光纤通信系统中光传输技术分析及维护

何 慧

（国能孟津热电有限公司，河南 洛阳 471112）

1 光纤通信系统中光传输技术的特点

1.1 良好的抗电磁干扰能力

目前，光纤通信技术已经发展成为相对成熟的技术，在人们的日常生活及生产方面都得到广泛应用，也为人们创造了极大的便利条件。对于光纤通信系统来说，光传输技术占据重要地位[1]。光传输技术具有良好的抗电磁干扰性能，且石英本身具有抗腐性，属于一种良好的绝缘体，可以抗电磁干扰，避免被外界环境所影响，提高了光纤通信系统的稳定性。

1.2 中继距离长且损耗低

与其他的传输介质相比，光传输技术的耗损量比较低，如果选择非石英类的介质作为载体，则可以有效降低损耗度。同时，中继距离长且损耗低，也能够减少施工成本，创造更多的经济效益。

1.3 避免串音干扰且保密性良好

电波传输过程中，如果电磁波的保密性较差，则在传播过程中很容易发生信息泄露等不良问题，因此目前人们很少使用此电波进行通信传输。在光纤技术的普及和应用下，因其具有资源丰富、成本低等优势，逐渐成为人们的首选使用方式。光波传输过程中，具有良好的保密性非常重要，可以避免出现音频串扰的情况。

2 光传输设备故障分析

光纤通信系统包含了很多部分，如计算机、光缆、光纤中继器、电光转换器等。信号传输过程中，需要在计算机上输出电信号，并在光纤上传输光信号。通过在计算机终端系统中添加光电转换设备，达到不同信号间的转换目的。电光转换器是由电信号转化为光信号，光电转换器则是由光信号转化为电信号。在光纤中主要是应用单工通信的模式，在2 个终端系统中进行全双工通信往往需要2 根光纤[2]。对于光纤中继器来说，可以延长光纤长度，避免出现信号衰减，有效延伸信号传输的距离。

针对光发射机的组成，常见故障有光传输设备中出现电光输出失真的现象，信号丢失概率增大，再加上受到外界环境的影响，如温度等，容易导致电光输出特性发生变化。当偏置电流发生改变时，电光输出曲线的工作区间相应地也会发生变化，不管是上移、下移，都容易出现光输出失真。

分路器的功能包括对光发射机的信号进行分配，若是未经搬移的分路器端口，则通常不会出现故障问题，否则容易出现端口接触耦合较差的问题，或者是尾纤头沾染灰尘，导致光功率降低，接收功率减弱。

针对光接收机，由于工作环境比较差，接收机容易分散在不同位置，出现设备故障的情况比较常见。一般多集中于电源位置、尾纤接头位置，当光节点缺少稳压设备，或者是供电电压超出正常范围值时，都会引起接收机工作异常，甚至会导致电源部分出现损毁，要注意散热、通风。

3 光传输技术及维护方法

3.1 SDH 技术

同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技术主要应用于数据信息同步传输方面，具有很强的综合性，在信息传输网络中可以将数字信号转化为光信号，实现信号输出、复接、交互等，大大提升了电力系统的通信水平。此外，该技术还具有传输距离远、传输效率高、适应性强等优点[3]。

3.2 WDM 技术

波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术也是一个极其重要的组成部分，其应用中最明显的特征是可以利用最少的光纤投入量，促进效能利用的最大化和最优化，在节约光纤资源的同时，还能降低通信工程的建设成本。在WDM 技术的应用中，主要是信号源接收段对等量信号的波长进行分类处理，使其恢复到传播前的位置。同时，在信号传输过程中应用WDM 技术时还需将信号进行汇合、统一处理，当信号到达接收端，光接收机会对每种信号波长展开合理分类，实现信号复原。

3.3 MSTP 技术

多生成树协议（Multiple Spanning Tree Protocol，MSTP）技术是SDH 技术的有效升级，应用优势在于可以进行多业务的同时处理，具有很强的兼容性、包容性。光传输是信息科技的关键组成，对于综合性业务来说，必须要有光传输技术的引入才能提高光传输效率，进而提高光纤利用率。通过应用该技术能够对数据多样性的问题进行良好处理，为通信事业创造更好的发展方向，对通信行业的未来发展有积极影响[4]。

4 光传输设备的常见故障分类

4.1 光缆线路故障

光缆线路故障中最为常见的是光缆线路断开，指光缆中的光纤发生断裂，导致光信号无法传输。另外，光缆线路衰耗过大也会引起通信障碍。这种情况可能是由于光缆线路过长或其他因素引起的光信号衰减，导致通信质量下降甚至中断。因此，在排查光传输设备故障时，需要仔细检查光缆线路是否存在断开或衰耗过大的情况。

4.2 连接件故障

连接件故障主要指各种连接器的异常情况，如光纤配线架（Optical Distribution Frame，ODF）、光衰器、光纤尾纤以及法兰盘等。例如，ODF 架上的连接器可能出现松动、损坏或脱落，导致光信号无法正常传输。光衰器故障会导致信号衰减不均或衰减值不准确，影响通信质量。此外，光纤尾纤的断裂、松动或污染也会影响光信号的传输。因此，在故障排查过程中，需要仔细检查连接件是否存在异常状况[5]。

4.3 单盘故障

单盘故障主要发生在光传输设备的单板模块上，包括光模块、2M 模块、管理模块、交叉模块以及时钟模块等。光模块故障会导致设备无法发送或接收光信号，影响通信功能；2M 模块故障会影响控制信号和时钟信号的传输；管理模块故障可能导致无法进行设备配置和监控；交叉模块故障会影响信号的正确交叉路由；时钟模块故障会导致时钟信号不稳定或无法提供正确的同步信号。因此，在排查设备故障时，需要仔细检查单板模块是否存在故障情况。

4.4 2M 线缆故障

2M线缆故障主要涉及2M线缆本身的问题。例如，线缆断开是指2M 线缆发生物理断裂，导致信号无法传输。另外，2M 接头虚焊、脱落或松动也是常见的故障现象。这种情况下，2M 接头连接不牢固或焊接质量不良，导致信号传输不稳定或中断。此外，数字配线架（Digital Distribution Frame，DDF）上2M 接口塞子松动、脱落也会导致故障发生，进而影响了信号的传输质量[6]。

5 光传输设备的故障定位及维护方法

5.1 光传输设备的故障定位

5.1.1 告警定位

通过网管系统获取设备的告警信息，结合设备的历史告警记录，可以准确确定故障位置。根据不同的告警级别和类型，可以快速定位具体的故障设备或模块。

5.1.2 环回定位

环回定位是一种有效的故障定位方法。通过光口环回或电口环回，将信号在设备内部进行环回测试，观察是否能够正常回路，从而判断故障点所在。光口环回可以通过连接光纤的发送和接收端实现，而电口环回则是通过连接电缆的发送和接收端来实现。

5.1.3 替换定位

替换定位是通过替换工作正常的部件来确定故障点。通过逐一替换故障部件，将正常工作的部件逐步应用到故障位置，观察故障是否解决，从而确定具体的故障设备或模块[7]。

5.1.4 仪表测试定位

利用各种仪表设备进行测试和分析，以定位故障点。例如，使用光功率计检测光纤信号的强度，使用光时域反射仪检测光纤的连接质量，使用误码仪检测数据传输的错误率等。通过仪表测试的结果，可以迅速确定故障点所在。

5.1.5 经验处理定位

在实践中，经验处理也是一种常用的故障定位方法。基于维护人员的经验和知识，对设备的故障现象进行分析和判断，快速找出可能的故障点，并进行相应的处理和修复。

5.2 光传输设备的维护方法

5.2.1 日常例行维护

进行定期的例行维护工作，包括设备的清洁、检查连接线路、检查设备指示灯和告警信息等。这样可以及时发现潜在问题并采取相应的措施，防止故障的发生。

5.2.2 告警监测与分析

通过监测和分析设备的告警信息，可以及时发现设备的异常情况。使用网管系统或设备自身的告警功能，对告警信息进行收集、分析和记录，以便快速定位故障并采取相应的维修措施。

5.2.3 温度和湿度控制

保持设备运行环境的适宜温度和湿度对于设备的稳定运行至关重要。定期监测和调节设备所处区域的温度与湿度，防止过高或过低的温度和湿度对设备造成损害。

5.2.4 定期校准和维护仪器设备

对于使用的测量仪器设备，定期进行校准和维护，以确保其准确性和可靠性。校准仪器的频率和方法应根据制造商的建议进行，并记录校准的结果和日期[8]。

5.2.5 定期备份数据

对于设备中存储的重要数据，定期进行备份，以防止数据丢失。使用适当的备份设备和方法，如硬盘备份、云备份等，确保数据的安全性和可恢复性。

5.2.6 定期升级固件和软件

定期检查设备的固件和软件版本，并根据厂商提供的升级程序进行固件和软件的升级。这可以提供新功能、修复漏洞和改善设备的性能。

5.2.7 定期清洁和维护设备

定期清洁设备的外部和内部，包括清除尘埃、污垢和杂质。使用合适的清洁工具和方法，如软布、气压罐等，避免使用含有腐蚀性或静电产生的清洁剂。

5.2.8 做好设备记录和文档管理

建立完善的设备记录和文档管理系统，包括设备的型号、序列号、安装日期以及维修记录等。这可以帮助跟踪设备的使用情况、维修历史以及设备更换等信息。通过良好的记录和文档管理，可以更好地进行设备管理和故障排除。

6 结 论

目前，随着信息时代的快速发展，光纤通信技术也在日益完善和优化。对于光纤通信技术来说，迅速、高效的传播网络是未来社会的发展趋势，也是必然要求。光纤通信系统具有较强的复杂性，如何有效查找并确定光传输设备中常见的故障因素，以及准确判断并处理相关故障，是设备技术维护人员的本职工作。只有及时、准确地判断故障问题，才能够创造更优质、全面的设备运行环境，确保电力通信的良好运行。因此，通过分析光纤通信技术的优势特点，使其更适应现代电力通信系统的技术要求，在未来发展中还要注重对通信系统运行状态的进一步研究和应用，为电力通信行业的稳定发展提供保障。