论偏振模色散对PON业务的影响

lyyangjx

由于光纤形成非理想状态的原因是多种多样的，如光纤材料不纯、生产工艺不合格、施工不规范等。使用者对光纤的材料、生产等本身因素是无法控制的，所以主要应规范光缆施工工艺。

例如在实际施工过程中施工人员为方便施工总将多根光纤同时使用一根热缩管进行保护（以下简称“多芯一熔”），如图1、2所示：

图1 “多芯一熔” 实际工程示例1

图2 “多芯一熔” 实际工程示例2

这种施工方法的危害在于光纤失去了涂覆层的保护后其抗压、弯曲、温度等机械特性大幅降低。在肉眼无法观察到的情况下裸光纤实际已经形成了微弯和变形。使光纤在某一点上产生了横截面不圆以及密度改变的情况，此时光纤的折射率发生改变。由于幅度很小使用OTDR、光功率计等设备无法测试到有光信号丢失，即光通道曲线失真。但在光纤内部因折射率的改变使光信号出现偏振模色散，从而出现误码等异常现象。

但在实际应用中并非所有的“多芯一熔”都会引起偏振色散现象。首先光纤在多芯一熔后由于内部光纤排列的随机性有可能会出现微弯、变形等现象。如果光纤在热缩管热缩后未出现挤压情况则光纤仍会有序、安全排列，所以不会影响传输性能。其次在传输1310nm波长的光信号时，由于1310nm波长的光信号受色散影响并不大。所以只有在传输接近1550nm波长的光信号时才会对业务产生较敏感的影响。比如2.5G以上的高速业务、GPON、EPON业务、单芯光收发器承载的业务。

案例一、2010年11月济南洪楼小区EPON宽带业务多次中断。故障现象：每晚不定时出现中断现象，业务正常时在用户端测试带宽忽高忽低。使用OTDR、功率计等仪表测试光信号曲线、光功率均正常，更换OLT端口、光纤纤芯后故障仍未消除。

分析此案例，使用OTDR、功率计测试正常则表示光纤损耗正常。因光纤传输特性分为损耗和色散两大特性，又因为此业务为EPON业务，下行波长为1490nm，对色散特性反映敏感，故推测光纤色散指标存在问题。根据偏振模色散产生的机理分析出现此类故障应为光纤应力导致。

沿光缆线路全程巡查后发现在洪楼小区9号楼东侧网络箱内是由局端进入小区的分歧接头，小区内各楼宇分支光缆均由此处接入。检查光缆接头后发现所有光纤在热缩保护时均采用“多芯一熔”方式，将光纤按正常工艺重新接续、热缩保护后业务恢复正常。对该小区业务连续监测一周后网速、带宽均正常。

案例二、2014年7月济南商河镇党家村、小豆家村FTTH业务不定期中断，故障现象：用户端测试网速忽高忽低，使用OTDR、功率计等仪表测试光信号曲线、光功率均正常，更换OLT端口、光纤纤芯后故障仍未消除。

根据故障现象光路衰减正常但业务时断时续，怀疑为光纤“多芯一熔”导致出现偏振模色散现象，经过对光缆全程巡查后发现该光缆在商河西关桥西约100米处的光缆接头内光纤存在“多芯一熔”现象，如图3所示：

图3 商河FTTH故障“多芯一熔”情况

将此处光缆接头重新熔接、并按单芯一管热缩保护后业务恢复，连续监测一周后网速正常。

结论

“多芯一熔”现象在施工中普遍存在，但是仅对于FTTH等业务的影响较为敏感。根据上述两个案例分析此类型故障原理即为光信号在1550nm波长附近受色散影响较大，因多芯一熔现象造成光纤折射率突变形成偏振模色散，造成光信号误码直至业务中断。

因此在光缆施工、维护活动中一定要杜绝光纤“多芯一熔”现象，光纤盘留弯曲半径应尽量大，光纤不能受到挤压使光纤有应力存在。