6鐵路光通信系統(tǒng)調(diào)試工法

1、鐵路光通信系統(tǒng)調(diào)試工法（TLEJGF-92-31）中國鐵路通信信號總公司上海工程公司一、前言光纖通信是在 70年代初發(fā)展起來的，它的問世有劃時代的意義。光纖通信吸收了當(dāng)今世界微電子、光學(xué)發(fā)展的最新成果，應(yīng)用了大規(guī)模集成電路、微機 監(jiān)控等先進技術(shù)。光纖通信系統(tǒng)的調(diào)試是整個光纖通信工程的技術(shù)難點，也是直接影響工程 質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這就要求在調(diào)試過程中，充分利用設(shè)備的監(jiān)控功能，并運用系統(tǒng)管理的方 法在較短的時間內(nèi)，高質(zhì)量地完成光通信系統(tǒng)的調(diào)試工作。目前，國內(nèi)各施工單位承擔(dān)的光 纖通信工程一般由廠家派員指導(dǎo)，并負責(zé)調(diào)試和開通。上海工程公司承擔(dān)京鄭 8 芯單模長波長 140Mbit/s 光通信工程，于

2、1988 年 7 月組織技 術(shù)力量，加強技術(shù)攻關(guān)，運用科學(xué)管理技術(shù)和方法，安排、調(diào)試、開通了京鄭的保石、石邢、 邢邯、邯安光通信數(shù)字段，研究、開發(fā)出本工法。京鄭、鄭武（鄭許段）、膠濟光通信系統(tǒng) 采用本工法調(diào)試后，通過了鐵道部電務(wù)試驗及使用單位聯(lián)合驗收，各項技術(shù)指標(biāo)均符合國際 CCITT 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，施工進度及質(zhì)量得到使用單位的一致好評。二、工法特點1消化、吸收光通信系統(tǒng)的技術(shù)特點，系統(tǒng)研究設(shè)備技術(shù)難點，加強科學(xué)管理，合理 安排人力、物力。2充分利用設(shè)備本身具有的監(jiān)控功能，完成安裝檢查，在調(diào)試過程中監(jiān)測系統(tǒng)的工作 狀態(tài)，確定故障點，并由監(jiān)控設(shè)備完成一定數(shù)量的測試。3配置有限數(shù)量的儀表，在完成光系統(tǒng)

3、調(diào)試的同時，完成竣工測試。 4具有投資少、見效快、調(diào)試工期短等優(yōu)點。三、適用范圍 本工法適用于調(diào)試各家公 司生產(chǎn)的至少具 有微機監(jiān)測功能的 8Mbit/s 、34Mbit/s、 140Mbit/s 長途和地區(qū)光通信系統(tǒng)，其中包括光設(shè)備、高次群復(fù)用設(shè)備及 PCM 基群設(shè)備。四、工藝原理 各種型號的光通信系統(tǒng)都由光終端設(shè)備、復(fù)用設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、切換設(shè)備、業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)電 話這幾個主要部分組成。各個系統(tǒng)單元及有關(guān)電源設(shè)備都有告警插入電路（I/O）來監(jiān)測各 個單元功能電路的工作狀況，經(jīng)告警或維護總線，有關(guān)中央處理器收集并處理告警信息，并 以可見（或可聞）信號方式反映出來。同時，監(jiān)控中心站的微機（或PC機）經(jīng)

4、光通信系統(tǒng) 中的輔助通道把各站中央處理器所獲得的告警信息匯總并處理，以一定格式打印出來，監(jiān)控 中心的微機（或PC機）還能完成一定范圍的功能測試，這樣就大大提高了調(diào)試人員的工作 效率。通過監(jiān)控設(shè)備不但能使調(diào)試人員準(zhǔn)確確定故障性質(zhì)、查找故障點、了解系統(tǒng)工作狀態(tài)， 而且能完成一定數(shù)量的竣工測試，大大減少儀表費用。五、施工工藝及流程一）工藝流程（見圖形 1）|a業(yè)備源處備 硬調(diào) 整.央： A. 理w 軟 件始 化-.i對 端PCM通 路 調(diào) 試圖1調(diào)試工藝流程次藥用：八：,:注:、i數(shù)字段調(diào)試 H全程調(diào)試光中繼器調(diào)試復(fù)甬設(shè)備調(diào)試H光終端設(shè)備調(diào)試卜調(diào)試準(zhǔn)備壬作本端站調(diào)試 -（二）工藝方法1本端站調(diào)試（1

5、）調(diào)試準(zhǔn)備工作 認(rèn)真檢查電源線，測量電源電壓。把電源供給單元插入電源供給子架，測試輸出電壓，與標(biāo)準(zhǔn)電壓進行比較，如有超出， 調(diào)換電源供給單元。取出電源供給單元，插入其他所有單元，再插入電源供給單元，測試系統(tǒng)供給電壓，與 標(biāo)準(zhǔn)電壓比較。（2）復(fù)用設(shè)備調(diào)試參考設(shè)備資料，根據(jù)使用情況，調(diào)整硬件。 按復(fù)用設(shè)備中央處理器要求給出各復(fù)用單元的地址，將其參數(shù)初始化。調(diào)測各復(fù)用單元時鐘。由復(fù)用設(shè)備中央處理器檢查復(fù)用單元工作狀態(tài)及其同軸配線，并 由復(fù)用設(shè)備中央處理器調(diào)試告警功能。在最高次復(fù)用設(shè)備的高次群測環(huán)回，用復(fù)用設(shè)備中央處理器監(jiān)測整個復(fù)用設(shè)備，看有否 誤碼及其他告警。（3）光終端設(shè)備調(diào)試 根據(jù)實際需要，調(diào)整

6、各單元的硬件。 將光設(shè)備中央處理器的軟件初始化，并正確設(shè)置參數(shù)。消除終端告警。把電接口自環(huán)，發(fā)送單元的光輸出與接收單元的光輸入經(jīng)光纖自環(huán)線自 環(huán)（如圖 2）。要求中央處理器顯示一切正常。發(fā)送側(cè)lxf.接收側(cè)RX:圖2 道靜輕蠶贅調(diào)整激光管輸出功率，用光設(shè)備中央處理器測試激光器的偏置電流和調(diào)制電流。用光設(shè)備中央處理器測試光接收單元的接收靈敏度、動態(tài)范圍，如圖 3。4）端站監(jiān)控設(shè)備調(diào)試把復(fù)接設(shè)備中央處理器與光設(shè)備中央處理器以一定接口方式連到端站監(jiān)測中心（一般為 PC 機），并進行軟件調(diào)試，然后在復(fù)接設(shè)備和光設(shè)備上制造告警，核實監(jiān)測中心在本端的監(jiān) 控功能。2光中繼器調(diào)試（1）檢查電源配線及電源電壓，

7、加電后檢查電源單元工作狀態(tài)。（2）根據(jù)實際需要對光系統(tǒng)單元的硬件作適當(dāng)調(diào)整。（3）光設(shè)備中央處理器軟件初始化及參數(shù)設(shè)置。調(diào)試光設(shè)備中央處理器的監(jiān)控功能和 告警功能。（4）用光設(shè)備中央處理器測試中繼器激光器的偏置電流、調(diào)制電流、動態(tài)范圍、靈敏 度以及自動保護功能。3數(shù)字段調(diào)試（1）業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)電話調(diào)試，在選呼成功的基礎(chǔ)上試驗組呼功能。（2）把各站的復(fù)用設(shè)備中央處理器和光設(shè)備中央處理器都納入監(jiān)控中心站的微機（ 般為 PC 機）監(jiān)控之下，并調(diào)試監(jiān)控中心對各站設(shè)備的監(jiān)控功能。3）數(shù)字段誤碼、抖動性能測試數(shù)字段誤碼性能測試，如圖4。，盒T： -：； JTW務(wù)“總上,寰二卩V-電穽養(yǎng)g -/ 蚌*hWt.紳靠

8、馨養(yǎng) 總* 11 ： ? g. *: ； - ；.V 忙 I： .?. :;更撐繼器飛-.-?, -.光中如-. 、 .光設(shè)備逢腭畔生器, Sr *卡珂.7、，發(fā)送部分嚴(yán)-;.叱； -. .r-_:r1接收部分-. .-z.二上 V“ MT二攔：.斑*貸-: :-發(fā)送部分一r叮亠_ *、I夠：圖4數(shù)字段誤碼性能測試電路碼發(fā)生器發(fā)送相應(yīng)的偽隨機測試信號序列，用誤碼檢測器在相應(yīng)電接口進行測試，測試時間在 24 小時。有主備用系統(tǒng)的光傳輸系統(tǒng)應(yīng)分別進行測試。數(shù)字段及數(shù)字鏈路長期平均誤碼率指標(biāo)，如表 l 所示。表 1 數(shù)字段及數(shù)字鏈路長期平均誤碼率指標(biāo)比特率/kbit s-1長期平均誤碼率偽隨機測試信

9、號2048nX10-9215-18448nX 10-10215-134368nX 10-10223-1139264nX 10-11223-1降級分DM (BER10-6)W0.00016/km誤碼秒ESW 0.000128%/km嚴(yán)重誤碼秒SES (BER10-3)W0.0000016%/km在數(shù)字段誤碼率和誤碼性能測試時，可同時用監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測整個光系統(tǒng)的狀態(tài)，如有誤 碼或其他異常情況，可及時操作監(jiān)控設(shè)備確定故障點，迅速找到故障原因，直到排除故障。無輸入抖動時的最大輸出抖動、輸入口最大輸出抖動下限值和數(shù)字段抖動轉(zhuǎn)移特性的測 試頻率必須分別符合表 2、表 3、表4 指標(biāo)要求。抖動轉(zhuǎn)移特性為：UI

10、J 二 20lgp-p出UIp - p入輸入抖動 UIp-p 入不得超過輸入抖動容限值，并且數(shù)字段抖動轉(zhuǎn)移特性的最大增益不應(yīng) 超過 1dB。表 2 無輸入抖動時最大輸出抖動比特率/kbit s-1輸出口最大抖動容限值用不同濾波器寬（低頻截止頻率F1或F3,高頻截止頻 率為F4）時的最大抖動值低頻限制(F1F4)/UIPP高頻限制(F3F4)/UIPPF1/HzF3/kHzF4/kHz20480.750.2201810084480.750.2203400343680.750.15100108001392640.750.075200103500表 3 輸入口最大容許輸入抖動下限值指標(biāo)比特率/kbi

11、t s-i抖動幅度/ UI“調(diào)制數(shù)字信號的正弦信號頻率偽隨機測 試信號A0A1A2F0/HzF1/HzF2/HzF3/kHzF4/kHz204836.91.50.21.2X10-520240018100215-184481521.50.21.2X10-5204003400215-1343681.50.15100100010800223-11392641.50.075200500103500223-1表 4 抖動轉(zhuǎn)移特性測試頻率比特率/kbit s-iF0/HzF5/HzF6/kHzF7/kHz204810401.341008448101003.35400343681030010.0580013

12、92681050016.753500（4）切換系統(tǒng)調(diào)試 人為造成切換條件，核實切換動作是否正常，并推算切換動作時間，看其是否符合要求。 4全程調(diào)試（1）在多個數(shù)字段的情況下，所有業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)電話試驗選呼和組呼功能。 （2）在多個數(shù)字段的情況下，監(jiān)控中心站的監(jiān)控應(yīng)能覆蓋每個站，作各種告警試驗， 核實監(jiān)控中心的監(jiān)控功能。（3）數(shù)字鏈路測試，誤碼率、誤碼性能測試的長期平均誤碼率應(yīng)滿足表 1 指標(biāo)要求， 誤碼秒、嚴(yán)重誤碼秒、降級分應(yīng)符合表 1 下方注的指標(biāo)要求。數(shù)字鏈路輸入口最大容許輸入抖動下限值測試和輸出口最大容許輸出抖動測試中，輸入 口最大容許輸入抖動下限值必須符合表 2 指標(biāo)要求，輸出口最大容許輸出

13、抖動指標(biāo)必須符合 表 5 指標(biāo)要求。表 5 輸出口最大容許輸出抖動指標(biāo)比特率/kbit s-1輸出口最大抖動容限值/ uipp不同濾波器帶寬（低頻截止頻率為F1或F3,高頻截止頻率為F4）的最大輸出抖1動值低頻限制（F1F4）高頻限制（F3F4）F1/HzF3/kHzF4/kHz20481.50.2201810084481.50.2203400343681.50.15100108001392641.50.0752001035005PCM 通路調(diào)試（1）PCM 音頻特性六項指標(biāo)測試結(jié)果必須符合國際 CCITT 有關(guān)規(guī)定 （2）根據(jù)各種接口要求連接話機，試驗各種接口功能。六、機具設(shè)備本工法需用的機

14、具設(shè)備見表 6。表 6 光傳輸系統(tǒng)高度主要儀表和機具序號名稱單位數(shù)量參考型號主要用途1數(shù)字萬用表只1測試電壓2傳輸分析儀套1ME520B碼型發(fā)生、檢測誤碼抖動3光功率計臺116XT測試光功率4光衰耗器臺1MN95D發(fā)光送接收環(huán)回用5抖動調(diào)制發(fā)生器臺1MS370A調(diào)制抖動信號發(fā)生6PCM特性測試儀臺2MS371音頻通路測試7GBIB接口線根2碼型發(fā)生器與抖動調(diào)制器配合用8音頻測試線根4-+- 二心測試音頻口特性9高頻測試線根475Q同軸線DDF架與傳輸分析儀連接用10高頻環(huán)回線根2475Q同軸線DDF架上復(fù)接口環(huán)回11光纖測試線根3不同型號與光衰耗器、功率計配合使用12電壓測試輔助線根2與萬用表

15、一起測試電源供給電壓13防靜電護腕套只4防止拔取單元時靜電擊單元14工具套2處理故障，安裝存在問題用15中型儀表車輛1搬運儀表，高試人員轉(zhuǎn)移用注： （1）傳輸分析儀應(yīng)能至少24 小時不間斷監(jiān)視誤碼，能同時打印出誤碼率、誤碼個數(shù)、嚴(yán)重誤碼秒、劣化分、固有抖動峰值，并能加進抖動調(diào)制信號，能測試2Mbit/s、8Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s信號, 并能發(fā)送偽隨機序列 2151、 2231 人工碼。（2）光衰砂器的可調(diào)節(jié)范圍至少在OdB50dB（3）抖動調(diào)制發(fā)生器應(yīng)能產(chǎn)生0UI10.25UI的抖動，頻率范圍應(yīng)能滿足20Hz1000MHz。 （ 4） PCM 特性測試儀應(yīng)能測試 P

16、CM 六項特性，最好具有自動測試功能并能自動打印。七、勞動組織 本工法所需定員與計劃工作量和工作熟練程度有關(guān)。在光纖接續(xù)完畢后，尾纖已接上并已完成光纜全程測試的條件下，一般只需 4 名技術(shù)人員、10 名工人及一輛儀表專用車（配 司機1 人），10 名工人不必在整個調(diào)試過程中都參與。（一）開始端站本機調(diào)試，由 1名技術(shù)人員操作儀表，2人動設(shè)備，1人記錄，發(fā)現(xiàn)并 確定問題后由 2 名熟練工人動手改正。（二）一個端站調(diào)試結(jié)束，由4 名技術(shù)人員及2 名熟練工人帶儀表去另一端站進行本端 調(diào)試。（三）端機調(diào)試結(jié)束，2 名技術(shù)人員去中繼站調(diào)試，1 名技術(shù)人員返回另一端站，另 1 名技術(shù)人員留在端站，同時每站

17、配 2 名工人。（四）在業(yè)務(wù)電話試通后，調(diào)試監(jiān)控系統(tǒng)進行 24 小時監(jiān)測誤碼時，每站 3 人值班，發(fā) 現(xiàn)問題由技術(shù)人員及時解決。調(diào)試及切換系統(tǒng)后，由兩端站負責(zé)調(diào)接口。在設(shè)備沒有重大問題的情況下，一般一個端站本機調(diào)試需2天，途中1天，去中繼站0.5 天，每個中繼站調(diào)試需1天，端對端調(diào)試需10天，即正常情況下完成一個數(shù)字段光系統(tǒng)調(diào) 試需 17 天左右時間。八、調(diào)試注意事項 1設(shè)備加電前必須檢查電源極性、電壓值，防止電源極性接反或電源電壓不正常造成設(shè)備損壞。2拔取單元必須帶靜電防護腕套。3端站的站內(nèi)調(diào)試必須徹底，這樣可及早發(fā)現(xiàn)問題，減少人員在數(shù)字段調(diào)試時的來回 跑動。4斷開、接上光尾纖要小心，每次重

18、新接上光尾纖之前必須清洗光尾纖活動接頭。九、調(diào)試質(zhì)量控制光傳輸設(shè)備調(diào)試之前，必須經(jīng)過質(zhì)量檢查，并進行有關(guān)技術(shù)參數(shù)的測試，把測得值與設(shè) 備出廠測試記錄比較，以便確定設(shè)備質(zhì)量。（一）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)光傳輸系統(tǒng)經(jīng)本工法調(diào)試后，各項指標(biāo)必須符合設(shè)計的全程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)、國際CCITT 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)一傳輸系統(tǒng)和復(fù)用設(shè)備的有關(guān)指標(biāo)規(guī)定。（二）質(zhì)量控制 采用本工法，要保證調(diào)試質(zhì)量，調(diào)試人員要有較高的素質(zhì)，有較強的全面質(zhì)量管理的觀念。在調(diào)試過程中，用監(jiān)控中心的微機、復(fù)用設(shè)備中央處理器、光設(shè)備中央處理器監(jiān)控整 個光系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一有異常情況，發(fā)揮監(jiān)控中心的故障定位功能，迅速確應(yīng)故障點，派 員排除故障。每一項測試都是分部質(zhì)

19、量檢查的過程，一切用數(shù)據(jù)說話。在測試過程中所獲得的數(shù)據(jù)， 必須用正規(guī)表格認(rèn)真整理，認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)不符合指標(biāo)要求的數(shù)據(jù)，絕對不能放過，要認(rèn)真 分析調(diào)試過程、測試結(jié)構(gòu)、測試原理，找到造成數(shù)據(jù)不合格的原因，經(jīng)處理后，再重新測試 這些數(shù)據(jù)，直至所有數(shù)據(jù)符合指標(biāo)要求為止。整理出來的測試數(shù)據(jù)可以作為竣工資料交給使 用單位。（三）質(zhì)量檢驗 本工法質(zhì)量檢驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是檢驗監(jiān)測系統(tǒng)、勤務(wù)電話系統(tǒng)的功能，數(shù)字鏈路的誤碼性能測試及抖動性能測試、音頻特性測試。監(jiān)測系統(tǒng)、勤務(wù)電話系統(tǒng)所具有的功能必須與工 程設(shè)計的全程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求一致。數(shù)字鏈路的誤碼率要符合表 1 指標(biāo)；數(shù)字鏈路的輸入口最 大容許輸入抖動下限值應(yīng)符合表5指標(biāo)。PCM音頻特性的通路電平、凈衰減頻率特性、增 益隨輸入電平的變化、空閑信道噪音、總失真、路際串音電平等六項測試值必須符合音頻特 性測試的有關(guān)指標(biāo)要求。十、效益分析 按本工法調(diào)試光通信系統(tǒng)，把竣工測試溶合在整個調(diào)試過程中，能以較快速度完成調(diào)試 任務(wù)，保證系統(tǒng)順利通過驗收和開通。目前，光通信系統(tǒng)一般都由廠家派人到現(xiàn)場調(diào)試。這就需花費一筆不小的開支，且工程 單位并不能掌握工程開通的主動權(quán)。采用本工法調(diào)試各種進口光通信系統(tǒng)，不僅能把握開通 的主動權(quán)，還能為工程省下一筆昂貴的外國專家現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)費和招待費。開通一個光通信工程，就能為運