光纤通信中光传输技术的特点、常见故障及处理策略

　　摘要：近年来光纤通信系统发展迅速，其中传输技术在通信工程中的地位非常重要，是确保传输速率和传输质量的关键，相应的传输技术也在不断发展与进步。光传输技术是现阶段主要应用的传输技术之一，在使用光传输技术时除了利用它的稳定性，可靠性、高效性以及便捷性之外，也不能忽视光传输技术可能出现的问题。本文对光传输技术进行介绍，对其特点和常见故障进行分析，并针对性地提出维护保养措施，以促进光传输技术在光纤通信系统中的应用。

　　关键词：光纤通信系统； 光传输技术； 分析； 维护；

　　自光纤通信技术出现以来，发展非常迅速，目前已成为应用非常成熟的通信技术之一。随着社会的发展，通信系统对于传输数据容量和传输距离的要求越来越高，光纤通信技术主要是以光纤为传输介质，以光波为载体进行传输，相比于其他通讯技术而言具有传输速度快，信息容量大，抗干扰能力强的优点，已经成为当前实际应用中最为广泛的通讯技术。

　　1 光纤通信技术的特点

　　1.1 通信容量大，频带较宽

　　光纤通信的频带远远超过电缆和通线，光波的高频率保证了通讯的高带宽，而且单模光纤不存在色散的情况，但是终端设备的性能会限制光纤大带宽性能的利用，通过使用波分复用技术可以有效扩大光纤传输的数据容量，解除限制，实现对光纤带宽的高效利用。

　　1.2 较高的抗电磁干扰能力

　　光纤的主要组成材料为二氧化硅，是不导电的材料，其主要利用光的反射进行数据传播，在传输数据时不会受到电磁场的干扰；而且二氧化硅的抗腐蚀性好，绝缘性能强，既不受气候环境的影响，也不受强电磁场的干扰。在复杂环境下的应用效果非常好，而且在军事领域中也更受到重视。

　　1.3 中继距离较长使得损耗较少

　　二氧化硅对光信号的反射效果非常好，基本可以做到全反射，而且光纤的技术非常成熟，因此进行长距离传输损耗极小，通过光发送和光接收设备的配合，可以进行数百公里的中继传输，远高于一般的通信技术，因此在远程干线通信中应用广泛。随着新型材料的发展，如果发现更适合于光传输的介质，光损耗将进一步下降。因此光纤通信系统的整体施工成本较低，且随着越来越普通的应用，成本进一步降低，经济效益非常好。

　　1.4 保密性较好

　　光纤通信的保密性非常好，由于是在封闭介质中进行定向传播，因此外界难以直接获取通信信息，相比于电磁波的无线传播，易被截获而言，保密性非常强。此外，光纤的原材料非常丰富，施工简单，耐高温且使用寿命长，也因此，在我国的大力推广下，已经实现光纤入户，而光纤通信技术的应用范围也越来越广。

　　2 对光纤通信系统中光传输技术分析

　　光纤通信系统出现后极大推动了信息技术的发展，随着技术发展的成熟和进步，其应用范围也越来越广泛。在光纤通信系统中，主要有以下几种光传输技术：

　　（1）光弧子通信：光弧子通信技术是一种较为新的技术，其是利用光学性质采用非线性信息传播的技术。其实现的原理主要是超短的光脉冲，主要特点和优势是信息数据的传输量非常大、信息传输速度快，在远程的数据传输和高速数据传输中应用较为广泛。光弧子通信可以保持波形和速度不便进行长距离的信号传输，其受到了各个国家的重视和研究。在未来的光弧子通信技术发展中，其主要是通过采用超长距离高速通信技术、超短脉冲控制技术等，实现传输速率提高到100Gbit/s以上，另外通过采用再生技术、光学滤波技术等，增加传输距离达到10万公里以上。

　　（2）波分复用技术：波分复用技术主要是利用了单模光纤损耗低的优势获得带宽资源，通过不同信道光波频率的不同和波长的不同，将光纤结构的低损耗区域划分为不同的相互独立的通信信道，不同信道使用不同的光波作为数据载波，进行光发送时利用波分复用器可以实现单一光纤中传输不同的光波信号，同样光接收端的波分复用器可以将承重不同数据信息的载波按照波长和频率的差异进行分离。波分复用技术在线性光纤中可以实现单一光纤多路信号的同时传输，极大提升了光纤的传输效率和传输容量，自出现以来得到了广泛的应用。目前，我国在波分复用技术的基础上开发出了密集波分复合技术，实现了超大容量传输的同时进行超高速度传输和超远距离传输。

　　（3）光纤接入技术：目前我国已经基本实现了光纤入户，极大提升了居民对于网络传输速度的要求。光纤接入技术目前主要应用的位同步数字传输技术，即SDH.SDH是以SONET技术为基础，通过对新技术的整合实现光纤传输的功能。SDH的光路接口、帧结构数字传输速率等都是高度标准化、统一的，且和PDH横向完全兼容，在传输网络中可以任意互联传输，达到整合资源的目的，实现了全球可靠且通用。SDH技术首先在帧结构固定信号，然后通过电路层复用，最后通过光纤实现信号传输的功能，信号传输到ADM后变为基础性的电信号，接着再通过数字配线架和电缆系统将电信号接入客户端之中。

　　3 光纤通信系统中光传输技术中常见的故障分析

　　光纤通信系统由多个要素组成，主要的有光缆、光电转换器以及电光转换器等。在实际使用中，易出现多种故障，以下进行简单介绍：

　　3.1 光分路器产生的故障

　　光分路器是对光信号进行传输分配的关键设备，由于其保持固定位置，正常使用的情况下，光分路器一般不会出现故障，但是当进行迁移或者因意外情况出现移动时，可能会造成端口移动，导致尾纤部分被污染，或者与端口的接触耦合效果较差，从而影响光分路器的接受功能，无法完成光信号的分配工作，这种情况下，重新插拔，并清洁尾纤和端口就可以有效排除故障，恢复正常传输。

　　3.2 光发射器产生的故障

　　光发射器是电光转换后发出光信号的设备，如果光发射器出现故障则会导致电光转化效果不佳，造成信号失真或者丢失，从而影响数据传输。电光转换传输受到温度、湿度等因素的影响，如果电光转换效果不佳，那么会导致光传输效果不佳，出现偏移问题，从而影响光纤通信系统的正常运行。

　　3.3 光接收机产生的故障

　　光接收机的故障率是为常见的，主要是由于光接收机的分布范围广，大多数分布区域的工作环境都比较恶劣，容易导致光接收机的部件老化或者受损。光接收器中，电源与尾纤的故障较为常见，电源故障主要是由于电压不稳定造成的，因此电源需要配备稳压设备，此外过热、湿度过高等也会造成电源故障；尾纤故障常见的是污染问题，主要是环境恶劣，容易导致尾纤污染，尾纤污染会导致光传输质量下降，影响光传输功率，因此尾纤一定要牢靠，并注意做好尾纤的除尘与清洁工作。

　　4 对光纤通信系统中光传输的维护措施

　　4.1 在维护中的重点项目

　　对光纤通信系统的维护首先要注意对设备故障的检查，在了解设备运行原理的基础上，通过专用仪器检测设备故障，保证光传输的正常；其次在设备可靠运行的基础上，对其进行全面维护保养，做好日常维护工作；此外，还要对光传输设备的环境进行检查和改善，降低环境影响因素，延长设备使用寿命。

　　4.2 在对光传输技术维护的方法

　　4.2.1 日常的维护工作

　　（1）做好设备运行的环境管理，保证光传输设备的工作环境，延长设备的使用寿命，降低故障发生率；

　　（2）使用现代监控技术实时监控光传输设备的运行状态，实现状态维修，尽量避免移动设备，降低人为因素的影响；

　　（3）人员进入设备区时，避免带电操作，且要穿戴防静电设备，必须进行操作时先切断电源；

　　（4）对于无法维修的故障，要及时与厂家联系，由厂家进行处理；

　　（5）做好软件维护工作，避免因软件因素导致设备故障；

　　（6）建立信息化设备管理体系，实现智能化网络管理，提高故障定位与判断能力。

　　4.2.2 在发生故障时的维护

　　光传输系统发生故障时，一定要遵循以下基本原则：

　　（1）先抢通，后修复：现代社会通信技术非常重要，任何延误都可能导致不可估量的损失，因此一旦发生故障要利用备用设备先回复通信业务，然后再对故障进行维修；

　　（2）先外部，后传输：由于光传输主动出现故障的情况较为少见，因此发生故障时要先排除外部可能出现的故障，然后再考虑传输故障；

　　（3）先单站，后单板：由于通信的交互性非常强，因此故障时一般是多点报警，这时就要迅速判断是哪个单站出现问题，然后在具体定位到单板进行故障处理；

　　（4）先线路，后支路：由于线路会导致支路报警，因此确定故障时要先排除线路故障，再排除支路故障；

　　（5）先高级，后低级：等级越高，表明故障造成的影响越大，因此应该首先处理高等级的告警信息，再处理低等级的告警信息。

　　4.3 在对光传输技术进行维护中的一些注意事项

　　目前在光传输技术维护中常用的故障定位法有观察分析法、环回法、替换法和仪表测试法等。在观察时要注意先判断报警指示灯然后再分析故障；环回法在操作过程中需要十分小心，避免因操作不当和注意避免发生光口的光功率过载；硬件替换法和使用仪表测量同样也是光纤通信设备故障检修过程中较为常用的方法。在对光纤通信设备维护与故障处理的过程中需要结合实际情况合理的选用处理方法。保障光纤通信设备的正常运行。

　　5 结语

　　在可预见的未来，智慧城市、智慧交通、物联网等大规模新概念的应用落地将成为现实，对光纤通信技术的要求也越来越高，随着科学技术和通信技术的发展，其也在不断发展革新之中。但是未来面对的挑战依然很大。光传输技术的发展必须以科技为基础，结合实用应用情况进行针对性的发展，满足未来人民对于通信工程的要求，促进通信工程的发展与进步。

　　参考文献

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