光纤传输系统中存在的问题及对策研究

吴彩霞

（中国联合网络通信有限公司四平市分公司，吉林 四平 136000）

1 光纤通信的原理综述

光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。信息源把用户信息转换为原始电信号，这种信号称为基带信号。电发射机把基带信号转换为适合信道传输的信号，这个转换如果需要调制，则其输出信号称为已调信号，然后把这个已调信号输入光发射机转换为光信号，光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号，电接收机的功能和电发射机的功能相反，它把接收的电信号转换为基带信号，最后由信息宿恢复用户信息。

利用光发送模块、光接收模块以及光纤，设计并制作一套简易光纤传输系统。利用信号发生器产生待传送的模拟信号，经A/D转换电路变为数字电平，再通过光发送模块与光接收模块传输数据，并通过D/A转换及数据处理电路对其进行处理。处理后的结果可通过示波器与信号发生器的输出波形对比观察。为了实现A/D转换功能，D/A转换功能与对信号处理的能力，特引入单片机控制模块。

2 光纤传输系统故障的分析

2.1 光纤的弯曲衰减

在光缆敷设和连接过程中，当光缆的曲率半径小于光纤的容许曲率半径时产生的衰减.称弯曲衰减。在OTDR上所表现的特征曲线是衰减坎较小。光纤的弯曲衰减在不同波长上所表现的特点是不一样的，其特性曲线在波长1400nm以后呈显著增加趋势。由于光纤受到不均匀应力的作用，光纤轴产生微小的不规则弯曲，使传导模变换为辐射模而导致光能的损失，称为微弯损耗。当光缆从侧面受到挤压时，易导致光纤的微弯损耗。其损耗泊可高达几个分贝甚至十几个分贝。

在高寒地区由于接头盒密封不严，使接头盒内进水，当温度下降到使接头盒内的水结冰时，由于冰的体积膨胀对接头盒内的光纤产生压力而产生微弯损耗。对比夏季和冬季的测试结果，会发现同一个接头盒内的光纤衰减，冬季测试结果明显大于夏季。在实际测试中常常发现总是在一组光纤上产生微弯损耗，并且这一组光纤是在同一个松套管中。需要说明的是弯曲衰减和微弯损耗虽然产生机理有所不同，但往往是在弯曲衰减中伴随着微弯损耗的衰减。

2.2 光纤传输网络的脆弱性

就目前来讲,整个光纤传输网络还是相对较脆弱的。主要是目前没有太多的方法防止弱光的攻击、强光攻击和通过光纤的微弯而进行的信号窃听的攻击还是很难有较好的防范的措施。按照攻击的方式不一样可以将,弱光的攻击分为带内干扰的攻击以及带外干扰的攻击。强光攻击通常给系统设备所带来的损害是永久性的,它分为主动攻击和非主动攻击。主动攻击是故意破坏行为,非主动攻击是人为的技术操作带来的破坏后果。由于强光攻击能够让光纤传输网络中的部分关键器件永久性失效。如果强光的入侵会随着时间的推移,传输网络中的光纤及设备均会出现不同程度的老化现象会越来越严重;因为缓慢的衰变积累到一定程度的时候也会产生系统的最终的实效。只是当前的系统建设完成的时间对于系统设计来说不算太长,所以这个问题并不突出。但也是需要得到关注的。

目前为止,光纤传输网所采用的网络管理系统所运用的具体的机制有很多种类,然而网络管理的模型基本上都能够达到通信管理网标准的要求。这就说明,造成业务层的脆弱性主要的来源就是对所传输的信息的密级缺乏比较准确的界定,信息的传输缺乏比较好的保密措施等。不仅如此,对于业务终端的管理也存在许多隐患,主要包括涉密人员的安全意识还不强,内部的管理制度还不完善等。

2.3 光纤的接续损耗

光纤的接续方法可分为以下两大类:（l)第一类是永久性连接方式适用于连接之后不再分离的场合。目前实用化的有熔接方式及粘接方式两种，大多数采用熔接方式。光纤的熔接损耗是由于两条光纤的纤芯不连续而发生的，即在结构上没有完全均匀接触，或连接不完全，从一根光纤射出的光信号就不能全部进入另一根光纤，在接续处发生损耗和传导模分布紊乱。（2）第二类是连接器连接方式光纤连接器和通常的电器连接相比有本质的不同，要求被连接的两根光纤的纤芯端面相互紧紧地贴住，且光纤轴要完全对准，才算完成连接。

2.4 光纤传输中误码、漂移性能的问题

光纤传输中的误码就是指在经过了接收判决再生之后,在数字码流的比特中出现了一些差错,降低了信息传输的质量。误码的问题对于各业务的影响一般情况下业务的种类以及误码的分布来决定的。就像随机的误码,它对话音通信的影响要比对数据通信的影响小很多,然而数据通信却能够对突发性的误码相对性的更能够容忍,所以根据误码分布的不同以及业务的不同,其对通信的质量上的影响也是截然不同的。

对于理想的光纤传输系统来说,其传输的信道是非常稳定的,外界的电磁对它的干扰几乎等于零，然而在实际的运行过程中误码还是很难避免的。在实际的光纤传输系统中,误码产生的主要原因在于在实际的传输过程中,造成误码的情况并不是都由内部的误码机理来决定的,它也取决于突发性的干扰源最其造成的影响,而由内部机理所产生的误码相对而言是很小的。

3 光纤传输系统应对措施

光纤传输系统的改善，要将硬件的特性在一定程度上加以改善,对硬件系统进行加固处理,对于比较关键的部件应运用隔离控制等保护的装置,还需要进一步完善监测的手段,加大巡检力度,加强相关人员对设备的技术操作过程监督。解决方法是对网络管理系统加强管理以及控制；通过密码技术对业务层所传输的信息进行加密处理,并且建立起比较完善的安全保密机制,这样就能够保证信息安全的传输。

对于光纤传输中的误码问题,主要从两个方面进行,一是加强研究减少传输系统内部带来的误码率;二是减少传输系统外部的干扰。其中,对于内部的误码可以通过对系统信噪比的改善来降低。除此之外,选择适当的系统发送端的消光比,能够在一定程度上改善系统接收端的均衡特性,这样就减少了抖动,都能够达到改善内部误码的效果。

光纤传输设备在现代化建设中发挥着越来越重要的作用。对光纤传输设备的日常维护和对常见设备故障的分析处理是相当重要的。只是光纤传输设备本身较为复杂，对其维护和相关的故障处理也是很复杂的，所以必须注重此方面的研究和探讨，以提高光纤传输设备的维护质量和故障处理水平。

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