鐵路通信中的光傳輸系統(tǒng)故障處理策略

趙鵬飛

摘 要：在社會市場經(jīng)濟及現(xiàn)代通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，我國鐵路事業(yè)也在持續(xù)的發(fā)展，交通運輸轉(zhuǎn)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(shù)、安全保障及組成部分。鐵路通信網(wǎng)正在朝著數(shù)字龐大通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，光纖傳輸屬于主要的方式?；诖?，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(tǒng)的故障，制定針對性的處理對策，實現(xiàn)鐵路通信系統(tǒng)的完善。

關(guān)鍵詞：鐵路通信 光傳輸系統(tǒng) 系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)中主要的通信方式為光纖通信。作為數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)方式，光纖通信備受社會重視。但是在鐵路通信網(wǎng)光纖傳輸過程中會出現(xiàn)多種問題，要求相關(guān)部門能夠使用合理有效的措施提高通信網(wǎng)光纖傳輸過程中的安全性，從而保證通信網(wǎng)絡(luò)安全有效的傳輸。

1光傳輸通信系統(tǒng)分析

光傳輸通信系統(tǒng)主要包括光接收機、光發(fā)送機、中繼器和光纖，電信號發(fā)送設(shè)備對光發(fā)送機實現(xiàn)電信號的輸出，光發(fā)送機使電信號轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柊l(fā)送到接收設(shè)備中，假如傳輸距離長，就要在其中添加光中繼器[1]。

光發(fā)送機主要的作用就是使電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，并且實現(xiàn)光纖的耦合實現(xiàn)傳輸。光發(fā)送機主要包括驅(qū)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(tǒng)中的光源主要包括半導(dǎo)體激光二極管。LD主要是光纖傳輸系統(tǒng)中使用，LED一般是在低速率及短距離系統(tǒng)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(guān)系，在高速率及長距離系統(tǒng)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?shù)闹饕ǖ?，對比其他的信號傳輸方式，光纖主要優(yōu)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?shù)拿浇?，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(xiàn)光信號的接收。通過處理之后恢復(fù)到原始電信號，到電接收機中發(fā)送。光接收機通過后續(xù)前置放大器及光檢測器等部分構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，之后實現(xiàn)放大，并且使電流信號轉(zhuǎn)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(tǒng)的安全問題

傳統(tǒng)的鐵路通信都是根據(jù)鐵路路線創(chuàng)建的，網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，所以會受到不同程度及方面的安全威脅，主要表現(xiàn)為：

（1）外部因素。傳統(tǒng)的鐵路通信都是根據(jù)鐵路所建設(shè)的，鐵路經(jīng)過的大部分都是空曠地帶，那么雷電、臺風(fēng)等極端天氣的時候，通信網(wǎng)絡(luò)就會受到損壞。另外，在雷電天氣中，還會使通信質(zhì)量降低甚至通信中斷，從而導(dǎo)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(dǎo)致通信傳輸出現(xiàn)問題。

（2）內(nèi)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(nèi)部因素也是需要充分考慮的問題。比如鐵路通信安裝技術(shù)及檢修等技術(shù)的不完善，導(dǎo)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(jiān)測的技術(shù)水平較低。光纖通信路程長，假如在長路程中的某個點出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致光纖通信出現(xiàn)問題?，F(xiàn)代通信技術(shù)無法實現(xiàn)出現(xiàn)問題位置的精準(zhǔn)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(dǎo)致鐵路運輸出現(xiàn)較大的損失。許多光纜受損的事件，導(dǎo)致大范圍的信號中斷，為人們通信及生活都造成了嚴(yán)重的影響，都是因為無法在短時間內(nèi)精準(zhǔn)尋找受損地點導(dǎo)致的，要對受損光纜反復(fù)的排查才能夠修復(fù)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(qū)的通信光纜也比較多，因此信號的相互交錯會出現(xiàn)信號混亂的情況。另外，通信需要的電量都是根據(jù)小站電源實現(xiàn)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(shù)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(shù)無法滿足實際的需求，或者無法利用自身的專業(yè)知識有效判斷問題的原因，就無法有效修復(fù)光纜，就會影響到通信。

上述外部及內(nèi)部的安全隱患因素中，鐵路通信維修部門就有義務(wù)和責(zé)任對其進行解決，并且從目前社會發(fā)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(xiàn)其優(yōu)化及發(fā)展，以實際情況尋找相應(yīng)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(tǒng)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(tǒng)中使用。通過長時間的努力，我國已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)此材料的自主研發(fā)，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(shù)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(shù)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(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)路自愈、自動檢測，在線路阻斷之后，設(shè)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(zhì)得到不斷的提高，從而有效提高檢測質(zhì)量。企業(yè)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(yè)素質(zhì)水平的人才。如果條件允許，要使其能夠進行現(xiàn)場維修，從而對工作人員專業(yè)水平進行測驗。另外，還要定期對工作人員進行培訓(xùn)，提高工作人員的專業(yè)技能。在實現(xiàn)工作人員培訓(xùn)的過程中，使檢測人員能夠有效掌握最新技術(shù)，使工作人員技能水平得到提高[6]。

3.3提高網(wǎng)絡(luò)管理信息可靠性

在使用雙路由互保系統(tǒng)基礎(chǔ)上充分使用數(shù)字式調(diào)度交換機實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，目前此技術(shù)在初始應(yīng)用階段中，所以對于此技術(shù)使用過程中要格外的謹慎，實現(xiàn)其有效管理。還能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路通信電源的集中監(jiān)管，保證在通信過程中電源不會中斷，提高可靠性?；诹Ⅲw式及分層次管理結(jié)構(gòu)的鐵路通信網(wǎng)主要包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)、事務(wù)、網(wǎng)元等多管理層組合構(gòu)成。在不同管理層中都具有自身的管理目標(biāo)，以此實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)多層次的有效管理，從而從根源實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的優(yōu)化。創(chuàng)建綜合性網(wǎng)管平臺，能夠有效提高網(wǎng)管可靠性[7]。

3.4加強網(wǎng)絡(luò)管理力度

在我國通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，通信方式也越來越多樣化。移動、聯(lián)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(wǎng)絡(luò)。大部分通信部門信號在城市上空相互交織，錯綜復(fù)雜的信號交織導(dǎo)致出現(xiàn)信號混亂，因為無法實現(xiàn)信號合理化的管理，就會導(dǎo)致信號網(wǎng)混亂，降低信號可用價值。所以，就要重視網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)情況背景下數(shù)字化調(diào)度交換機，實現(xiàn)信號的網(wǎng)絡(luò)管理。就目前來說，此種技術(shù)還是發(fā)展前期，相應(yīng)工作人員在使用此項目技術(shù)過程中要能夠加強管理，對此項技術(shù)的使用情況進行嚴(yán)密的控制。另外，還要實現(xiàn)小站電源的集中性控制和監(jiān)控，從而能夠順利實現(xiàn)通信過程，使信號可靠、真實。對鐵路通信網(wǎng)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(wù)管理層、服務(wù)管理層及網(wǎng)絡(luò)管理層構(gòu)成，不同管理層次實現(xiàn)不同管理目標(biāo)的分管，從不同層次實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)管理工程，以此從根本實現(xiàn)通信網(wǎng)管的優(yōu)化，創(chuàng)建綜合網(wǎng)絡(luò)管理平臺，從而使網(wǎng)絡(luò)管理可靠性得到提高。

4鐵路通信光傳輸系統(tǒng)的故障處理對策

4.1光傳輸系統(tǒng)的運行維護

光傳輸通信系統(tǒng)維護對于鐵路通信系統(tǒng)的運行具有一定的影響，不能夠只是根據(jù)事后故障處理，要創(chuàng)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(tǒng)穩(wěn)定性得到提高。

實現(xiàn)光傳輸通信系統(tǒng)的定期維護，維護人員要全面監(jiān)管設(shè)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(nèi)容較為廣泛，主要包括遠程、地面連線及網(wǎng)管等方面的維護內(nèi)容。在實現(xiàn)日常性維護過程中，就是在每天工作中實現(xiàn)維護工作，維護人員要全面掌握設(shè)備即時運行的情況，即時發(fā)現(xiàn)潛在問題，包括檢查設(shè)備溫度，觀察外觀，利用聲音警報實現(xiàn)性能的分析及監(jiān)視，根據(jù)光傳輸通信系統(tǒng)網(wǎng)管功能實現(xiàn)告警信息、運行情況及服務(wù)質(zhì)量的有效分析[8]。

在實現(xiàn)光傳輸通信系統(tǒng)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(xiàn)插拔單板過程中要小心謹慎，并且避免出現(xiàn)倒針情況的出現(xiàn)從而導(dǎo)致短路，為系統(tǒng)帶來嚴(yán)重損失。另外，在接觸單板過程中還要佩戴防靜電腕帶。在設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障需要更換機盤等設(shè)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(zhuǎn)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(wǎng)，使用抽出清洗的方式清洗帶把手的風(fēng)機盒防塵網(wǎng)，在抽出防塵網(wǎng)之后到室外清洗，在通風(fēng)處吹干，清理完成之后將防塵網(wǎng)插回到原來的位置中，不需要將風(fēng)扇電源關(guān)閉。對沒有使用光纖頭及光纖要戴上防塵帽，在實現(xiàn)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(xiàn)光口自環(huán)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(nèi)部尾纖彎曲直徑在4cm以上，實現(xiàn)光板型號的統(tǒng)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(tǒng)故障定位要滿足先搶通后修復(fù)，先外部后傳輸，先干線后支路的原則，因為傳輸設(shè)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(zhǔn)到單站，然后集中精力利用數(shù)據(jù)分析及硬件檢查等多種方法實現(xiàn)故障的排除。

在鐵路通信光纖通信出現(xiàn)故障的時候，傳輸維護人員要在搶通業(yè)務(wù)以后修復(fù)故障。如果影響到正常的業(yè)務(wù)，比如在2Mbit/s業(yè)務(wù)通道中出現(xiàn)了LOS告警，外線的原因?qū)е峦鉄o光告警的出現(xiàn)，單元盤的故障會導(dǎo)致單元實效告警故障等，在此情況中就要搶通業(yè)務(wù)。實現(xiàn)搶通業(yè)務(wù)基礎(chǔ)為具備先決條件，以此保證網(wǎng)絡(luò)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(shè)備故障、電源環(huán)境配套故障、機房故障等多種因素，然后對傳輸系統(tǒng)原因進行查找。另外，在對傳輸設(shè)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(zhǔn)定位故障，之后使用替代法、環(huán)回法、儀表測試法及數(shù)據(jù)分析等方法實現(xiàn)告警判斷[9]。

4.2.2故障定位和解決方法

（1）告警和性能數(shù)據(jù)分析法。如果傳輸設(shè)備出現(xiàn)故障，通過網(wǎng)管和機柜頂部指示燈的觀察得到相應(yīng)的告警事件及性能數(shù)據(jù)信息。對此信息進行分析，能夠?qū)收项愋图霸O(shè)置進行判斷。比如圖1組網(wǎng)中，在神木北設(shè)置網(wǎng)管，假如此時神木北與陰塔之間的業(yè)務(wù)中斷，就會導(dǎo)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(yè)務(wù)的相應(yīng)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(fā)送的信號?？赡軙霈F(xiàn)的故障原因包括府谷東向光板信號的發(fā)送出現(xiàn)問題，或者光路出現(xiàn)問題，或者陰塔光板接受信號出現(xiàn)問題。

（2）替換法。替換法的主要作用就是實現(xiàn)外部設(shè)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(xiàn)單站內(nèi)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(xiàn)不正常工作的單板進行替換，從而實現(xiàn)故障的有效處理。

（3）環(huán)回法。此種方法屬于傳輸設(shè)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(nèi)環(huán)回、外環(huán)回、軟件環(huán)回、硬件環(huán)回等。比如神木北站到府谷站出現(xiàn)RLOS告警，充分展現(xiàn)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(xiàn)故障，或者線路中斷，從而導(dǎo)致光板收光較低。使用環(huán)回法，在府谷站及神木北站實現(xiàn)自環(huán)光板，實現(xiàn)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(xiàn)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(huán)回，通過OTDR精準(zhǔn)定位故障點。

（4）經(jīng)驗判斷法。如果出現(xiàn)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(shè)備部分單板工作狀態(tài)異常，利用單站掉電重啟、復(fù)位單板等手段，能夠及時實現(xiàn)故障的排除，使正常業(yè)務(wù)恢復(fù)。此種處理方法會使維護人員深入掌握傳輸設(shè)備功能，并且具備故障處理相關(guān)經(jīng)驗。那么，要求維護人員不斷實現(xiàn)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，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(jié)，從而使處理系統(tǒng)故障經(jīng)驗?zāi)軌蛱岣遊10]。

5結(jié)束語

在實現(xiàn)鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)日常維護的過程中會出現(xiàn)不同故障，并且伴隨相應(yīng)的告警指示，導(dǎo)致故障的原因較多，不同故障的導(dǎo)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(shè)備故障原則及原因，實現(xiàn)故障處理經(jīng)驗的處理，多開展應(yīng)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(zhǔn)定位并且排除故障。

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