電力光纖通信設備的運行和維護

丁志陽

（淮安供電公司，江蘇 淮安 223002）

1 光纖通信

1.1 光纖通信分類

光纖通信是指利用激光作為載波信號，通過光纖來傳播信息的通信系統。是當今社會應用最為廣泛的通信系統。單模光纖是指僅允許一個模式傳播的光纖通信，傳播路徑單一，適用于長距離傳輸。單模光纖芯徑小，寬帶大，無模間色散，同時需要使用半導體激勵器LD激勵。多模光纖是同時允許多個模式進行傳播，傳播路徑較多。光纖芯徑大，可使用發光二極管LED作為光源。但是由于存在模間色散現象，只適用于短距離傳輸。

1.2 光纖的傳輸特性

1.2.1 損耗特征

光纖損耗的原因有吸收損耗、散射損耗和附加損耗等。吸收損耗是指光波通過光纖材料時，有一部分光能會變成熱能，造成光功率的損耗。由于光纖的材料、折射率等的缺陷或不均勻，造成光纖中傳導的光與微小粒子相碰撞發生散射，引起的損耗稱為散射損耗。附加損耗主要有微彎損耗、連續損耗和彎曲損耗等。

1.2.2 色散特征

光纖通信中的信號是通過不同的模式成分攜帶的，其傳輸速率也不同，到達光纖端時有時間差異，從而引起的一種波形畸變的現象成為色散。光色散因不同顏色的光折射率不一樣、折射角不同而分開。色散又可分為：模間色散、波導色散和材料色散。

1.3 光纖通信的優缺點

1.3.1 容量大

光纖通信路如同寬闊的馬路，準許通過的車輛多，運輸能力強。通信線路的頻帶寬，容許傳輸的信息多，通信量大。

1.3.2 損耗低

石英光纖在1.55 mm波長區內的損耗極小，可以低到0.18 Db/km。同軸電纜通信的中繼距離只有短短的幾公里，而光纖通信系統的最長中繼距離已達到數千公里，甚至數萬公里，遠遠優于同軸電纜通信。

1.3.3 保密性強

普通電子通信較容易被人偷聽，光纖通信具有很強的保密性能。因為光在光纖的傳輸過程中不會離開光纖和向外輻射電磁波，即使在拐彎彎度大的地方，漏出包層的光也微乎其微。

1.3.4 抗干擾能力強

光纖屬于絕緣體。不怕雷電和高壓，電磁源干擾影響小，抗核輻射能力強等原因都使光纖具有強抗干擾能力的特性。

1.3.5 體積小，重量輕

光纖體積小、重量輕、柔軟易彎曲，運輸、鋪設非常方便。1 kg的高純度石英玻璃相當于成千上萬公里的光釬重量。

1.3.6 光纖材料豐富

普通電線主材主要是銅、鉛等有色金屬，屬于有限資源，受儲藏量、開采量的影響。而光纖主材是普通的石英砂，地殼化學成分有一半是石英砂，儲存量大，價格也較低。

1.3.7 其他優點

光纖材料耐腐蝕力強，架在空中、埋于地下都可以。再者，具有較強的耐高溫能力。適用范圍廣，可實現多功能傳輸、傳輸多種信息的功能。

1.3.8 光纖通信的缺點

光纖通信也有其缺點，如易折斷、連接困難、耐低溫性較差、防潮性差。我們在使用光纖的過程中，要努力克服這些困難，將光纖的優點發揮至最大化。

2 光纖通信發展趨勢

2.1 收發模塊

光纖通信是現代社會信息通信的主要手段。光收發模塊作為光纖接入網的核心器件，在推動了光纖網絡的配置更加完備合理優化、光纖傳輸向低成本方向發展等方面起到重要作用。通信設備在不斷發展，體積越來越小，要求的接口板包含的接口密度越來越高。為獲得利潤最大化，要求光纖向低成本、低能耗方向發展。光收發模塊未來發展方向是超高頻、超高速、超大容量、遠距離等。

2.2 真正實現光纖接入（FTTX）

在FTTX領域中，我國仍處于起步階段。發展前景優良。三網融合、光電子器件的進步發展，光收發模塊和光纖的價格正在逐步降低等情況都加速了FTTH的實用性發展。FTTX將是光通信市場的主要需求之一。

2.3 新型光纖光纜

為求得更大運輸量，更大傳輸率，發展新型光纖光纜成為光纖傳輸發展方向之一。現代信息社會已出現兩種不同的新型光纖。即非零色散光和無水吸收峰光纖，可適應不同的干線網和城域網的不同發展需求。從長遠的發展方向看，XPON技術是未來寬帶接入技術的發展方向。但是當前的技術發展、高成本等情況遠遠不能滿足大面積使用新型光纖。發展新型、低成本、高頻率的光纖是光纖通信的發展需求。

2.4 光互聯產品

網絡鏈路層為了直接連到高性能路由器的光纖波分復用（WDM）“專用”的互聯網被稱作光互聯網。光互聯網可滿足用戶日益增長的寬帶需求和預計網絡發展而產生的大容量需求。光互聯產品主要有：光發放大器、轉換器、光交叉連接器、光交換路由器等。使用光聯網具有更大的靈活性。隨著光交換和全光路由技術的發展成熟，光互聯網會發展越來越廣泛。

2.5 全光網絡

傳統意義的光網絡實現了節點間的全光化，但網絡結點處仍采用電器件，限制了通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。全光網是光纖通信技術發展的最高目標，理想階段。全光網絡是以光節點代替電節點，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。減少節點間損耗，提高傳輸速度。

目前，全光網絡的發展仍處于初期發展階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM 技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。

3 SDH設備常見故障與原因

3.1 故障定位原則

故障定位一般應遵循“先外部，后傳輸；先單站，后單板；先線路，后支路；先高級，后低級”的原則。

3.1.1 先外部，后傳輸

在確定故障時，應先排除外因造成的故障，例如檢查光纜連接是否完好、網管系統是否正常、是否是交換故障等。

3.1.2 先單站，后單板

排查故障時，首先要準確判斷故障是出自哪個站，然后再具體定位故障是出在該站的哪一塊板。

3.1.3 先線路，后支路

在SDH設備中，線路板的故障經常會引起支路板的異常告警。在故障定位時，需要遵循“先線路，后支路”的原則。

3.1.4 先高級，后低級

定位故障時，先分析告警級別，首先處理高級別的告警（如危急告警、主要告警），因為這些告警已經嚴重影響通信，所以應馬上處理；然后再分析較低級別的告警（如次要告警和一般告警）。

3.2 在運行維護工作中故障定位及排除的常用方法

一般情況下，當故障發生時，首先可通過登錄SDH設備的網管系統進行查看，對告警事件、性能數據和信號流向分析，初步判斷設備故障范圍。筆者將常見的設備故障檢查方法歸納為6種：告警性能分析法、環回法、替換法等。

3.2.1 告警性能分析法

告警性能分析法是通過 SDH設備的網絡管理系統獲取告警和性能信息，分析信息數據，進行故障定位。此方法可以全面了解全網設備的當前或歷史告警信息；一般告警燈常有紅、黃、綠三色，紅色表示緊急告警及重要告警；黃色表示次要告警及一般告警；綠色表示系統正常運行。也可通過機柜頂部指示燈和單板告警信息，定位故障。將故障分級，及時處理高級告警。

3.2.2 環回法

環回法是SDH設備故障定位最常用的方法之一。環回法有多種方式，例如：內環回與外環回、線路環回與之支路回環、遠端環回與本地環回等。維護人員進行回環操作時，應先進行環回業務通道采樣工作。從多個有故障的站點中選擇一個站點，再從所選站點的多個有故障的業務通道中選擇其中一個。畫出所采業務的路徑圖。圖中需表明業務源、通道所經站點等，最后逐段環回，定位故障站點或單板。

3.2.3 替換法

當維護人員不確定某一器件是否有故障時，可用一個正常工作的器件替換它。得以定位故障，排除故障。本文所說的器件可以是模塊、芯片，甚至是一段光纖。該方法較適用于排除外部因素。如光纖中斷、交換故障等問題。故障定位到站時，可用替換法排除單板的問題。

3.2.4 配置數據分析法

分析設備當前的配置數據，例如：時隙配置、板位配置、復用段的節點參數、線路板和支路板通道的環路設置、支路通道保護屬性等，分析以上的配置數據是否正常，來定位故障。若配置的數據有誤，需進行重新配置。

3.2.5 儀表測試法

儀表測試法顧名思義，是指采用各種儀表、光功率計、光反射造儀、SDH分析儀等來定位故障。例如：用2 M誤碼儀測試業務通斷、誤碼；用萬用表測試供電電壓，檢查電壓過高或過低問題。

3.2.6 經驗處理法

在一些特殊的情況下，通過復位單板、單站的掉電重啟、重新下發配置等手段可有效及時地排除故障，恢復業務。但建議此方法應盡量少用，因為該方法不利于故障原因的徹底清查。遇到這種情況，除非情況緊急，一般還應盡量使用前面介紹的幾種方法或請求支援，盡可能地將故障定位出來，以消除設備內外隱患。

4 光纖通信設備維護內容

SDH光傳輸系統的維護內容，包括光纜設備、電源、配線架等附屬設備的維護。具體要求如下：

4.1 保證設備工作條件

保證通信設備的正常工作環境。例如供電條件、傳輸設備工作的直流電壓——48 V±20%，允許的電壓范圍——38.4～－57.6 V。SDH網管監控系統和本地維護終端用的計算機是專屬設備，禁止挪用，以免病毒侵害。

4.2 故障排除

判斷處理系統故障。根據告警指示和故障現象，進行排除，故障地位，找出故障原因。在最短時間內解決故障，確保通信設備正常運行。

4.3 集中維護

通信設備維護常采用集中維護方式，可成立維護中心，將維護人員和必要的維護儀表集中在一個主要站，設備較少的站可不設值日維護人員。

5 運行維護人員工作要求

光纖系統的運行維護是一項細心縝密的工作，要求維護人員嚴格按照規定操作。

5.1 做好安全、清潔工作

處理光接口信號時，不得將光發送器的尾纖端面或其上面的活動連接器的端面對著眼睛，并注意尾纖端面和連接器的清潔。

5.2 做好防靜電工作

在操作機盤前，必須戴上防靜電手腕，同時保證其有良好的接地。更換機盤時，也需要戴上防靜電手腕。將換下的機盤及時裝入防靜電塑料袋，并置于防靜電環境。

5.3 加強操作技能

熟練掌握工作人員所維護傳輸設備的基本操作。熟練掌握組網拓撲情況、保護屬性、業務分配情況、時隙配置情況等。做好設備日常巡視工作，最大化地保證設備安全運行。

6 結束語

隨著我國電力通信業務的發展，新通信設備、通信技術的涌入，電力光纖通信網得到不斷的成長，發展日益成熟，配置也日益完善合理。通信網絡覆蓋范圍越來越廣。今后，電力光纖通信網絡的正常運行維護管理主要依靠監控系統和網絡管理系統。通信設備維護管理人員應重視對網絡管理系統的學習和應用，加強日常通信設備的維護，重視維護工作，確保電力光纖通信設備的正常運行。

1 唐占遠、蘇子康、秦毓順.淺談光纖通信［J］.大科技·科技天地，2011（01）

2 郝丹、閆柏旭.光纖通信概述［J］.中國科技信息，2010（11）

3 劉立亮.SDH光纖設備故障的分析和排除［J］.江西電力，2009（33）