光纜線路故障查找與定位方法

楊 華

楊 華:成都通信段凱里通信車間 助理工程師 556000 貴州凱里

鐵路長(zhǎng)途光纜線路，是鐵路通信傳輸?shù)拇笸ǖ?，?jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，光纜線路故障占通信中斷故障70%以上。造成光纜線路故障的因素很多，少部分是光纖材質(zhì)老化，多數(shù)是外力及人為損壞。維護(hù)工作必須樹立全程全網(wǎng)的觀念，保證光纜線路的可靠性和安全性。本人從事滬昆線西南環(huán)320 km的長(zhǎng)途光纜維護(hù)工作多年，經(jīng)歷過多次光纜中斷搶修和光纜備纖大衰耗整治工作，為此總結(jié)出光纜故障查找定位方法以供借鑒。

1 常見故障及原因

1．線路全部中斷。光纜線路全部中斷在傳輸系統(tǒng)中表現(xiàn)為:光板出現(xiàn)R-LOS光丟失告警，光傳輸中斷。這種故障查找比較容易，一般為外力影響所致，可能原因有外界施工挖斷、炸斷、人為燒火燒斷、人為盜割中斷，或者因塌方、泥石流等自然災(zāi)害造成光纜被拉斷等。

2．個(gè)別纖芯斷纖。光纜備纖測(cè)試時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，個(gè)別纖芯可能會(huì)出現(xiàn)斷纖。這種情況一般發(fā)生在光纜接頭盒內(nèi)，比如:光纖接續(xù)不良、抗拉試驗(yàn)時(shí)間不夠，或者光纖熱縮管放置沒有落槽固定等，當(dāng)接頭盒受到震動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，纖芯受損、受壓出現(xiàn)中斷。

3．光纖衰耗過大。光纖衰耗過大在傳輸系統(tǒng)中表現(xiàn)為:誤碼告警、部分傳輸信號(hào)失真?？赡艿脑蚴?光纜在敷設(shè)和接續(xù)過程中造成光纖損傷，光纜布放或余留時(shí)彎曲半徑過小，接頭盒內(nèi)光纖盤纖時(shí)盤圈過小，光纖接續(xù)點(diǎn)衰耗大，以及光纖老化、光纜接頭盒進(jìn)水等。

2 故障查找與定位

2.1 光纜全部中斷

鐵路通信光纜全部中斷，直接影響鐵路行車控制系統(tǒng)、票務(wù)出售業(yè)務(wù)，甚至影響鐵路長(zhǎng)途通信五大環(huán)骨干網(wǎng)的正常運(yùn)行，由于沒有備纖可倒換，必須立即找到故障點(diǎn)進(jìn)行處理恢復(fù)。首先在故障區(qū)段一端的傳輸室用OTDR儀對(duì)中斷光纜進(jìn)行測(cè)量，測(cè)出故障點(diǎn)到機(jī)房的距離后，與竣工圖紙資料和平時(shí)維護(hù)測(cè)試資料進(jìn)行核對(duì)，確定出光纜中斷的鐵路區(qū)段;然而派出搶修人員到達(dá)故障點(diǎn)，分成兩組分別向兩端光纜徑路查找中斷點(diǎn)。一般情況下，光纜中斷都會(huì)有外力作用造成的明顯外在損傷痕跡，因此在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)光纜徑路查找會(huì)很容易找到光纜中斷點(diǎn)，然后組織接續(xù)搶修。

2.2 光纖衰耗增大或備纖單根斷裂

這類故障往往發(fā)生在光纜內(nèi)部或光纜接頭盒中，一般光纜外部沒有損毀痕跡，無法從光纜外觀上直接查找到故障點(diǎn)可能也沒有直接影響到傳輸業(yè)務(wù)，故這種光纜故障點(diǎn)判斷相對(duì)復(fù)雜和困難。

1．故障發(fā)生在光纜接頭盒中。首先在通信機(jī)房通過OTDR儀測(cè)試出故障點(diǎn)至機(jī)房的距離 (長(zhǎng)度設(shè)為X0)，結(jié)合竣工及光纜維護(hù)資料判斷出故障點(diǎn)所在的鐵路區(qū)段;然后根據(jù)光纜線路維護(hù)資料在該區(qū)段打開離故障點(diǎn)最近的一個(gè)接頭，在此接頭的備纖上用盤小圈的方法人為增加一個(gè)損耗點(diǎn)來測(cè)試出機(jī)房到此接頭的距離 (長(zhǎng)度設(shè)為X1)，用X1減去X0，得到的差數(shù)就是從此接頭到故障點(diǎn)的纜長(zhǎng)距離，如圖1所示。如果X1－X0差數(shù)是負(fù)值，則表示故障點(diǎn)在此接頭與另一端B機(jī)房之間，需要從接頭處向前查找;如果差數(shù)是正數(shù)，則說明故障點(diǎn)在測(cè)試端A機(jī)房與測(cè)試接頭之間，需從接頭處往測(cè)試機(jī)房A端方向回查;如果差數(shù)接近或等于0，則故障點(diǎn)可以確定在該接頭上。需要注意，每次用來測(cè)試的必須是同一臺(tái)OTDR儀，這樣測(cè)試判斷才準(zhǔn)確。

圖1 OTDR儀測(cè)試故障點(diǎn)

2．故障點(diǎn)不在接頭盒中而在纜身上，此時(shí)還需要進(jìn)一步判斷。第1步，通過纜/纖換算系數(shù)計(jì)算出接頭至故障點(diǎn)的光纜長(zhǎng)度，一般光纖扭絞系數(shù)為0.4%～0.6%，取0.5%，即1000 m纖長(zhǎng)相當(dāng)于995 m纜長(zhǎng)，故光纜長(zhǎng)度為│X1－X0│×99.5% 。第2步，進(jìn)行纜/溝換算，由于光纜在纜溝內(nèi)敷設(shè)時(shí)并不是走直線而是蜿蜒前進(jìn)的，與實(shí)際地面長(zhǎng)度相比存在一個(gè)纜溝系數(shù)，一般取0.9%，因此接頭至故障點(diǎn)的地面徑路距離為│X1－X0│×99.5%×99.1% 。第3步，確定纜身故障點(diǎn)，先查看接頭盒處光纜的米標(biāo) (設(shè)為R1)，再?gòu)慕宇^處沿光纜徑路用皮尺向故障點(diǎn)方向量出│X1－X0│ ×99.5%×99.1%的距離后挖開光纜并查看光纜米標(biāo)(設(shè)為R2)，當(dāng)光纜的米標(biāo)R2=R1+│X1－X0│×99.5%或R2=R1－│X1－X0│×99.5%時(shí)，R2處即是纜身故障點(diǎn)。按照光纜故障處理關(guān)于割接時(shí)填充光纜要大于200 m測(cè)試盲區(qū)的規(guī)定，從纜身故障點(diǎn)R2處沿兩端挖溝分別埋設(shè)大致等量光纜后即可要點(diǎn)進(jìn)行割接處理恢復(fù)。

3 提高故障定位準(zhǔn)確性的措施

如果故障定位不準(zhǔn)，盲目查找不僅造成人力和物力的浪費(fèi)，甚至換纜割接處理后也未能消除故障點(diǎn)，而且增加了線路接頭損耗，降低了通信線路運(yùn)用質(zhì)量。以下措施可提高故障點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性。

1．建立準(zhǔn)確完整的技術(shù)維護(hù)資料。光纜線路維護(hù)資料是故障測(cè)量、定位的基本依據(jù)，因此必須重視線路資料的收集、整理、核對(duì)工作。在線路施工及平時(shí)維護(hù)過程中，應(yīng)建立準(zhǔn)確的線路標(biāo)石距離對(duì)照表和線路維護(hù)圖，記錄測(cè)試端至每個(gè)接頭點(diǎn)位置的光纖累計(jì)長(zhǎng)度，準(zhǔn)確記錄各種光纜余留，以便在換算故障點(diǎn)路由長(zhǎng)度時(shí)予以扣除。另外，在光纜線路整治及線路故障處理后，要及時(shí)更新資料，及時(shí)更新測(cè)試資料和光纜徑路資料，完善臺(tái)賬管理，保證資料的準(zhǔn)確性。

2．正確掌握儀表的使用方法。光纜故障定位測(cè)試時(shí)，OTDR的正確使用與測(cè)試的準(zhǔn)確性直接相關(guān)。首先，要正確設(shè)置OTDR的參數(shù);不同廠家、不同類型的光纖，其光纜折射率是不同的，測(cè)試時(shí)必須進(jìn)行儀表參數(shù)設(shè)定，包括OTDR折射率n、脈寬w和波長(zhǎng)λ，應(yīng)與被測(cè)纖芯參數(shù)相同。其次，選擇的測(cè)試范圍應(yīng)大于且接近被測(cè)距離，使光纖斷點(diǎn)反射位置處在整個(gè)測(cè)試曲線的2/3以上。最后，利用OTDR的放大功能，將光標(biāo)定在反射峰點(diǎn)上，得到分辨率接近于1 mm的測(cè)試結(jié)果。

3．靈活測(cè)試、綜合分析。故障點(diǎn)查找定位，要求維護(hù)人員一定要有清晰的思路和靈活的處理方法?？刹捎秒p向故障測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析，計(jì)算出故障點(diǎn)的位置，以使故障點(diǎn)的位置判斷更加準(zhǔn)確。當(dāng)故障點(diǎn)附近路由上沒有明顯的外部特征，故障點(diǎn)無法確定時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在就近接頭處進(jìn)行二次測(cè)量，以使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。

要保證光纜傳輸大通道的通信暢通和安全，平時(shí)巡檢防護(hù)非常重要，一旦光纜線路出現(xiàn)問題應(yīng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、盡快排除，同時(shí)還要有一套完整、準(zhǔn)確的故障方法，并且在實(shí)踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能保證鐵路通信暢通。