電力通信光纜線路中的故障點定位和有效檢測技術(shù)

張皓為

【摘 ?要】通信光纜線路是通信的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運行是保障通信質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，通信企業(yè)需提高對通信光纜線路的重視，做好通信光纜線路的運維管理工作。在通信光纜線路的運維管理工作中，故障點定位是難度較高的環(huán)節(jié)，故障點的準確定位可以有效提升故障維修的效率，降低通信企業(yè)的經(jīng)濟損失。

【關(guān)鍵詞】通信光纜;線路故障點;準確定位;有效檢測

1通信光纜線路故障常見原因的分析

首先，通信光纜自身存在的缺陷導(dǎo)致光纜故障。通信光纜由光纖和外護層組成，光纖的質(zhì)量直接影響到光纜的傳輸性能，如果光纖自身存在缺陷，那么當(dāng)光纜使用一段時間后，光纖的包層直徑以及同心度出現(xiàn)誤差，或者光纖的機械性能出現(xiàn)問題，通訊光纜就會出現(xiàn)故障。另外，光纜的外護層材料如果存在缺陷，也會導(dǎo)致老化速度加快，最終影響到通訊光纜的使用壽命和性能。其次，人為因素導(dǎo)致光纜通信故障。在通信光纜線路運行過程中一般存在的人為影響因素有兩種，一種是外來人員引起了通信光纜的運行安全故障，例如說存在偷竊行為偷到光纜線路，還有車輛發(fā)生安全事故撞壞了光纜線路，以及施工過程中對于通信光纜線路造成的損傷等。另一種原因就是工作人員在工作中造成的通信光纜運行故障，一般都是在進行故障排查過程中，工作人員過于相信自己的工作經(jīng)驗，沒有形成科學(xué)合理的故障解決方案。最后，自然環(huán)境因素導(dǎo)致光纜故障。自然環(huán)境因素包括風(fēng)、雨、雷、電、地震、高溫、冰雪等極端氣候條件，當(dāng)光纜在極端高溫或嚴寒的自然環(huán)境下工作時，光纜外護層就會因為溫度變化大或者頻繁而造成損傷。現(xiàn)在很多地區(qū)的通信光纜采用直埋式的敷設(shè)方法，土壤的濕度、酸堿度等也是影響光纜正常運行的因素之一。

2影響通信光纜線路故障點位置判斷的因素

2.1故障點定位受到測試誤差的影響

對通信光纜線路故障點的定位，一般通過OTDR測試設(shè)備實現(xiàn)，其測試數(shù)據(jù)與實際情況存在一定程度的誤差。在OTDR測試中，鑒于抽樣間隔的存在，使得誤差產(chǎn)生，尤其顯示在距離分辨率上十分明顯，與抽樣頻率呈現(xiàn)正比關(guān)系。

2.2故障測試設(shè)備的使用缺乏科學(xué)性，操作誤差時有發(fā)生

首先，折射率出現(xiàn)誤差。折射率與多種因素關(guān)系密切，廠家與產(chǎn)品型號的差異都會造成不同的折射率。在使用OTDR的時候，要對折射率進行合理設(shè)定，避免因為這一因素，造成定位不準確。其次，量程選擇不合理。在使用OTDR儀表的時候，量程的恰當(dāng)選擇十分關(guān)鍵，一旦選擇不科學(xué)，很難保證故障定位的精準性。OTDR儀表量程的不同會造成數(shù)據(jù)的差異，一旦量程選擇出現(xiàn)不合理，必定造成測定結(jié)果的不準確。再次，脈沖寬度出現(xiàn)不當(dāng)情況。如果脈沖幅度能夠保持一致，那么，其寬度與能量呈現(xiàn)正比關(guān)系。也就是說，脈沖寬度越大，其誤差程度就約嚴重。最后，時間處理出現(xiàn)不恰當(dāng)情況。OTDR儀表的脈沖反射信號的采樣工作需要實現(xiàn)處理的均衡性，減少隨機事件的發(fā)生，降低隨機事件產(chǎn)生的不良影響。測試精度與平均化時間關(guān)系密切，在達到一定時間之后，精度呈現(xiàn)不變狀態(tài)。為了有效縮短測試時間，一般將時間設(shè)定在0.5-3分鐘的區(qū)間。

3光纖線路故障點定位的要點

3.1熟悉儀表操作

只有掌握了儀表的正確操作方法，保證了其工作的科學(xué)可靠性，才能保證定位的準確性。在檢修工作中，最為常用的就是OTDR儀表，在使用中，需要確保參數(shù)的正確，之后對測試范圍進行選擇，在此基礎(chǔ)上，活用儀表自身的放大功能。只有保證了儀表應(yīng)用的正確才能給定位與檢修工作提供便利。

3.2了解線路信息

在具體工作中，也需要積極搜集光纖線路的資料，并妥善保存。在工作中也需要對其準確性進行核對，只有正確的信息才能給檢修工作的開展提供參考。具體包括線路建設(shè)的年代、材質(zhì)以及施工單位和設(shè)計情況等等。

3.3結(jié)合故障特點靈活地采取測試手段

對于故障點的測試工作來說，需要結(jié)合線路以及故障的情況來靈活地選擇測試手段。舉例來說，對于故障點，形成相應(yīng)的應(yīng)對思路，一方面需要整合光纜線路的原始資料，同時進行現(xiàn)場測量，對兩方面的資料和數(shù)據(jù)進行比對，這樣才能更為準確、客觀地分析故障點，給后續(xù)檢修工作的開展提供必要的支持。

4光時域反射儀及檢測方法

OTDR工作原理就是運用光的瑞利散射及菲涅爾反射原則，OTDR和被檢測光纖實現(xiàn)連接后，向被檢測光纖發(fā)射測試所用的激光脈沖。其中，OTDR運用菲涅爾反射原理：依據(jù)菲涅爾反射原理，如果在發(fā)送端探測出背向反射而來的光，即可看出前后端面回波脈沖，這些信號之間的時間間隔則是光走兩倍纖長度時間，以此檢測光纖長度值。同理，如果光纖內(nèi)部出現(xiàn)斷裂或缺陷，也需要在光纖輸入端檢測至回波脈沖，依據(jù)回波脈沖狀況準確定位故障。而OTDR運用瑞利散射原理，就是把窄脈沖注入光纖的輸入端，如果光脈沖順著光纖進行傳輸，不同點瑞利散射部分會不斷返回至光纖輸入端。而光纖接收到電路所檢測的返回光，并通過數(shù)字處理提升信噪比，將與反射功率對應(yīng)的電信號連接至示波器，通過恰當(dāng)?shù)奶幚恚鄬?yīng)的對數(shù)衰減曲線得以在屏幕上顯示出來。而由于光纖光纖自身因素的影響，激光會出現(xiàn)散射，而散射并無方向性，一部分散射光會返回至OTDR之上。由于所返回和傳輸?shù)墓夤β收宫F(xiàn)正比關(guān)系，通過深入分析返回的光功率，可以展現(xiàn)傳輸?shù)墓夤β剩源藴y得光纖衰減情況。當(dāng)光傳輸通路面臨全部中斷，在斷點位置背向散射光功率降至零，從而產(chǎn)生菲涅爾反射。

5通信光纜線路中故障點定位和檢測的仿真分析

為了進一步明確光時域反射儀的定位準確性，筆者仿真軟件對光時域反射儀的應(yīng)用效果進行分析。在房仿真分析中，通過最大最小準則明確閾值B，并將其與不同尺度下的小波系數(shù)進行對比，如果模值小于閾值B，則小波系數(shù)設(shè)定為0;如果模值大于閾值B，則將小波系數(shù)數(shù)值減去B，獲得相對平滑的小波系數(shù)。仿真測試設(shè)置的采樣頻率是2000kHz，共采樣19600個采樣點;通過dB3小波進行光信號的小波分解，從而獲得不同尺度下的小波系數(shù)模極大值。按照上文中提到的去噪處理方法進行降噪，降噪后獲得的光信號與原始信號具有較高的相似性。由此可以看出，在應(yīng)用光時域反射儀進行故障點定位與檢測時，技術(shù)人員可以利用小波變換系數(shù)有效運算，去除光信號中的噪音，提升光時域反射儀定位的準確性，為運維人員開展故障維修工作提供幫助。

6光纜線路故障處理方法

線路維修管理人員要熟練地掌握并運用相關(guān)故障檢修技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)故障，找出故障根源，確保線路維修質(zhì)量。當(dāng)出現(xiàn)故障時，機房值班技術(shù)人員必須要及時對故障位置及類型做出判斷。為了降低故障發(fā)生幾率，線路維修單位需要保證足夠的搶修力量，檢修設(shè)備要齊全，人員要配置好。線路查修工作需要每天進行，無論天氣好壞都要及時獲取線路信息，便于及時采取有效措施進行搶修，爭取短時間內(nèi)恢復(fù)線路。故障解決后，必須要做好相關(guān)記錄，并對故障問題進行全面分析，并制定出有效的解決措施。例如：在跳接光纖檢測前，第一步就是要測試備用纖芯，使其滿足有關(guān)要求。在對故障進行處理時。通常會遇到先恢復(fù)跳纖業(yè)務(wù)的要求。一旦遇到這種問題，必須要和傳輸中心保持聯(lián)系，征求其同意，才能跳纖。另外，只可以逐芯來拔插纖芯，每跳一芯，需等到傳輸機房確認無誤后，才能開始下一芯的跳纖。

7結(jié)束語

通過本文的分析可知，在實際的光時域反射儀應(yīng)用中，通信企業(yè)的運維人員需要合理設(shè)置光時域反射儀的各項參數(shù)，通過小波變化模極大值方法進行光信號的去噪處理，實現(xiàn)光脈沖信號的不失真重構(gòu)，提升故障點定位的準確性及排除效率，促進通信企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]李杼.光纖通信中光纜故障位置的確定技術(shù)分析[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2018，07：52-53.