［摘 要］光纖傳輸技術(shù)作為當(dāng)今信息傳輸領(lǐng)域的重要支柱，在電子信息、廣播電視、通信等領(lǐng)域展現(xiàn)出了其獨(dú)特的優(yōu)勢。然而光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸故障時(shí)有發(fā)生，影響了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。文章詳細(xì)分析了光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸中常見的故障類型，并針對性地提出了有效的排除措施與管理辦法。通過實(shí)施這些措施，可進(jìn)一步提升光纖傳輸?shù)倪\(yùn)行質(zhì)量，確保信息傳輸?shù)母咝А⒎€(wěn)定和安全。

［關(guān)鍵詞］電子信息；廣播電視；光纖傳輸；故障；安全

［中圖分類號］TP212.11 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0094–03

1 光纖的基本結(jié)構(gòu)和類型及其工作窗口

光纖是一種高度透明的玻璃纖維，由石英材料拉制而成。光纖主要由纖芯、包層、涂覆層、護(hù)套組成。

纖芯是傳輸光信號的核心部分，其作用是將光信號從一端傳輸?shù)搅硪欢恕０鼘拥淖饔檬菍庑盘栠M(jìn)行反射和保護(hù)，確保光信號在傳輸過程中不會發(fā)生泄露或受到干擾。纖芯和包層都由高純度的SiO2制造而成，也有少量摻雜劑，摻雜劑的目的是為了提高芯層的折射率n1 和降低包層的折射率n2。涂覆層一般采用丙烯酸脂、硅橡膠等材料，主要作用是增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度和可彎曲性。護(hù)套則是進(jìn)一步保護(hù)光纖不受外界環(huán)境的影響，防止光纖受到物理損傷或環(huán)境侵蝕。

為了實(shí)現(xiàn)光信號的有效傳輸，光纖中的纖芯和包層具有不同的折射率。一般來說，纖芯的折射率會高于包層的折射率，這使得光信號能夠在纖芯中實(shí)現(xiàn)全反射傳輸，從而有效地避免了光信號在傳輸過程中的損失。

光纖的分類方法有很多，其中根據(jù)纖芯和包層折射率的關(guān)系，光纖可以分為單模光纖和多模光纖，兩種光纖的折射率如圖1 所示。

單模光纖是指纖芯和包層具有相同折射率的光纖，只能傳播一種模式。單模光纖的光纖折射率主要呈階梯狀分布，纖芯直徑較小，光纖模場直徑一般為4～10 μm，光信號沿著光纖軸向的方向傳播，因此其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)距離、大容量傳輸。

多模光纖則是指纖芯和包層具有不同折射率的光纖。多模光纖的纖芯直徑較大，可以容納成百上千的模式在其中傳輸，不同折射率分布的光纖其傳輸特性完全不同。多模光纖用于低速率、短距離的光纖傳輸。根據(jù)光纖折射率徑向分布的不同，多模光纖可以具體劃分成階躍型多模光纖和漸變型多模光纖。漸變型光纖是折射率在纖芯內(nèi)按某種規(guī)律逐步降低的光纖。階躍型光纖是折射率在纖芯中（半徑區(qū)域a 內(nèi)）保持恒定，在纖芯與包層界面突變的光纖。

漸變型光纖折射率在其界面上是連續(xù)變化的，其中在軸中心的折射率最大。折射率沿著纖芯半徑的方向按拋物線的規(guī)律逐漸減少，其中在纖芯邊緣的折射率最小。因此光信號在纖芯中產(chǎn)生了連續(xù)折射，從而形成了類似于正弦的光射線，帶領(lǐng)著光波沿著纖芯向前傳播。

對于階躍型折射光纖而言，由于纖芯43bdc763f6707215ae1fea71dcc36119和包層的折射率分布有著明顯分界，全反射使得光波在纖芯和包層的交界面形成，同時(shí)形成階梯形的傳輸途徑，引導(dǎo)光波沿著纖芯的方向運(yùn)動(dòng)。

光纖工作的窗口分為以下3 種。

（1）850 nm 波長，又稱為第一窗口，通常用做多模通信。850 nm 損耗相較于1 310 nm 和1 550 nm 而言，損耗較大。在國際標(biāo)準(zhǔn)中，850 nm 在傳輸中的損耗大概為2.5 dB/km，所以850 nm 用于短距離傳輸。

（2）1 310 nm 波長，又稱為第二窗口，根據(jù)激光器的不同，可以有多模、單模兩種類型。第二窗口處波導(dǎo)色散和材料色散相反，可能使二者抵消，使總色散為零。國際標(biāo)準(zhǔn)中，1 310 nm 在傳輸中的損耗大概為0.4 dB/km，所以1 310 nm 多用于中遠(yuǎn)距離傳輸。

（3）1 550 nm 波長，又稱為第三窗口，用于單模通信。國際標(biāo)準(zhǔn)中，1 550 nm 在傳纖中的損耗大概為0.2 dB/km，所以1 550 nm 多用于遠(yuǎn)距離傳輸。

圖2 為光纖的衰減隨波長變化的示意圖。

2 光纖傳輸過程中常見故障及其應(yīng)對方法

2.1 因光纜自身質(zhì)量問題而引發(fā)的傳輸故障及應(yīng)對方法

為避免由于光纜自身的質(zhì)量問題影響光纜傳輸運(yùn)行穩(wěn)定性，在光纜接續(xù)前應(yīng)根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范對光纜進(jìn)行單盤檢驗(yàn)，主要進(jìn)行外觀目視檢查和光電性測試。

2.1.1 外觀目視檢查

應(yīng)該重點(diǎn)目視檢查光纜盤有無變形，護(hù)板有無破損，各類型相關(guān)資料和證明材料是否齊全；開盤后應(yīng)重點(diǎn)檢查光纜保護(hù)外皮有無破損，光纜的端頭密封是否嚴(yán)密，光纜的A/B 端標(biāo)識顏色是否正確、明顯；對于經(jīng)過檢驗(yàn)的光纜應(yīng)做好相應(yīng)記錄，并且在纜盤上做好標(biāo)識。外觀檢查的工作應(yīng)邀請材料供應(yīng)單位相關(guān)人員一起進(jìn)行。

2.1.2 光纜光電性能檢驗(yàn)

（1）光纜單盤總損耗測試。一般采用OTDR 法，也稱后向散射法。同時(shí)應(yīng)該增加1 500 m 左右的測試光纖，用來消除OTDR 的盲區(qū)，并且做好相關(guān)的記錄工作。

（2）光纜長度的復(fù)測。應(yīng)全部進(jìn)行二次復(fù)測，復(fù)測完成后根據(jù)廠家資料上標(biāo)注的折射率系數(shù)，利用光時(shí)域反射儀測試出光纖的具體長度，之后根據(jù)廠家標(biāo)注的扭絞系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，進(jìn)而得出單盤光纜的長度。

（3）光纖后向散射信號曲線觀察。是為了判斷和觀察光纜在制作或運(yùn)輸?shù)倪^程中，內(nèi)部的光纖是否存在壓傷、壓斷或輕微裂傷的現(xiàn)象，從而可得知光纖內(nèi)部是否存在缺陷和光纖隨長度的損耗分布是否均勻。

（4）光纜護(hù)層的絕緣檢查。在無特殊要求下，施工現(xiàn)場不進(jìn)行檢查，但要對光纜纜盤的包裝和護(hù)板及光纜的外護(hù)層進(jìn)行外觀目視檢查。

2.2 因光纜未按照施工工藝進(jìn)行敷設(shè)造成的傳輸故障及應(yīng)對方法

光纜線路敷設(shè)是確保光纜正常傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)。因此，在光纜線路敷設(shè)時(shí)要注意做好以下幾項(xiàng)基礎(chǔ)工作。

（1）在光纜敷設(shè)前應(yīng)該制訂相應(yīng)的光纜敷設(shè)方案，并由相應(yīng)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行審核簽字后才可以實(shí)施。

（2）在敷設(shè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工操作規(guī)程進(jìn)行，配備必要的放纜機(jī)具，按照規(guī)范要求盤好“∞”形。根據(jù)不同的施工環(huán)境配備足夠的敷纜人數(shù)，控制好放纜的速度，保證光纜的彎曲半徑，并要在關(guān)鍵點(diǎn)安排有豐富經(jīng)驗(yàn)的人員具體負(fù)責(zé)，保證光纜在現(xiàn)場指揮人員的視線范圍以內(nèi)。

（3）在敷設(shè)工作結(jié)束后工作人員應(yīng)再次檢查所敷設(shè)光纜是否符合相關(guān)規(guī)范的要求，并按照規(guī)范要求在光纜上懸掛相應(yīng)的標(biāo)志牌或指示牌。

2.3 因光纜接頭盒密封不嚴(yán)密引發(fā)的傳輸故障及應(yīng)對方法

光纜接頭盒的類型主要分為臥式和帽式，要根據(jù)現(xiàn)場施工的要求和實(shí)際情況選擇合適的接頭盒。根據(jù)不同場景選擇合適的接頭盒不僅能保證接頭盒嚴(yán)密性還能保證光纜的運(yùn)行質(zhì)量。光纜接頭盒一般處于戶外或地下，一旦進(jìn)水，會直接導(dǎo)致光信號的衰減，從而影響光纜傳輸?shù)倪\(yùn)行穩(wěn)定。密封工作沒有做好的話，甚至可能影響到人身安全，所以在現(xiàn)實(shí)工作中要對接頭盒進(jìn)行密封處理。

帽式接頭盒在光纜進(jìn)入接頭盒的部位采用熱縮密封套管，使得光纜與接頭盒連成一體。并且在上下蓋合攏處利用擠壓橡膠圈使得橡膠圈變形從而進(jìn)行密封，但是臥式接頭盒在上述兩個(gè)部位均使用非硫化橡膠材料進(jìn)行密封，水氣和潮氣可通過這兩個(gè)渠道進(jìn)入接頭盒內(nèi)部。

非硫化橡膠材料作為一種高分子材料，在光纜接頭盒的制造中起到了關(guān)鍵作用。這種材料具有一定的粘度，當(dāng)受到外力作用時(shí)，能夠發(fā)生形變并填滿空隙，從而達(dá)到防潮的效果。然而，這種材料的物理特性極易受溫度變化的影響，特別是在粘有雜質(zhì)后，其密封性能會迅速下降。

與臥式接頭盒相比，帽式接頭盒使用的熱縮性套管具有更為穩(wěn)定的物理特性，同時(shí)在防潮處理工藝上也更為精細(xì)。這些特點(diǎn)使得帽式接頭盒在避免接頭盒內(nèi)部受潮、保持光纜傳輸性能穩(wěn)定方面表現(xiàn)出色。

在實(shí)際應(yīng)用中，帽式接頭盒的優(yōu)異性能得到了廣泛認(rèn)可。其不僅能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境條件，還能有效延長光纜的使用壽命。此外，帽式接頭盒的安裝和維護(hù)也相對簡便，降低了運(yùn)營成本。

總之，帽式接頭盒為光纜傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障，故在密封性能要求更高的地方應(yīng)該選用帽式接頭盒。

2.4 因熔接不科學(xué)而引發(fā)的故障及應(yīng)對方法

如果光纜的熔接質(zhì)量欠佳，會使信號的接收變得不理想，或者會產(chǎn)生信號錯(cuò)亂的問題。為了有效規(guī)避這一問題，工作人員必須加強(qiáng)對光纜的熔接處理。同時(shí)為了提高故障判斷的準(zhǔn)確性，工作人員要及時(shí)檢查設(shè)備的工作狀態(tài)，如果光設(shè)備的工作狀態(tài)處于正常狀態(tài)，但使用光功率計(jì)測量光功率卻顯示異常，這時(shí)工作人員應(yīng)該打開光纜接頭盒，并檢查接頭盒內(nèi)是否存在光纖斷裂的情況。若接頭盒內(nèi)存在光纖斷裂的情況，則此時(shí)需要專業(yè)技術(shù)人員對光纖進(jìn)行再次熔接，一般經(jīng)過科學(xué)的再次熔接，就能夠有效避免光纖再次斷裂。

在光纖接續(xù)的過程中監(jiān)測一般采用OTDR 監(jiān)測法，監(jiān)測內(nèi)容一般是接續(xù)點(diǎn)損耗測試。光纜接續(xù)點(diǎn)的接續(xù)損耗測試應(yīng)對所接續(xù)的每一根光纖進(jìn)行雙向測試，光纖接續(xù)點(diǎn)的損耗值應(yīng)取雙向測試的算術(shù)平均值。進(jìn)行光纖接續(xù)點(diǎn)監(jiān)測時(shí)，同時(shí)還可以在OTDR 上測試所接續(xù)光纖的纖長。光纖接續(xù)過程中監(jiān)測的光纖長度和雙向接續(xù)損耗值應(yīng)做好記錄，并填入竣工測試記錄的“光纖接頭損耗測試記錄”表中。

在進(jìn)行光纖接續(xù)點(diǎn)接續(xù)損耗監(jiān)測時(shí)，還應(yīng)觀察接續(xù)點(diǎn)兩側(cè)光纖的后向散射曲線，根據(jù)該曲線的形狀進(jìn)行判斷和分析所接續(xù)光纖是否存在損傷、斷裂等問題。在實(shí)際工作中，一般推廣使用遠(yuǎn)端環(huán)回監(jiān)測法對光纖接續(xù)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，該方法可以一次性地對光纖接續(xù)點(diǎn)進(jìn)行正向與反向的段長和接續(xù)損耗測試。

3 結(jié)束語

光纖傳輸技術(shù)在光纜傳輸中發(fā)揮著巨大的作用。在工作中需有效避免上述問題，以大幅提升光纖傳輸運(yùn)行的穩(wěn)定性。而如何確保光纖傳輸運(yùn)行的穩(wěn)定性需要不斷研究及實(shí)踐，從而全面發(fā)揮光纜傳輸?shù)膬?yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘宇寧. 光纖傳輸技術(shù)在有線電視信號傳輸中的應(yīng)用[J].廣播電視網(wǎng)絡(luò)，2022，29（2）：45-47.

[2] 魏曉. 廣播電視光纜系統(tǒng)常見故障及防范措施[J]. 西部廣播電視，2014（19）：179.