光传输设备的故障分析及维护措施

随着科学技术的发展电力系统通信越来越多地采用了数字化、智能化、高度集成化的新型通信设备，科技的发展同时对于广大维护人员来说，掌握电信传输设备的维护检修方法是一个新课题。光纤通信系统的基本组成，包括计算机、电光转换器、光纤中继器、光电转换器、光缆几部分。每个环节的都有可能出现故障造成整个系统的瘫痪，所以文章从光传输设备的故障分析及维护措施角度谈几点建议。

随着电网发展对通信要求的不断提高和现代通信技术的不断进步，电力系统通信越来越多地采用了数字化、智能化、高度集成化的新型通信设备，如数字式电力线载波机、SDH光通信系统、数字微波设备、卫星通信系统、数字程控交换机等。对于广大维护人员来说，掌握光纤传输设备的维护检修方法是一个新课题。

①从原理上讲，现代光传输设备采用数字技术，根本上区别于以往的模拟系统。维护人员必须了解掌握相应的数字通信理论技术及相关知识。

②现代光传输设备大多是和微机／微处理器相结合，有智能化等先进功能，只有具备一定的计算机应用和理论水平才能充分管好用好它。

③现代光传输设备多属精细密集型，集成化程度高，电路复杂，表面安装器件难以接近(不可达性)，常规的测试测量手段和方法已不能适用。

1光传输设备故障分析

光纤通信系统的基本组成，包括计算机、电光转换器、光纤中继器、光电转换器、光缆几部分。由于计算机输出的是电信号，而在光纤上传输的是光信号，所以在计算机终端系统上需要添加光电转换设备，以实现不同信号之间的转换。电光转换器实现电信号到光信号的转换，而光电转换器则实现光信号到电信号的转换。由于光纤采用单工通信模式，如果在2个终端系统之间实现全双工通信，则需要2根光纤。光纤中继器用来延伸光纤的长度，防止信号的衰减，以传输更远的距离。

①光发射机部分。通常最为常见的故障类型是光传输设备的电光输出失真,导致光信号传输失真,信号丢失较大。电光输出特性受温度和其他因素的影响,光强度或偏置电流发生变化时, 电光输出曲线的工作区间将改变,上移或下移都产生光输出失真,接收机的输出信号有干扰。②光分路器部分。分路器负责光发射机的信号合理分配,平时没有搬移或动过分路器的端口,基本不会发生故障,若搬移或动过端口,就会使端口接触耦合不好或尾纤头沾染灰尘,导致光功率下降而使接收功率下降,针对这种情况,应使端口接触良好或用专用清洁剂清洗尾纤头。 ③光接收机部分。 接收机分散在各处,工作环境不如前端机房,发生故障的类型也较多,常见的故障主要集中在电源部分和尾纤接头部分。光节点如果没有稳压设备或供电电压超出允许的工作范围,将引起接收机工作不正常或电源部分毁坏。,应注意通风散热。拔插后纤头沾染灰尘,将引起输入光功率下降,输出电平降低,使得整个光节点的电平降低,信号的载噪比下降,收视质量差。所以要使接头接触牢靠或清除尾纤头的灰尘。

2光传输设备维修与维护措施

2.1 光传输设备维修

①系统级、整机维修。系统级、整机维修是要从整个光传输系统的角度来分析判断故障原因。当系统中断时，我们要通过现象和一些必要的操作，分析是系统中的哪—部分、哪些设备造成的，进行初步的故障定位。如一条载波电路中断，是高频通道问题还是载波机问题造成的；高频通道问题中是高频电缆、结合滤波器还是其他问题，载波机问题是本端机还是对端机，等等。

这些故障位置的确定，当然要通过仪器仪表进行测量测试。传输通路中信号电平是否正常、频率有多大偏差、波形是否正确……，这些都是判断的依据。

进行这一阶段工作，首先要对整个系统的组成、工作原理以及每一部分的功能和作用、信号在设备上的处理流程有一个清晰的认识和完整的掌握，否则就无法做出正确的判断。

②板级、元器件级维修。通过第一阶段的分析判断，我们已找出了故障的设备，紧接着就是二级维修，即板级、元器件级维修。实际上这两个阶段并无明显的界限，第二阶段是第一阶段的继续，即对故障设备进一步确定故障板直至故障元器件。

故障点集中在某一具体设备，就要对此设备进行测试。按信号在设备中的流向一步步跟踪测试，找出中断点，确定出故障盘。例如信号流人某盘，正常情况下信号在盘内得到处理后输出为一固定数值或一数值范围，如果测出此盘没有输出或输出与标称值相差甚大，基本上就可断定此盘出了故障。

找出了故障盘，再定位故障元器件。一般用万用表测量元器件工作电压、电流是否正常，断电情况下测量其阻值大小、有无开路(短路)现象，也可按信号流程找出断点位置，根据具体情况而异。

进行板级、元器件级维修需要熟悉具体设备工作原理、构成以及各电路单元的电路原理乃至元器件作用、特征等，并能对各部分的信号特征做出正确判定。 很多情况我们可以从设备面板指示表计、告警信号灯等现象直接发现故障盘位，当然，这还是需要对设备和系统的熟悉和长期积累的经验。

2.2光传输设备维护措施

和维护模拟式传统通信设备和系统一样，熟悉掌握设备及整个系统的组成、工作原理、信号流程等是维护检修的基础。除此以外，在实际维护工作还应注意以下几个方面的问题：

①保持良好的设备运行环境。包括设备供电质量的好坏，机房环境温度、湿度、防尘等等是否符合要求。这些是保证设备寿命、降低故障率的重要前提。一般说来，现代通信设备对环境的要求更为苛刻。

②现代通信设备往往不需再做那些日常繁琐的调整测试工作，如日测试、月测试、季度测试等，只需定期利用监控手段作预防性监视，在无故障或无明显故障迹象时，不提倡随意乱动机器设备，尽量减少人为障碍。

③检查设备和处理故障时要特别注意不能带电插拔机盘和防静电。插拔机盘一定要先关断电源，工作时要养成戴防静电手钧的习惯。

④设备电路故障处理的主要方法是更换故障插件／插盘。有可能的条件下尽量备留些易损易坏的插件／插盘。由于机盘集成度高、装配密集、导线细，多数情况下我们不能自行修复，否则很可能会造成机盘整盘报废性损伤。找出故障盘后应及时和生产厂家联系，返厂修理。

⑤软件技术在通信中起着越来越重要的作用。设备很多功能要靠软件来实现，不掌握相关技术就不可能掌握现代通信技术。

⑥要充分发挥网络管理系统的作用。现代通信系统都有比较完善的网络管理功能，它能在不中断业务的情况下监测实时性指标，可进行故障监侧、故障类型判定及故障定位等，是预防性维护和故障处理的有效工具。

3结语

光传输设备维护工作人员在进行工作第一步要找出设备出故障的地方，并找出原因，并能对故障进行合理有效的处理，只有及时准确地判断和处理这些故障,才能给用户提供优质的网络服务，只有不断提高维护水平,才能保障网络运行的安全稳定。

光通讯的专业术语

ADM Add Drop Multiplexer 分插复用器

利用时隙交换实现宽带管理，即允许两个STM-N 信号之间的不同VC 实现互连，并且具有无需分接和终结整体信号，即可将各种G.703 规定的接口信号(PDH)或STM-N 信号(SDH)接入STM-M(M>N)内作任何支路。

AON Active Optical Network 有源光网络

有源光网络属于一点对多点的光通信系统，由ONU、光远程终端OLT 和光纤传输线路组成。

APON ATM Passive Optical Network ATM 无源光网络

一种结合ATM 多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的理想长远解决方案，代表了面向21 世纪的宽带接入技术的最新发展方向。

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 非对称数字用户线

非对称数字用户线系统ＡＤＳＬ是一种采用离散多频音ＤＭＴ线路码的数字用户线ＤＳＬ系统。

AA Adaptive Antenna 自适应天线

一种天线提供直接指向目标的波束，比如移动电话的天线，能够随目标移动自动调整功率等因素，也称为智能天线（SMART ANTENNA）。

ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation 自适应脉冲编码调制

一种编码技术，将模拟采样的比特数从8 位降低到3 到4 位，完成传输信号的压缩，ITU-T 推荐 G.721 为32 位ADPCM定义了一种算法（每秒8000 次采样，每次采样采4 比特），与传统PCM 编码相比，它的传输容量加倍。

ADFE Automatic Decree Feedback Equalizer自适应判决反馈均衡器

一种利用判决后的信号作为后向抽头的输入信号，可以消除噪声对后向抽头信号的影响的均衡器技术。

AMI Alternate Mark Inversion 信号交替反转码

一种数字传输中常用的编码技术，逻辑0 由空电平表示，而逻辑1 由交替反转的正负电压表示。

AON All Optical Net 全光网

就是网中直到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式，即端到端的全光路，中间没有光电转换器。这样，网内光信号的流动就没有光电转换的障碍，信息传递过程无需面对电子器件处理信息速率难以提高的困难。

AOWC All Optical Wave Converter 全光波长转换器

是指不经过电域处理，直接把信息从一个光波长转换到另一个波长的器件。

ASK Amplitude Shift Keying 振幅键控

一种键控技术，对应二进制调制信号，承载信号在开启和关闭之间切换，也就是常说的 ON-OFF 键控。

ATPC Automatic Transfer Power Control自动发信功率控制

技术的要点是微波发信机的输出功率在ATPC 控制范围内自动跟踪接手段接收电平的变化而变化。它的优点有可减少对相邻系统的干扰、减少上衰减问题、减低直流功率消耗、改善剩余误码特性、在衰落条件下使输出功率额外增加2dB。

AWF All Wave Fiber 全波光纤

消除了光纤1383nm的水峰，这样就在1350－1450nm波段能增加120 多个新的波长（间隔

100GHZ）。对于城市接入网的用户十分有利。

AU Administrative Unit 管理单元

提供高阶通道层和复用段层之间适配功能的信息结构.

AUG Administrative Unit Group 管理单元组

由一个或多个在STM-N 净负荷中占据固定位置的、确定位置的管理单元组成。

APD Avalanche Diode 雪崩光电二极管

利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增的高灵敏度的探测器。

BA Booster(power) Amplifier 光功率放大器

可补偿光复用器的损耗，提高入纤功率的光放大器。

BBER Background Block Error Ratio 背景误块比 对于一个确定的测试时间而言，在可用时间出现的BBE 数与扣除不可用时间和SES 期间所有块数的总块数之比。

BR Basic Rate Access 基本速率接入

ITU-T 定义为窄带ISDN 的一种接口速率，也称为2B+D，B 信道64K 为承载信道，D 信道16K 为数字信令信道。

Bluetooth 蓝牙

（一种无线局域网）标准 由设备制造商联合制定的一种覆盖范围10M，工作频段在2.4G，传输速率大约1M 的无线局域网标准。

C Band C 波带

即工作波长在1525～1560nm 范围内，带宽约35nm。

Chirp 啁啾

当单纵模激光器工作于直接调制时，注入电流的变化会引起载流子密度的变化，进而使有源区的折射率指数发生变化，结果使激光器谐振腔的光路径长度随之变化，从而导致振荡波长随时间漂移。一般需要采用外调制技术克服。

C Container C 容器

装载各种速率业务信号的信息结构，表示为C-n(11,12,2,3,4),我国仅涉及C-12，C-3，C-4。容器的基本功能是完成适配，即码速调整。

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 载波侦听多址接入/碰撞检测协议

一种应用于有线局域网的多址接入技术。

CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 载波侦听多址接入/避免冲撞协议

由于无线产品不易检测信道是否存在冲突，因此802.11 定义了一种新的协议，即（CSMA/CA）。一方面，载波侦听--查看信道是否空闲；另一方面，避免冲撞--信道不空闲时，通过随机的时间等待，直到有新的空闲信道出现时再优先发送，使信号冲突发生的概率减到最小。不仅如此，为了系统更加稳固，802.11还提供了带确认帧ACK 的CSMA/CA。在一旦遭受其他噪声干扰，或者由于侦听失败时，信号冲突就有可能发生，而这种工作于MAC 层的ACK 此时能够提供快速的恢复能力。

CNR Carrier to Noise Ratio 载噪比

在没有经过任何调制之前，载波电平与噪声电平之比。也作C/N。

CP Cross polarization 交叉极化

两个天线系统用相同的频率但一个使用水平极化而另一个使用垂直极化，提高频谱利用率。

DCF Dispersion Compensating Fiber色散补偿单模光纤

是具有大的负色散光纤,这类光纤是针对已敷设的1310nm 设计的一种新型的光纤。在G.652 光纤中加入一定的色散补偿光纤，进行色散补偿，以保证整条光纤线路的总的色散进似为零。

DFF Dispersion-flattened Fiber色散平坦光纤将从1.3um 到1.55um 的较宽波段的色散，都能作到很低，几乎达到零色散的光纤。

DR Diversity Receiver 分集接收

分集接收就是将相关性较小的（即同时发生质量恶化的）两路以上的收信机输出进行选择或合成，来减轻由衰落所造成的影响的一种措施。具体又可以分为空间分集、频率分集、极化分集、角度分集等不同的方式。

DPT Dynamic Packet Transport 动态包传输技术

这是Cisco 公司提出的一种全新的传输方法-IP 优化的光学传输技术。这种技术提供了带宽使用的高效率服务类别的丰富性以及网络的高级自愈功能。

ODM Optical Division ltiplexer 光分用器

把多个波长分用到各根光纤中，使信道分离。

DSF Dispersion-Shifted Fiber 色散移位光纤

称为1550nm 性能最佳单模光纤，这种光纤通过设计光纤折射率剖面，使零色散移到1550nm窗口，从而与光纤的最小率减窗口获得匹配，使超高速超长距离的传输成为可能。

DTM Dynamic Synchronous Transfer Mode 动态同步传送模式

一种基于高速电路交换和动态时隙分配的新技术。作为第二层的交换／传输技术，DTM 具有更强的带宽管理能力，适应光纤带宽的不断扩展。

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing 密集波分复用

同一个低损耗窗口的多个光波复用，相对于不同低损耗窗口的光波复用的粗波分复用而言。

DLC Digital loop carrier 数字环路载波

有源光网络，适用于用户比较密集的地区

DXC Digital cross connect equipment 数字交叉连接器 具有一个或多个准同步数字体系（G.702）或同数字体系(G.707)信号端口的，可以在任何端口信号速率（及其子速率）间进行可控连接和再连接的设备。

EA Electricity Absorb Modulation 电吸收调制器

损耗调制器，工作在调制器材料吸收区波长处，当调制器无偏压时，该波长处处于通状态。随着调制器上偏压的增加，原来的波长处吸收系数变大，调制器成为断状态，调制器的通断状态即为光强度调制。

EB Error Block 误块

在SDH 网络中对于高比特率通道的误码性能是以"块"，即通道中传送的连续比特的集合。当块内的任意比特发生差错时，就称该块是误块。

ECC Embedded Control Channel 嵌入控制通路

传递网管信息的嵌入式控制通路，其物理通道是DCC，采用ITU-T G.784 要求的七层协议栈。

EDFA Erbium-doped Fiber Amplifier 掺铒光纤放大器

制作光纤时，采用特殊工艺，在光纤芯层沉积中掺入极小浓度的铒离子，制作出相应的掺铒光纤。光纤中掺杂离子在受到泵浦光激励后跃迁到亚稳定的高激发态，在信号光诱导下，产生受激辐射，形成对信号光的相干放大。EDFA 工作在1550 窗口。已商用的EDFA 噪声低，增益曲线好，放大器带宽大，与波分复用（WDM）系统兼容，泵浦效率高，工作性能稳定，技术成熟，在现代长途高速光通信系统中备受青睐。目前，"掺铒光纤放大器（EDFA）+密集波分复用（DWDM）+非零色散光纤（NZDF）+光子集成（PIC）"正成为国际上长途高速光纤通信线路的主要技术方向。

EDFL Erbium-doped Fiber Laser掺铒光纤激光器

光纤激光器的一种，其出射光波长落在1550nm 窗口，由掺饵光纤和光泵以及其他相关光路元件，如波长选择器，偏振控制器，输入／输出耦合器等组成光板，具有低阈值，及与光纤通信系统兼容等优点。特别是可调谐环形EDFL 具有调谐范围大，输出功率高，成为可调谐激光器的主流，其主要类型有抛光型可调谐WDM 器件型，DFB 型，光纤双折射调谐型，压电调谐光纤F-P 标准具型等。EDFL 适用于大容量长距离光纤通信和WDM 系统。

ES Errored Second 误块秒

当某1 秒具有一个或多个误块时，就称该秒为误块秒.

ESR Errored Second Ratio 误块秒比

对于一个确定的测试时间而言，在可用时间出现的ES 数与总秒数之比。

FEC Forward Error Correction 前向纠错

是一种数据编码技术，传输中检错由接收方进行验证，如果有错则通知发送方重发。它允许从低比特误码的编码数据中重新编码构成一列无误码数据流。

FWM Four-wave Mixing 四波混频 四波混频(FWM)亦称四声子混合,是在因不同波长的两三个光波互作用而导致在其它波长上产生所谓混频产物或边带的新光波的情况下发生的。这些光会影响正常的通信。这种非线性光学效应称为四波混频。

FDMA Frequency Division Multiple Access 频分多址

将通信系统的总频段划分成为若干个等间隔的频道（或称信道），将频道再分配给不同的用户使用。这些频道互不交叠。

FTTB Fiber to the Building 光纤到大楼 ONU 置于大楼

FTTC Fiber to the Curb 光纤到路边 ONU 置于路边

FTTH Fiber to the Home 光纤到户ONU 置于家中

FA Frequency agility 频率捷变

指发射系统能够根据外部条件改变而自动跳频去适应环境的能力。

CSMF Common Single Mode Fiber 单模光纤

满足ITU-T.G.652 要求的单模光纤，常称为非色散位移光纤，其零色散位于1．3um 窗口低损耗区，工作波长为1310nm（损耗为0．36dB／km）。我国已敷设的光纤光缆绝大多数是这类光纤。随着光纤光缆工业和半导体激光技术的成功推进，光纤线路的工作波长可转移到更低损耗（0.22dB／km）的1550nm光纤窗口。

DSF Dispersion-Shifted Fiber 色散位移光纤

满足ITU-T.G.653 要求的单模光纤，其零色散波长移位到损耗极低的1550nm 处。这种光纤在有些国家，特别在日本被推广使用，我国京九干线上也有所采纳。美国AT＆T 早期发现DSF 的严重不足，在1550nm附近低色散区存在有害的四波混频等光纤非线性效应，阻碍光纤放大器在1550nm 窗口的应用，因此未获得广泛的应用。

GE Gigabit Ethernet 千兆以太网技术

千兆以太网标准是1997 年10 月才正式推出的，最高传输速率为1Gbps，与以太网技术、快速以太网技术向下兼容。

GIF Graded Index Fiber 渐变型多模光纤

光线以正弦形状传播,带宽可达1-2GHz.km，多用于一些速率不太高的局域网。

GS-EDFA Gain Shifted Erbium-doped Fiber Amplifier 增益平移掺饵光纤放大器

通过控制掺饵光纤的粒子数反转程度，放大1570～1600nm 波段，它与普通的EDFA 组合起来可以得到带宽约80nm 的宽带放大器。

GVD Group Velocity Dispersion 群速度色散

在高速大容量的光纤通信中，由于光纤介质表现出非线性，光脉冲包络的形状会发生变化，这种影响光信号接收的变化就称为群速度色散，群速度色散会引起传输波形的展宽。 G.654 截止波长位移单模光纤 这类光纤设计考虑的重点是降低1550nm 的率减，其零色散点任在1310nm 附近，因而1550nm 的色散较高，可大于18ps/(nm.km)，必须配用单纵模激光器才能消除色散的影响。主要用于很长再生段距离的海底通信光纤通信。

HPF High Pass Filter 高通滤波器

一种允许超过某一特定频率的电波几乎没有衰减地通过的滤波器，而其他低于这个频段的电波被严重衰减。

HRDS Hypothetical Reference Digital Section 假设参考数字段

即为具有一定长度和性能规范的程度模型，可用作指标分配的参考模型。对于SDH 数字段，有420km,280km 和50km 三种长度。

IDLC Integrated DLC 综合数字环路载波

宽带有源光网络，即综合数字环路载波系统（ＩＤＬＣ）是以ＳＤＨ或ＰＤＨ为传输平台，针对集中用户区可提供ＰＳＴＮ、ＩＳＤＮ、Ｂ－ＩＳＤＮ、ＤＤＮ、ＬＡＮＥ、因特网和数字视频等业务的接入，也是宽带综合接入的理想方式，有较大的发展潜力

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