电力通信光缆线路中的故障点定位和有效检测技术

张皓为

【摘  要】通信光缆线路是通信的重要组成部分，其安全稳定运行是保障通信质量的关键。因此，通信企业需提高对通信光缆线路的重视，做好通信光缆线路的运维管理工作。在通信光缆线路的运维管理工作中，故障点定位是难度较高的环节，故障点的准确定位可以有效提升故障维修的效率，降低通信企业的经济损失。

【关键词】通信光缆;线路故障点;准确定位;有效检测

1通信光缆线路故障常见原因的分析

首先，通信光缆自身存在的缺陷导致光缆故障。通信光缆由光纤和外护层组成，光纤的质量直接影响到光缆的传输性能，如果光纤自身存在缺陷，那么当光缆使用一段时间后，光纤的包层直径以及同心度出现误差，或者光纤的机械性能出现问题，通讯光缆就会出现故障。另外，光缆的外护层材料如果存在缺陷，也会导致老化速度加快，最终影响到通讯光缆的使用寿命和性能。其次，人为因素导致光缆通信故障。在通信光缆线路运行过程中一般存在的人为影响因素有两种，一种是外来人员引起了通信光缆的运行安全故障，例如说存在偷窃行为偷到光缆线路，还有车辆发生安全事故撞坏了光缆线路，以及施工过程中对于通信光缆线路造成的损伤等。另一种原因就是工作人员在工作中造成的通信光缆运行故障，一般都是在进行故障排查过程中，工作人员过于相信自己的工作经验，没有形成科学合理的故障解决方案。最后，自然环境因素导致光缆故障。自然环境因素包括风、雨、雷、电、地震、高温、冰雪等极端气候条件，当光缆在极端高温或严寒的自然环境下工作时，光缆外护层就会因为温度变化大或者频繁而造成损伤。现在很多地区的通信光缆采用直埋式的敷设方法，土壤的湿度、酸碱度等也是影响光缆正常运行的因素之一。

2影响通信光缆线路故障点位置判断的因素

2.1故障点定位受到测试误差的影响

对通信光缆线路故障点的定位，一般通过OTDR测试设备实现，其测试数据与实际情况存在一定程度的误差。在OTDR测试中，鉴于抽样间隔的存在，使得误差产生，尤其显示在距离分辨率上十分明显，与抽样频率呈现正比关系。

2.2故障测试设备的使用缺乏科学性，操作误差时有发生

首先，折射率出现误差。折射率与多种因素关系密切，厂家与产品型号的差异都会造成不同的折射率。在使用OTDR的时候，要对折射率进行合理设定，避免因为这一因素，造成定位不准确。其次，量程选择不合理。在使用OTDR仪表的时候，量程的恰当选择十分关键，一旦选择不科学，很难保证故障定位的精准性。OTDR仪表量程的不同会造成数据的差异，一旦量程选择出现不合理，必定造成测定结果的不准确。再次，脉冲宽度出现不当情况。如果脉冲幅度能够保持一致，那么，其宽度与能量呈现正比关系。也就是说，脉冲宽度越大，其误差程度就约严重。最后，时间处理出现不恰当情况。OTDR仪表的脉冲反射信号的采样工作需要实现处理的均衡性，减少随机事件的发生，降低随机事件产生的不良影响。测试精度与平均化时间关系密切，在达到一定时间之后，精度呈现不变状态。为了有效缩短测试时间，一般将时间设定在0.5-3分钟的区间。

3光纤线路故障点定位的要点

3.1熟悉仪表操作

只有掌握了仪表的正确操作方法，保证了其工作的科学可靠性，才能保证定位的准确性。在检修工作中，最为常用的就是OTDR仪表，在使用中，需要确保参数的正确，之后对测试范围进行选择，在此基础上，活用仪表自身的放大功能。只有保证了仪表应用的正确才能给定位与检修工作提供便利。

3.2了解线路信息

在具体工作中，也需要积极搜集光纤线路的资料，并妥善保存。在工作中也需要对其准确性进行核对，只有正确的信息才能给检修工作的开展提供参考。具体包括线路建设的年代、材质以及施工单位和设计情况等等。

3.3结合故障特点灵活地采取测试手段

对于故障点的测试工作来说，需要结合线路以及故障的情况来灵活地选择测试手段。举例来说，对于故障点，形成相应的应对思路，一方面需要整合光缆线路的原始资料，同时进行现场测量，对两方面的资料和数据进行比对，这样才能更为准确、客观地分析故障点，给后续检修工作的开展提供必要的支持。

4光时域反射仪及检测方法

OTDR工作原理就是运用光的瑞利散射及菲涅尔反射原则，OTDR和被检测光纤实现连接后，向被检测光纤发射测试所用的激光脉冲。其中，OTDR运用菲涅尔反射原理：依据菲涅尔反射原理，如果在发送端探测出背向反射而来的光，即可看出前后端面回波脉冲，这些信号之间的时间间隔则是光走两倍纤长度时间，以此检测光纤长度值。同理，如果光纤内部出现断裂或缺陷，也需要在光纤输入端检测至回波脉冲，依据回波脉冲状况准确定位故障。而OTDR运用瑞利散射原理，就是把窄脉冲注入光纤的输入端，如果光脉冲顺着光纤进行传输，不同点瑞利散射部分会不断返回至光纤输入端。而光纤接收到电路所检测的返回光，并通过数字处理提升信噪比，将与反射功率对应的电信号连接至示波器，通过恰当的处理，相对应的对数衰减曲线得以在屏幕上显示出来。而由于光纤光纤自身因素的影响，激光会出现散射，而散射并无方向性，一部分散射光会返回至OTDR之上。由于所返回和传输的光功率展现正比关系，通过深入分析返回的光功率，可以展现传输的光功率，以此测得光纤衰减情况。当光传输通路面临全部中断，在断点位置背向散射光功率降至零，从而产生菲涅尔反射。

5通信光缆线路中故障点定位和检测的仿真分析

为了进一步明确光时域反射仪的定位准确性，笔者仿真软件对光时域反射仪的应用效果进行分析。在房仿真分析中，通过最大最小准则明确阈值B，并将其与不同尺度下的小波系数进行对比，如果模值小于阈值B，则小波系数设定为0;如果模值大于阈值B，则将小波系数数值减去B，获得相对平滑的小波系数。仿真测试设置的采样频率是2000kHz，共采样19600个采样点;通过dB3小波进行光信号的小波分解，从而获得不同尺度下的小波系数模极大值。按照上文中提到的去噪处理方法进行降噪，降噪后获得的光信号与原始信号具有较高的相似性。由此可以看出，在应用光时域反射仪进行故障点定位与检测时，技术人员可以利用小波变换系数有效运算，去除光信号中的噪音，提升光时域反射仪定位的准确性，为运维人员开展故障维修工作提供帮助。

6光缆线路故障处理方法

线路维修管理人员要熟练地掌握并运用相关故障检修技术，及时发现故障，找出故障根源，确保线路维修质量。当出现故障时，机房值班技术人员必须要及时对故障位置及类型做出判断。为了降低故障发生几率，线路维修单位需要保证足够的抢修力量，检修设备要齐全，人员要配置好。线路查修工作需要每天进行，无论天气好坏都要及时获取線路信息，便于及时采取有效措施进行抢修，争取短时间内恢复线路。故障解决后，必须要做好相关记录，并对故障问题进行全面分析，并制定出有效的解决措施。例如：在跳接光纤检测前，第一步就是要测试备用纤芯，使其满足有关要求。在对故障进行处理时。通常会遇到先恢复跳纤业务的要求。一旦遇到这种问题，必须要和传输中心保持联系，征求其同意，才能跳纤。另外，只可以逐芯来拔插纤芯，每跳一芯，需等到传输机房确认无误后，才能开始下一芯的跳纤。

7结束语

通过本文的分析可知，在实际的光时域反射仪应用中，通信企业的运维人员需要合理设置光时域反射仪的各项参数，通过小波变化模极大值方法进行光信号的去噪处理，实现光脉冲信号的不失真重构，提升故障点定位的准确性及排除效率，促进通信企业的可持续发展。

参考文献：

[1]李杼.光纤通信中光缆故障位置的确定技术分析[J].应用能源技术，2018，07：52-53.