光纤通信系统中光传输技术与维护

余丽云，许景伟

（1.工业和信息化部电子第五研究所华东分所，江苏 苏州 215011；2.中国人民解放军92853部队，辽宁 兴城 125106）

0 引言

随着现代网络通信技术的发展，光纤通信技术在人们的日常生活中应用得越来越普及。光传输具有抗干扰强、损耗低、保密性高和频带宽等显著的应用优势，在光纤通信系统中占据着重要的地位，但在技术应用过程中时常出现各类光传输设备运行故障问题，影响通信传输的稳定性和安全性[1]。本文对光纤通信系统中光传输技术的主要特征和常见故障问题进行了分析，并结合实际应用，对光传输设备维护策略和原则进行了探讨。

1 光纤通信系统中光传输技术的特征

1.1 抗干扰特征

在当前我国光纤通信的发展过程中，主要将以二氧化硅为主要原料的石英材料作为光纤材料，具有较强的抗腐蚀性、抗干扰性和绝缘性，在光纤通信系统的运行过程中不会受到周边区域中电磁信号的过强干扰和影响，从而出现光信号传输中断、延迟传输等问题[2]。得益于此，在光纤通信系统中，光传输技术信号的传输稳定性、时效性得到了有力的保障。

1.2 低损耗特征

石英光纤与红外光纤、复合光纤等相比而言，最为显著的优势则是光信号在中长距离的传输过程中，仅会出现绩效幅度的损耗，从而大幅度地降低了光纤通信系统的实际运行成本。例如：在光波长为1.2～1.5μm区间范围内时，损耗为1 dB/km，足见光传输技术的低损耗特征。

1.3 光波保密性特征

在光波传输过程中，光波以石英光纤为介质，相较于传统电波的视距传播、散射传播等方式而言，并不会在传播过程中受到外界因素的过强干扰、入侵，因此光传输技术在应用过程中不但不会出现串联等问题，还大幅度地提高了光波保密性、保真度，这也是光波保密性特征的主要表现形式。

1.4 频带宽特征

在光纤通信系统的运行与宽带传输过程中，频带的宽窄直接决定于实时传输容量的大小，而光传输技术则具有实时传输容量大、频带宽等特征。以光传播技术频带宽与甚高频频带宽为例，甚高频频带为30～300 MHz，而光传播技术的载波频率则为30 000～100 000 GHz，二者之间相差极大，光传播频带宽可同时容纳百万级别频道[3]。

2 光纤通信系统中光传输技术的常见故障

2.1 光发射机运行故障问题

光发射机的运行原理为：将所输入的信号加以整合、转换处理，将其转换为适当的码型后持续地输出连续光波。而在光发射机的运行过程中出现工作温度异常升高、平均光功率缺乏稳定性等问题时，会引发光信号失真问题[4]。

2.2 光分路器运行故障问题

在光分路器的运行过程中，设备自身具有极高的稳定性、运行可靠性，但在受到外界因素的影响、干扰时（例如：受到人为挪动、杂质附着在光分路器纤头上），设备运行效率会出现一定幅度的降低，并有一定可能引发光纤通信系统的运行故障问题[5]。

3 优化光传输技术维护水平的具体策略

3.1 开展全面性光传输技术维护工作

首先，在光纤通信系统运行与技术的应用过程中，各类所配置的通信设备对工作环境有着不同的要求，并且设备在复杂的工作环境下长时间地运行时，各类系统与设备运行故障问题的出现概率也会有一定幅度的提升。因此在开展维护工作时，需要优先对设备与系统的运行环境、设备物理结构开展全面的维护工作，不但要确保各类设备外部的洁净、完好，也需要确保光纤通信系统工作环境的稳定性、洁净性，并根据不同设备与光传输技术的运行要求来开展具体的环境维护工作。例如：将工作环境的温度、湿度进行调节。

其次，在系统、设备出现各类运行故障时，不但会在直接与间接层面上造成一定的经济损失，也会对用户的使用体感造成消极的影响，并且问题的严重程度会随着光纤通信业务的受干扰时长、维护工作时长的延长而持续地提升。因此，在系统、设备出现运行故障时，维护人员需通过对系统运行实时参数的检测、分析和设备体感故障诊断等方式快速地锁定具体的故障范围，并开展后续的维护作业，以降低故障问题对光纤通信业务的影响系数、控制损失。

最后，在当前光纤通信系统运行与光传输技术的应用过程中，企业过于侧重地开展系统与设备的定期维护，而忽视了日常对各类运行故障问题的有效预防、提前规避。因此，企业需要同时开展定期维护与日常维护工作。定期维护工作的内容与目的为：以月度、季度为时间周期，对各类光纤通信系统设备开展全面的拆机维护工作，将各类临近使用寿命、亦或是运行可靠性出现大幅降低的元件加以更换。而日常维护工作内容与目的为：维护人员对系统各类配置设备的外部结构完好度、运行响声与温度进行检查，并在出现各类运行故障问题时及时地开展故障诊断、设备维护工作[6]。

3.2 明确维护作业标准

首先，需要定期对光纤通信系统的硬件设备工作环境开展清洁作业，并将设备外部结构中所附着的灰尘、杂质进行清理，避免光波受到外界因素的干扰而出现失真、传输失衡等问题。此外，将通信系统的物理设备工作环境温度控制在合理的区间范围内。

其次，在开展维护工作时，维护人员需要佩戴相应的安全防护设备（如防静电手套等），避免在人体与设备接触的过程中，设备上所附着、残余的静电，亦或是在设备出现漏电故障问题时对维护人员的生命健康造成危害。此外，防护人员对各类安全防护设备的佩戴也降低了维护工作对设备所造成的影响系数，确保设备的稳定运行。

最后，维护人员需要对光纤通信系统的框架结构、网络拓扑结构、各类设备的运行原理和维护要点有深入的了解，具备独立开展维护工作的能力与专业素养。

4 光纤通信系统中光传输设备的维护原则

4.1 顺序维护原则

当光纤通信系统出现运行故障时，首先，维护人员需要结合系统的实时运行参数、故障类别开展重点排查，快速地锁定具体的故障范围。例如：根据故障类别对大体的故障范围加以锁定，再在大体的故障范围内结合不同设备的实时运行参数开展针对性的排查工作。其次，在锁定具体的故障设备与范围后，维护人员应遵循先外后内的维护原则，灵活地应用体感故障诊断法，检查故障设备的外部结构温度是否存在异常高温问题、设备运行异常响动问题，以及设备电缆线路的连接情况、外部结构完好性。最后，维护人员再对设备内部结构开展故障诊断与维护工作[7]。

4.2 先支后主、先通后修、优先维护、结合实际原则

a）先支后主原则

在光纤通信系统的运行中，光传输设备出现运行线路板故障问题时，为了降低设备维护工作对光纤通信系统所造成的影响系数，需要遵循先支后主原则，优先对支线路板开展故障排查工作。

b）先通后修原则

在出现光纤通信系统运行故障问题时，需要优先将业务切换至备用光纤通道内，随后再开展故障维护工作，以降低运行故障问题对光纤通信业务所造成的影响与损失。

c）优先维护原则

在光纤通信系统的运行过程中，当同时出现两台以上光传输设备运行故障问题时，维护人员需要对不同光传输设备的采购成本、剩余使用寿命和主要故障类别，以及所发挥的职能效用加以综合分析，优先对经济价值高、故障受损严重的光传输设备开展维护工作。

d）结合实际原则

维护人员需要结合不同光传输设备的故障类别、故障外在表现形式（如异常高温、声响）和设备性能参数等情况，选择适当的设备维护与故障诊断方法开展维护工作。例如：结合实际情况对替换法、仪表测试法等故障诊断方法加以灵活的应用[8]。

5 结束语

当前我国信息化建设的重点与主要发展趋势是光纤通信网络的全面性覆盖、全光网络基础性建设，在未来的一定时间阶段内，光纤通信系统与光传输技术的运行与应用价值都会大幅度地提升。因此，必须加强对光传输技术及维护措施的研究，提高光纤通信的稳定性，推动信息化建设的发展进程。