铁路通信中的光传输系统故障处理策略

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摘 要：在社会市场经济及现代通信技术不断发展的过程中，我国铁路事业也在持续的发展，交通运输转成为人们重视的问题。在铁路运输过程中，通信越来越成为重要的技术、安全保障及组成部分。铁路通信网正在朝着数字庞大通信网络发展，光纤传输属于主要的方式。基于此，本文就对光纤传输问题及保护措施进行分析，分析铁路通信过程中光传输系统的故障，制定针对性的处理对策，实现铁路通信系统的完善。
关键词：铁路通信 光传输系统 系统故障 处理策略
通信属于铁路运输过程中尤为重要的组成部分，在铁路通信网络中主要的通信方式为光纤通信。作为数字化网络方式，光纤通信备受社会重视。但是在铁路通信网光纤传输过程中会出现多种问题，要求相关部门能够使用合理有效的措施提高通信网光纤传输过程中的安全性，从而保证通信网络安全有效的传输。
1光传输通信系统分析
光传输通信系统主要包括光接收机、光发送机、中继器和光纤，电信号发送设备对光发送机实现电信号的输出，光发送机使电信号转变成为光信号到光纤中传送，光信号利用光纤到光接收机中传输，光接收机使光信号转变为电信号发送到接收设备中，假如传输距离长，就要在其中添加光中继器[1]。
光发送机主要的作用就是使电信号转变为光信号，并且实现光纤的耦合实现传输。光发送机主要包括驱动电机、光源、控制电路，其主要核心部分为光源。光传输通信系统中的光源主要包括半导体激光二极管。LD主要是光纤传输系统中使用，LED一般是在低速率及短距离系统中使用。因为光纤色散对于光信号畸变作用和光源谱宽、信号传输距离具有密切的关系，在高速率及长距离系统中要使用分布反馈激光器等一系列单纵模激光二极管成为光源。DFB激光器制作的工艺较为简单，其属于最常使用的单纵模激光器[2]。
光纤属于光信号传输的主要通道，对比其他的信号传输方式，光纤主要优势就是传输损耗比较低，体积比较小，传输容量大并且重量比较轻。光纤属于光纤通信传输的媒介，和光源、检测器被称之为光传输通信主要要素。光接收机通过光纤实现光信号的接收。通过处理之后恢复到原始电信号，到电接收机中发送。光接收机通过后续前置放大器及光检测器等部分构成，其主要部分为光检测器。光检测器和光源相同，都属于有源光器件，其主要作用就是使光信号朝着电信号进行转变。一般所使用的光检测器包括雪崩光电二极管及PIN光电二极管。光接收机前端主要包括前置放大器及光检测器，其主要作用就是使耦合到光电检测器的光信号转变为电信号，之后实现放大，并且使电流信号转变成为电压信号，便于后級处理[3]。
2铁路通信中光传输系统的安全问题
传统的铁路通信都是根据铁路路线创建的，网络较为复杂，所以会受到不同程度及方面的安全威胁，主要表现为：
（1）外部因素。传统的铁路通信都是根据铁路所建设的，铁路经过的大部分都是空旷地带，那么雷电、台风等极端天气的时候，通信网络就会受到损坏。另外，在雷电天气中，还会使通信质量降低甚至通信中断，从而导致信号不能够安全有效进行传输。在此种极端天气中，因为外部因素会导致通信传输出现问题。
（2）内部因素。在铁路通信过程中不仅会受到外部因素影响，其中内部因素也是需要充分考虑的问题。比如铁路通信安装技术及检修等技术的不完善，导致降低了铁路通信过程中的安全性[4]，主要包括：
其一，自动监测的技术水平较低。光纤通信路程长，假如在长路程中的某个点出现问题，就会导致光纤通信出现问题。现代通信技术无法实现出现问题位置的精准寻找，在确定问题位置过程中，会对铁路通信造成影响，以此导致铁路运输出现较大的损失。许多光缆受损的事件，导致大范围的信号中断，为人们通信及生活都造成了严重的影响，都是因为无法在短时间内精准寻找受损地点导致的，要对受损光缆反复的排查才能够修复受损的光缆。
其二，信号可靠性较低。在铁路通信线路修建过程中，不只是包括铁路通信一条线路，不同地区的通信光缆也比较多，因此信号的相互交错会出现信号混乱的情况。另外，通信需要的电量都是根据小站电源实现的，没有人看守，种种因素叠加就会对线路通信信号可靠性造成影响。
其三，维修人员的技术问题。维修人员在维修铁路光纤通信过程中具有重要的作用，如果维修人员技术无法满足实际的需求，或者无法利用自身的专业知识有效判断问题的原因，就无法有效修复光缆，就会影响到通信。
上述外部及内部的安全隐患因素中，铁路通信维修部门就有义务和责任对其进行解决，并且从目前社会发展情况分析，通信安全对于社会都具有较大的影响，所以要重视通信安全，实现其优化及发展，以实际情况寻找相应的解决方法[5]。
3提高铁路通信光传输安全保护措施
3.1提高光纤的抗干扰能力
恶劣天气会对光纤传输安全性造成影响，所以就要使用有效措施使光纤对于恶劣天气抗干扰能力进行提高。寻找抗干扰光纤材料，就是紫外固化油墨材料。我国传统主要是从外国进口此种材料，所以材料费用比较高。所以，此种材料并没有在我国铁路通信光传输系统中使用。通过长时间的努力，我国已经能够实现此材料的自主研发，并且将其材料投入到铁路线路中使用，以此提高光纤对于恶劣天气抗干扰的能力，从而使通信传输安全性得到提高。
3.2提高维修人员技术水平
在光纤通信的过程中，检测是尤为重要的工作。如果检测技术水平比较低，就会对通信安全性及顺畅造成影响。就目前分析，我国检测水平较低，虽然使用SDH传输系统，其能够实现环路自愈、自动检测，在线路阻断之后，设备还是无法对检测问题进行解决。那么，检测人员就要使自身的素质得到不断的提高，从而有效提高检测质量。企业能够通过以下方面提高维修人员检测水平。在招聘工作人员的过程中，要选择具有较高专业素质水平的人才。如果条件允许，要使其能够进行现场维修，从而对工作人员专业水平进行测验。另外，还要定期对工作人员进行培训，提高工作人员的专业技能。在实现工作人员培训的过程中，使检测人员能够有效掌握最新技术，使工作人员技能水平得到提高[6]。
3.3提高网络管理信息可靠性
在使用双路由互保系统基础上充分使用数字式调度交换机实现网络管理，目前此技术在初始应用阶段中，所以对于此技术使用过程中要格外的谨慎，实现其有效管理。还能够实现铁路通信电源的集中监管，保证在通信过程中电源不会中断，提高可靠性。基于立体式及分层次管理结构的铁路通信网主要包括网络、服务、事务、网元等多管理层组合构成。在不同管理层中都具有自身的管理目标，以此实现铁路通信网多层次的有效管理，从而从根源实现铁路通信网的优化。创建综合性网管平台，能够有效提高网管可靠性[7]。
3.4加强网络管理力度
在我国通信技术不断发展的过程中，通信方式也越来越多样化。移动、联通及典型都属于对我国具有较大影响力的通信方式，并且都具有自身通信网络。大部分通信部门信号在城市上空相互交织，错综复杂的信号交织导致出现信号混乱，因为无法实现信号合理化的管理，就会导致信号网混乱，降低信号可用价值。所以，就要重视网络管理，使信号可靠性提高具有重要意义。为了使信号处理可靠性得到提高，利用基本系统情况背景下数字化调度交换机，实现信号的网络管理。就目前来说，此种技术还是发展前期，相应工作人员在使用此项目技术过程中要能够加强管理，对此项技术的使用情况进行严密的控制。另外，还要实现小站电源的集中性控制和监控，从而能够顺利实现通信过程，使信号可靠、真实。对铁路通信网管理体系进行分析，表示其属于分层及立体化的框架，通过事务管理层、服务管理层及网络管理层构成，不同管理层次实现不同管理目标的分管，从不同层次实现铁路通信网管理工程，以此从根本实现通信网管的优化，创建综合网络管理平台，从而使网络管理可靠性得到提高。
4铁路通信光传输系统的故障处理对策
4.1光传输系统的运行维护
光传输通信系统维护对于铁路通信系统的运行具有一定的影响，不能够只是根据事后故障处理，要创建立体式维护机制，利用周期性和日常性的维护，使光传输通信系统稳定性得到提高。
实现光传输通信系统的定期维护，维护人员要全面监管设备的长时间运行，将周期维护划分成为季度、年度、月度及单周，维护的内容较为广泛，主要包括远程、地面连线及网管等方面的维护内容。在实现日常性维护过程中，就是在每天工作中实现维护工作，维护人员要全面掌握设备即时运行的情况，即时发现潜在问题，包括检查设备温度，观察外观，利用声音警报实现性能的分析及监视，根据光传输通信系统网管功能实现告警信息、运行情况及服务质量的有效分析[8]。
在实现光传输通信系统中单板更换及插拔操作的过程中，由于工作架子单板插入位置中具有大量的细小插針，那么在实现插拔单板过程中要小心谨慎，并且避免出现倒针情况的出现从而导致短路，为系统带来严重损失。另外，在接触单板过程中还要佩戴防静电腕带。在设备运行过程中出现故障需要更换机盘等设备的过程中，要求操作人员佩戴静电腕带，拔出机盘要立刻转到人防静电塑料袋中，对需要维修的机盘加上防震包装，避其他的元器件受到损坏。还要定期清洗防尘网，使用抽出清洗的方式清洗带把手的风机盒防尘网，在抽出防尘网之后到室外清洗，在通风处吹干，清理完成之后将防尘网插回到原来的位置中，不需要将风扇电源关闭。对没有使用光纤头及光纤要戴上防尘帽，在实现线路割接及光纤拔插过程中使用专门清洁器对光纤头及光板光口进行清洁，保证不影响到光功率。在实现光口自环过程中不能够烧坏光口，添加合适光衰。不能够常开光连接器，光纤不能够小角度弯折，保证机柜内部尾纤弯曲直径在4cm以上，实现光板型号的统一更换。
4.2故障定位和解决方法
4.2.1故障定位的原则
传统故障定位要满足先抢通后修复，先外部后传输，先干线后支路的原则，因为传输设备具有站和站之间远距离使用的特点，在故障定位过程中要精准到单站，然后集中精力利用数据分析及硬件检查等多种方法实现故障的排除。
在铁路通信光纤通信出现故障的时候，传输维护人员要在抢通业务以后修复故障。如果影响到正常的业务，比如在2Mbit/s业务通道中出现了LOS告警，外线的原因导致外无光告警的出现，单元盘的故障会导致单元实效告警故障等，在此情况中就要抢通业务。实现抢通业务基础为具备先决条件，以此保证网络过程中及故障通道起始点具备相同的可用通道资源。
在故障处理的过程中，要有效排除终端设备故障、电源环境配套故障、机房故障等多种因素，然后对传输系统原因进行查找。另外，在对传输设备故障原因查找的过程中，要以多个站点同时上报告警和性能情况对判断进行分析，从而缩小范围，精准定位故障，之后使用替代法、环回法、仪表测试法及数据分析等方法实现告警判断[9]。
4.2.2故障定位和解决方法
（1）告警和性能数据分析法。如果传输设备出现故障，通过网管和机柜顶部指示灯的观察得到相应的告警事件及性能数据信息。对此信息进行分析，能够对故障类型及设置进行判断。比如图1组网中，在神木北设置网管，假如此时神木北与阴塔之间的业务中断，就会导致神木北无法到阴塔登录，并且府谷东向光板具备高阶通道接收缺陷指示告警，并且神木北及阴塔业务的相应通道也具备低阶通道接收缺陷指示告警。判断以上告警信息，阴塔并没有接收到来自府谷发送的信号。可能会出现的故障原因包括府谷东向光板信号的发送出现问题，或者光路出现问题，或者阴塔光板接受信号出现问题。
（2）替换法。替换法的主要作用就是实现外部设备问题的排除，比如交换机、中继电缆、光纤等，或者故障在单站定位之后实现单站内单板问题的排除。替换法较为简单，并且容易使用，在对非光板故障处理过程中使用较为广泛，也能够利用备用单板实现不正常工作的单板进行替换，从而实现故障的有效处理。
（3）环回法。此种方法属于传输设备定位故障使用最有效且最常用的方法，其具有多种方式，比如内环回、外环回、软件环回、硬件环回等。比如神木北站到府谷站出现RLOS告警，充分展现府谷接收到神木北站光功率的门限比较低，主要是因为府谷站光板、神木北站光板出现故障，或者线路中断，从而导致光板收光较低。使用环回法，在府谷站及神木北站实现自环光板，实现是否为本端光板硬件故障的判断。如果确定府谷站及神木北站没有出现故障，那么就可以认为线路故障，利用神木北或者府谷确认远端环回，通过OTDR精准定位故障点。
（4）经验判断法。如果出现特殊情况，比如外部电磁干扰、瞬间供电异常及低压等，从而使传输设备部分单板工作状态异常，利用单站掉电重启、复位单板等手段，能够及时实现故障的排除，使正常业务恢复。此种处理方法会使维护人员深入掌握传输设备功能，并且具备故障处理相关经验。那么，要求维护人员不断实现业务学习，使故障处理、操作、判断等能力得到提高，在对典型故障进行处理之后进行总结，从而使处理系统故障经验能够提高[10]。
5结束语
在实现铁路传输网络日常维护的过程中会出现不同故障，并且伴随相应的告警指示，导致故障的原因较多，不同故障的导致原因也各有不同。从而要求工作人员能够有效掌握故障定位及设备故障原则及原因，实现故障处理经验的处理，多开展应急故障演练，明确故障处理过程中的思路，还要掌握故障处理的方法，缩短处理故障过程中的时间，以此精准定位并且排除故障。
参考文献：
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