光纤传输常见故障及应对方法

［摘 要］光纤传输技术作为当今信息传输领域的重要支柱，在电子信息、广播电视、通信等领域展现出了其独特的优势。然而光纤网络传输故障时有发生，影响了信息传输的稳定性和可靠性。文章详细分析了光纤网络传输中常见的故障类型，并针对性地提出了有效的排除措施与管理办法。通过实施这些措施，可进一步提升光纤传输的运行质量，确保信息传输的高效、稳定和安全。

［关键词］电子信息；广播电视；光纤传输；故障；安全

［中图分类号］TP212.11 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）04–0094–03

1 光纤的基本结构和类型及其工作窗口

光纤是一种高度透明的玻璃纤维，由石英材料拉制而成。光纤主要由纤芯、包层、涂覆层、护套组成。

纤芯是传输光信号的核心部分，其作用是将光信号从一端传输到另一端。包层的作用是对光信号进行反射和保护，确保光信号在传输过程中不会发生泄露或受到干扰。纤芯和包层都由高纯度的SiO2制造而成，也有少量掺杂剂，掺杂剂的目的是为了提高芯层的折射率n1 和降低包层的折射率n2。涂覆层一般采用丙烯酸脂、硅橡胶等材料，主要作用是增加光纤的机械强度和可弯曲性。护套则是进一步保护光纤不受外界环境的影响，防止光纤受到物理损伤或环境侵蚀。

为了实现光信号的有效传输，光纤中的纤芯和包层具有不同的折射率。一般来说，纤芯的折射率会高于包层的折射率，这使得光信号能够在纤芯中实现全反射传输，从而有效地避免了光信号在传输过程中的损失。

光纤的分类方法有很多，其中根据纤芯和包层折射率的关系，光纤可以分为单模光纤和多模光纤，两种光纤的折射率如图1 所示。

单模光纤是指纤芯和包层具有相同折射率的光纤，只能传播一种模式。单模光纤的光纤折射率主要呈阶梯状分布，纤芯直径较小，光纤模场直径一般为4～10 μm，光信号沿着光纤轴向的方向传播，因此其模间色散很小，适用于远距离、大容量传输。

多模光纤则是指纤芯和包层具有不同折射率的光纤。多模光纤的纤芯直径较大，可以容纳成百上千的模式在其中传输，不同折射率分布的光纤其传输特性完全不同。多模光纤用于低速率、短距离的光纤传输。根据光纤折射率径向分布的不同，多模光纤可以具体划分成阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤。渐变型光纤是折射率在纤芯内按某种规律逐步降低的光纤。阶跃型光纤是折射率在纤芯中（半径区域a 内）保持恒定，在纤芯与包层界面突变的光纤。

渐变型光纤折射率在其界面上是连续变化的，其中在轴中心的折射率最大。折射率沿着纤芯半径的方向按抛物线的规律逐渐减少，其中在纤芯边缘的折射率最小。因此光信号在纤芯中产生了连续折射，从而形成了类似于正弦的光射线，带领着光波沿着纤芯向前传播。

对于阶跃型折射光纤而言，由于纤芯43bdc763f6707215ae1fea71dcc36119和包层的折射率分布有着明显分界，全反射使得光波在纤芯和包层的交界面形成，同时形成阶梯形的传输途径，引导光波沿着纤芯的方向运动。

光纤工作的窗口分为以下3 种。

（1）850 nm 波长，又称为第一窗口，通常用做多模通信。850 nm 损耗相较于1 310 nm 和1 550 nm 而言，损耗较大。在国际标准中，850 nm 在传输中的损耗大概为2.5 dB/km，所以850 nm 用于短距离传输。

（2）1 310 nm 波长，又称为第二窗口，根据激光器的不同，可以有多模、单模两种类型。第二窗口处波导色散和材料色散相反，可能使二者抵消，使总色散为零。国际标准中，1 310 nm 在传输中的损耗大概为0.4 dB/km，所以1 310 nm 多用于中远距离传输。

（3）1 550 nm 波长，又称为第三窗口，用于单模通信。国际标准中，1 550 nm 在传纤中的损耗大概为0.2 dB/km，所以1 550 nm 多用于远距离传输。

图2 为光纤的衰减随波长变化的示意图。

2 光纤传输过程中常见故障及其应对方法

2.1 因光缆自身质量问题而引发的传输故障及应对方法

为避免由于光缆自身的质量问题影响光缆传输运行稳定性，在光缆接续前应根据相关施工规范对光缆进行单盘检验，主要进行外观目视检查和光电性测试。

2.1.1 外观目视检查

应该重点目视检查光缆盘有无变形，护板有无破损，各类型相关资料和证明材料是否齐全；开盘后应重点检查光缆保护外皮有无破损，光缆的端头密封是否严密，光缆的A/B 端标识颜色是否正确、明显；对于经过检验的光缆应做好相应记录，并且在缆盘上做好标识。外观检查的工作应邀请材料供应单位相关人员一起进行。

2.1.2 光缆光电性能检验

（1）光缆单盘总损耗测试。一般采用OTDR 法，也称后向散射法。同时应该增加1 500 m 左右的测试光纤，用来消除OTDR 的盲区，并且做好相关的记录工作。

（2）光缆长度的复测。应全部进行二次复测，复测完成后根据厂家资料上标注的折射率系数，利用光时域反射仪测试出光纤的具体长度，之后根据厂家标注的扭绞系数进行相应的计算，进而得出单盘光缆的长度。

（3）光纤后向散射信号曲线观察。是为了判断和观察光缆在制作或运输的过程中，内部的光纤是否存在压伤、压断或轻微裂伤的现象，从而可得知光纤内部是否存在缺陷和光纤随长度的损耗分布是否均匀。

（4）光缆护层的绝缘检查。在无特殊要求下，施工现场不进行检查，但要对光缆缆盘的包装和护板及光缆的外护层进行外观目视检查。

2.2 因光缆未按照施工工艺进行敷设造成的传输故障及应对方法

光缆线路敷设是确保光缆正常传输的重要环节。因此，在光缆线路敷设时要注意做好以下几项基础工作。

（1）在光缆敷设前应该制订相应的光缆敷设方案，并由相应的负责人进行审核签字后才可以实施。

（2）在敷设过程中，应严格按照施工操作规程进行，配备必要的放缆机具，按照规范要求盘好“∞”形。根据不同的施工环境配备足够的敷缆人数，控制好放缆的速度，保证光缆的弯曲半径，并要在关键点安排有丰富经验的人员具体负责，保证光缆在现场指挥人员的视线范围以内。

（3）在敷设工作结束后工作人员应再次检查所敷设光缆是否符合相关规范的要求，并按照规范要求在光缆上悬挂相应的标志牌或指示牌。

2.3 因光缆接头盒密封不严密引发的传输故障及应对方法

光缆接头盒的类型主要分为卧式和帽式，要根据现场施工的要求和实际情况选择合适的接头盒。根据不同场景选择合适的接头盒不仅能保证接头盒严密性还能保证光缆的运行质量。光缆接头盒一般处于户外或地下，一旦进水，会直接导致光信号的衰减，从而影响光缆传输的运行稳定。密封工作没有做好的话，甚至可能影响到人身安全，所以在现实工作中要对接头盒进行密封处理。

帽式接头盒在光缆进入接头盒的部位采用热缩密封套管，使得光缆与接头盒连成一体。并且在上下盖合拢处利用挤压橡胶圈使得橡胶圈变形从而进行密封，但是卧式接头盒在上述两个部位均使用非硫化橡胶材料进行密封，水气和潮气可通过这两个渠道进入接头盒内部。

非硫化橡胶材料作为一种高分子材料，在光缆接头盒的制造中起到了关键作用。这种材料具有一定的粘度，当受到外力作用时，能够发生形变并填满空隙，从而达到防潮的效果。然而，这种材料的物理特性极易受温度变化的影响，特别是在粘有杂质后，其密封性能会迅速下降。

与卧式接头盒相比，帽式接头盒使用的热缩性套管具有更为稳定的物理特性，同时在防潮处理工艺上也更为精细。这些特点使得帽式接头盒在避免接头盒内部受潮、保持光缆传输性能稳定方面表现出色。

在实际应用中，帽式接头盒的优异性能得到了广泛认可。其不仅能够适应各种复杂的环境条件，还能有效延长光缆的使用寿命。此外，帽式接头盒的安装和维护也相对简便，降低了运营成本。

总之，帽式接头盒为光缆传输系统的稳定运行提供了有力保障，故在密封性能要求更高的地方应该选用帽式接头盒。

2.4 因熔接不科学而引发的故障及应对方法

如果光缆的熔接质量欠佳，会使信号的接收变得不理想，或者会产生信号错乱的问题。为了有效规避这一问题，工作人员必须加强对光缆的熔接处理。同时为了提高故障判断的准确性，工作人员要及时检查设备的工作状态，如果光设备的工作状态处于正常状态，但使用光功率计测量光功率却显示异常，这时工作人员应该打开光缆接头盒，并检查接头盒内是否存在光纤断裂的情况。若接头盒内存在光纤断裂的情况，则此时需要专业技术人员对光纤进行再次熔接，一般经过科学的再次熔接，就能够有效避免光纤再次断裂。

在光纤接续的过程中监测一般采用OTDR 监测法，监测内容一般是接续点损耗测试。光缆接续点的接续损耗测试应对所接续的每一根光纤进行双向测试，光纤接续点的损耗值应取双向测试的算术平均值。进行光纤接续点监测时，同时还可以在OTDR 上测试所接续光纤的纤长。光纤接续过程中监测的光纤长度和双向接续损耗值应做好记录，并填入竣工测试记录的“光纤接头损耗测试记录”表中。

在进行光纤接续点接续损耗监测时，还应观察接续点两侧光纤的后向散射曲线，根据该曲线的形状进行判断和分析所接续光纤是否存在损伤、断裂等问题。在实际工作中，一般推广使用远端环回监测法对光纤接续点进行监测，该方法可以一次性地对光纤接续点进行正向与反向的段长和接续损耗测试。

3 结束语

光纤传输技术在光缆传输中发挥着巨大的作用。在工作中需有效避免上述问题，以大幅提升光纤传输运行的稳定性。而如何确保光纤传输运行的稳定性需要不断研究及实践，从而全面发挥光缆传输的优势。

参考文献

[1] 潘宇宁. 光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用[J].广播电视网络，2022，29（2）：45-47.

[2] 魏晓. 广播电视光缆系统常见故障及防范措施[J]. 西部广播电视，2014（19）：179.