好設(shè)備記錄和文檔管理

建立完善的設(shè)備記錄和文檔管理系統(tǒng)，包括設(shè)備的型號、序列號、安裝日期以及維修記錄等。這可以幫助跟蹤設(shè)備的使用情況、維修歷史以及設(shè)備更換等信息。通過良好的記錄和文檔管理，可以更好地進(jìn)行設(shè)備管理和故障排除。

6 結(jié) 論

目前，隨著信息時代的快速發(fā)展，光纖通信技術(shù)也在日益完善和優(yōu)化。對于光纖通信技術(shù)來說，迅速、高效的傳播網(wǎng)絡(luò)是未來社會的發(fā)展趨勢，也是必然要求。光纖通信系統(tǒng)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，如何有效查找并確定光傳輸設(shè)備中常見的故障因素，以及準(zhǔn)確判斷并處理相關(guān)故障，是設(shè)備技術(shù)維護(hù)人員的本職工作。只有及時、準(zhǔn)確地判斷故障問題，才能夠創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)、全面的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，確保電力通信的良好運(yùn)行。因此，通過分析光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢特點，使其更適應(yīng)現(xiàn)代電力通信系統(tǒng)的技術(shù)要求，在未來發(fā)展中還要注重對通信系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用，為電力通信行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。