光纖通信系統中光傳輸技術分析及維護

◆陸卓彥

光纖通信系統中光傳輸技術分析及維護

◆陸卓彥

（公誠管理咨詢有限公司 廣東 522000）

近年來光纖通信系統發展迅速，其中傳輸技術在通信工程中的地位非常重要，是確保傳輸速率和傳輸質量的關鍵，相應的傳輸技術也在不斷發展與進步。光傳輸技術是現階段主要應用的傳輸技術之一，在使用光傳輸技術時除了利用它的穩定性，可靠性、高效性以及便捷性之外，也不能忽視光傳輸技術可能出現的問題。本文對光傳輸技術進行介紹，對其特點和常見故障進行分析，并針對性地提出維護保養措施，以促進光傳輸技術在光纖通信系統中的應用。

光纖通信系統；光傳輸技術；分析；維護

自光纖通信技術出現以來，發展非常迅速，目前已成為應用非常成熟的通信技術之一。隨著社會的發展，通信系統對于傳輸數據容量和傳輸距離的要求越來越高，光纖通信技術主要是以光纖為傳輸介質，以光波為載體進行傳輸，相比于其他通訊技術而言具有傳輸速度快，信息容量大，抗干擾能力強的優點，已經成為當前實際應用中最為廣泛的通訊技術。

1 光纖通信技術的特點

1.1 通信容量大，頻帶較寬

光纖通信的頻帶遠遠超過電纜和通線，光波的高頻率保證了通訊的高帶寬，而且單模光纖不存在色散的情況，但是終端設備的性能會限制光纖大帶寬性能的利用，通過使用波分復用技術可以有效擴大光纖傳輸的數據容量，解除限制，實現對光纖帶寬的高效利用。

1.2 較高的抗電磁干擾能力

光纖的主要組成材料為二氧化硅，是不導電的材料，其主要利用光的反射進行數據傳播，在傳輸數據時不會受到電磁場的干擾；而且二氧化硅的抗腐蝕性好，絕緣性能強，既不受氣候環境的影響，也不受強電磁場的干擾。在復雜環境下的應用效果非常好，而且在軍事領域中也更受到重視。

1.3 中繼距離較長使得損耗較少

二氧化硅對光信號的反射效果非常好，基本可以做到全反射，而且光纖的技術非常成熟，因此進行長距離傳輸損耗極小，通過光發送和光接收設備的配合，可以進行數百公里的中繼傳輸，遠高于一般的通信技術，因此在遠程干線通信中應用廣泛。隨著新型材料的發展，如果發現更適合于光傳輸的介質，光損耗將進一步下降。因此光纖通信系統的整體施工成本較低，且隨著越來越普通的應用，成本進一步降低，經濟效益非常好。

1.4 保密性較好

光纖通信的保密性非常好，由于是在封閉介質中進行定向傳播，因此外界難以直接獲取通信信息，相比于電磁波的無線傳播，易被截獲而言，保密性非常強。此外，光纖的原材料非常豐富，施工簡單，耐高溫且使用壽命長，也因此，在我國的大力推廣下，已經實現光纖入戶，而光纖通信技術的應用范圍也越來越廣。

2 對光纖通信系統中光傳輸技術分析

光纖通信系統出現后極大推動了信息技術的發展，隨著技術發展的成熟和進步，其應用范圍也越來越廣泛。在光纖通信系統中，主要有以下幾種光傳輸技術：

（1）光弧子通信：光弧子通信技術是一種較為新的技術，其是利用光學性質采用非線性信息傳播的技術。其實現的原理主要是超短的光脈沖，主要特點和優勢是信息數據的傳輸量非常大、信息傳輸速度快，在遠程的數據傳輸和高速數據傳輸中應用較為廣泛。光弧子通信可以保持波形和速度不便進行長距離的信號傳輸，其受到了各個國家的重視和研究。在未來的光弧子通信技術發展中，其主要是通過采用超長距離高速通信技術、超短脈沖控制技術等，實現傳輸速率提高到100Gbit/s以上，另外通過采用再生技術、光學濾波技術等，增加傳輸距離達到10萬公里以上。

（2）波分復用技術：波分復用技術主要是利用了單模光纖損耗低的優勢獲得帶寬資源，通過不同信道光波頻率的不同和波長的不同，將光纖結構的低損耗區域劃分為不同的相互獨立的通信信道，不同信道使用不同的光波作為數據載波，進行光發送時利用波分復用器可以實現單一光纖中傳輸不同的光波信號，同樣光接收端的波分復用器可以將承重不同數據信息的載波按照波長和頻率的差異進行分離。波分復用技術在線性光纖中可以實現單一光纖多路信號的同時傳輸，極大提升了光纖的傳輸效率和傳輸容量，自出現以來得到了廣泛的應用。目前，我國在波分復用技術的基礎上開發出了密集波分復合技術，實現了超大容量傳輸的同時進行超高速度傳輸和超遠距離傳輸。

（3）光纖接入技術：目前我國已經基本實現了光纖入戶，極大提升了居民對于網絡傳輸速度的要求。光纖接入技術目前主要應用的位同步數字傳輸技術，即SDH。SDH是以SONET技術為基礎，通過對新技術的整合實現光纖傳輸的功能。SDH的光路接口、幀結構數字傳輸速率等都是高度標準化、統一的，且和PDH橫向完全兼容，在傳輸網絡中可以任意互聯傳輸，達到整合資源的目的，實現了全球可靠且通用。SDH技術首先在幀結構固定信號，然后通過電路層復用，最后通過光纖實現信號傳輸的功能，信號傳輸到ADM后變為基礎性的電信號，接著再通過數字配線架和電纜系統將電信號接入客戶端之中。

3 光纖通信系統中光傳輸技術中常見的故障分析

光纖通信系統由多個要素組成，主要的有光纜、光電轉換器以及電光轉換器等。在實際使用中，易出現多種故障，以下進行簡單介紹：

3.1 光分路器產生的故障

光分路器是對光信號進行傳輸分配的關鍵設備，由于其保持固定位置，正常使用的情況下，光分路器一般不會出現故障，但是當進行遷移或者因意外情況出現移動時，可能會造成端口移動，導致尾纖部分被污染，或者與端口的接觸耦合效果較差，從而影響光分路器的接受功能，無法完成光信號的分配工作，這種情況下，重新插拔，并清潔尾纖和端口就可以有效排除故障，恢復正常傳輸。

3.2 光發射器產生的故障

光發射器是電光轉換后發出光信號的設備，如果光發射器出現故障則會導致電光轉化效果不佳，造成信號失真或者丟失，從而影響數據傳輸。電光轉換傳輸受到溫度、濕度等因素的影響，如果電光轉換效果不佳，那么會導致光傳輸效果不佳，出現偏移問題，從而影響光纖通信系統的正常運行。

3.3 光接收機產生的故障

光接收機的故障率是為常見的，主要是由于光接收機的分布范圍廣，大多數分布區域的工作環境都比較惡劣，容易導致光接收機的部件老化或者受損。光接收器中，電源與尾纖的故障較為常見，電源故障主要是由于電壓不穩定造成的，因此電源需要配備穩壓設備，此外過熱、濕度過高等也會造成電源故障；尾纖故障常見的是污染問題，主要是環境惡劣，容易導致尾纖污染，尾纖污染會導致光傳輸質量下降，影響光傳輸功率，因此尾纖一定要牢靠，并注意做好尾纖的除塵與清潔工作。

4 對光纖通信系統中光傳輸的維護措施

4.1 在維護中的重點項目

對光纖通信系統的維護首先要注意對設備故障的檢查，在了解設備運行原理的基礎上，通過專用儀器檢測設備故障，保證光傳輸的正常；其次在設備可靠運行的基礎上，對其進行全面維護保養，做好日常維護工作；此外，還要對光傳輸設備的環境進行檢查和改善，降低環境影響因素，延長設備使用壽命。

4.2 在對光傳輸技術維護的方法

4.2.1日常的維護工作

（1）做好設備運行的環境管理，保證光傳輸設備的工作環境，延長設備的使用壽命，降低故障發生率；

（2）使用現代監控技術實時監控光傳輸設備的運行狀態，實現狀態維修，盡量避免移動設備，降低人為因素的影響；

（3）人員進入設備區時，避免帶電操作，且要穿戴防靜電設備，必須進行操作時先切斷電源；

（4）對于無法維修的故障，要及時與廠家聯系，由廠家進行處理；

（5）做好軟件維護工作，避免因軟件因素導致設備故障；

（6）建立信息化設備管理體系，實現智能化網絡管理，提高故障定位與判斷能力。

4.2.2在發生故障時的維護

光傳輸系統發生故障時，一定要遵循以下基本原則：

（1）先搶通，后修復：現代社會通信技術非常重要，任何延誤都可能導致不可估量的損失，因此一旦發生故障要利用備用設備先回復通信業務，然后再對故障進行維修；

（2）先外部，后傳輸：由于光傳輸主動出現故障的情況較為少見，因此發生故障時要先排除外部可能出現的故障，然后再考慮傳輸故障；

（3）先單站，后單板：由于通信的交互性非常強，因此故障時一般是多點報警，這時就要迅速判斷是哪個單站出現問題，然后在具體定位到單板進行故障處理；

（4）先線路，后支路：由于線路會導致支路報警，因此確定故障時要先排除線路故障，再排除支路故障；

（5）先高級，后低級：等級越高，表明故障造成的影響越大，因此應該首先處理高等級的告警信息，再處理低等級的告警信息。

4.3 在對光傳輸技術進行維護中的一些注意事項

目前在光傳輸技術維護中常用的故障定位法有觀察分析法、環回法、替換法和儀表測試法等。在觀察時要注意先判斷報警指示燈然后再分析故障；環回法在操作過程中需要十分小心，避免因操作不當和注意避免發生光口的光功率過載；硬件替換法和使用儀表測量同樣也是光纖通信設備故障檢修過程中較為常用的方法。在對光纖通信設備維護與故障處理的過程中需要結合實際情況合理的選用處理方法。保障光纖通信設備的正常運行。

5 結語

在可預見的未來，智慧城市、智慧交通、物聯網等大規模新概念的應用落地將成為現實，對光纖通信技術的要求也越來越高，隨著科學技術和通信技術的發展，其也在不斷發展革新之中。但是未來面對的挑戰依然很大。光傳輸技術的發展必須以科技為基礎，結合實用應用情況進行針對性的發展，滿足未來人民對于通信工程的要求，促進通信工程的發展與進步。

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