电力通信光缆故障点判断与定位的研究

朱显峰 赵海龙 沙和鸣 柯旋 李建宁

【摘要】    光纤通信技术已经经过了三十多年的发展，现在已经形成了移动网络的重要支撑部分。由于通信光缆大规模铺设，加之通信光缆所在的地区自然环境千变万化，通信光缆的故障问题层出无穷，通信光缆线路维修的各项任务也越来越重，给网络维护技术人员提出了许多挑战。怎样才能在光缆线路发生障碍时，能够迅速、准确地找到光缆线路障碍点，是光纤维修技术人员需要解决的问题。本篇文章从光缆出发，重点阐述了光纤故障的类型和查找定位光纤线路故障点的办法。

【关键词】    通信光缆    故障点    判断与定位

引言：

随着中国社会经济的日益发达，光纤通信也逐步变成了中国通信网中不能缺少的重要组成部分。但目前的通信光缆数量庞大，且周围所处地理环境错综复杂，在现实使用流程中，也经常出现故障问题，在这一状况下，使通信维护技术人员所受到的挑战也愈来愈大。所以，应当加强对这一提问的处理力度，以保证通信光缆的安全。在正文中，重点剖析了对光纤故障现象的分类，并给出了定位光纤光缆故障现象的办法。

一、通信光缆的概述分析

（一）通信光缆的结构

通信光缆一般由缆芯和护层所形成。缆芯是光缆的最重要组成部分，由光导玻璃纤维、加强芯和绝缘铜电线三个部门组合成。光导纤维又称光缆，其功能一般是传送光波，把光波所带的信号由一头传给通信的另一端;增强芯通常使用于钢绞线，其功能是增强光缆的抗拉强度。保护层厚度则为光缆缆芯的保护膜，包覆于缆芯的最外层，以保证缆芯不被外部破坏。常用通信的光缆构成，一般有：双层绞式结构光缆、骨架型构造光缆、束管型构造光缆、条形构造光缆、单芯构造光缆，以及特殊的构造光缆等几类。

（二）通信光缆的种类

通信线缆的类型繁多，按划分方式不同，光纤光缆的类型也有所不同。其常见划分的方式大致有：按传送间距和功能，可分城市化线缆、长距离线缆、多用户光纤光缆等;按线缆内光纤通道的类型，可分成多模光缆和单模光纤光缆;按光缆的铺设方式可分成架上光纤光缆、管内光纤光缆、直埋光缆和水底光缆等;按光缆内的光学纤维套塑方式分成紧套光缆、松套光缆、带状单元光缆和多束管型光缆等;按光缆中光纤的数量种类可分成单芯光缆和多芯光缆;按应用区域可分成户外光纤光缆、软光缆、局内光纤光缆、设施内光缆、海底光缆、特殊光纤光缆等。当然，光缆也可以分为长途光缆、户外光缆、管道光缆等，也可以分为单模光缆、骨架型多结构光缆。[1]

（三）通信光缆的特性

通信光缆具有明确的功能，它主要用于通信信号的传输，确保通信信息的安全和高效传达。通信光缆的出现为通信传输提供了良好的载体，早期人们通过通信光缆能够有效满足远距离、大容量及高宽带等传输工作的要求，且传输期间还能够有效避免干扰、串话等现象的发生，实现通信的高质、高效和安全传输。但也正是其使用特点和优势的影响，长距离的通信光缆使用很容易出现突然的中断，且过多的路径还会导致线路易发生缠绕等现象，一旦通信光缆出现异常和故障现象，其正常的运行状态就会受到影响。

二、通信光缆常见的故障

（一）部分系统阻断故障

部分系统中断故障问题，是指由于线路原因，将某一个或部分在用业务系统中断的故障问题。如果发生了这种设备故障现象，先检测传输设备，如果故障问题发生在装置上，再检测和修复装置。在消除装置设备故障问题的前提下，再对传送光纤进行检测，然后把OTDR仪器接到被测光纤线路上，通过了解被测光纤的有关技术参数，并调节OTDR仪器的技术参数，如折射率、脉宽和波段等，使其和被测纤芯的技术参数相符，从而最大限度地减小了测量误差。

（二）由光纤衰耗过大引起的故障

在用OTDR测试光缆时，产生波浪的形状，来表示光纤衰减过大，高衰耗区主要发生在光缆连接部位。因此，光缆连接处长时间浸泡于水，将会增加光缆接头的损害;要么是在建设时接续的品质并不过关。甚至存在高衰耗区，则表示此段光缆的品质有问题，必须进行修复处理

（三）光缆全阻障碍问题

光缆全阻故障问题，指的是由于光缆线路由于故障的原因，而将整个通信业务系统障碍。而针对光缆线路的这类故障问题，工程技术人员在检查这类故障时也比较方便。而光缆的全阻障碍通常是光缆线路受到外力影响，而产生的。具体检查方式是：用OTDR测量局（站）间和故障点间的距离，再结合维修施工资料，可以大体确认故障问题点的大体位置，然后组织光缆线路巡线的工作人员，沿被检测光缆路由检查，是否有工程建设施工，架空光缆上是否有明显的伤处、盜割、火灾等，一般都可以发现故障问题点。但如果经过检查，仍无法发现故障点时，就必须用到相应的计算公式，才能确认故障点。[2]

（四）机房线路终端故障

如果故障发生在终端室，则需要在机房内进行测试，以排除外部环境对测试的影响。如果最终测试在机房内，则可以判断得出结论故障中心的测试曲线是正常的。在判断机房线路终端发生故障时，当采用OTDR仪器检测时，因为OTDR仪器净化不出规整曲线，因此存在着检测盲点。为了更精确定位，还必须加一条尾纤，来避免仪表盲区，首先精确测量其相关数据，然后再连接故障光纤加以检测。

（五）通信光缆中断以及接头故障

在安装通信光缆时，经常会出现由于操作和流程的不规范导致安装过程无法正常开展。就如，如果在进行通信光缆引线的接地这一操作环节时，没有达到国家制定的相关标准和流程进行规范操作，就可能会大大增加其接地电阻，导致通电时，产生放电现象，甚至会损坏钢绞线，这样会造成很大的安全隐患，除此以外，如果光缆线路的接头处出现问题，也会在一定程度上影响通信光缆的正常使用。

三、通信光缆故障产生的原因

（一）通信光缆自身损伤

通信光缆的内部零件包括缆芯、加强构件、保护层和填充物等，除此以外，其外部还会包裹一层防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。不过，线缆不具备较高的线芯强度和柔韧度，所以为了确保其可以维持以后的正常运营，在制造光缆时，要对从高温取出的裸光纤进行涂覆处理，这是为了确保制造出的光缆可以用于日后的运营需求。在平时的工作和建设中，当出现通信光缆的覆盖保护套存在问题的现象，就会对光缆的正常运营和稳定工作产生消极作用。

（二）电腐蚀引发的通信光缆故障

在对通信光缆进行敷设时，由于线路之间较为紧凑导致光缆线路之间产生接触，从而出现对通信光缆线缆的电腐蚀现象，增加了问题隐患。在通信光缆投入运营时，长时间使用而不进行清理会导致大量灰尘的累积，如果温度较高或者周围空气较为潮湿的现象，这些杂质就可能会产生静电，这会对通信光缆线路的保护层造成影响，除此以外，还可能会影响通信光缆内部的行为，这会在很大程度上增加通信光缆线路的问题隐患。

（三）自然环境因素产生的故障

自然环境因素与人为因素是不相同的，它是由于外界环境变化或者外界恶劣的环境造成光缆线路老化或者损坏而引起光缆线路障碍，比如使用时间较长出现了线路磨损或线路断裂等。另外，强风、暴雨、雷电、积雪等天气因素也是引起光缆线路故障的自然因素。

（四）光缆线路质量降低产生的故障

外界拉力或者压力对网络通信建设工作中的光缆线路影响较大，容易出现整体质量下降的情况。当光缆线路自身的承受能力低于所遭受到的外界强大压力或者拉力时，会对光缆线路造成很大的损伤，另外受到水分子的影响而发生了氢化反应时，也会降低光缆的质量，从而影响光缆线路的正常功能，出现通信故障。还有些是在光缆生产的过程中，生产公司偷工减料或者生产操作不当，从而导致生产出来的光缆质量比较差，自然这些质量差的光缆投入到使用的时候就特别容易出现故障，所以生产公司要提高光缆的质量，或者通信公司应该购买高质量的光缆。[3]

四、通信光缆故障判断与定位措施

（一）拔插检测法

所谓拔插检测法就是将通信光缆连接的设备拔开后，又重新插进去，然后看通信光缆连接的设备是否还能够正常运行。拔插检测法主要就是针对通信光缆硬件设备的接触不良、连接不当等现象。

（二）清除灰尘法

灰尘是阻碍通信光缆正常运行的外部因素之一，可能是由于光缆使用的时间过长，或者光缆所在的环境灰尘比较多，就会使灰尘堆积在通信光缆当中，会在一定程度上影响通信光缆的正常运行，久而久之就会让通信光缆出现故障。这种情况是“循序渐进”而导致的，尤其是在通信光缆与设备连接的位置最容易出现大量的灰尘堆积的现象。

（三）电阻法

电阻法也是通信光缆故障的主要检测手段之一，电阻法相对于拔插检测法和清除灰尘法来说，检测更加深入和准确。电阻法主要是利于万用表中的欧姆档来对通信光缆进行检测，将万用表上的欧姆档的欧姆读数与通信光缆硬件上的数据指标进行对比，如果数据差异过大的话，则说明通信光缆硬件中的某一部分的电阻过高，即某一元件或者导线存在着严重的故障。并且电阻法还可以用来检测通信光缆的线路故障，如果通信光缆线路的电阻过高的话，可能就是线路接触不良或者断路造成线路电阻高于正常水平。

（四）离线检测技术

如果通信光缆有空闲备纤，但是空闲备纤资源不充足时，可以采用离线检测的方式，离线检测的检测实质是当通信光缆结束运营时，在固定的时间区域内对其进行检测和故障处理，将故障的通信光缆线路淘汰，如果在检测中发现通信光缆运行出现问题要对其进行检测和维护。

（五）跨段检测

可以在有源设备和无源光器件的帮助下，实现对部分区间内的通信光缆的远距离检测。除此以外，如果出现需要对不同路由光缆进行自动切换保护措施的情况，要将保护监测方式和其他检测方式进行充分的融合。

五、影响通信光缆线路故障点定位精确度的原因

在对通信光缆线路故障点进行定位工作时，应将光线断裂、破损或电源中断等外部因素放在首先考虑的原因范围，如果将外部因素排除之后，就要对传输设备进行检查，看是否可以正常运行。假如光板侧出现告警标识，则说明很大程度上是由于人为原因造成的故障，比如在进行光缆铺设工作中没有将连接器连接到位或连接器受到污染等。如果是受到自然灾害影响的原因，需要测试整个光缆线路，需要根据工作人员提供的具体位置快速进行找出。一般情况下，在路由器中无法进行确定故障点的时候，应通过OTDR来检测测试点与故障点之间的线路，在检测过程中应对数据信息进行详细记录，并对比获得的相关数据和信息，进而对故障点的具体位置进行判断。[4]

六、提高通信光缆故障判断与定位工作质量的措施

（一）加强维修企业和生产企业的良好合作

在通信光缆的使用中，想要确保其具有良好的运行状态及运行性能，做好光缆的维修工作至关重要。但因为通信光缆的推广和发展时间并不是很长，很多维修人员在专业素养和经验方面还存在不足，由于通信光缆在结构、材質性能及工作等方面和传统光缆存在显著不同，相关维修人员往往会以传统维修方式进行通信光缆的维修和处理，这也容易维修效果的不足，甚至可能造成进一步的损坏。想要实现有效维修，相关维修人员需要做好通信光缆结构、材质性能和工作等方面的全面了解，且对主要故障问题掌握和清楚，当出现故障能够迅速、有效解决。而想要维修人员具备上述素养，就可以加强维修企业和生产企业的良好合作，以生产企业技术优势来促进维修人员对通信光缆信息全面掌握。

（二）做好光缆维修前的故障诊断和准备

在通信光缆维修工作开展前，为了确保相关问题与故障能够及时、有效解决，一定要做好光缆维修前的故障诊断和准备工作。通过故障诊断实现故障位置以及原因的掌握，这样便于维修工作针对性开展，实现故障的迅速和准确处理。若缺乏光缆维修诊断与准备，相关维修人员需要现场开展通信光缆的全面检查，此过程往往需要投入大量的时间和精力，影响通信光缆故障的及时处理。面对这种情况，在故障维修前可以借助现代化、先进的故障诊断和检测技术，来实现对通信光缆故障的有效判断和故障原因的明确掌握，从而为后续维修工作提供依据。通过做好光缆维修前的故障诊断和准备，对通信光缆维修工作的有效和有序开展至关重要，其是通信光缆能够高质和高效维修的基本保障。

在通信光缆传统维修诊断方式中，对故障的检查和诊断一般是对相关机械和部件进行拆卸和检查。但由于诸多维修人员缺乏对通信光缆结构和指标等知识的认知，维修过程费时、费力，且维修的效果也不能够满足实际要求。但通过电子诊断技术使用，就对传统维修诊断方式的弊端实现了解决，此技术在不用对光缆等设备拆卸的基础上，就能够对其内部实现全面和准确的检测，为维修工作的开展提供了便捷，且还能够有效规避手工维修诊断中出现的失误等情况，从而有效实现维修诊断和检测效率及质量的提升。运用此先进技术，对通信光缆使用和运行期间的异常与故障情况有效解决，为人们的通信光缆更加便捷使用提供了支持，且对通信光缆进一步的推广和使用也具有积极的促进作用。[5]

（三）及时更新和引进维修设备及技术手段

在通信光缆维修工作开展中，主要是相关维修人员通过自身知识和技能，并借助设备及技术手段来实现通信光缆故障处理和维修的过程。基于此，想要实现通信光缆的有效维修，需要有良好的维修设备以及维修技术作为保障。只有维修人员具备先进的设备及技术，才能够确保通信光缆故障得到及时和有效的维修与处理。

七、结束语

通信光缆的类型复杂多样，应用范围广泛，环境也复杂多变，故障形成的因素众多，所以，要求通信工程维护技术人员，想尽一切办法，以确保通信的顺畅。通常情况下，除外力影响以外，光缆结合处的故障原因较多，故在通信光缆工程建设时，一方面要严把工程施工质量，建设符合规程，同时又要做好线路保养，形成了全面、正确的通信光缆维修資料，并从维修保养实践中总结经验，才能够更快速地、正确的发现并解决各种故障。

参  考  文  献

[1]张居卫， 李力厚. 通信光缆故障点判断与定位的研究[J]. 信息与电脑， 2016（17）：3.

[2]廖敏敏， 陈伟. 通信光缆线路中故障点的定位与检测[J]. 光通信研究， 2015（1）：3.

[3]孙祥飞， 杨祎芃， 王栋，等. 通信光缆线路中的故障点定位和有效检测技术[J]. 自动化技术与应用， 2018， 37（12）：4.

[4]焦玉姝. 浅析通信光缆线路故障原因及测试[J]. 信息通信， 2013（1）：1.

[5]吕战胜. 光纤通信设备的故障定位及日常维护措施[J]. 区域治理， 2019（8）：1.