光纤复用技术在海上采油平台的应用

摘要：光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”。由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被广泛应用于长距离的信息传递。

海上采油平台间的通讯联系一般通过海底光纤进行双向通讯。本文通过故障光纤的检查，对光纤复用技术进行研究测试，验证了光纤复用技术在海上采油平台间通讯的可用性，同时也是光纤复用设备首次在采油平台使用，对解决海上平台光纤故障不易重新铺设类似问题的提供了新思路，具有一定的推广参考意义。

关键词：光纤通讯;复用技术;解决措施

海上中心平台与井口平台之间的通讯采用海底光纤进行双向通讯，中心平台及井口平台中央控制室分别配置了两台安奈特光纤转换器，将需要传输的数据进行光电信号的转换，使中心平台中央控制室能够监视到井口平台的生产状况。报房光端机使用光纤实现办公网络及程控系统之间信号的传递。

光复用技术种类很多，其中最为重要的是波分复用（WDM）技术和光时分复用（OTDM）技术。波分复用（WDM）是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器（亦称合波器，Multiplexer）汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术; 在接收端经解复用器（亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer）将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。

海上采油平台在用光纤设备均是采用一收一发双芯光纤实现通讯，光纤复用技术可只用一芯光纤实现多个不同波长光信号通讯，通过光纤复用技术在海上采油平台的应用，将会解决平台光纤故障无备用光纤可用的窘境。

本文是波分复用（WDM）技术在海上采油平台的应用，实现中心平台与井口平台间设备的通讯。

1、问题描述

中心平台至井口平台光纤曾出现故障，监控画面无法显示设备参数，办公网络和电话无法使用。检查发现电网EMS（电能管理系统）交换机光纤接口状态灯无闪烁;报房程控机与井口平台通讯卡指示灯报警，其他通讯设备运行正常，Ping 井口平台网络无法通讯;检查中控系统中心平台与井口平台通讯正常。通过上述检查，初步判断部分光纤存在故障。

由于海底光纤位于海底，故障点难以精确查找，维修成本高，且检修耗时耗力，经济效益差。许多原来应用于陆地光纤的维护测试方法已经不再适用，在海底光纤出现较大衰减不满足使用要求时，如何快速使光纤恢复通讯功能是此次排查的难点。

2、问题处理过程

光纤通讯中断后，平台采用了以下方式进行排查：

对光纤进行打光测试，电网EMS（电能管理系统）用的四芯光纤三芯透光，一芯不透光;通讯用的两芯光纤，一芯透光，一芯不透光。将透光的两芯光纤接入EMS交换机无法建立通讯;将电网EMS（电能管理系统）透光的一芯光纤给通讯使用，平台通讯网络恢复正常，电网EMS无法通讯。

用OTDR光纤检测仪对光纤进行检测，光纤衰减数据统计表如下：

从表中数据可以看出，故障光纤的平均损耗比部分在用正常的光纤的平均损耗还低，据此判断故障光纤有恢复通讯使用的可能。通过对波分复用技术进行研究、探讨，波分复用技术在理论上可以满足海上采油平台的通讯需求。随即利用光纤复用设备进行通讯测试，本次测试利用润光百兆单纤收发器进行测试，该收发器利用波分复用技术使单根光纤可以完成双向通讯，可以极大提高光纤网络的利用率，节省光纤资源。

首先对中控通讯用光纤进行测试，中心平台与井口平台同时接入单纤双向收发器，中控能够实现正常通讯，测试运行通讯效果良好。通过更换井口平台中控柜至EMS控制柜的光纤，并将单纤双向收发器同时接入电网EMS系统，电网EMS系统也能够实现单根光纤通讯。由于润光百兆单纤收发器测试只有一芯光纤可以用于电网EMS通讯，再次更换为更大功率光纤复用设备进行测试。此次测试设备为瑞斯康达快速千兆以太网收发器，设备照片如下：

瑞斯康达快速千兆以太网收发器

该收发器配有可传输80Km光口，可實现更远距离的通讯。大功率光纤复用设备测试有两芯光纤可以用于电网EMS通讯。通过润光百兆单纤收发器测试得知井口平台海缆箱至EMS控制柜的光纤存在较大衰减，更换完井口平台海缆箱至EMS控制柜段的光纤后利用大功率复用设备进行测试，四芯光纤均能够实现通讯。电网EMS系统利用大功率光纤复用设备能稳定通讯，通讯效果良好。

3、成果及意义

海上平台间通讯光纤故障无备用光纤可用情况下，为尽快恢复设备通讯，可使用光纤复用设备利用一芯光纤实现了中控及电网的双向通讯，验证了光纤复用技术在采油平台的可用性。在海底光纤部分通道故障无法处理时，我们可以通过减少平台环节光纤的衰减来达到光纤使用的要求;光纤衰减增大后也可以通过更换大功率的光纤复用设备恢复通讯。这是光纤复用技术在采油平台的首次使用，解决海上平台光纤故障不易重新铺设类似问题的提供了新思路。

参考文献

[1]孙学康、张金菊. 光纤通讯[M]. 厦门大学出版社， 2010.

[2]胡庆 王敏琦.光纤通信系统与网络 [M]. 电子工业出版社， 2009.

作者信息：

作者简介：段海洋（1986- ），男，汉族，本科，工程师，现从事海上平台油气田电气维修工作。