有線光纖傳輸設備工作原理與調試研究

彭俊杰，熊海斌

（中國通信建設第三工程局有限公司，湖北 武漢 430022）

0 引 言

光纖傳輸設備具有傳輸距離遠、信號穩定、波形不失真的特點。在應用領域，能替代傳統設備進行數據傳輸，且更具優勢。在光纖傳輸設備的實際應用中，減少設備使用環節的損耗，防范信號干擾對設備性能質量造成的下降，符合現代市場發展要求[1]。

1 有線光纖傳輸設備概述

光纖設備是以光纖配線箱為基礎的保護性設備，主要由光纖連接器、光電轉換器、光纖放大器以及光纖傳感器等構成。其中，光纖連接器包含ST和SC接口；光纖放大器為新型全光放大器，包括中繼放大器、前置放大器以及功率放大器；光纖傳感器分為功能型傳感器、非功能光纖型傳感器以及傳光型光纖傳感器。

分析光纖傳輸設備性能，了解相關設備的使用原理，并通過使用前的科學調試保障傳輸設備順暢運行[2]。光纖傳輸設備作為一種可測的光信號傳感器，經由光纖將光源入射光束送入調制器，在調制器內處理外界被測參數。隨著光纖及配套設備的升級改造，受傳輸系統的衰減影響，為提高設備的敏感度，通過準確的測試方法對新設備進行調試[3]。

2 有線光纖傳輸設備結構與工作原理分析

有線光纖傳輸作為電信網絡的重要組成部分，為電信運營商實現電信業務拓展提供了支撐。其傳輸網絡包括底層、中間層以及上層3種結構，具體結構層次設計如表1所示。

表1 有線光纖傳輸設備結構層設計

以物理層為基礎，向網絡層提供便捷化服務通道，為目標層節點傳輸提供數據支持。物理層上，借由雙絞線、同軸電纜、光纜以及微波等實現數據信號的傳輸。光纖通信是當前最主要的通信方式之一，具有傳輸容量大、保密性強的優點，光纖通信系統構成如圖1所示。有線光纖傳輸設備系統結構組成與功能如表2所示。

圖1 光纖通信系統構成

表2 有線光纖傳輸設備系統結構組成和功能

光纖線路包括纖芯、包層以及涂覆層3部分，其中纖芯用于傳輸光信號，包層使光信號封閉在纖芯中傳輸，涂覆層用來增強光纖強度。在物理層作用下，以局域網為節點控制中心，對光信號加以補償，實現對數據的遠距離傳輸。有線光纖傳輸設備利用幾何光學全反射原理，由射線在纖芯和包層的交界面產生全反射，將光閉鎖在光纖芯內部向前傳播。以有線電視全光纖組網為例，主要用前端機房設備、樓棟光接收機以及入戶光接收機等設備來達到預期的數據傳輸效果。接入網用碟形引入光纜（室內布線用），將光通信單元（光纖）處于中心，兩側放置兩根平行非金屬加強構件或金屬加強構件。以尾纖連接光分路器，光分路器將光信號分成N路（外面有多少光接點就分成多少路），再用尾纖連接至外面進機房的光纜。具體組網方式如圖2所示。

圖2 有線電視全光纖組網方式

在光纖傳輸中，逐漸由傳統依賴式、被動傳輸式等轉變為高質量的主動式傳輸。通過應用有線光纖傳輸設備，可以在同一時間、多個地點觀看網絡直播，或者在現場節目直播中進行連線交互，助力產業發展。同時，還可以在盲降設備信標機測距儀中應用光纖傳輸，如圖3所示。

圖3 盲降設備信標機測距儀光纖傳輸

3 有線光纖傳輸設備調試

在光端機上，針對信息系統獲取對應信號，再根據連接信息為鏈接配置對應的預設通信參數。調試階段，配置鏈接對應光模塊、光纖跳線傳輸后，綜合分析功耗，監測鏈接溫度和功耗。不斷調整通信參數狀態，對鏈接進行偽隨機碼檢測，得到不同通信參數下的誤碼率。結合不同通信參數下的誤碼率及對應監測到的功耗和溫度，從不同通信參數中選出目標通信參數，為鏈接配置目標通信參數，并利用收發器基于目標通信參數進行通信。通過調整參數，優化通信網絡，提高不同環境下的數據傳輸穩定性[4]。以有線光纖傳輸為例，融合5G通信技術、智能分布式配電系統的優勢來達到有效調試的效果[5]。

綜合布線系統是寬帶布線系統的總稱，下設水平區、管理區、工作區等子系統。其中工作區子系統即用戶工作區域，它由從水平系統電纜延伸至終端設備的連接線纜、適配器和用戶信息插座組成，主要包括插座面板、模塊、跳線。在調試階段，不同區域頻道所占用的頻帶不同，故其互不干擾[6,7]。建設有線傳輸和無線傳輸互為備份的數據鏈路，為確保信號通路等的安全運行提供保障[8]。有線電視傳輸網的主要傳輸承載網包括混合光纖同軸電纜（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）+有線電纜數據服務接口（Data Over Cable Service Interface Specifications，DOCSIS），此組網結構具有廣覆蓋性。隨著多媒體市場日新月異的變化，HFC網從初級簡單的電視節目傳輸發展到雙向業務、數據業務融合，一方面可以適應多媒體業務的發展需要，另一方面也為未來實現三網融合奠定了堅實的基礎[9]。調試環節受纖芯折射率與包層間的關系影響，將折射直徑控制在0.1～0.2 mm[10]。按壓SET鍵進行調試，可用于設定敏感度。通過光纖探頭對不同介質折射率感應，獲得數字信號并在屏幕上顯示，通過顯示數值的大小與靈敏度值來衡量調試效果。例如，初始“設定靈敏值”在屏幕上顯示為綠色，表明當前設定的靈敏值。當探頭采集到的數值被界定在該區域時，傳感器產生信號，“當前靈敏值”在屏幕上顯示為紅色，并顯示傳感器當前采集的數值。通過選擇按鈕及左右箭頭可以實現各種功能的選擇，通過模式選擇按鈕則可以設定不同的工作模式，滿足預期信號傳輸要求。

4 結 論

采用光纖傳輸組網作為光纖傳輸與傳統有線電視傳輸調試的重點，通過對光纖設備的工作原理進行深入了解，深度剖析系統調試方案，為組網后有線光纖設備的可靠運行和科學調試提供了可行性借鑒。