光纖通信系統中光傳輸技術分析及維護

何 慧

（國能孟津熱電有限公司，河南 洛陽 471112）

1 光纖通信系統中光傳輸技術的特點

1.1 良好的抗電磁干擾能力

目前，光纖通信技術已經發展成為相對成熟的技術，在人們的日常生活及生產方面都得到廣泛應用，也為人們創造了極大的便利條件。對于光纖通信系統來說，光傳輸技術占據重要地位[1]。光傳輸技術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，避免被外界環境所影響，提高了光纖通信系統的穩定性。

1.2 中繼距離長且損耗低

與其他的傳輸介質相比，光傳輸技術的耗損量比較低，如果選擇非石英類的介質作為載體，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，創造更多的經濟效益。

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生信息泄露等不良問題，因此目前人們很少使用此電波進行通信傳輸。在光纖技術的普及和應用下，因其具有資源豐富、成本低等優勢，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，可以避免出現音頻串擾的情況。

2 光傳輸設備故障分析

光纖通信系統包含了很多部分，如計算機、光纜、光纖中繼器、電光轉換器等。信號傳輸過程中，需要在計算機上輸出電信號，并在光纖上傳輸光信號。通過在計算機終端系統中添加光電轉換設備，達到不同信號間的轉換目的。電光轉換器是由電信號轉化為光信號，光電轉換器則是由光信號轉化為電信號。在光纖中主要是應用單工通信的模式，在2 個終端系統中進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，避免出現信號衰減，有效延伸信號傳輸的距離。

針對光發射機的組成，常見故障有光傳輸設備中出現電光輸出失真的現象，信號丟失概率增大，再加上受到外界環境的影響，如溫度等，容易導致電光輸出特性發生變化。當偏置電流發生改變時，電光輸出曲線的工作區間相應地也會發生變化，不管是上移、下移，都容易出現光輸出失真。

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

針對光接收機，由于工作環境比較差，接收機容易分散在不同位置，出現設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，當光節點缺少穩壓設備，或者是供電電壓超出正常范圍值時，都會引起接收機工作異常，甚至會導致電源部分出現損毀，要注意散熱、通風。

3 光傳輸技術及維護方法

3.1 SDH 技術

同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術主要應用于數據信息同步傳輸方面，具有很強的綜合性，在信息傳輸網絡中可以將數字信號轉化為光信號，實現信號輸出、復接、交互等，大大提升了電力系統的通信水平。此外，該技術還具有傳輸距離遠、傳輸效率高、適應性強等優點[3]。

3.2 WDM 技術

波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術也是一個極其重要的組成部分，其應用中最明顯的特征是可以利用最少的光纖投入量，促進效能利用的最大化和最優化，在節約光纖資源的同時，還能降低通信工程的建設成本。在WDM 技術的應用中，主要是信號源接收段對等量信號的波長進行分類處理，使其恢復到傳播前的位置。同時，在信號傳輸過程中應用WDM 技術時還需將信號進行匯合、統一處理，當信號到達接收端，光接收機會對每種信號波長展開合理分類，實現信號復原。

3.3 MSTP 技術

多生成樹協議（Multiple Spanning Tree Protocol，MSTP）技術是SDH 技術的有效升級，應用優勢在于可以進行多業務的同時處理，具有很強的兼容性、包容性。光傳輸是信息科技的關鍵組成，對于綜合性業務來說，必須要有光傳輸技術的引入才能提高光傳輸效率，進而提高光纖利用率。通過應用該技術能夠對數據多樣性的問題進行良好處理，為通信事業創造更好的發展方向，對通信行業的未來發展有積極影響[4]。

4 光傳輸設備的常見故障分類

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，指光纜中的光纖發生斷裂，導致光信號無法傳輸。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，導致通信質量下降甚至中斷。因此，在排查光傳輸設備故障時，需要仔細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松動、損壞或脫落，導致光信號無法正常傳輸。光衰器故障會導致信號衰減不均或衰減值不準確，影響通信質量。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

單盤故障主要發生在光傳輸設備的單板模塊上，包括光模塊、2M 模塊、管理模塊、交叉模塊以及時鐘模塊等。光模塊故障會導致設備無法發送或接收光信號，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致無法進行設備配置和監控；交叉模塊故障會影響信號的正確交叉路由；時鐘模塊故障會導致時鐘信號不穩定或無法提供正確的同步信號。因此，在排查設備故障時，需要仔細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 線纜發生物理斷裂，導致信號無法傳輸。另外，2M 接頭虛焊、脫落或松動也是常見的故障現象。這種情況下，2M 接頭連接不牢固或焊接質量不良，導致信號傳輸不穩定或中斷。此外，數字配線架（Digital Distribution Frame，DDF）上2M 接口塞子松動、脫落也會導致故障發生，進而影響了信號的傳輸質量[6]。

5 光傳輸設備的故障定位及維護方法

5.1 光傳輸設備的故障定位

5.1.1 告警定位

通過網管系統獲取設備的告警信息，結合設備的歷史告警記錄，可以準確確定故障位置。根據不同的告警級別和類型，可以快速定位具體的故障設備或模塊。

5.1.2 環回定位

環回定位是一種有效的故障定位方法。通過光口環回或電口環回，將信號在設備內部進行環回測試，觀察是否能夠正常回路，從而判斷故障點所在。光口環回可以通過連接光纖的發送和接收端實現，而電口環回則是通過連接電纜的發送和接收端來實現。

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用到故障位置，觀察故障是否解決，從而確定具體的故障設備或模塊[7]。

5.1.4 儀表測試定位

利用各種儀表設備進行測試和分析，以定位故障點。例如，使用光功率計檢測光纖信號的強度，使用光時域反射儀檢測光纖的連接質量，使用誤碼儀檢測數據傳輸的錯誤率等。通過儀表測試的結果，可以迅速確定故障點所在。

5.1.5 經驗處理定位

在實踐中，經驗處理也是一種常用的故障定位方法?；诰S護人員的經驗和知識，對設備的故障現象進行分析和判斷，快速找出可能的故障點，并進行相應的處理和修復。

5.2 光傳輸設備的維護方法

5.2.1 日常例行維護

進行定期的例行維護工作，包括設備的清潔、檢查連接線路、檢查設備指示燈和告警信息等。這樣可以及時發現潛在問題并采取相應的措施，防止故障的發生。

5.2.2 告警監測與分析

通過監測和分析設備的告警信息，可以及時發現設備的異常情況。使用網管系統或設備自身的告警功能，對告警信息進行收集、分析和記錄，以便快速定位故障并采取相應的維修措施。

5.2.3 溫度和濕度控制

保持設備運行環境的適宜溫度和濕度對于設備的穩定運行至關重要。定期監測和調節設備所處區域的溫度與濕度，防止過高或過低的溫度和濕度對設備造成損害。

5.2.4 定期校準和維護儀器設備

對于使用的測量儀器設備，定期進行校準和維護，以確保其準確性和可靠性。校準儀器的頻率和方法應根據制造商的建議進行，并記錄校準的結果和日期[8]。

5.2.5 定期備份數據

對于設備中存儲的重要數據，定期進行備份，以防止數據丟失。使用適當的備份設備和方法，如硬盤備份、云備份等，確保數據的安全性和可恢復性。

5.2.6 定期升級固件和軟件

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

5.2.7 定期清潔和維護設備

定期清潔設備的外部和內部，包括清除塵埃、污垢和雜質。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生的清潔劑。

5.2.8 做好設備記錄和文檔管理

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

6 結 論

目前，隨著信息時代的快速發展，光纖通信技術也在日益完善和優化。對于光纖通信技術來說，迅速、高效的傳播網絡是未來社會的發展趨勢，也是必然要求。光纖通信系統具有較強的復雜性，如何有效查找并確定光傳輸設備中常見的故障因素，以及準確判斷并處理相關故障，是設備技術維護人員的本職工作。只有及時、準確地判斷故障問題，才能夠創造更優質、全面的設備運行環境，確保電力通信的良好運行。因此，通過分析光纖通信技術的優勢特點，使其更適應現代電力通信系統的技術要求，在未來發展中還要注重對通信系統運行狀態的進一步研究和應用，為電力通信行業的穩定發展提供保障。