宽带传输网络线路监测方法研究

楼一峰

【摘要】随着我国现代社会的发展，光通信领域技术水平也得到了高速提升，作为现代网络信息传输的重要媒介，光纤已经成为了通信领域最主要的传输网络线路建设主要方式。如今我国人民更为重视宽带传输速度和稳定性，通过一系列调查研究可以发现，光纤传输网络比较容易发生故障，受到故障中断问题的影响，会给社会经济带来严重损失，正因如此，近些年来，光纤宽带传输网络线路监测成为了相关部门重点研究和关注的对象。加强光纤线路的監测可以保障第一时间发现故障问题，从而避免因为故障导致的经济损失，除此之外，加强光纤线路监测还可以在一定程度上节约波长资源，从而降低需要投入的经济成本。对于光纤线路监测工作来说，如何避免其对业务信息传输所产生的影响是目前急需解决的问题，基于此，本文针对宽带传输网络线路监测方法和技术进行了深度研究和分析。

【关键词】宽带传输;网络线路;监测;方法

中图分类号：TN929                文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.011.004

如今我国采取的宽带接入技术已经转变为了全光通信网络接入，传统的铜线网络接入模式已经遭到淘汰，而随着光纤通信网络的建立和推广，在这张庞大的通信网络中发生故障问题的几率越来越高，为了减少发生故障的次数并缩短故障持续时间，加强对宽带传输网络线路的监测有重要意义。本文通过对一套宽带传输网络线路实时监测系统的研究和分析，探讨出了如何实现对光纤传输线路状态的在线实时监测，可以针对线路的光功率值变化，实现对线路中故障的及时发现和定位，而线路监测人员只需要采取远程监控的形式，就可以对宽带传输网络线路各个部分的运行状态进行监管，一旦系统发现存在潜在故障就会第一时间将故障定位信息传输回监控终端，从而让监测人员及时做出反应，避免故障问题长时间影响宽带传输网络运行。对于传统远程监测宽带传输网络线路的系统来说，仍然存在上传方法方面的问题，本文针对上传方式方面做出了革新，采取了全新的物联网无线通信技术进行了改进设计，能够实现更加可靠的数据采集，实现高效的故障预警。

1. 光纤传输网络线路特性

随着我国科学技术水平不断进步，人们逐渐倾向于在网络平台中交换信息，而随着信息交换量的不断上升，必须对传输速率、信息传输容量等功能进行改进，从而可以更好的满足人民需求，基于此，光波成为了该领域重点研究的内容，采用光纤传输网络进行通信可以有效拓展信息传输容量，若出现多束不同波长的激光在同一根光纤中传输则可以进一步扩大通信容量，其具体特性主要体现在如下方面：

1.1 通信容量大且传输距离长

光纤传输网络线路的光波频率较高，一般情况下可以达到1014Hz，正因如此保障了线路具有较大的通信容量，通过一系列研究和分析可以得出，一根光纤可以同时传输千万甚至百亿级别的电视节目和电话，而且光波具有低衰减性特点，因此可以在很长一段距离中实现有效传输。如今石英光纤是非常常用的宽带传输网络线路，石英光纤与其他通信线路相比，其衰减系数会更低一些，从而可以实现更远距离的信号传输，经调查显示，光纤传输网络线路最远可以达到200km以上的信号传输距离，相对于其他中继距离有了很大提升。

1.2 具有较强的保密性

光波在光纤网络线路中传输时不容易发生光波泄露的问题，此时再在光纤表面涂上一层消光剂则可以更好的保护其中传输的光波，因此光纤传输网络线路具有较强的保密性，可以有效避免通信线路串线问题，降低了干扰其他通信设备问题的发生概率。

1.3 抗干扰能力强且传输质量高

宽带传输网络线路中进行信息传输时，必须保障其抗干扰能力充足，以免影响信息传输质量，一般情况下会对信息传输质量产生干扰影响的因素包括雷电、太阳黑子活动、高压电线之间的干扰等，而光纤传输网络线路中使用光载波频率比较高，因此具有较强的抗干扰能力，不会被上述因素影响到信息传输质量。

2. 宽带传输网络线路故障及其成因

作为传输信息的基础线路，宽带传输网络线路能否安全稳定的运行将会直接对信息传输的安全性产生影响，而一旦宽带线路出现故障甚至会对各个行业的正常生产运行造成负面影响。正因如此，保障宽带传输顺畅是非常关键的，因此必须采取有效手段加强对宽带传输网络线路故障的监测，从而可以进一步确定故障发生原因和发生点，以此来及时对其进行修复，基于此，下文将对宽带传输网络线路常见的故障及其成因进行分析。

2.1 通信中断和接头故障问题

在铺设光纤宽带过程中，往往容易因为操作失误等原因导致通信中断或者街头鼓掌等问题的产生，例如在宽带网络线路引线铺设时，若未能按照相关规定对其进行接地处理，就很容易导致电流通过的时候烧毁钢绞线，甚至还会对人民的生命健康安全产生威胁，对宽带线路的平稳运行产生负面影响。

2.2 宽带线路自身损伤

宽带线路除了其内部的各组件和填充物以外，其外部还有多层防水、缓冲等结构，从而实现对其内部组件的充分保护，但是宽带线路的强度和柔韧度往往都比较差，因此在其铺设过程中为了更好的达到要求，必须在光纤制造时涂覆处理，以此来增强其强度，以免发生自身损伤问题，此外，宽带线路外部的保护套也容易出现损伤，对其后续的正常信息传输稳定性也会产生影响。

3. 宽带传输网络线路监测现状

宽带传输网络线路监测系统中应用了通信、检测、光学、地理信息等诸多专业技术，而充分发挥出监测系统的作用则可以实现对宽带线路的特点、故障位置、故障原因等进行远程实时监测。随着我国近些年来对通信服务质量有了更多关注和要求，使得宽带传输效率和质量有了大幅提升，信息的传输速率也在不断上涨，随之而来的就是宽带线路之间的阻断损耗越来越大，继而更容易发生故障，因此，加强对宽带传输网络线路的监测，实现对故障点的确定是十分必要的，这样才能保障宽带传输的稳定性和可靠性，所以实现更加科学高效的线路监测，从而第一时间确定故障点避免宽带传输中断有着现实意义。

通常情况下，针对宽带传输网络线路故障点的监测多使用光纤检测系统，使用该系统可以实现对宽带线路运行状态的实时远程监测，从而可以第一时间发现其中可能发生的故障隐患或者已经出现的故障点。在宽带传输网络线路运行期间，必须对其进行定期检查养护，尤其是针对光纤的传输损耗、接口连接情况等进行检查，此时一旦发现光纤出现损坏问题就可以第一时间通过光纤检测系统发出警报，同时可以及时确定故障点，实现快速确定故障点和发生故障的原因，维修人员也能及时接到消息从而第一时间予以维修。在宽带传输网络线路监测过程中，监测站可以通过自动检测的方式对宽带线路中的光功率等数据进行自动采集，同时第一时间将收集到的信息数据传输至控制系统中，此外，通过对收集到的数据信息的对比和分析，可以及时发现其中存在异常的数据并将之传输至监测中心，再次进行分析后就能判断出故障点，远程控制系统也能以此为根据迅速启动，针对故障点进行预警和测试。

4. 宽带传输网络线路监测方法

4.1 宽带传输网络线路监测特性

在设置宽带传输网络线路监测点时通常会采取分布式的方式设置，一般会将光缆深埋或者采取夹高的方式固定住，同时还会设置具体的监测点，对于距离比较长的线路则需要设置很多个监测点，需要大量的人力资源投入以维护线路。另外，由于很多宽带传输网络线路的铺设距离比较长，因此长时间的网络通信必须基于足够长的线路才能实现，使得宽带线路的维护费用也会很高，而这种情况随之带来的就是光线传输线路过长，非常容易出现信号传输中断现象，而且线路所经过的地点和环境都比较复杂，光纤本身又是一种比较脆弱的线路，很容易发生断裂问题，因此很容易受到自然环境或者人为的破坏导致信号传输中断，检修人员也无法提前对可能发生的破坏问题进行预判，进而无法对线路故障情况展开全面监测，目前我国很多宽带传输网络线路都处于室外环境中，而采取人工监测的方式效率低下，无法实现全面的维护管理。

4.2 宽带传输网络线路监测方式

如今我国主要使用的宽带传输网络线路监测方式有以下四种，其一是在线监测方式，这种方式主要是应用光时域反射仪（OTDR）以及光传输设备等，从而实现对宽带线路光波波长的在线监测，之后还需要使用波分复用器、滤光器等进行处理，加强对宽带传输网络线路运行全过程的实时监测;其二则是备纤监测，该方式也是使用OTDR设备实现对备用光线的运行状况进行全方位的实时监测;其三是离线监测模式，离线监测需要在光纤设备停机维护或者是更换期间进行，一次来实现对网络线路运行的监测;其四是远程跨段监测，主要是用光线设置源设备等开展监测活动，进而对不同的线路设备点进行远程实时监测。

5. 宽带传输网络线路监测技术的应用

5.1 光时域反射仪

在进行宽带传输网络线路监测时，可以使用光时域反射仪精准的确定故障位置，从而为后续的检查维修工作打下坚实的基础，让相关管理人员能够开展更加便捷的维修工作，光时域反射仪具有光敏性，因此可以利用该特性对网络线路传输发射激光脉冲信号，从而加强对光时域反射仪与网络线路之间的连接，实现更加高效的数据收集、分析和处理，掌握更加充分的故障点信息。

对于光时域反射仪的具体应用需要从以下三个方面开展，首先，需要設置科学合理的参数，在监测宽带传输网络线路故障点时，相关管理人员可以根据光时域反射仪的特点来约束参数，保障参数设置的规范性，受到自然环境和人为操作失误等问题的影响，使得仪器参数的设置会出现一定误差，进而对后续操作的准确性产生影响，因此需要专业操作人员对仪器参数进行分段式控制;其次是去除噪声污染，在监测宽带传输网络线路故障点时，要对噪声污染重视起来并采取有效手段加以控制，主要原因是为了获取更加精准的故障点位置等信息，环境噪声会对光信号产生一定的负面影响，因此在监测期间必须对其进行降噪处理，可以使用小波段变换的形式来实现对不同尺度的系数数值计算，再调整阈值实现对小波段的重组，最终去除噪声，强化网络线路故障点监测的精准度;最后，在使用光时域反射仪进行故障点监测时，要做好异常信号的处理，对于可以识别的信号以及无法识别的异常信号要进行区分，在异常状态下产生的瞬间变化信号会显示在仪器之中，因此在监测期间加强对其的处理才能有效提升精准度，为后续检查故障点和进行维修提供便利。

5.2 宽带传输网络线路故障点修复

在进行宽带传输网络线路故障点的监测和修复工作中，OTDR技术都发挥了重要作用，尤其是在线路故障的前期监测工作中，可以实现对光纤线路的长度、损耗、传输质量等诸多因素的监测，可以通过发射光脉冲和端口接收信息等方式来确定光纤的性质，实现对其弯曲程度、连接接口等部位的故障监测和管理，并将收集到的信息传输至OTDR系统中，再根据相关数据展开测量、分析、处理工作，对光纤线路的熔点、弯曲情况进行全方位掌握和控制，避免光能损耗问题的发生。使用OTDE技术可以根据脉冲与光线远端的反射现象计算出故障点的损耗程度以及故障距离。在进行OTDR曲线处理时可以发现，当宽带传输网络线路发生故障时，OTDR曲线就会出现明显的异常变化，而且还会第一时间做出预警并立即判断出故障发生位置，若OTDR曲线没有明显变化，则故障点有可能发生在监测盲区，监测盲区的范围一般在10～20m之间，若想找出准确的故障位置就必须对室内ODF进行全方位的检查，例如光纤拉拽状态、尾纤问题等等，以此来保障网络线路的稳定。除了注意上述问题以外，在OTDR技术应用过程中还需要注意曲线远端与实际长度的问题，若二者之间存在不符合的问题就表示已经出现了线路损坏甚至是断裂现象，而在监测工作开展过程中重点就在于找出这些损坏和断裂的位置，在检查断裂情况时需要重点关注接头情况，一旦存在接头不良就要第一时间打开接头盒予以检查和维修，若能够排除接头问题就可以考虑是否是光纤信号异常问题，信号异常问题的解决需要判断故障点位置并进行检查，按照相关维修规定进行规范化的修复，以此来保障宽带传输网络线路的正常运行。

总而言之，对于宽带传输网络线路的信号传输效率和质量来说，能否实现高效率的线路质量监测是非常关键的，只有针对线路故障点进行全面的实时监测，才能有效避免各种断裂、信号丢失等事故的发生。光时域反射仪是非常重要的线路监测仪器，通过对该设备以及相关技术的应用可以实现对网络线路故障点的全面监测和管理，通过本文的阐述和分析可以得知，通过对光时域反射仪的应用收集数据信息，经过数据分析和处理后可以第一时间确定故障点，从而为后续维修打下基础，有效保障网络线路的信息传输通畅。

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