通信光纜線路中的故障點(diǎn)定位和有效檢測(cè)技術(shù)探討

白立武，陸 源，張立明

（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

在實(shí)際通信過程中光纜有著十分重要的作用，能夠保障信號(hào)的正常傳輸，為企業(yè)帶來更加精準(zhǔn)的信息。所以，通信企業(yè)應(yīng)要對(duì)通信光纜線路問題有一定的了解，進(jìn)而可以使光纜線路保持通暢。在實(shí)際的通信光纜線路中，如果存在異常情況，則開展線路故障排除工作，進(jìn)而能夠找出故障點(diǎn)，減少工作人員養(yǎng)護(hù)工作壓力，同時(shí)還可以減少不必要的維修費(fèi)用，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)收益。

1 通信光纜線路中的故障點(diǎn)定位討論

一般情況下，通信光纜線路由線芯和護(hù)層構(gòu)成，而線芯由光纖、加強(qiáng)芯和絕緣銅導(dǎo)線構(gòu)成，光纖是傳輸?shù)闹饕ぞ?。如果光纖出現(xiàn)問題，則會(huì)對(duì)光纜線路的正常工作造成影響。所以，通信企業(yè)在購買光纜時(shí)，需要選擇性價(jià)比較高的通信光纜，進(jìn)而可以在出現(xiàn)問題時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行解決，保障傳輸質(zhì)量。如果想要更好的解決通信光纜故障問題，最為重要的是能夠精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)。所以，在故障點(diǎn)尋找工作開始之前，不僅需要能夠熟練掌握故障定位方法和有效監(jiān)測(cè)技術(shù)，而且還需要對(duì)引發(fā)故障問題的原因進(jìn)行分析。通常情況下，通信光纜線路產(chǎn)生故障問題，有以下原因：一是光板側(cè)發(fā)出R-Los警告，其主要原因是由于光纜受到外界因素的影響，出現(xiàn)斷裂或者人為挖斷的情況。二是通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障，發(fā)出誤碼警告，這是由于通信光線在實(shí)際鋪設(shè)過程中受到各種因素的影響，導(dǎo)致對(duì)接器失控，或者線路受到污染而出現(xiàn)故障問題[1]。除此之外，還會(huì)受到自然因素或者線路老化等因素的影響，導(dǎo)致通信線纜的無法正常使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在尋找線路故障點(diǎn)時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員通常會(huì)使用光時(shí)域反射儀對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，分析故障產(chǎn)生的原因和類型，但由于使用光時(shí)域反射儀會(huì)受到外界因素的影響，存在差異性，會(huì)影響工作人員的精準(zhǔn)定位。

2 光纜線路常見故障點(diǎn)分析

2.1 部分系統(tǒng)阻斷

若光纜線路出現(xiàn)部分系統(tǒng)阻斷的情況，其主要原因可能是由于應(yīng)用單一或部分業(yè)務(wù)性能阻斷而產(chǎn)生，需要相關(guān)維修工作人員對(duì)信號(hào)傳輸設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的檢查，根據(jù)檢查結(jié)果判斷是否需要更換設(shè)備。在故障排除之后，需要再次對(duì)光纜線路進(jìn)行檢查，將光時(shí)域反射儀與線路相連接，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，查看各項(xiàng)參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，減少誤差情況的發(fā)生，具體而言：一是通過光時(shí)域反射儀曲線測(cè)量故障點(diǎn)存在的菲涅樂反射峰，判斷光纖是否出現(xiàn)損害和斷開的情況，收集光時(shí)域反射儀反饋的數(shù)據(jù)信息，初步判斷故障發(fā)生位置和距離，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在靠近故障點(diǎn)和接頭位置，預(yù)測(cè)故障點(diǎn)在光纖接頭盒中，其判斷依據(jù)是有著明顯的鏡面性斷裂情況。在相關(guān)維修工作人員達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)之后，機(jī)房工作人員需要配合維修工作人員，對(duì)故障進(jìn)行處理。二是現(xiàn)場(chǎng)信息核對(duì)準(zhǔn)確無誤之后，若故障點(diǎn)與接頭位置相差較快，則可以確定故障點(diǎn)在光纜內(nèi)部。該故障有著隱秘性的特點(diǎn)，無法精準(zhǔn)的定位判斷，需要相關(guān)維修工作人員通過一定的方法，耐心仔細(xì)的查看，進(jìn)而可以準(zhǔn)確無誤判斷故障點(diǎn)。若是直埋方式的電纜需要進(jìn)行開挖，但在一定程度上增加故障處理時(shí)間，而采用光時(shí)域反射儀可以對(duì)故障點(diǎn)最近的接線盒距離測(cè)量，然后將光纖長(zhǎng)度轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫|長(zhǎng)度，但在光纜敷設(shè)過程中，可能會(huì)存在一定的彎曲，所以需要將光纜皮長(zhǎng)轉(zhuǎn)化為故障位置到接頭位置的長(zhǎng)度，進(jìn)而明確故障點(diǎn)位置。這樣可以有效避免數(shù)據(jù)不確定因素造成的影響，獲得更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

2.2 光纜全阻故障

出現(xiàn)光纜全阻故障會(huì)導(dǎo)致通信業(yè)務(wù)產(chǎn)生阻斷，造成該問題發(fā)生的主要原因是由于外力對(duì)光纜線路造成影響，相關(guān)維護(hù)工作人員可以通過多種方法進(jìn)行查看，即可以通過光時(shí)域反射儀檢查故障點(diǎn)與站點(diǎn)兩者的距離，并根據(jù)實(shí)際情況，精準(zhǔn)判斷故障位置，并讓光纜線路巡查工作人員查看線路是否存在施工情況，架空光纜是否存在拉傷、破壞等問題。通常情況下，該故障點(diǎn)很容易發(fā)現(xiàn)，若巡查工作人員未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，則需要通過計(jì)算的方式明確故障點(diǎn)。

3 通信光纜線路的有效檢測(cè)技術(shù)說明

由于通信光纜故障點(diǎn)查找和定位工作相對(duì)繁瑣，需要相關(guān)技術(shù)人員擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力，并且對(duì)檢查儀器有一定的了解。所以，在實(shí)際檢查故障點(diǎn)定位工作中，需要工作人員根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)反射儀中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，進(jìn)而保障能夠快速找出故障點(diǎn)并精準(zhǔn)定位。

3.1 光時(shí)域反射儀工作過程

光時(shí)域反射儀英文簡(jiǎn)寫“OTDR”，其主要作用是對(duì)光纖電纜故障位置進(jìn)行檢測(cè)，然后通過光時(shí)域反射儀對(duì)光纜實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)。光時(shí)域反射儀在光纜線路的維護(hù)和搶修中的作用是十分顯著的。在對(duì)通信光纜線路中光纖進(jìn)行檢查過程中，使用光時(shí)域反射儀，能夠幫助工作人員準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)，保障檢修工作的順利開展。光時(shí)域反射儀就是根據(jù)瑞利散射和菲涅爾反射準(zhǔn)則，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)將通信光纜檢測(cè)融入于激光脈沖信號(hào)中的目的，進(jìn)而使光時(shí)域反射儀發(fā)揮自身的作用，與光纜線路有機(jī)聯(lián)系在一起，進(jìn)行檢測(cè)，得出準(zhǔn)確結(jié)果。若沒有精確的方向，則會(huì)導(dǎo)致諸多散射光線返回光時(shí)域反射儀中，而返回的激光功率和發(fā)出的功率會(huì)成正比，相關(guān)維修工作人員可以對(duì)激光功率進(jìn)行分析，進(jìn)而得出傳送時(shí)的光功率，這樣就可以詳細(xì)了解光纖的實(shí)際變化情況。

3.2 光時(shí)域反射儀的工作重點(diǎn)

（1）參數(shù)設(shè)置。在使用光時(shí)域反射儀過程中，工作人員儀表參數(shù)設(shè)置的合理性，對(duì)檢測(cè)定位的精準(zhǔn)度有一定的影響。所以，工作人員在實(shí)際定位工作過程中，則需要保障折射率、分辨率和光標(biāo)等儀表參數(shù)與國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符合。其中工作人員對(duì)折射率設(shè)置過程中，可以使用分段的方式進(jìn)行定位和檢查，進(jìn)而有效減少數(shù)據(jù)存在偏差問題的發(fā)生；在對(duì)分辨率進(jìn)行設(shè)置過程中，則需要將分辨率設(shè)置為1 m；對(duì)光標(biāo)設(shè)置時(shí)，可以將22步為一個(gè)滿格。

（2）噪音處理。為能夠?qū)νㄐ殴饫|故障點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，需要去除噪音對(duì)光信號(hào)造成的影響。所以，工作人員需要對(duì)噪音進(jìn)行處理，可以采用小波變換的方式對(duì)光時(shí)域反射儀數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，通過不同的小波變換系數(shù)獲得與之對(duì)應(yīng)的模極大值，并且需要確定闕值，這樣就可以使得小波系數(shù)重新進(jìn)行組織，從而保障光信號(hào)。除此之外，工作人員還需要保持光時(shí)域反射儀的檢測(cè)速度為勻速，這樣不僅可以節(jié)約檢測(cè)時(shí)間，而還可以最大化減少噪音的影響。

（3）奇異信號(hào)處理。在通信光纜中應(yīng)用光時(shí)域反射儀進(jìn)行檢查過程中，可供模式識(shí)別信號(hào)基本都處在設(shè)備信號(hào)中，即異常情況下的時(shí)變信號(hào)或者瞬態(tài)信號(hào)。在實(shí)際的故障檢查過程中，使用奇異信號(hào)能夠保障故障檢查效率和質(zhì)量，進(jìn)而為工作人員維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。在實(shí)際應(yīng)用奇異信號(hào)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位時(shí)，如果可微性描述信號(hào)函數(shù)在某個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)間斷或者導(dǎo)數(shù)未能夠持續(xù)的情況，則說明該線路中存在奇異信號(hào)[2]。所以，在實(shí)際的噪音處理過程中，工作人員可以通過對(duì)利普希茨連續(xù)條件中的指數(shù)α進(jìn)行計(jì)算，從而為通信光纜線路故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位提供依據(jù)。

4 通信光纜線路中故障點(diǎn)定位和檢查的仿真解析

為使得光時(shí)域反射儀的定位能夠更加精準(zhǔn)，需要保障仿真軟件在光時(shí)域反射儀的應(yīng)用效果。在實(shí)際的仿真分析過程中，需要依托遵循最大最小值原則，對(duì)闕值B進(jìn)行合理計(jì)算，然后對(duì)不同長(zhǎng)度的小波系數(shù)進(jìn)行分析，即如果模值小于闕值B，則需要將小波系數(shù)設(shè)置為0；反之，如果模值大于闕值B，則需要將小波系數(shù)設(shè)置為小波系數(shù)與闕值B的差。仿真測(cè)試的采樣頻率可以設(shè)置為2200 kHz，采樣點(diǎn)為19，000個(gè)；依托dB3小波對(duì)光信號(hào)進(jìn)行小波分解， 進(jìn)而可以得出不同長(zhǎng)度下的小波系數(shù)模極大值。采用噪音處理方法進(jìn)行降噪，從而使得降噪之后的光信號(hào)與原始信號(hào)保持一致性。由此可見，在采用光時(shí)域反射儀對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位和檢查過程中，工作人員需要重點(diǎn)對(duì)小波變化系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算減少光信號(hào)中的噪音，為工作人員的檢修工作提供保障。

5 結(jié)束語

總而言之，在實(shí)際通信過程中，光纜線路是非常重要的組成部分，只有使得通信光纜線路具有安全性和穩(wěn)定性，才可以使得通信的質(zhì)量和效率有所保障，繼而發(fā)揮自身的作用。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)要定期對(duì)通信光纜線路進(jìn)行檢查和維護(hù)，對(duì)于可能引發(fā)故障點(diǎn)的位置進(jìn)行重點(diǎn)檢修，進(jìn)而準(zhǔn)確對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，只有這樣才可以促使維修效率的提升，減少不必要的成本費(fèi)用，推動(dòng)通信企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。