黃昱

摘 要：超長(zhǎng)站距光傳輸技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員提出了新的要求。文章首先介紹了一起運(yùn)行中出現(xiàn)的超長(zhǎng)站距光通信故障，并對(duì)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，總結(jié)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，最后提出提高超長(zhǎng)站距離光通信設(shè)備運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量的建議。

關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)站距光傳輸技術(shù) 故障 分析處理

中圖分類號(hào)：TN93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0022-01

1 光路概況

故障光路光纜全程318 km，衰耗66 dB，傳輸帶寬2.5 G，使用23 dB光功率放大器、14 dB增益喇曼放大器、25 dB增益前置放大器以及2.5G SBS抑制器、FEC前向糾錯(cuò)器、280 km的色散補(bǔ)償模塊，光路設(shè)計(jì)能夠允許的最大衰耗73 dB，線路余量7 dB（見(jiàn)圖1）。

2 故障情況

光路多次出現(xiàn)嚴(yán)重誤碼告警，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該光路在站內(nèi)ODF架處收光功率為-52.9 dBm，收光功率在后向拉曼放大器的最小接收靈敏度接近臨界值（拉曼放大器最小接收靈敏度為-53 dBm）。更換多根備用纖芯測(cè)試后，光路收光功率仍偏低，不能滿足光路正常運(yùn)行要求。

改由本側(cè)發(fā)光，對(duì)側(cè)進(jìn)行接收的方式進(jìn)行測(cè)試。發(fā)現(xiàn)對(duì)側(cè)收光功率能滿足光路正常運(yùn)行要求。排除光纜纖芯衰耗過(guò)大從而導(dǎo)致光路異常的可能。判斷故障原因?yàn)楣饴钒l(fā)送支路異常。

利用光纖端口測(cè)試儀對(duì)ODF架處纖芯端面進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)大部分纖芯端面已出現(xiàn)不同程度的破損（如圖2所示），接入拉曼放大器后會(huì)增加破損程度和全程衰耗，導(dǎo)致光纖傳輸系統(tǒng)的不穩(wěn)定（如產(chǎn)生嚴(yán)重誤碼，嚴(yán)重的會(huì)損壞拉曼放大器）。

更換ODF架處的光纖端面后，經(jīng)測(cè)試收發(fā)光正常，光路恢復(fù)正常。

3 故障原因分析

拉曼放大器的工作原理是基于石英光纖中的受激拉曼散射效應(yīng)，在形式上表現(xiàn)為處于泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)的弱信號(hào)與強(qiáng)泵浦光波同時(shí)在光纖中傳輸，從而使弱信號(hào)光即得到放大。其工作原理示意如圖3所示。泵浦光子入射到光纖，光纖中電子受激并從基態(tài)躍遷到虛能級(jí)，然后處在虛能級(jí)的電子在信號(hào)光的感應(yīng)下回到振動(dòng)態(tài)高能級(jí)，同時(shí)發(fā)出一種和信號(hào)光相同頻率、相同相位、相同方向的低頻的斯托克斯光子，而剩余能量被介質(zhì)以分子振動(dòng)（光學(xué)聲子）的形式吸收，完成振動(dòng)態(tài)之間的躍遷。斯托克斯頻移γr=γp-γs由分子振動(dòng)能級(jí)決定，其值決定了受激拉曼散射的頻率范圍，其中γp是泵浦光的頻率，γs是信號(hào)光的頻率。對(duì)非晶態(tài)石英光纖來(lái)說(shuō)，其分子振動(dòng)能級(jí)融合在一起，形成了一條能帶，因而可在較寬頻差γpγs范圍（40 THz）內(nèi)通過(guò)SRS實(shí)現(xiàn)信號(hào)光的放大。

用激光器產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)光隔離器耦合到波分復(fù)用器，并與信號(hào)光一起通過(guò)波分復(fù)用器（WDM）耦合到一段光纖中，在這段光纖內(nèi)利用受激拉曼散射效應(yīng)使泵浦光能量向信號(hào)光轉(zhuǎn)移，從而信號(hào)光得到放大。如圖4所示。

拉曼放大器的工作原理決定了放大效率不高，所需的泵浦光功率高，通常要幾瓦到幾十瓦，而根據(jù)文獻(xiàn)1的研究結(jié)論，如果光纖端面存在雜質(zhì)缺陷，將導(dǎo)致光纖抗激光損傷能力下降，幾瓦的入纖功率足以引起光纖端面損傷。

4 運(yùn)行維護(hù)建議

因此，使用喇曼光纖放大器時(shí)，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：（1）連接光纖之前，首先檢查所有光纖連接頭是否已經(jīng)清潔。連接器端面如有灰塵或其他污染物，則會(huì)吸收熱量使局部溫度上升而燒傷連接端面。（2）清潔輸入端光纖端面時(shí)，確保放大器的泵浦處于關(guān)閉狀態(tài)，否則將損傷設(shè)備光口。（3）光口連接方向的檢查和確認(rèn)。和接收機(jī)相連的是信號(hào)輸出端；和光纜線路相連的是泵浦輸出端（即喇曼放大器的輸入光口）。千萬(wàn)不可接反，防止對(duì)接收機(jī)造成不可挽回的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]趙興海，高楊，徐美健，等.納秒激光誘導(dǎo)石英光纖端面損傷特性研究[J].物理學(xué)報(bào)，2008，57（8）.