广电光缆传输网络的运行与维护

陈李军

国家新闻出版广电总局五五四台

【摘要】 本文分析了广播电视安全播出业务中光缆传输网络重要性，以及在运行维护中应掌握的方法、注意的细节、系统的指标，只有完成光缆系统优质、稳定、可靠的传输，才能确保安全播出运行。【关键词】 广播电视 光缆传输网络 传输特性测量 运行维护 光纤通信至今有大约30多年的历史，它以光做为信息载体，以光纤做为传输媒介，具有损耗小、容量大、抗干扰、稳定可靠等突出的优点，承担起千家万户正常收看广播电视节目的重任。在光缆通信中，光缆传输网络连接着广播中心、电视中心、卫星地球站和节目集成平台等，并向各地有线广播电视系统提供节目源。光缆网络因受一些不可抗拒的外力影响（沿线施工、自然灾害、偷盗等）以及点多线长、环节多的因素，一旦发生停播事故，系统短时间内难以恢复，安全播出将受到较大影响。因此为了提高光缆传输网络的安全播出水平，就要提高网络抵抗外力影响的能力，以及加强安全播出运行、维护工作的有效性和应急处置的能力，技术管理跟得上才能真正地做好光缆网络的安全播出工作。 1 光缆线路的基础是关键光缆线路是光缆传输网络的重要组成部分，也是光缆传输在安全播出中的薄弱环节。在历次的光缆网络安全播出事故中，大部分都是因为光缆线路中断引起的。光缆线路中断不但与运行维护管理水平不到位有关，而且也与光缆施工质量、中心站和节点站引接线路建设情况、备用纤芯质量也有很大关系。1.1 网络的结构与保护基础传输网是光缆的干线传输的基础，是广播电视业务的传输通道和传输平台。在同步数字系列（SDH）的网络结构中，线型、星形、树形结构它们的物理上不具备信号的双路由，属于安全性能较低的网络；环形、网孔型结构中由于每个网元到其他网元至少有两条路由，网络安全性较高。鉴于安全播出要求，广播电视基础传输网络的网络保护应满足单条路由中断情况下，广播电视业务保障不受影响，网络结构应采用自愈环技术。1.2 备纤在广播电视行业中安全播出是永恒的主题。无论什么原因造成的不利于安全播出的因素，都要在短时间内恢复。而在外力的影响下，造成光缆发生部分纤芯中断的情况时，都会造成在用设备系统中断。当出现这种情况时，由于断点隐蔽，线路长不易及时发现和处理，会对安全播出造成重大无法挽回的后果。如果迅速调纤处理，就能将停播降到最低程度。备纤在光缆传输中举足轻重。备用纤芯也是日常维护的重要内容之一，定期的测试及时了解备用光纤的各项指标，可以随时掌握光缆线路的运行情况。1.3 施工工艺通常光缆施工有架空、地下埋设管道、直埋等方面。对于架空线路，必须考虑如何最大限度地减少使用中光缆的移动。因温度变化、光缆自重、风吹摆动等引起的光缆移动，很容易造成机械损伤而影响传输性能。在施工和使用过程中，必须保证光缆的最小弯曲半径和要求，一般光缆在敷设时允许弯曲半径为60cm，静态时大于20cm。地下埋设管道敷设光缆对于线路正常运行和维护管理是比较安全的做法。地下管道敷设的光缆，最好使用铠装光缆以避免被牵拉时受损和防止老鼠的咬坏。管道正常情况下深埋0.8m，特殊情况0.6m 。穿管时牵引光缆的速度要均匀，一般每分钟不超过10m，并尽量避免间断顿挫，避免生拉硬拽。为减轻工作强度和保证质量，最好配置专用的光缆放线车。进行光缆敷设完成后，在管道出入口要用纸筋石灰和麻布填充堵赛，防止鼠虫钻入管道咬坏光缆，同时也能起到防水、防潮的作用。对管道出入口的光缆线，必须使用镀锌铁管或塑料管包封直接保护，一般高度在2.5m~3m左右，并将保护管固定在电杆上，防止人为损坏光缆。光缆地下埋设应决定于挖地沟的深度及转弯处的弯曲半径，光缆在沟内移动时要减少摩擦与振动。直埋光缆应使用铠装，防止动物啮齿破坏。最后要将地沟填埋结实，防止地面上施加过大的压力。广播电视光缆干线网很多采用架空敷设，主要原因是山地、丘陵地带架空方式，敷设比较方便；城市直埋难度大多采用的是电力线杆附挂方式，施工方便快捷。一旦随着城市和新农村建设发展规划的要求，这两种形式受到的影响和损害就很大。笔者曾遇到因南水北调工程施工方野蛮施工，造成光缆线路一月内4次被铲车挂断的情况。而采用通信管道内敷设光缆是比较快捷相对也比较安全的。但无论采用何种工艺敷设方式，都要满足技术指标的要求：直埋的深度、架空的高度；纤芯接续、成端质量；光纤线路的各项技术指标等满足规范要求。1.4 统一的外接时钟源SDH网中所有节点的时钟频率和相位都必须控制在预先确定的容差范围内，从而保障网内的各传输点的全部数据信息实现正确有效的传送，避免由于数字传输系统中收发定位不确定导致的传输性能降低。1.5 重要的元器件备份为了避免设备运行中某些重要的原件出现故障造成站点的瘫痪，关键的元器件、电源模块保证1+1的备份方式，而重要的业务板件、基础网络的接口板保证N+1的备份方式。电源的配置一般采用与设备负荷相匹配的UPS电源供电，为设备供电方式保证有两路以上，具备自动切换。1.6 网管系统的备份一旦网管系统服务器发生故障，在备用服务器上的所有网管信息和系统配置数据能保证整个的网管系统正常运行。在保障中心站传输的网管系统安全运行的情况下，宜配置异地备份网管系统。1.7 网管异态信息查询网管系统能实时监测传输设备系统的运行情况，记录设备系统的传输性能参数、业务配置数据和异态信息，为方便对设备系统进行运行统计、查找隐患核事故分析，在网管系统及时备份的基础上，要求异态信息至少保存一年以上。1.8 做好维护人员的业务培训维护管理人员必须熟练掌握设备的运行状态，定期有计划的组织相关人员进行业务培训工作，定期进行业务演练、故障分析，熟练掌握应急处置预案，提高处理问题的能力，缩短抢修时间。 2 运行维护运行和维护体系包含了运行维护和机构的设置以及运行维护工作的组织管理机制。在机构设置、人员配置、责任划分、管理制度和提高工作效率方面，对保障安全播出起到至关重要的作用。2.1 基本要求2.1.1 值班要求：为了保证实时掌握光缆网络的运行状态，发现问题及时处置，必须保障24小时有人值班、留守，值班留守人员能及时熟练的处理故障和恢复业务。2.1.2 巡线要求：在光缆干线网络安全播出的事故中，大多原因都是因为线路被挖断、大车路过被挂断，线路的巡视是降低事故的最好方法。要合理配置巡线员，线路的巡视一定做到步巡，并要有严格的监督机制。要把严而又严、细而又细，工作责任心强、工作业务熟练的人员放在关键岗位。2.2 故障排查原则发生故障后及时处理，不等不靠。网络重要保障业务发生中断，在原因不明的情况下，采用切换热备分系统解决问题；故障发生后暂时没有影响到网络重要保障业务时，要谨慎采取措施，避免事故影响面的扩大。2.3 维护管理光缆干线网点多、面广，维护工作涉及技术专业多、人员多，且以电信或网通代维为主，维护管理难度大，维护工作要分界，维护质量要高，维护要有管理计划，必须做到“科学管理、精心维护”。2.3.1 制订切实可行的检修计划：检修工作是保证各种广播电视设备正常运行的重要措施。要认真贯彻“预防为主”的方针，不断提高处理故障的能力。人人都要努力掌握设备运行的规律，保证设备运行性能良好，使设备得到充分发挥最大效能。根据维护的设备制订维护周期，对检修内容、检修周期、检修方法、质量要求和使用工具、仪器、材料以及安全措施要有明确规定。严格按照检修计划周期表进行日常检修工作，做到不多检、不漏检、不失检。2.3.2 资料存档：维护工作是连续、长期的工作，要及时记录并存档。以便及时对比分析，查找隐患、处置隐患。通过记录、存档，可将部分零散的维护信息统一整理成完整的技术维护资料。2.4 定型故障、设备预案定期补充完善针对不同类型的故障，制订合理的抢修时限，既要符合客观实际情况，也要体现最快恢复线路的原则。预案和流程应不定期的演练，抢修预案和应急预案流程根据维护区域内的情况变化，及时完善和修订，尤其是光缆路由的变化、在用纤芯变化情况。 3 光缆传输链路特性的测量性能参数和指标是维护整个系统的重要依据，只有通过测量指标，才能够了解系统的性能是否达到设计指标，以及系统运行的状况，发现问题的症结，找到解决问题的方法，给系统的施工、安装、调试、维护提供准确的依据，保证系统正常运行。3.1 光功率的测量测量光功率一般采用光功率计。用来测量光功率的大小、线路的损耗、系统冗余度以及接收灵敏度的仪器。光功率计往往有几个探头，波长覆盖范围0.4μm到1.7μm，这样不仅光纤通信的几个窗口（0.8μm、1.31μm及1.55μm）可用，其他领域的（如可见光）也可使用。它的测量范围在-90到+20dBm。测量方法：

图1 光功率测量原理图

3.2 光调制度的测量作为光传输设备，在额定的电输入信号电平时，是以能达到额定的调制度来设计的。光调制度的测量，不是直接测量光信号，而是去测量经过光电变换后的电信号。光电转换时，光载波的平均强度（就是无调制时的强度）是直流分量。由于信号是交流分量，只要将直流分量与交流分量分离，就可得到光调制信号。测量方法：

图2 光调制度测量原理图

3.3 光传输链路损耗的测量

光纤的损耗是光纤最基本的参数之一，对光纤通信系统性能起着关键的作用。测量的方法有：切断法、插入损耗法、后向散射法。

切断法：就是把稳定光源输出的光正确注入待测光纤，并测得输入刚功率。在保持注入条件不变，在距离注入段2-3米处切断光纤，

测量出短光纤的输出光功率P₁（λ），将P₁（λ）作为待测光纤的注入光功率，利用公式A（λ）=10lg（P₁/ P₂）（dB）和α(λ)=A(λ)/L（dB/km）计算待测光纤的衰减A（λ）以及衰减系数α(λ)。

图3 切断法测量图原理图

插入损耗法：因切断法具有破坏性，现场测试时很困难、很费时，现场测试常用插入损耗法。由光发射设备和光接收设备组成一个完整的光纤传输系统，待测光纤极为传输部分。该方法的测量精度不如切断法的精确度高，但其不具破坏性，测量简单，被广泛适用于工程、维护上。

图4 插入法测量图

后向散射法：是一种非破坏性的测试方法。与上述两种方法有本质区别。只需在光纤的一端进行，有较好的重复性。可以测量光纤的的衰减系数，还能提供光纤长度损耗特性的情况，还可以检测光纤的物理缺陷或断裂点的位置，测定街头的损耗和位置，测量结果在仪器上自动记录和显示。利用这种方法做成的仪器就是我们常用的光时域反射计（OTDR）。

测量时将大功率的窄脉冲光注入到待测光纤中，通过分析光脉冲在光纤中由于后向散射返回到注入端的光信号的变化，可得到光信号沿光纤传输的情况。

图5 后向散射法测量原理图

4 结束语科学严格的管理机制、防患于未然的全新维护理念、健全维护队伍、制定科学的检测维修方法、注意细节以及完备的信息资料都是光缆线路运行的有力保证。只有确保光缆系统优质、稳定、可靠的传输，才能更好的为广播电视传输服务，进一步推动广播电视事业的发展。 参考文献：1. 徐宝强?杨秀峰?夏秀兰.《光纤通信及网络技术》北京航空航天大学出版社.2001.92. 李鉴增?焦方性《有线电视综合信息网技术》.人民邮电出版社.2002.83. 方德葵?关亚林?王晖?牛亚青.《有线电视网络与传输技术》.中国广播电视出版社.2005.34. 杨一曼.《广播电视安全播出管理规定实施细则》中国广播电视出版社.2012.1 编辑：中国新闻技术工作者联合会