光纖傳輸通道故障分析與診斷

崔 磊，張明亮

江蘇石油勘探局水電訊處網絡技術中心，江蘇 揚州 225261

0 引言

目前江蘇油田數據傳輸系統常用的通信方式按傳輸介質可分為兩大類，即無線通信方式和有線通信方式。其中無線通信方式包括數字微波、無線擴頻。有線通信方式主要是光纖。全網除邊遠油區采用無線傳輸方式外，其他主干傳輸通道都采用光纖傳輸。隨著油田的發展，傳輸通道的穩定性、可靠性以及連續性的要求也在不斷提高，這就要求維護人員要在最短時間完成故障的分析、定位和排除，恢復電路暢通，確保油田通訊網的有序運行。

1 光纖傳輸通道的故障分類

1.1 光纖通信系統的組成

光纖通信系統的基本組成，包括數據源、電光轉換器、光纖中繼器、光電轉換器、光纜幾部分。電光（光電）轉換器實現電信號到光信號的互換，光纖中繼器用來延伸光纖的長度，降低信號的衰減，以實現長距離傳輸。

1.2 光纖傳輸通道故障的分類

1.2.1 光纖傳輸設備故障

目前油田網光纖傳輸設備主要使用的是光端機（SDH/PDH）和光纖收發器，設備主要故障分為以下幾類:

1）設備掉電，導致無法完成電光或光電轉換，光信號無法發出和接收；

2）溫度和其他環境因素影響光傳輸設備的電光輸出特性，導致光信號傳輸失真；

3）網絡條件差，大量ARP病毒，超出設備端口轉發能力，導致設備端口吊死；

4）光端機的單板故障，包括線路板、2M板、時鐘板、交叉板、主控板等器件損壞或板件接觸不良。

1.2.2 光纖傳輸線路故障

光纖傳輸的線路故障主要是由于光纖線路傳輸損耗過大造成的，引起傳輸損耗主要有接續損耗和非接續損耗兩類。

1）接續損耗主要包括:光纖本征因素造成的固有損耗、非本征因素造成的熔接損耗以及活動接頭損耗3種；

2）非接續損耗主要包括:彎曲造成的輻射損耗和施工因素及應用環境造成的損耗。

2 光纖傳輸通道故障定位原則和方法

2.1 技術人員須全面掌握故障站點各方面的情況

1）光纜線路情況:包括光纜的長度、芯數、接頭、尾纖型號及光纖的衰耗值、備纖等各方面的情況。

2）設備情況:主要包括設備的型號、配置情況、接口情況、面板上各種告警燈和指示燈的顯示情況及組網情況; 光端機的各種測試指標，如∶ 收發送光功率、設備供電電源情況、ODF 架、DDF 架的應用情況。

3）儀表、工具情況:光功率計、光時域反射儀( OTDR) 、紅外光源等。熟練掌握這些儀表的功能及使用方法。

2.2 故障定位的原則和方法

2.2.1 故障定位的原則

先設備，后線路:先排除設備故障的可能因素，如電源、端口吊死、板件問題；先活動接頭，后光纜線路:準確定位出是否是尾纖、耦合器等連接件的問題；先支路，后干路:因為光纖傳輸通道往往由支路跳接到主干線路上，先判斷出是支路衰減損耗過大，還是主干線路的問題。

2.2.2 故障定位的常用方法

首先判斷故障起因是設備還是光纜自身的問題。維護人員可使用備用設備、咨詢值班人員、更換備用跳線纖芯、為設備做硬件環、檢查該段其它設備的運行情況等方法為自己的判斷提供依據。如果問題出在設備上，只需更換設備或板件，并將故障設備卸下檢查和維修即可；若問題出在光纜本身，則需進行使用OTDR設備來準確定位線路的故障點。

3 江蘇油田供應處光纖傳輸通道丟包故障處理案例

2011年某日，調度室接到局信息中心故障申報電話，揚州石油城基地中心機房到供應處機房光傳輸通道丟包嚴重，影響該處信息網的暢通及視頻會議召開。

3.1 技術人員準備

技術人員接到故障申報電話后，立刻投入到搶修前的準備工作中，經技術員查閱技術資料以及詢問當日值班員后確認:

1）光纜的長度3.75km，租用運營商2芯單模光纜，其中一芯經過波分復用，1310nm接入光端機，尾纖型號為SC，1550nm接入電視臺設備，電視信號有輕微雪花現象;

2）設備使用的是訊風BX120EN的光端機、4E1+4X10/100Base T 、光接口為FC、接口情況、尾纖是由ODF 配線架接入，光端機上2M為語音信號，電話正常。結構示意圖如下:

3）準備儀表、工具包括∶ 光功率計、光時域反射儀(OTDR) 、紅外光源、2M頭、電烙鐵、備纖FC-FC、FC-SC、FC耦合器、SC耦合器等。

3.2 故障定位及故障修復

維護人員分成兩組，一組到供應處機房，一組到石油城基地中心機房，兩組人員按照故障定位原則同時開始進行故障點。

3.2.1 設備檢查

首先檢查光端機的運行情況，電源正常，無告警指示燈亮；接著，兩端通過光端機以太網口接上筆記本，兩端對ping，發現丟包率達到了40%。初步判斷是以太網口堵塞，重啟光端機后，故障現象沒有消除；然后對兩端光端機進行自環，光路正常；使用光功率計測試兩端光端機的發射功率，分別為-7dbm、-6.5dbm，符合光端機技術要求（光發射功率-3dbm～-12dbm），初步排除光端機故障。

3.2.2 線路檢測及修復

首先分別測試兩端光端機光口IN端的接收功率，中心機房端測得2號纖光接收功率－18dBm；供應處機房端測得1號纖光接收功率－37dBm；初步判斷經過波分復用的1號纖有問題，將波分復用設備甩開，直接將這兩芯接入光端機的光口，再測1號纖與2號纖的光接收功率，分別為-36dbm、-18dbm，考慮波分復用的衰耗后，發現1號纖光接收功率過小，不滿足光端機的光接受靈敏度的技術要求，可以判斷經過波分復用的1號纖存在線路故障。

使用OTDR分別測量1、2號纖，如下示意圖。

該圖說明2號纖是一個正常的波形，而1號纖的波形在C點處有負向階躍信號，光信號以低功率繼續傳輸，即使光端機接收到光信號，但低于正常值。經過線路檢查，從中心機房至供應處機房光纜1956m處有一個接頭盒，打開接頭盒后，發現施工時接頭盒的防水沒有做好，下雨進水，導致光纖產生氫損。

故障點找到后，經過重新熔接，故障排除，電路恢復正常。

4 結論

綜上所述，光纖傳輸通道發生故障后，準確定位故障點十分重要，應當先判斷是設備故障還是線路故障。如果是設備故障，可以采用環回分析、替換、更改配置等方法來排除故障；如果是線路故障，可以采用連接件替換、儀表測試等方法來定位故障點，并采取相應措施來排除故障。另外，隨著江蘇油田業務范圍的不斷拓展，光纖傳輸通道的接入點也不斷增多，各類故障也隨之出現。這就要求維護人員做好詳實的資料記錄，熟練掌握儀器儀表的使用要點，靈活運用故障定位的方法，不斷提高對光纖傳輸通道故障的分析判斷能力，縮短故障歷時，確保江蘇油田傳輸通道的穩定性和連續性。

[1]廖子熙.SDH光傳輸系統故障分析處理探討.信息通信.

[2]敖平.淺談光纜線路的維護與故障排除.信息系統工程.

[3]史英.光纖線路設備故障分析與維護措施.甘肅科技.

[4]馮憲慧.OTDR在光纖光纜測試中的應用.天津科技.