光纖線路故障的定位和監(jiān)測(cè)

賈琦

【摘要】 光纖通信是現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸中速度最快、最穩(wěn)定的方式，其在我國(guó)科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中均扮演著重要的角色。但隨著光纖線路數(shù)量和密度的增加，線路故障問(wèn)題日益顯現(xiàn)，給光纖通信的發(fā)展帶來(lái)了巨大的阻力。本文即是對(duì)光纖線路故障問(wèn)題進(jìn)行研究，首先簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前我國(guó)光纖線路故障的類型，并闡述了故障定位技術(shù)和故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以期能為相關(guān)工作過(guò)提供參考。

【關(guān)鍵詞】 光纖線路 故障 定位 監(jiān)測(cè)

光纖通信是目前傳輸速度最快、傳輸穩(wěn)定性最高的方式，其借助光線在線路中的折射傳遞數(shù)據(jù)信息，因此速度非常快，并且傳輸過(guò)程中消耗較小。但也因?yàn)楣饫w線路建設(shè)數(shù)量的增多，使得故障率逐漸提升，需采用合理的方式進(jìn)行解決。

一、當(dāng)前我國(guó)光纖線路故障類型

首先，光線線路在建設(shè)時(shí)會(huì)安裝多個(gè)可活動(dòng)接頭，利用法蘭盤(pán)進(jìn)行連接，這主要是為了增加接入線路的數(shù)量，并使其能夠靈活切換。但也使得光纖線路接頭容易發(fā)生松脫的情況，導(dǎo)致的后果就是傳輸信號(hào)被污染，影響數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性。其次是人為破壞故障，這種故障分為故意破壞和意外損傷兩種情況，其中故意破壞的發(fā)生率較低，意外損傷所占比例較大，多數(shù)是發(fā)生在城區(qū)內(nèi)，由于市內(nèi)施工導(dǎo)致光纜被挖斷或刮斷。第三，在對(duì)光纖進(jìn)行互聯(lián)時(shí)通常采用預(yù)加工光纖線路和插頭組成，在連接時(shí)如果未固定牢靠，則很容易導(dǎo)致跳線故障[1]。

二、光纖線路故障定位技術(shù)

1、光時(shí)域反射技術(shù)。目前應(yīng)用最為廣泛的故障定位技術(shù)為光時(shí)域反射技術(shù)，該技術(shù)主要是先對(duì)疑似故障段光纖輻射脈沖波，此時(shí)光纖線路內(nèi)部就會(huì)對(duì)這一脈沖產(chǎn)生不同程度的背向散射，對(duì)這些散射后的脈沖波進(jìn)行收集，并將其與標(biāo)準(zhǔn)下各段線路散射波段對(duì)比，從而了解異常數(shù)據(jù)波段的具體位置。這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于獲得數(shù)據(jù)時(shí)間段，時(shí)效性較高，能夠幫助維修人員快速尋找到故障位置。但該技術(shù)的缺點(diǎn)，首先是其在收集背向脈沖波時(shí)采用的是間隔收集方式，間隔時(shí)間需人工設(shè)定，這樣就導(dǎo)致樣本獲取在時(shí)間上產(chǎn)生誤差[2]。其次，在選擇收集范圍時(shí)也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，所選擇的單個(gè)收集范圍越大，在下一次采集時(shí)產(chǎn)生的偏移也就越大，造成的誤差情況也就隨之增加。通常，應(yīng)該將采集范圍設(shè)定在每移動(dòng)一格為25米，該標(biāo)準(zhǔn)分析所得出的結(jié)果誤差率最低。

2、動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)。動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)是基于大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析下得到的故障點(diǎn)定位信息，其與圖像化技術(shù)相互結(jié)合，對(duì)光纖線路當(dāng)中各節(jié)點(diǎn)之間的線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。一旦線路中數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸發(fā)生錯(cuò)誤，監(jiān)控顯示器上相應(yīng)節(jié)點(diǎn)就會(huì)發(fā)出紅光報(bào)警，并顯示節(jié)點(diǎn)的大概位置。同時(shí)，該技術(shù)對(duì)于光纖線路當(dāng)中隱藏的各類故障也能夠快速查找，并予以預(yù)警，使檢修人員能夠?qū)㈦[患及時(shí)排除。

三、光纖線路故障動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立

1、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。光纖線路的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要分為監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)主要為系統(tǒng)前端的各監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括光纖測(cè)試單元、光端設(shè)備檢測(cè)單元等，是光纖線路運(yùn)行數(shù)據(jù)的獲取端。數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)則指的是操控平臺(tái)，即在前端監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析的平臺(tái)。其可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中存儲(chǔ)的日常運(yùn)行數(shù)據(jù)，與接受的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而分析是否存在異常運(yùn)行的問(wèn)題，如發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，則立即對(duì)該數(shù)據(jù)段進(jìn)行報(bào)警。平臺(tái)當(dāng)中包括多種功能軟件，分別是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、波譜分析模塊、圖形化模塊、地理定位模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)模塊等[3]。網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)指的是各級(jí)光纖線路監(jiān)控站之間的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，是將各種異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為報(bào)表形式，從而上傳給上級(jí)監(jiān)控站，從而使總監(jiān)控站獲得各下級(jí)監(jiān)控站的數(shù)據(jù)信息。

2、系統(tǒng)建立的難點(diǎn)。首先，搭建光纖測(cè)試單元與監(jiān)控設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)難度較大，其主要表現(xiàn)為測(cè)試單元數(shù)據(jù)與監(jiān)控設(shè)備可讀數(shù)據(jù)不同，在建立通信網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)還需要在接口處加裝模式轉(zhuǎn)化器，將測(cè)試所用數(shù)據(jù)調(diào)試到最佳狀態(tài)。其次，通信延時(shí)的問(wèn)題影響定位的時(shí)效性。其是因?yàn)楣饫w測(cè)試單元和監(jiān)控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度存在差異，其中光纖測(cè)試單元需同時(shí)控制多個(gè)子單元，因此處理速度相對(duì)較慢。為此可以通過(guò)建立統(tǒng)一的通信控制器，來(lái)校正分析后數(shù)據(jù)的延時(shí)問(wèn)題，使其能夠保持在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)送。第三，圖形定位技術(shù)是由地理信息繪制的地貌圖所反應(yīng)的，其所涉及的數(shù)據(jù)量較大，而且隨著時(shí)間會(huì)發(fā)生改變。為了提升該定位技術(shù)的準(zhǔn)確，應(yīng)及時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐乩頂?shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，保證圖形化后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。第四，數(shù)據(jù)傳輸距離較長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生噪聲干擾的問(wèn)題，使得測(cè)試單元信號(hào)波動(dòng)性提高，不利于系統(tǒng)的準(zhǔn)確分析。因此，需要在數(shù)據(jù)接收端加裝數(shù)字濾波器，通過(guò)將多組數(shù)據(jù)疊加處理的方式，將噪聲波動(dòng)剔除，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[4]。

結(jié)語(yǔ)：光纖線路的故障問(wèn)題正在日益現(xiàn)象，其需要依靠定位和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行排除。在構(gòu)建該系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)各種技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行剖析，并設(shè)計(jì)合理的解決方案，從而保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]崔新興.光纖線路故障判斷與OTDR測(cè)試曲線應(yīng)用[J].電子世界，2013（22）：97-98.

[2]陳明坤.淺談光纜線路維護(hù)及故障定位處理[J].數(shù)字通信世界，2015（09）：102-103.

[3]王曉霞.光纜線路故障測(cè)量與定位模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（07）：1575-1579.

[4]楊華.光纜線路故障查找與定位方法[J].鐵道通信信號(hào)，2013，49（01）：88-89.