高速鐵路通信光纜故障的定位分析與處理

陸守東

(中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海通信段，上海 200434)

鐵路通信光纜承載著高鐵運輸安全的重要信息，光纜的安全暢通是保障信息傳輸?shù)奈锢硗ǖ馈Ｄ壳拌F路通信維護(hù)部門對光纜故障后產(chǎn)生告警的處置非常重視，基本能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成故障的處理，但對于未產(chǎn)生告警的光纜故障重視程度不足，導(dǎo)致故障問題隨著時間不斷劣化，最終影響到鐵路通信系統(tǒng)正常運行。故障處理在方法上也比較單一，大多采用更換光纜的方式直接替換，沒有排查故障分析原因，不但造成了經(jīng)濟(jì)損失外，還不利于后期防范工作的開展。一旦光纜故障，如何定位分析查找故障位置，采取何種方法處理光纜故障，盡量縮短光纜故障延時，減少對高鐵運輸安全的影響，是做好光纜維護(hù)工作的重中之重。下面重點對高鐵通信光纜故障種類、定位分析以及處理方法進(jìn)行分析探討。

1 光纜故障種類及原因

高速鐵路通信光纜一般沿上下行槽道敷設(shè)兩根干線光纜，所有的通信業(yè)務(wù)利用兩條光纜相互保護(hù)，正常情況下一根光纜中斷會產(chǎn)生大量告警，但業(yè)務(wù)能夠正常使用，不會導(dǎo)致行車中斷。光纜故障大致可分為兩根光纜全部中斷、單根光纜中斷、光纜中部分光纖中斷或受損、單根光纖中斷或受損4大類。故障產(chǎn)生的原因也有所不同，主要有外界和光纜自身兩大類原因。

1.1 兩根光纜全部中斷

當(dāng)高速鐵路上下行光纜全部中斷，此時必定影響業(yè)務(wù)導(dǎo)致列車無法正常運行，必須堅持搶通一側(cè)的原則，申請臨時計劃搶通一側(cè)光纜在用光纖，保證行車業(yè)務(wù)正常運行，恢復(fù)鐵路行車秩序。兩根光纜全部中斷的原因主要為上下行光纜同徑路，由施工、火災(zāi)以及偷盜等外界因素導(dǎo)致。

1.2 單根光纜中斷

當(dāng)單根光纜中斷時，傳輸網(wǎng)管上會產(chǎn)生大量的告警信息，但由于另外一側(cè)光纜的保護(hù)，正常情況下行車業(yè)務(wù)不受影響。此時應(yīng)按照先搶通后修復(fù)的原則，利用另外一側(cè)光纜備用光纖進(jìn)行倒代，將中斷光纜的在用光纖臨時倒通，然后再組織修復(fù)。單根光纜中斷主要原因與兩根光纜全部中斷類似，基本上都為外界因素導(dǎo)致。

1.3 光纜中部分光纖中斷或受損

此時傳輸網(wǎng)管可能會產(chǎn)生一些告警，但比單根光纜中斷告警數(shù)量少，也可能受影響的光纖都為備用光纖，網(wǎng)管無任何告警信息。針對傳輸網(wǎng)管存在告警的在用光纖，按照先搶通后修復(fù)的原則，將故障光纖倒代至備用光纖上消除網(wǎng)管告警，然后再組織修復(fù)。部分光纖中斷或受損的原因除了施工、火災(zāi)和偷盜外，基本為鼠害、過涵過溝防護(hù)不良、槽道蓋板砸傷等情況導(dǎo)致光纜變形光纖受力而產(chǎn)生的故障。

1.4 單根光纖中斷或受損

對于單根光纖中斷產(chǎn)生告警時，應(yīng)按照先搶通后修復(fù)的原則，先倒代消除告警，再組織故障的處理。對于單個在用光纖受損，由于受損產(chǎn)生的衰耗大小不一，設(shè)備接收光功率也可能未超過靈敏度，所以設(shè)備上也可能不會產(chǎn)生任何告警。在日常網(wǎng)管光功率統(tǒng)計或現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)后，也要盡快申請計劃組織故障處理，避免故障點繼續(xù)劣化影響設(shè)備正常使用。在日常維護(hù)中除鼠害和砸傷外部因素以外，光纜本身在接頭盒內(nèi)斷纖、接頭不良以及盤纖彎曲半徑過小等原因較為常見。

2 光纜故障定位分析方法

光纜故障的定位分析就是利用網(wǎng)管告警和現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)，與光纜敷設(shè)徑路、長度、接頭位置等基礎(chǔ)信息進(jìn)行綜合分析，最終目的是查找到光纜故障點的精確位置。光纜故障的定位分析方法從判斷過程來分，大致可以分為初步分析法、預(yù)定位分析法和精準(zhǔn)定位分析法。

2.1 初步分析法

初步分析法是通過網(wǎng)管告警分析光纜故障的區(qū)間范圍，適用于光纜部分光纖中斷或光纜中斷故障的分析。當(dāng)光纜中斷或部分在用光纖中斷時，傳輸網(wǎng)管上多套設(shè)備之間會產(chǎn)生連接中斷告警，此時查找分析出最短距離兩個設(shè)備之間的鏈路中斷，就是光纜中斷的區(qū)間范圍。然后安排人員到達(dá)就近機(jī)房，使用光時域反射儀（OTDR）對故障光纖進(jìn)行測試，測試出斷點與機(jī)房的距離，為后續(xù)的分析提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 預(yù)定位分析法

預(yù)定位分析法適用于所有光纜故障的判斷分析，根據(jù)光纜故障的現(xiàn)象、影響范圍以及緊急程度。預(yù)定位分析方法也有所差異，可以從是否為施工影響分兩類來分析。

1）施工影響光纜故障的預(yù)定位分析

一般光纜中斷或多個光纖中斷，傳輸網(wǎng)管上會產(chǎn)生大量連接中斷告警，在沒有維護(hù)人員作業(yè)和不可抗力的情況下，基本都為施工影響導(dǎo)致。此時施工地段基本存在大型機(jī)械和動土的跡象，應(yīng)根據(jù)初步分析法判斷的區(qū)間，立即安排人員現(xiàn)場測試出斷點與機(jī)房的距離，與公里標(biāo)進(jìn)行換算作為預(yù)定位位置，盡快前往查找施工地點，找到光纜斷點后盡快組織人員搶通。

2）非施工影響光纜故障的預(yù)定位分析

當(dāng)光纜單纖中斷或受損時，網(wǎng)管只有單方向告警或不告警，基本可以排除外界施工影響，此時根據(jù)處置原則倒通業(yè)務(wù)后進(jìn)行預(yù)定位分析。根據(jù)現(xiàn)場測試故障點距機(jī)房的距離（一般不考慮光纜預(yù)留的情況下），將測試距離按95%的長度換算成公里標(biāo)，與測試機(jī)房的公里標(biāo)進(jìn)行疊加換算，預(yù)定位故障公里標(biāo)位置。然后再定位就近光纜接頭盒，查詢光纜徑路圖等資料，找出距離預(yù)定位故障點公里標(biāo)最近的光纜接頭盒，作為后續(xù)判斷查找需要打開的接頭。由于儀表測試存在一定的誤差，加上線路上光纜徑路走向、預(yù)留等不確定因素，測試故障點距離越長誤差就越大，不利于精準(zhǔn)定位查找故障點，所以一般將OTDR測試故障點距離控制在1 km左右，這也是要查找打開預(yù)定位就近接頭的原因。

2.3 精準(zhǔn)定位分析法

精準(zhǔn)定位分析法適用于光纜單纖中斷或受損故障的定位。通過預(yù)定位分析到達(dá)現(xiàn)場找到就近的接頭，打開接頭盒找出故障光纖，將故障光纖彎曲人為制作故障點（直徑小于1 cm），聯(lián)系機(jī)房測試，也可在接頭盒內(nèi)斷開故障光纖使用OTDR進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試出故障點距接頭盒距離。然后采用米標(biāo)查找法尋找故障點。在接頭盒處查看光纜米標(biāo)數(shù)，將測試距離與米標(biāo)進(jìn)行疊加，換算成光纜故障點的米標(biāo)數(shù)精確定位。找到精準(zhǔn)定位光纜的米標(biāo)數(shù)后，由于儀表測試可能會有正負(fù)誤差，所以應(yīng)以精準(zhǔn)定位米標(biāo)數(shù)為中心，向兩側(cè)掀起槽道蓋板排查故障點。另外針對光纜斷纖的故障，故障范圍縮小到2 km左右，還可以采用紅光筆送紅光的輔助手段查找故障點。當(dāng)然打開接頭盒后，通過測試故障也可能在接頭盒內(nèi)，現(xiàn)場檢查故障原因采用相應(yīng)的處理措施即可。采用精準(zhǔn)定位分析法查找光纜的故障，一般為鼠害、光纜砸傷居多。

3 光纜故障的處理方法

光纜故障的處理是在故障定位分析查找到故障點后，根據(jù)現(xiàn)場故障的具體原因，采取相應(yīng)的處理方法，從而解決光纜故障的問題。光纜故障處理方法較多，總結(jié)下來大致可分為倒代法、替換法、熔接法、盤纖法和縱剝法5種。

3.1 倒代法

倒代法適用于光纜故障影響設(shè)備正常使用的處理方法，是光纜故障的應(yīng)急處置措施，就是將故障光纜的在用光纖倒至另外一側(cè)光纜的備用光纖上，消除網(wǎng)管上光路連接中斷的告警，保證所有業(yè)務(wù)臨時恢復(fù)正常。當(dāng)光纜故障徹底解決后，必須將臨時倒代的光纖倒回原光纜上，確保兩條光纜上的業(yè)務(wù)始終處于相互保護(hù)的狀態(tài)。當(dāng)然，如果光纜是部分光纖或單纖中斷影響業(yè)務(wù)，在本纜備用光纖具備倒代條件的情況下，優(yōu)先使用本纜備用光纖倒代，保證應(yīng)急處置過程中所有業(yè)務(wù)的保護(hù)還在兩根光纜上。

3.2 替換法

替換法是光纜故障處置比較常用的方法，適用于光纜中斷及部分光纖中斷故障的處理，一般受外界施工等造成光纜中斷采用此方法居多。它是使用一段備用光纜覆蓋故障位置重新割接，達(dá)到恢復(fù)光纜正常使用的目的。采用替換法處理光纜故障，一般使用的備用光纜應(yīng)不小于200 m，避免兩個接頭間光纜長度過小，導(dǎo)致OTDR特性測試時產(chǎn)生盲區(qū)效應(yīng)，將兩個接頭的衰耗疊加為一處光纖衰耗點，不利于故障點的判斷與查找。實際的故障處理中，使用替換法新增的光纜及接頭，無疑會降低光纜的特性指標(biāo)，但降低的參數(shù)都比較小，對業(yè)務(wù)的影響也微乎其微。但對于承載骨干或局干光傳送網(wǎng)（OTN）業(yè)務(wù)的光纜，建議還是利用原有一個或兩個接頭重新布放光纜進(jìn)行割接，盡量減少對光纜本身特性指標(biāo)的影響。

3.3 熔接法

熔接法適用于光纜中斷、部分光纖、單纖中斷或受損故障的處理，是在不使用備用光纜的情況下直接對故障光纜或光纖進(jìn)行熔接處理。當(dāng)光纜中斷在故障點有預(yù)留且滿足接續(xù)長度時，應(yīng)采用熔接法直接在斷點增加一處接頭，對故障光纜進(jìn)行熔接處理。部分光纖、單纖中斷或受損故障，當(dāng)定位分析判斷在接頭盒內(nèi)排除彎曲半徑過小或受力導(dǎo)致時，基本都為接頭不良，應(yīng)在接頭盒內(nèi)找出故障光纖斷開接頭直接熔接恢復(fù)。

3.4 盤纖法

盤纖法適用于部分光纖或單纖受損故障的處理，此時光纖并未中斷，光纖處于受力或彎曲半徑過小的狀態(tài)，導(dǎo)致光纖產(chǎn)生受損衰耗過大。一般在光纜成端的光纖配線架ODF盤和接頭盒內(nèi)較為常見。盤纖法就是將受力或彎曲半徑過小的光纖重新盤纖，保證光纖不再受力且彎曲半徑大于2.5 cm以上，從而解決光纖受損衰耗過大的故障。

3.5 縱剝法

縱剝法適用于部分光纖、單纖中斷或受損故障的處理，與使用盤纖法不同的是光纜故障點不在接頭盒內(nèi)，而是光纜本身因外力受傷，光纜內(nèi)束管變形擠壓光纖導(dǎo)致受損或中斷，一般受鼠害和砸傷的情況居多。縱剝法是在光纜受傷處，以受傷點為中心向兩側(cè)開剝光纜80～100 cm，在不中斷束管和光纖的情況下，將束管受傷變形處使用尖嘴鉗恢復(fù)束管的物理形態(tài)，正常情況下光纖受損的衰耗都會消失，最后再將束管盤一圈在接頭盒內(nèi)加固即可，需要注意的是束管變形處一定要盤放在接頭盒側(cè)面中間的位置，防止放在接頭盒兩端束管彎曲處受力導(dǎo)致再次變形產(chǎn)生衰耗。當(dāng)然，束管受傷處也可能造成光纖中斷，一般鼠害咬斷的較多，在使用縱剝法發(fā)現(xiàn)光纖中斷時，還應(yīng)采用熔接法將中斷光纖的整個束管全部熔接，最終解決光纜的故障問題。

4 總結(jié)

鐵路通信光纜是高鐵運輸安全的基礎(chǔ)保障，也是傳送鐵路各類信息的物理通道，光纜通道的安全暢通，直接影響到高鐵運行安全。日常維護(hù)過程中一旦發(fā)現(xiàn)光纜故障，必須根據(jù)故障現(xiàn)象、緊急程度，堅持先搶通后修復(fù)的原則，盡量排除光纜故障的影響，減少對高鐵行車安全的干擾。同時根據(jù)光纜故障的現(xiàn)象和原因，選擇合適的定位分析和故障處理方法，在盡量不降低光纜特性指標(biāo)的情況下，多個方法綜合運用解決光纜故障，為高速鐵路運輸安全保駕護(hù)航。