電力通信光纜故障點(diǎn)判斷與定位的研究

朱顯峰 趙海龍 沙和鳴 柯旋 李建寧

【摘要】? ? 光纖通信技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了三十多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)形成了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的重要支撐部分。由于通信光纜大規(guī)模鋪設(shè)，加之通信光纜所在的地區(qū)自然環(huán)境千變?nèi)f化，通信光纜的故障問(wèn)題層出無(wú)窮，通信光纜線路維修的各項(xiàng)任務(wù)也越來(lái)越重，給網(wǎng)絡(luò)維護(hù)技術(shù)人員提出了許多挑戰(zhàn)。怎樣才能在光纜線路發(fā)生障礙時(shí)，能夠迅速、準(zhǔn)確地找到光纜線路障礙點(diǎn)，是光纖維修技術(shù)人員需要解決的問(wèn)題。本篇文章從光纜出發(fā)，重點(diǎn)闡述了光纖故障的類型和查找定位光纖線路故障點(diǎn)的辦法。

【關(guān)鍵詞】? ? 通信光纜? ? 故障點(diǎn)? ? 判斷與定位

引言：

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)達(dá)，光纖通信也逐步變成了中國(guó)通信網(wǎng)中不能缺少的重要組成部分。但目前的通信光纜數(shù)量龐大，且周圍所處地理環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，在現(xiàn)實(shí)使用流程中，也經(jīng)常出現(xiàn)故障問(wèn)題，在這一狀況下，使通信維護(hù)技術(shù)人員所受到的挑戰(zhàn)也愈來(lái)愈大。所以，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)這一提問(wèn)的處理力度，以保證通信光纜的安全。在正文中，重點(diǎn)剖析了對(duì)光纖故障現(xiàn)象的分類，并給出了定位光纖光纜故障現(xiàn)象的辦法。

一、通信光纜的概述分析

（一）通信光纜的結(jié)構(gòu)

通信光纜一般由纜芯和護(hù)層所形成。纜芯是光纜的最重要組成部分，由光導(dǎo)玻璃纖維、加強(qiáng)芯和絕緣銅電線三個(gè)部門(mén)組合成。光導(dǎo)纖維又稱光纜，其功能一般是傳送光波，把光波所帶的信號(hào)由一頭傳給通信的另一端;增強(qiáng)芯通常使用于鋼絞線，其功能是增強(qiáng)光纜的抗拉強(qiáng)度。保護(hù)層厚度則為光纜纜芯的保護(hù)膜，包覆于纜芯的最外層，以保證纜芯不被外部破壞。常用通信的光纜構(gòu)成，一般有：雙層絞式結(jié)構(gòu)光纜、骨架型構(gòu)造光纜、束管型構(gòu)造光纜、條形構(gòu)造光纜、單芯構(gòu)造光纜，以及特殊的構(gòu)造光纜等幾類。

（二）通信光纜的種類

通信線纜的類型繁多，按劃分方式不同，光纖光纜的類型也有所不同。其常見(jiàn)劃分的方式大致有：按傳送間距和功能，可分城市化線纜、長(zhǎng)距離線纜、多用戶光纖光纜等;按線纜內(nèi)光纖通道的類型，可分成多模光纜和單模光纖光纜;按光纜的鋪設(shè)方式可分成架上光纖光纜、管內(nèi)光纖光纜、直埋光纜和水底光纜等;按光纜內(nèi)的光學(xué)纖維套塑方式分成緊套光纜、松套光纜、帶狀單元光纜和多束管型光纜等;按光纜中光纖的數(shù)量種類可分成單芯光纜和多芯光纜;按應(yīng)用區(qū)域可分成戶外光纖光纜、軟光纜、局內(nèi)光纖光纜、設(shè)施內(nèi)光纜、海底光纜、特殊光纖光纜等。當(dāng)然，光纜也可以分為長(zhǎng)途光纜、戶外光纜、管道光纜等，也可以分為單模光纜、骨架型多結(jié)構(gòu)光纜。[1]

（三）通信光纜的特性

通信光纜具有明確的功能，它主要用于通信信號(hào)的傳輸，確保通信信息的安全和高效傳達(dá)。通信光纜的出現(xiàn)為通信傳輸提供了良好的載體，早期人們通過(guò)通信光纜能夠有效滿足遠(yuǎn)距離、大容量及高寬帶等傳輸工作的要求，且傳輸期間還能夠有效避免干擾、串話等現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)通信的高質(zhì)、高效和安全傳輸。但也正是其使用特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的影響，長(zhǎng)距離的通信光纜使用很容易出現(xiàn)突然的中斷，且過(guò)多的路徑還會(huì)導(dǎo)致線路易發(fā)生纏繞等現(xiàn)象，一旦通信光纜出現(xiàn)異常和故障現(xiàn)象，其正常的運(yùn)行狀態(tài)就會(huì)受到影響。

二、通信光纜常見(jiàn)的故障

（一）部分系統(tǒng)阻斷故障

部分系統(tǒng)中斷故障問(wèn)題，是指由于線路原因，將某一個(gè)或部分在用業(yè)務(wù)系統(tǒng)中斷的故障問(wèn)題。如果發(fā)生了這種設(shè)備故障現(xiàn)象，先檢測(cè)傳輸設(shè)備，如果故障問(wèn)題發(fā)生在裝置上，再檢測(cè)和修復(fù)裝置。在消除裝置設(shè)備故障問(wèn)題的前提下，再對(duì)傳送光纖進(jìn)行檢測(cè)，然后把OTDR儀器接到被測(cè)光纖線路上，通過(guò)了解被測(cè)光纖的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，并調(diào)節(jié)OTDR儀器的技術(shù)參數(shù)，如折射率、脈寬和波段等，使其和被測(cè)纖芯的技術(shù)參數(shù)相符，從而最大限度地減小了測(cè)量誤差。

（二）由光纖衰耗過(guò)大引起的故障

在用OTDR測(cè)試光纜時(shí)，產(chǎn)生波浪的形狀，來(lái)表示光纖衰減過(guò)大，高衰耗區(qū)主要發(fā)生在光纜連接部位。因此，光纜連接處長(zhǎng)時(shí)間浸泡于水，將會(huì)增加光纜接頭的損害;要么是在建設(shè)時(shí)接續(xù)的品質(zhì)并不過(guò)關(guān)。甚至存在高衰耗區(qū)，則表示此段光纜的品質(zhì)有問(wèn)題，必須進(jìn)行修復(fù)處理

（三）光纜全阻障礙問(wèn)題

光纜全阻故障問(wèn)題，指的是由于光纜線路由于故障的原因，而將整個(gè)通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)障礙。而針對(duì)光纜線路的這類故障問(wèn)題，工程技術(shù)人員在檢查這類故障時(shí)也比較方便。而光纜的全阻障礙通常是光纜線路受到外力影響，而產(chǎn)生的。具體檢查方式是：用OTDR測(cè)量局（站）間和故障點(diǎn)間的距離，再結(jié)合維修施工資料，可以大體確認(rèn)故障問(wèn)題點(diǎn)的大體位置，然后組織光纜線路巡線的工作人員，沿被檢測(cè)光纜路由檢查，是否有工程建設(shè)施工，架空光纜上是否有明顯的傷處、盜割、火災(zāi)等，一般都可以發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題點(diǎn)。但如果經(jīng)過(guò)檢查，仍無(wú)法發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)時(shí)，就必須用到相應(yīng)的計(jì)算公式，才能確認(rèn)故障點(diǎn)。[2]

（四）機(jī)房線路終端故障

如果故障發(fā)生在終端室，則需要在機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行測(cè)試，以排除外部環(huán)境對(duì)測(cè)試的影響。如果最終測(cè)試在機(jī)房?jī)?nèi)，則可以判斷得出結(jié)論故障中心的測(cè)試曲線是正常的。在判斷機(jī)房線路終端發(fā)生故障時(shí)，當(dāng)采用OTDR儀器檢測(cè)時(shí)，因?yàn)镺TDR儀器凈化不出規(guī)整曲線，因此存在著檢測(cè)盲點(diǎn)。為了更精確定位，還必須加一條尾纖，來(lái)避免儀表盲區(qū)，首先精確測(cè)量其相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再連接故障光纖加以檢測(cè)。

（五）通信光纜中斷以及接頭故障

在安裝通信光纜時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于操作和流程的不規(guī)范導(dǎo)致安裝過(guò)程無(wú)法正常開(kāi)展。就如，如果在進(jìn)行通信光纜引線的接地這一操作環(huán)節(jié)時(shí)，沒(méi)有達(dá)到國(guó)家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和流程進(jìn)行規(guī)范操作，就可能會(huì)大大增加其接地電阻，導(dǎo)致通電時(shí)，產(chǎn)生放電現(xiàn)象，甚至?xí)p壞鋼絞線，這樣會(huì)造成很大的安全隱患，除此以外，如果光纜線路的接頭處出現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)在一定程度上影響通信光纜的正常使用。

三、通信光纜故障產(chǎn)生的原因

（一）通信光纜自身?yè)p傷

通信光纜的內(nèi)部零件包括纜芯、加強(qiáng)構(gòu)件、保護(hù)層和填充物等，除此以外，其外部還會(huì)包裹一層防水層、緩沖層、絕緣金屬導(dǎo)線等構(gòu)件。不過(guò)，線纜不具備較高的線芯強(qiáng)度和柔韌度，所以為了確保其可以維持以后的正常運(yùn)營(yíng)，在制造光纜時(shí)，要對(duì)從高溫取出的裸光纖進(jìn)行涂覆處理，這是為了確保制造出的光纜可以用于日后的運(yùn)營(yíng)需求。在平時(shí)的工作和建設(shè)中，當(dāng)出現(xiàn)通信光纜的覆蓋保護(hù)套存在問(wèn)題的現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)光纜的正常運(yùn)營(yíng)和穩(wěn)定工作產(chǎn)生消極作用。

（二）電腐蝕引發(fā)的通信光纜故障

在對(duì)通信光纜進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，由于線路之間較為緊湊導(dǎo)致光纜線路之間產(chǎn)生接觸，從而出現(xiàn)對(duì)通信光纜線纜的電腐蝕現(xiàn)象，增加了問(wèn)題隱患。在通信光纜投入運(yùn)營(yíng)時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間使用而不進(jìn)行清理會(huì)導(dǎo)致大量灰塵的累積，如果溫度較高或者周圍空氣較為潮濕的現(xiàn)象，這些雜質(zhì)就可能會(huì)產(chǎn)生靜電，這會(huì)對(duì)通信光纜線路的保護(hù)層造成影響，除此以外，還可能會(huì)影響通信光纜內(nèi)部的行為，這會(huì)在很大程度上增加通信光纜線路的問(wèn)題隱患。

（三）自然環(huán)境因素產(chǎn)生的故障

自然環(huán)境因素與人為因素是不相同的，它是由于外界環(huán)境變化或者外界惡劣的環(huán)境造成光纜線路老化或者損壞而引起光纜線路障礙，比如使用時(shí)間較長(zhǎng)出現(xiàn)了線路磨損或線路斷裂等。另外，強(qiáng)風(fēng)、暴雨、雷電、積雪等天氣因素也是引起光纜線路故障的自然因素。

（四）光纜線路質(zhì)量降低產(chǎn)生的故障

外界拉力或者壓力對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信建設(shè)工作中的光纜線路影響較大，容易出現(xiàn)整體質(zhì)量下降的情況。當(dāng)光纜線路自身的承受能力低于所遭受到的外界強(qiáng)大壓力或者拉力時(shí)，會(huì)對(duì)光纜線路造成很大的損傷，另外受到水分子的影響而發(fā)生了氫化反應(yīng)時(shí)，也會(huì)降低光纜的質(zhì)量，從而影響光纜線路的正常功能，出現(xiàn)通信故障。還有些是在光纜生產(chǎn)的過(guò)程中，生產(chǎn)公司偷工減料或者生產(chǎn)操作不當(dāng)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的光纜質(zhì)量比較差，自然這些質(zhì)量差的光纜投入到使用的時(shí)候就特別容易出現(xiàn)故障，所以生產(chǎn)公司要提高光纜的質(zhì)量，或者通信公司應(yīng)該購(gòu)買高質(zhì)量的光纜。[3]

四、通信光纜故障判斷與定位措施

（一）拔插檢測(cè)法

所謂拔插檢測(cè)法就是將通信光纜連接的設(shè)備拔開(kāi)后，又重新插進(jìn)去，然后看通信光纜連接的設(shè)備是否還能夠正常運(yùn)行。拔插檢測(cè)法主要就是針對(duì)通信光纜硬件設(shè)備的接觸不良、連接不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象。

（二）清除灰塵法

灰塵是阻礙通信光纜正常運(yùn)行的外部因素之一，可能是由于光纜使用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或者光纜所在的環(huán)境灰塵比較多，就會(huì)使灰塵堆積在通信光纜當(dāng)中，會(huì)在一定程度上影響通信光纜的正常運(yùn)行，久而久之就會(huì)讓通信光纜出現(xiàn)故障。這種情況是“循序漸進(jìn)”而導(dǎo)致的，尤其是在通信光纜與設(shè)備連接的位置最容易出現(xiàn)大量的灰塵堆積的現(xiàn)象。

（三）電阻法

電阻法也是通信光纜故障的主要檢測(cè)手段之一，電阻法相對(duì)于拔插檢測(cè)法和清除灰塵法來(lái)說(shuō)，檢測(cè)更加深入和準(zhǔn)確。電阻法主要是利于萬(wàn)用表中的歐姆檔來(lái)對(duì)通信光纜進(jìn)行檢測(cè)，將萬(wàn)用表上的歐姆檔的歐姆讀數(shù)與通信光纜硬件上的數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，如果數(shù)據(jù)差異過(guò)大的話，則說(shuō)明通信光纜硬件中的某一部分的電阻過(guò)高，即某一元件或者導(dǎo)線存在著嚴(yán)重的故障。并且電阻法還可以用來(lái)檢測(cè)通信光纜的線路故障，如果通信光纜線路的電阻過(guò)高的話，可能就是線路接觸不良或者斷路造成線路電阻高于正常水平。

（四）離線檢測(cè)技術(shù)

如果通信光纜有空閑備纖，但是空閑備纖資源不充足時(shí)，可以采用離線檢測(cè)的方式，離線檢測(cè)的檢測(cè)實(shí)質(zhì)是當(dāng)通信光纜結(jié)束運(yùn)營(yíng)時(shí)，在固定的時(shí)間區(qū)域內(nèi)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和故障處理，將故障的通信光纜線路淘汰，如果在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)通信光纜運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)。

（五）跨段檢測(cè)

可以在有源設(shè)備和無(wú)源光器件的幫助下，實(shí)現(xiàn)對(duì)部分區(qū)間內(nèi)的通信光纜的遠(yuǎn)距離檢測(cè)。除此以外，如果出現(xiàn)需要對(duì)不同路由光纜進(jìn)行自動(dòng)切換保護(hù)措施的情況，要將保護(hù)監(jiān)測(cè)方式和其他檢測(cè)方式進(jìn)行充分的融合。

五、影響通信光纜線路故障點(diǎn)定位精確度的原因

在對(duì)通信光纜線路故障點(diǎn)進(jìn)行定位工作時(shí)，應(yīng)將光線斷裂、破損或電源中斷等外部因素放在首先考慮的原因范圍，如果將外部因素排除之后，就要對(duì)傳輸設(shè)備進(jìn)行檢查，看是否可以正常運(yùn)行。假如光板側(cè)出現(xiàn)告警標(biāo)識(shí)，則說(shuō)明很大程度上是由于人為原因造成的故障，比如在進(jìn)行光纜鋪設(shè)工作中沒(méi)有將連接器連接到位或連接器受到污染等。如果是受到自然災(zāi)害影響的原因，需要測(cè)試整個(gè)光纜線路，需要根據(jù)工作人員提供的具體位置快速進(jìn)行找出。一般情況下，在路由器中無(wú)法進(jìn)行確定故障點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)通過(guò)OTDR來(lái)檢測(cè)測(cè)試點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的線路，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，并對(duì)比獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)而對(duì)故障點(diǎn)的具體位置進(jìn)行判斷。[4]

六、提高通信光纜故障判斷與定位工作質(zhì)量的措施

（一）加強(qiáng)維修企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的良好合作

在通信光纜的使用中，想要確保其具有良好的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行性能，做好光纜的維修工作至關(guān)重要。但因?yàn)橥ㄐ殴饫|的推廣和發(fā)展時(shí)間并不是很長(zhǎng)，很多維修人員在專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗(yàn)方面還存在不足，由于通信光纜在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)性能及工作等方面和傳統(tǒng)光纜存在顯著不同，相關(guān)維修人員往往會(huì)以傳統(tǒng)維修方式進(jìn)行通信光纜的維修和處理，這也容易維修效果的不足，甚至可能造成進(jìn)一步的損壞。想要實(shí)現(xiàn)有效維修，相關(guān)維修人員需要做好通信光纜結(jié)構(gòu)、材質(zhì)性能和工作等方面的全面了解，且對(duì)主要故障問(wèn)題掌握和清楚，當(dāng)出現(xiàn)故障能夠迅速、有效解決。而想要維修人員具備上述素養(yǎng)，就可以加強(qiáng)維修企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的良好合作，以生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)促進(jìn)維修人員對(duì)通信光纜信息全面掌握。

（二）做好光纜維修前的故障診斷和準(zhǔn)備

在通信光纜維修工作開(kāi)展前，為了確保相關(guān)問(wèn)題與故障能夠及時(shí)、有效解決，一定要做好光纜維修前的故障診斷和準(zhǔn)備工作。通過(guò)故障診斷實(shí)現(xiàn)故障位置以及原因的掌握，這樣便于維修工作針對(duì)性開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)故障的迅速和準(zhǔn)確處理。若缺乏光纜維修診斷與準(zhǔn)備，相關(guān)維修人員需要現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展通信光纜的全面檢查，此過(guò)程往往需要投入大量的時(shí)間和精力，影響通信光纜故障的及時(shí)處理。面對(duì)這種情況，在故障維修前可以借助現(xiàn)代化、先進(jìn)的故障診斷和檢測(cè)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信光纜故障的有效判斷和故障原因的明確掌握，從而為后續(xù)維修工作提供依據(jù)。通過(guò)做好光纜維修前的故障診斷和準(zhǔn)備，對(duì)通信光纜維修工作的有效和有序開(kāi)展至關(guān)重要，其是通信光纜能夠高質(zhì)和高效維修的基本保障。

在通信光纜傳統(tǒng)維修診斷方式中，對(duì)故障的檢查和診斷一般是對(duì)相關(guān)機(jī)械和部件進(jìn)行拆卸和檢查。但由于諸多維修人員缺乏對(duì)通信光纜結(jié)構(gòu)和指標(biāo)等知識(shí)的認(rèn)知，維修過(guò)程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且維修的效果也不能夠滿足實(shí)際要求。但通過(guò)電子診斷技術(shù)使用，就對(duì)傳統(tǒng)維修診斷方式的弊端實(shí)現(xiàn)了解決，此技術(shù)在不用對(duì)光纜等設(shè)備拆卸的基礎(chǔ)上，就能夠?qū)ζ鋬?nèi)部實(shí)現(xiàn)全面和準(zhǔn)確的檢測(cè)，為維修工作的開(kāi)展提供了便捷，且還能夠有效規(guī)避手工維修診斷中出現(xiàn)的失誤等情況，從而有效實(shí)現(xiàn)維修診斷和檢測(cè)效率及質(zhì)量的提升。運(yùn)用此先進(jìn)技術(shù)，對(duì)通信光纜使用和運(yùn)行期間的異常與故障情況有效解決，為人們的通信光纜更加便捷使用提供了支持，且對(duì)通信光纜進(jìn)一步的推廣和使用也具有積極的促進(jìn)作用。[5]

（三）及時(shí)更新和引進(jìn)維修設(shè)備及技術(shù)手段

在通信光纜維修工作開(kāi)展中，主要是相關(guān)維修人員通過(guò)自身知識(shí)和技能，并借助設(shè)備及技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)通信光纜故障處理和維修的過(guò)程。基于此，想要實(shí)現(xiàn)通信光纜的有效維修，需要有良好的維修設(shè)備以及維修技術(shù)作為保障。只有維修人員具備先進(jìn)的設(shè)備及技術(shù)，才能夠確保通信光纜故障得到及時(shí)和有效的維修與處理。

七、結(jié)束語(yǔ)

通信光纜的類型復(fù)雜多樣，應(yīng)用范圍廣泛，環(huán)境也復(fù)雜多變，故障形成的因素眾多，所以，要求通信工程維護(hù)技術(shù)人員，想盡一切辦法，以確保通信的順暢。通常情況下，除外力影響以外，光纜結(jié)合處的故障原因較多，故在通信光纜工程建設(shè)時(shí)，一方面要嚴(yán)把工程施工質(zhì)量，建設(shè)符合規(guī)程，同時(shí)又要做好線路保養(yǎng)，形成了全面、正確的通信光纜維修資料，并從維修保養(yǎng)實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能夠更快速地、正確的發(fā)現(xiàn)并解決各種故障。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]張居衛(wèi)， 李力厚. 通信光纜故障點(diǎn)判斷與定位的研究[J]. 信息與電腦， 2016（17）：3.

[2]廖敏敏， 陳偉. 通信光纜線路中故障點(diǎn)的定位與檢測(cè)[J]. 光通信研究， 2015（1）：3.

[3]孫祥飛， 楊祎芃， 王棟，等. 通信光纜線路中的故障點(diǎn)定位和有效檢測(cè)技術(shù)[J]. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用， 2018， 37（12）：4.

[4]焦玉姝. 淺析通信光纜線路故障原因及測(cè)試[J]. 信息通信， 2013（1）：1.

[5]呂戰(zhàn)勝. 光纖通信設(shè)備的故障定位及日常維護(hù)措施[J]. 區(qū)域治理， 2019（8）：1.