電力通信光纜故障點判斷與定位的研究

朱顯峰 趙海龍 沙和鳴 柯旋 李建寧

【摘要】? ? 光纖通信技術已經經過了三十多年的發展，現在已經形成了移動網絡的重要支撐部分。由于通信光纜大規模鋪設，加之通信光纜所在的地區自然環境千變萬化，通信光纜的故障問題層出無窮，通信光纜線路維修的各項任務也越來越重，給網絡維護技術人員提出了許多挑戰。怎樣才能在光纜線路發生障礙時，能夠迅速、準確地找到光纜線路障礙點，是光纖維修技術人員需要解決的問題。本篇文章從光纜出發，重點闡述了光纖故障的類型和查找定位光纖線路故障點的辦法。

【關鍵詞】? ? 通信光纜? ? 故障點? ? 判斷與定位

引言：

隨著中國社會經濟的日益發達，光纖通信也逐步變成了中國通信網中不能缺少的重要組成部分。但目前的通信光纜數量龐大，且周圍所處地理環境錯綜復雜，在現實使用流程中，也經常出現故障問題，在這一狀況下，使通信維護技術人員所受到的挑戰也愈來愈大。所以，應當加強對這一提問的處理力度，以保證通信光纜的安全。在正文中，重點剖析了對光纖故障現象的分類，并給出了定位光纖光纜故障現象的辦法。

一、通信光纜的概述分析

（一）通信光纜的結構

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

（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。其常見劃分的方式大致有：按傳送間距和功能，可分城市化線纜、長距離線纜、多用戶光纖光纜等;按線纜內光纖通道的類型，可分成多模光纜和單模光纖光纜;按光纜的鋪設方式可分成架上光纖光纜、管內光纖光纜、直埋光纜和水底光纜等;按光纜內的光學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;按光纜中光纖的數量種類可分成單芯光纜和多芯光纜;按應用區域可分成戶外光纖光纜、軟光纜、局內光纖光纜、設施內光纜、海底光纜、特殊光纖光纜等。當然，光纜也可以分為長途光纜、戶外光纜、管道光纜等，也可以分為單模光纜、骨架型多結構光纜。[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的傳輸，確保通信信息的安全和高效傳達。通信光纜的出現為通信傳輸提供了良好的載體，早期人們通過通信光纜能夠有效滿足遠距離、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、串話等現象的發生，實現通信的高質、高效和安全傳輸。但也正是其使用特點和優勢的影響，長距離的通信光纜使用很容易出現突然的中斷，且過多的路徑還會導致線路易發生纏繞等現象，一旦通信光纜出現異常和故障現象，其正常的運行狀態就會受到影響。

二、通信光纜常見的故障

（一）部分系統阻斷故障

部分系統中斷故障問題，是指由于線路原因，將某一個或部分在用業務系統中斷的故障問題。如果發生了這種設備故障現象，先檢測傳輸設備，如果故障問題發生在裝置上，再檢測和修復裝置。在消除裝置設備故障問題的前提下，再對傳送光纖進行檢測，然后把OTDR儀器接到被測光纖線路上，通過了解被測光纖的有關技術參數，并調節OTDR儀器的技術參數，如折射率、脈寬和波段等，使其和被測纖芯的技術參數相符，從而最大限度地減小了測量誤差。

（二）由光纖衰耗過大引起的故障

在用OTDR測試光纜時，產生波浪的形狀，來表示光纖衰減過大，高衰耗區主要發生在光纜連接部位。因此，光纜連接處長時間浸泡于水，將會增加光纜接頭的損害;要么是在建設時接續的品質并不過關。甚至存在高衰耗區，則表示此段光纜的品質有問題，必須進行修復處理

（三）光纜全阻障礙問題

光纜全阻故障問題，指的是由于光纜線路由于故障的原因，而將整個通信業務系統障礙。而針對光纜線路的這類故障問題，工程技術人員在檢查這類故障時也比較方便。而光纜的全阻障礙通常是光纜線路受到外力影響，而產生的。具體檢查方式是：用OTDR測量局（站）間和故障點間的距離，再結合維修施工資料，可以大體確認故障問題點的大體位置，然后組織光纜線路巡線的工作人員，沿被檢測光纜路由檢查，是否有工程建設施工，架空光纜上是否有明顯的傷處、盜割、火災等，一般都可以發現故障問題點。但如果經過檢查，仍無法發現故障點時，就必須用到相應的計算公式，才能確認故障點。[2]

（四）機房線路終端故障

如果故障發生在終端室，則需要在機房內進行測試，以排除外部環境對測試的影響。如果最終測試在機房內，則可以判斷得出結論故障中心的測試曲線是正常的。在判斷機房線路終端發生故障時，當采用OTDR儀器檢測時，因為OTDR儀器凈化不出規整曲線，因此存在著檢測盲點。為了更精確定位，還必須加一條尾纖，來避免儀表盲區，首先精確測量其相關數據，然后再連接故障光纖加以檢測。

（五）通信光纜中斷以及接頭故障

在安裝通信光纜時，經常會出現由于操作和流程的不規范導致安裝過程無法正常開展。就如，如果在進行通信光纜引線的接地這一操作環節時，沒有達到國家制定的相關標準和流程進行規范操作，就可能會大大增加其接地電阻，導致通電時，產生放電現象，甚至會損壞鋼絞線，這樣會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問題，也會在一定程度上影響通信光纜的正常使用。

三、通信光纜故障產生的原因

（一）通信光纜自身損傷

通信光纜的內部零件包括纜芯、加強構件、保護層和填充物等，除此以外，其外部還會包裹一層防水層、緩沖層、絕緣金屬導線等構件。不過，線纜不具備較高的線芯強度和柔韌度，所以為了確保其可以維持以后的正常運營，在制造光纜時，要對從高溫取出的裸光纖進行涂覆處理，這是為了確保制造出的光纜可以用于日后的運營需求。在平時的工作和建設中，當出現通信光纜的覆蓋保護套存在問題的現象，就會對光纜的正常運營和穩定工作產生消極作用。

（二）電腐蝕引發的通信光纜故障

在對通信光纜進行敷設時，由于線路之間較為緊湊導致光纜線路之間產生接觸，從而出現對通信光纜線纜的電腐蝕現象，增加了問題隱患。在通信光纜投入運營時，長時間使用而不進行清理會導致大量灰塵的累積，如果溫度較高或者周圍空氣較為潮濕的現象，這些雜質就可能會產生靜電，這會對通信光纜線路的保護層造成影響，除此以外，還可能會影響通信光纜內部的行為，這會在很大程度上增加通信光纜線路的問題隱患。

（三）自然環境因素產生的故障

自然環境因素與人為因素是不相同的，它是由于外界環境變化或者外界惡劣的環境造成光纜線路老化或者損壞而引起光纜線路障礙，比如使用時間較長出現了線路磨損或線路斷裂等。另外，強風、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）光纜線路質量降低產生的故障

外界拉力或者壓力對網絡通信建設工作中的光纜線路影響較大，容易出現整體質量下降的情況。當光纜線路自身的承受能力低于所遭受到的外界強大壓力或者拉力時，會對光纜線路造成很大的損傷，另外受到水分子的影響而發生了氫化反應時，也會降低光纜的質量，從而影響光纜線路的正常功能，出現通信故障。還有些是在光纜生產的過程中，生產公司偷工減料或者生產操作不當，從而導致生產出來的光纜質量比較差，自然這些質量差的光纜投入到使用的時候就特別容易出現故障，所以生產公司要提高光纜的質量，或者通信公司應該購買高質量的光纜。[3]

四、通信光纜故障判斷與定位措施

（一）拔插檢測法

所謂拔插檢測法就是將通信光纜連接的設備拔開后，又重新插進去，然后看通信光纜連接的設備是否還能夠正常運行。拔插檢測法主要就是針對通信光纜硬件設備的接觸不良、連接不當等現象。

（二）清除灰塵法

灰塵是阻礙通信光纜正常運行的外部因素之一，可能是由于光纜使用的時間過長，或者光纜所在的環境灰塵比較多，就會使灰塵堆積在通信光纜當中，會在一定程度上影響通信光纜的正常運行，久而久之就會讓通信光纜出現故障。這種情況是“循序漸進”而導致的，尤其是在通信光纜與設備連接的位置最容易出現大量的灰塵堆積的現象。

（三）電阻法

電阻法也是通信光纜故障的主要檢測手段之一，電阻法相對于拔插檢測法和清除灰塵法來說，檢測更加深入和準確。電阻法主要是利于萬用表中的歐姆檔來對通信光纜進行檢測，將萬用表上的歐姆檔的歐姆讀數與通信光纜硬件上的數據指標進行對比，如果數據差異過大的話，則說明通信光纜硬件中的某一部分的電阻過高，即某一元件或者導線存在著嚴重的故障。并且電阻法還可以用來檢測通信光纜的線路故障，如果通信光纜線路的電阻過高的話，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）離線檢測技術

如果通信光纜有空閑備纖，但是空閑備纖資源不充足時，可以采用離線檢測的方式，離線檢測的檢測實質是當通信光纜結束運營時，在固定的時間區域內對其進行檢測和故障處理，將故障的通信光纜線路淘汰，如果在檢測中發現通信光纜運行出現問題要對其進行檢測和維護。

（五）跨段檢測

可以在有源設備和無源光器件的幫助下，實現對部分區間內的通信光纜的遠距離檢測。除此以外，如果出現需要對不同路由光纜進行自動切換保護措施的情況，要將保護監測方式和其他檢測方式進行充分的融合。

五、影響通信光纜線路故障點定位精確度的原因

在對通信光纜線路故障點進行定位工作時，應將光線斷裂、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，就要對傳輸設備進行檢查，看是否可以正常運行。假如光板側出現告警標識，則說明很大程度上是由于人為原因造成的故障，比如在進行光纜鋪設工作中沒有將連接器連接到位或連接器受到污染等。如果是受到自然災害影響的原因，需要測試整個光纜線路，需要根據工作人員提供的具體位置快速進行找出。一般情況下，在路由器中無法進行確定故障點的時候，應通過OTDR來檢測測試點與故障點之間的線路，在檢測過程中應對數據信息進行詳細記錄，并對比獲得的相關數據和信息，進而對故障點的具體位置進行判斷。[4]

六、提高通信光纜故障判斷與定位工作質量的措施

（一）加強維修企業和生產企業的良好合作

在通信光纜的使用中，想要確保其具有良好的運行狀態及運行性能，做好光纜的維修工作至關重要。但因為通信光纜的推廣和發展時間并不是很長，很多維修人員在專業素養和經驗方面還存在不足，由于通信光纜在結構、材質性能及工作等方面和傳統光纜存在顯著不同，相關維修人員往往會以傳統維修方式進行通信光纜的維修和處理，這也容易維修效果的不足，甚至可能造成進一步的損壞。想要實現有效維修，相關維修人員需要做好通信光纜結構、材質性能和工作等方面的全面了解，且對主要故障問題掌握和清楚，當出現故障能夠迅速、有效解決。而想要維修人員具備上述素養，就可以加強維修企業和生產企業的良好合作，以生產企業技術優勢來促進維修人員對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備

在通信光纜維修工作開展前，為了確保相關問題與故障能夠及時、有效解決，一定要做好光纜維修前的故障診斷和準備工作。通過故障診斷實現故障位置以及原因的掌握，這樣便于維修工作針對性開展，實現故障的迅速和準確處理。若缺乏光纜維修診斷與準備，相關維修人員需要現場開展通信光纜的全面檢查，此過程往往需要投入大量的時間和精力，影響通信光纜故障的及時處理。面對這種情況，在故障維修前可以借助現代化、先進的故障診斷和檢測技術，來實現對通信光纜故障的有效判斷和故障原因的明確掌握，從而為后續維修工作提供依據。通過做好光纜維修前的故障診斷和準備，對通信光纜維修工作的有效和有序開展至關重要，其是通信光纜能夠高質和高效維修的基本保障。

在通信光纜傳統維修診斷方式中，對故障的檢查和診斷一般是對相關機械和部件進行拆卸和檢查。但由于諸多維修人員缺乏對通信光纜結構和指標等知識的認知，維修過程費時、費力，且維修的效果也不能夠滿足實際要求。但通過電子診斷技術使用，就對傳統維修診斷方式的弊端實現了解決，此技術在不用對光纜等設備拆卸的基礎上，就能夠對其內部實現全面和準確的檢測，為維修工作的開展提供了便捷，且還能夠有效規避手工維修診斷中出現的失誤等情況，從而有效實現維修診斷和檢測效率及質量的提升。運用此先進技術，對通信光纜使用和運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，且對通信光纜進一步的推廣和使用也具有積極的促進作用。[5]

（三）及時更新和引進維修設備及技術手段

在通信光纜維修工作開展中，主要是相關維修人員通過自身知識和技能，并借助設備及技術手段來實現通信光纜故障處理和維修的過程。基于此，想要實現通信光纜的有效維修，需要有良好的維修設備以及維修技術作為保障。只有維修人員具備先進的設備及技術，才能夠確保通信光纜故障得到及時和有效的維修與處理。

七、結束語

通信光纜的類型復雜多樣，應用范圍廣泛，環境也復雜多變，故障形成的因素眾多，所以，要求通信工程維護技術人員，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，光纜結合處的故障原因較多，故在通信光纜工程建設時，一方面要嚴把工程施工質量，建設符合規程，同時又要做好線路保養，形成了全面、正確的通信光纜維修資料，并從維修保養實踐中總結經驗，才能夠更快速地、正確的發現并解決各種故障。

參? 考? 文? 獻

[1]張居衛， 李力厚. 通信光纜故障點判斷與定位的研究[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的定位與檢測[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定位和有效檢測技術[J]. 自動化技術與應用， 2018， 37（12）：4.

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

[5]呂戰勝. 光纖通信設備的故障定位及日常維護措施[J]. 區域治理， 2019（8）：1.