鐵路通信中的光傳輸系統故障處理策略

趙鵬飛

摘 要：在社會市場經濟及現代通信技術不斷發展的過程中，我國鐵路事業也在持續的發展，交通運輸轉成為人們重視的問題。在鐵路運輸過程中，通信越來越成為重要的技術、安全保障及組成部分。鐵路通信網正在朝著數字龐大通信網絡發展，光纖傳輸屬于主要的方式。基于此，本文就對光纖傳輸問題及保護措施進行分析，分析鐵路通信過程中光傳輸系統的故障，制定針對性的處理對策，實現鐵路通信系統的完善。

關鍵詞：鐵路通信 光傳輸系統 系統故障 處理策略

通信屬于鐵路運輸過程中尤為重要的組成部分，在鐵路通信網絡中主要的通信方式為光纖通信。作為數字化網絡方式，光纖通信備受社會重視。但是在鐵路通信網光纖傳輸過程中會出現多種問題，要求相關部門能夠使用合理有效的措施提高通信網光纖傳輸過程中的安全性，從而保證通信網絡安全有效的傳輸。

1光傳輸通信系統分析

光傳輸通信系統主要包括光接收機、光發送機、中繼器和光纖，電信號發送設備對光發送機實現電信號的輸出，光發送機使電信號轉變成為光信號到光纖中傳送，光信號利用光纖到光接收機中傳輸，光接收機使光信號轉變為電信號發送到接收設備中，假如傳輸距離長，就要在其中添加光中繼器[1]。

光發送機主要的作用就是使電信號轉變為光信號，并且實現光纖的耦合實現傳輸。光發送機主要包括驅動電機、光源、控制電路，其主要核心部分為光源。光傳輸通信系統中的光源主要包括半導體激光二極管。LD主要是光纖傳輸系統中使用，LED一般是在低速率及短距離系統中使用。因為光纖色散對于光信號畸變作用和光源譜寬、信號傳輸距離具有密切的關系，在高速率及長距離系統中要使用分布反饋激光器等一系列單縱模激光二極管成為光源。DFB激光器制作的工藝較為簡單，其屬于最常使用的單縱模激光器[2]。

光纖屬于光信號傳輸的主要通道，對比其他的信號傳輸方式，光纖主要優勢就是傳輸損耗比較低，體積比較小，傳輸容量大并且重量比較輕。光纖屬于光纖通信傳輸的媒介，和光源、檢測器被稱之為光傳輸通信主要要素。光接收機通過光纖實現光信號的接收。通過處理之后恢復到原始電信號，到電接收機中發送。光接收機通過后續前置放大器及光檢測器等部分構成，其主要部分為光檢測器。光檢測器和光源相同，都屬于有源光器件，其主要作用就是使光信號朝著電信號進行轉變。一般所使用的光檢測器包括雪崩光電二極管及PIN光電二極管。光接收機前端主要包括前置放大器及光檢測器，其主要作用就是使耦合到光電檢測器的光信號轉變為電信號，之后實現放大，并且使電流信號轉變成為電壓信號，便于后級處理[3]。

2鐵路通信中光傳輸系統的安全問題

傳統的鐵路通信都是根據鐵路路線創建的，網絡較為復雜，所以會受到不同程度及方面的安全威脅，主要表現為：

（1）外部因素。傳統的鐵路通信都是根據鐵路所建設的，鐵路經過的大部分都是空曠地帶，那么雷電、臺風等極端天氣的時候，通信網絡就會受到損壞。另外，在雷電天氣中，還會使通信質量降低甚至通信中斷，從而導致信號不能夠安全有效進行傳輸。在此種極端天氣中，因為外部因素會導致通信傳輸出現問題。

（2）內部因素。在鐵路通信過程中不僅會受到外部因素影響，其中內部因素也是需要充分考慮的問題。比如鐵路通信安裝技術及檢修等技術的不完善，導致降低了鐵路通信過程中的安全性[4]，主要包括：

其一，自動監測的技術水平較低。光纖通信路程長，假如在長路程中的某個點出現問題，就會導致光纖通信出現問題。現代通信技術無法實現出現問題位置的精準尋找，在確定問題位置過程中，會對鐵路通信造成影響，以此導致鐵路運輸出現較大的損失。許多光纜受損的事件，導致大范圍的信號中斷，為人們通信及生活都造成了嚴重的影響，都是因為無法在短時間內精準尋找受損地點導致的，要對受損光纜反復的排查才能夠修復受損的光纜。

其二，信號可靠性較低。在鐵路通信線路修建過程中，不只是包括鐵路通信一條線路，不同地區的通信光纜也比較多，因此信號的相互交錯會出現信號混亂的情況。另外，通信需要的電量都是根據小站電源實現的，沒有人看守，種種因素疊加就會對線路通信信號可靠性造成影響。

其三，維修人員的技術問題。維修人員在維修鐵路光纖通信過程中具有重要的作用，如果維修人員技術無法滿足實際的需求，或者無法利用自身的專業知識有效判斷問題的原因，就無法有效修復光纜，就會影響到通信。

上述外部及內部的安全隱患因素中，鐵路通信維修部門就有義務和責任對其進行解決，并且從目前社會發展情況分析，通信安全對于社會都具有較大的影響，所以要重視通信安全，實現其優化及發展，以實際情況尋找相應的解決方法[5]。

3提高鐵路通信光傳輸安全保護措施

3.1提高光纖的抗干擾能力

惡劣天氣會對光纖傳輸安全性造成影響，所以就要使用有效措施使光纖對于惡劣天氣抗干擾能力進行提高。尋找抗干擾光纖材料，就是紫外固化油墨材料。我國傳統主要是從外國進口此種材料，所以材料費用比較高。所以，此種材料并沒有在我國鐵路通信光傳輸系統中使用。通過長時間的努力，我國已經能夠實現此材料的自主研發，并且將其材料投入到鐵路線路中使用，以此提高光纖對于惡劣天氣抗干擾的能力，從而使通信傳輸安全性得到提高。

3.2提高維修人員技術水平

在光纖通信的過程中，檢測是尤為重要的工作。如果檢測技術水平比較低，就會對通信安全性及順暢造成影響。就目前分析，我國檢測水平較低，雖然使用SDH傳輸系統，其能夠實現環路自愈、自動檢測，在線路阻斷之后，設備還是無法對檢測問題進行解決。那么，檢測人員就要使自身的素質得到不斷的提高，從而有效提高檢測質量。企業能夠通過以下方面提高維修人員檢測水平。在招聘工作人員的過程中，要選擇具有較高專業素質水平的人才。如果條件允許，要使其能夠進行現場維修，從而對工作人員專業水平進行測驗。另外，還要定期對工作人員進行培訓，提高工作人員的專業技能。在實現工作人員培訓的過程中，使檢測人員能夠有效掌握最新技術，使工作人員技能水平得到提高[6]。

3.3提高網絡管理信息可靠性

在使用雙路由互保系統基礎上充分使用數字式調度交換機實現網絡管理，目前此技術在初始應用階段中，所以對于此技術使用過程中要格外的謹慎，實現其有效管理。還能夠實現鐵路通信電源的集中監管，保證在通信過程中電源不會中斷，提高可靠性。基于立體式及分層次管理結構的鐵路通信網主要包括網絡、服務、事務、網元等多管理層組合構成。在不同管理層中都具有自身的管理目標，以此實現鐵路通信網多層次的有效管理，從而從根源實現鐵路通信網的優化。創建綜合性網管平臺，能夠有效提高網管可靠性[7]。

3.4加強網絡管理力度

在我國通信技術不斷發展的過程中，通信方式也越來越多樣化。移動、聯通及典型都屬于對我國具有較大影響力的通信方式，并且都具有自身通信網絡。大部分通信部門信號在城市上空相互交織，錯綜復雜的信號交織導致出現信號混亂，因為無法實現信號合理化的管理，就會導致信號網混亂，降低信號可用價值。所以，就要重視網絡管理，使信號可靠性提高具有重要意義。為了使信號處理可靠性得到提高，利用基本系統情況背景下數字化調度交換機，實現信號的網絡管理。就目前來說，此種技術還是發展前期，相應工作人員在使用此項目技術過程中要能夠加強管理，對此項技術的使用情況進行嚴密的控制。另外，還要實現小站電源的集中性控制和監控，從而能夠順利實現通信過程，使信號可靠、真實。對鐵路通信網管理體系進行分析，表示其屬于分層及立體化的框架，通過事務管理層、服務管理層及網絡管理層構成，不同管理層次實現不同管理目標的分管，從不同層次實現鐵路通信網管理工程，以此從根本實現通信網管的優化，創建綜合網絡管理平臺，從而使網絡管理可靠性得到提高。

4鐵路通信光傳輸系統的故障處理對策

4.1光傳輸系統的運行維護

光傳輸通信系統維護對于鐵路通信系統的運行具有一定的影響，不能夠只是根據事后故障處理，要創建立體式維護機制，利用周期性和日常性的維護，使光傳輸通信系統穩定性得到提高。

實現光傳輸通信系統的定期維護，維護人員要全面監管設備的長時間運行，將周期維護劃分成為季度、年度、月度及單周，維護的內容較為廣泛，主要包括遠程、地面連線及網管等方面的維護內容。在實現日常性維護過程中，就是在每天工作中實現維護工作，維護人員要全面掌握設備即時運行的情況，即時發現潛在問題，包括檢查設備溫度，觀察外觀，利用聲音警報實現性能的分析及監視，根據光傳輸通信系統網管功能實現告警信息、運行情況及服務質量的有效分析[8]。

在實現光傳輸通信系統中單板更換及插拔操作的過程中，由于工作架子單板插入位置中具有大量的細小插針，那么在實現插拔單板過程中要小心謹慎，并且避免出現倒針情況的出現從而導致短路，為系統帶來嚴重損失。另外，在接觸單板過程中還要佩戴防靜電腕帶。在設備運行過程中出現故障需要更換機盤等設備的過程中，要求操作人員佩戴靜電腕帶，拔出機盤要立刻轉到人防靜電塑料袋中，對需要維修的機盤加上防震包裝，避其他的元器件受到損壞。還要定期清洗防塵網，使用抽出清洗的方式清洗帶把手的風機盒防塵網，在抽出防塵網之后到室外清洗，在通風處吹干，清理完成之后將防塵網插回到原來的位置中，不需要將風扇電源關閉。對沒有使用光纖頭及光纖要戴上防塵帽，在實現線路割接及光纖拔插過程中使用專門清潔器對光纖頭及光板光口進行清潔，保證不影響到光功率。在實現光口自環過程中不能夠燒壞光口，添加合適光衰。不能夠常開光連接器，光纖不能夠小角度彎折，保證機柜內部尾纖彎曲直徑在4cm以上，實現光板型號的統一更換。

4.2故障定位和解決方法

4.2.1故障定位的原則

傳統故障定位要滿足先搶通后修復，先外部后傳輸，先干線后支路的原則，因為傳輸設備具有站和站之間遠距離使用的特點，在故障定位過程中要精準到單站，然后集中精力利用數據分析及硬件檢查等多種方法實現故障的排除。

在鐵路通信光纖通信出現故障的時候，傳輸維護人員要在搶通業務以后修復故障。如果影響到正常的業務，比如在2Mbit/s業務通道中出現了LOS告警，外線的原因導致外無光告警的出現，單元盤的故障會導致單元實效告警故障等，在此情況中就要搶通業務。實現搶通業務基礎為具備先決條件，以此保證網絡過程中及故障通道起始點具備相同的可用通道資源。

在故障處理的過程中，要有效排除終端設備故障、電源環境配套故障、機房故障等多種因素，然后對傳輸系統原因進行查找。另外，在對傳輸設備故障原因查找的過程中，要以多個站點同時上報告警和性能情況對判斷進行分析，從而縮小范圍，精準定位故障，之后使用替代法、環回法、儀表測試法及數據分析等方法實現告警判斷[9]。

4.2.2故障定位和解決方法

（1）告警和性能數據分析法。如果傳輸設備出現故障，通過網管和機柜頂部指示燈的觀察得到相應的告警事件及性能數據信息。對此信息進行分析，能夠對故障類型及設置進行判斷。比如圖1組網中，在神木北設置網管，假如此時神木北與陰塔之間的業務中斷，就會導致神木北無法到陰塔登錄，并且府谷東向光板具備高階通道接收缺陷指示告警，并且神木北及陰塔業務的相應通道也具備低階通道接收缺陷指示告警。判斷以上告警信息，陰塔并沒有接收到來自府谷發送的信號。可能會出現的故障原因包括府谷東向光板信號的發送出現問題，或者光路出現問題，或者陰塔光板接受信號出現問題。

（2）替換法。替換法的主要作用就是實現外部設備問題的排除，比如交換機、中繼電纜、光纖等，或者故障在單站定位之后實現單站內單板問題的排除。替換法較為簡單，并且容易使用，在對非光板故障處理過程中使用較為廣泛，也能夠利用備用單板實現不正常工作的單板進行替換，從而實現故障的有效處理。

（3）環回法。此種方法屬于傳輸設備定位故障使用最有效且最常用的方法，其具有多種方式，比如內環回、外環回、軟件環回、硬件環回等。比如神木北站到府谷站出現RLOS告警，充分展現府谷接收到神木北站光功率的門限比較低，主要是因為府谷站光板、神木北站光板出現故障，或者線路中斷，從而導致光板收光較低。使用環回法，在府谷站及神木北站實現自環光板，實現是否為本端光板硬件故障的判斷。如果確定府谷站及神木北站沒有出現故障，那么就可以認為線路故障，利用神木北或者府谷確認遠端環回，通過OTDR精準定位故障點。

（4）經驗判斷法。如果出現特殊情況，比如外部電磁干擾、瞬間供電異常及低壓等，從而使傳輸設備部分單板工作狀態異常，利用單站掉電重啟、復位單板等手段，能夠及時實現故障的排除，使正常業務恢復。此種處理方法會使維護人員深入掌握傳輸設備功能，并且具備故障處理相關經驗。那么，要求維護人員不斷實現業務學習，使故障處理、操作、判斷等能力得到提高，在對典型故障進行處理之后進行總結，從而使處理系統故障經驗能夠提高[10]。

5結束語

在實現鐵路傳輸網絡日常維護的過程中會出現不同故障，并且伴隨相應的告警指示，導致故障的原因較多，不同故障的導致原因也各有不同。從而要求工作人員能夠有效掌握故障定位及設備故障原則及原因，實現故障處理經驗的處理，多開展應急故障演練，明確故障處理過程中的思路，還要掌握故障處理的方法，縮短處理故障過程中的時間，以此精準定位并且排除故障。

參考文獻：

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