光纖傳輸系統中存在的問題及對策研究

吳彩霞

（中國聯合網絡通信有限公司四平市分公司，吉林 四平 136000）

1 光纖通信的原理綜述

光纖通信技術從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。信息源把用戶信息轉換為原始電信號，這種信號稱為基帶信號。電發射機把基帶信號轉換為適合信道傳輸的信號，這個轉換如果需要調制，則其輸出信號稱為已調信號，然后把這個已調信號輸入光發射機轉換為光信號，光載波經過光纖線路傳輸到接收端，再由光接收機把光信號轉換為電信號，電接收機的功能和電發射機的功能相反，它把接收的電信號轉換為基帶信號，最后由信息宿恢復用戶信息。

利用光發送模塊、光接收模塊以及光纖，設計并制作一套簡易光纖傳輸系統。利用信號發生器產生待傳送的模擬信號，經A/D轉換電路變為數字電平，再通過光發送模塊與光接收模塊傳輸數據，并通過D/A轉換及數據處理電路對其進行處理。處理后的結果可通過示波器與信號發生器的輸出波形對比觀察。為了實現A/D轉換功能，D/A轉換功能與對信號處理的能力，特引入單片機控制模塊。

2 光纖傳輸系統故障的分析

2.1 光纖的彎曲衰減

在光纜敷設和連接過程中，當光纜的曲率半徑小于光纖的容許曲率半徑時產生的衰減.稱彎曲衰減。在OTDR上所表現的特征曲線是衰減坎較小。光纖的彎曲衰減在不同波長上所表現的特點是不一樣的，其特性曲線在波長1400nm以后呈顯著增加趨勢。由于光纖受到不均勻應力的作用，光纖軸產生微小的不規則彎曲，使傳導模變換為輻射模而導致光能的損失，稱為微彎損耗。當光纜從側面受到擠壓時，易導致光纖的微彎損耗。其損耗泊可高達幾個分貝甚至十幾個分貝。

在高寒地區由于接頭盒密封不嚴，使接頭盒內進水，當溫度下降到使接頭盒內的水結冰時，由于冰的體積膨脹對接頭盒內的光纖產生壓力而產生微彎損耗。對比夏季和冬季的測試結果，會發現同一個接頭盒內的光纖衰減，冬季測試結果明顯大于夏季。在實際測試中常常發現總是在一組光纖上產生微彎損耗，并且這一組光纖是在同一個松套管中。需要說明的是彎曲衰減和微彎損耗雖然產生機理有所不同，但往往是在彎曲衰減中伴隨著微彎損耗的衰減。

2.2 光纖傳輸網絡的脆弱性

就目前來講,整個光纖傳輸網絡還是相對較脆弱的。主要是目前沒有太多的方法防止弱光的攻擊、強光攻擊和通過光纖的微彎而進行的信號竊聽的攻擊還是很難有較好的防范的措施。按照攻擊的方式不一樣可以將,弱光的攻擊分為帶內干擾的攻擊以及帶外干擾的攻擊。強光攻擊通常給系統設備所帶來的損害是永久性的,它分為主動攻擊和非主動攻擊。主動攻擊是故意破壞行為,非主動攻擊是人為的技術操作帶來的破壞后果。由于強光攻擊能夠讓光纖傳輸網絡中的部分關鍵器件永久性失效。如果強光的入侵會隨著時間的推移,傳輸網絡中的光纖及設備均會出現不同程度的老化現象會越來越嚴重;因為緩慢的衰變積累到一定程度的時候也會產生系統的最終的實效。只是當前的系統建設完成的時間對于系統設計來說不算太長,所以這個問題并不突出。但也是需要得到關注的。

目前為止,光纖傳輸網所采用的網絡管理系統所運用的具體的機制有很多種類,然而網絡管理的模型基本上都能夠達到通信管理網標準的要求。這就說明,造成業務層的脆弱性主要的來源就是對所傳輸的信息的密級缺乏比較準確的界定,信息的傳輸缺乏比較好的保密措施等。不僅如此,對于業務終端的管理也存在許多隱患,主要包括涉密人員的安全意識還不強,內部的管理制度還不完善等。

2.3 光纖的接續損耗

光纖的接續方法可分為以下兩大類:（l)第一類是永久性連接方式適用于連接之后不再分離的場合。目前實用化的有熔接方式及粘接方式兩種，大多數采用熔接方式。光纖的熔接損耗是由于兩條光纖的纖芯不連續而發生的，即在結構上沒有完全均勻接觸，或連接不完全，從一根光纖射出的光信號就不能全部進入另一根光纖，在接續處發生損耗和傳導模分布紊亂。（2）第二類是連接器連接方式光纖連接器和通常的電器連接相比有本質的不同，要求被連接的兩根光纖的纖芯端面相互緊緊地貼住，且光纖軸要完全對準，才算完成連接。

2.4 光纖傳輸中誤碼、漂移性能的問題

光纖傳輸中的誤碼就是指在經過了接收判決再生之后,在數字碼流的比特中出現了一些差錯,降低了信息傳輸的質量。誤碼的問題對于各業務的影響一般情況下業務的種類以及誤碼的分布來決定的。就像隨機的誤碼,它對話音通信的影響要比對數據通信的影響小很多,然而數據通信卻能夠對突發性的誤碼相對性的更能夠容忍,所以根據誤碼分布的不同以及業務的不同,其對通信的質量上的影響也是截然不同的。

對于理想的光纖傳輸系統來說,其傳輸的信道是非常穩定的,外界的電磁對它的干擾幾乎等于零，然而在實際的運行過程中誤碼還是很難避免的。在實際的光纖傳輸系統中,誤碼產生的主要原因在于在實際的傳輸過程中,造成誤碼的情況并不是都由內部的誤碼機理來決定的,它也取決于突發性的干擾源最其造成的影響,而由內部機理所產生的誤碼相對而言是很小的。

3 光纖傳輸系統應對措施

光纖傳輸系統的改善，要將硬件的特性在一定程度上加以改善,對硬件系統進行加固處理,對于比較關鍵的部件應運用隔離控制等保護的裝置,還需要進一步完善監測的手段,加大巡檢力度,加強相關人員對設備的技術操作過程監督。解決方法是對網絡管理系統加強管理以及控制；通過密碼技術對業務層所傳輸的信息進行加密處理,并且建立起比較完善的安全保密機制,這樣就能夠保證信息安全的傳輸。

對于光纖傳輸中的誤碼問題,主要從兩個方面進行,一是加強研究減少傳輸系統內部帶來的誤碼率;二是減少傳輸系統外部的干擾。其中,對于內部的誤碼可以通過對系統信噪比的改善來降低。除此之外,選擇適當的系統發送端的消光比,能夠在一定程度上改善系統接收端的均衡特性,這樣就減少了抖動,都能夠達到改善內部誤碼的效果。

光纖傳輸設備在現代化建設中發揮著越來越重要的作用。對光纖傳輸設備的日常維護和對常見設備故障的分析處理是相當重要的。只是光纖傳輸設備本身較為復雜，對其維護和相關的故障處理也是很復雜的，所以必須注重此方面的研究和探討，以提高光纖傳輸設備的維護質量和故障處理水平。

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