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1、光缆线路故障及精确定位一、光缆线路故障OTDR（光时域反射仪）是维护中测试光缆障碍的主要工具，它是根据瑞利散射的原理工作的，通过采集后向散射信号曲线来分析各点的情况。菲涅尔反射在光纤的折射率突变时出现了特殊现象。在光缆障碍的测试中，菲涅尔反射峰的高低对障碍点的判定起着不可低估的作用。另外建立健全的维护资料也是快速处理光缆障碍的基础，如标石距离对照表、接头纤长记录、维护图等。目前，国内一、二级线路的维护等级要求高，资料一般较全。本地网以下光缆线路维护资料较少，一旦发生复杂的隐蔽性障碍，处理较为困难，但它的影响面较小。（1）、部分系统阻断障碍 如果障碍是某一系统障碍，在排除设备故障的前提下，精确调
2、整OTDR仪表的折射率、脉宽和波长，使之与被测纤芯的参数相同，尽可能减少测试误差。将测出的距离信息与维护资料核对看障碍点是否在接头处。若通过OTDR曲线观察障碍点有明显的菲涅尔反射峰，与资料核对和某一接头距离相近，可初步判断为盒内光纤障碍（光纤盒内断裂多为镜面性断裂，有较大的菲涅尔反射峰）。修复人员到现场后可先与机房人员配合进一步进行判断，然后进行处理。若障碍点与接头距离相差较大，则为缆内障碍。这类障碍隐蔽性较强，如果定位不准，盲目查找就可能造成不必要的人力和物力的浪费。如直埋光缆大量土方开挖，架空光缆摘挂大量的挂钩等，延长障碍时间。（2）光缆全阻障碍 对于光缆线路全阻障碍，查找较为容易，一般
3、为外力影响所致。可利用OTDR测出障碍点与局（站）间的距离，结合维护资料，确定障碍点的地理位置，指挥巡线人员沿光缆路由查看是否有建设施工，架空光缆是否有明显的拉伤、火灾等，一般可找到障碍点。若无法找到就需要用上面介绍的方法进行精确计算，确定障碍点。（3）光纤衰耗过大造成的障碍 用OTDR测试系统障碍纤芯，如果发现障碍是衰耗空变引起的，可基本判定障碍点位于某接头处，多是由于弯曲损耗造成的。盒内余留光纤盘留不当或热缩管脱落等形成小圈，使余纤的曲率半径过小。另外，接头盒进水也造成接头处障碍的主要原因。打开接头盒后，可进一步进行判断，将一正常纤芯绕在手指上，使其曲率半径过小，此时用OTDR测试（155
4、0nm）该处会有一大衰耗点，若该衰耗点与障碍光纤衰耗位置一致，则障碍点即为该点。可仔细查看障碍光纤有无损伤或盘小圈，若有小圈将其放大即可，否则进行重接处理。（4）机房线路终端障碍 如果障碍发生在终端机房内，此时在障碍端测试，OTDR仪表则画不出完整曲线，在对端测试可以发现障碍纤芯测试曲线正常。为精确定位，需要加一段能避开仪表盲区的尾纤，一般长度不少于500m，先精确测出尾纤长度，再接入障碍光纤测试。OTDR在短距离测试状态下分辨率很高，可以比较准确地测出是跳纤还是终端盒内障碍。对于离终端较近的盒内障碍用可见光源进行辅助判断更为方便，距离的远近取决于光源的发射功率，有的光源可以达到20km。由以
5、上分析可见，光缆障碍产生的原因很多，除外力影响以外，接头处的障碍比例也较大。这就需要除在维护中加以宣传保护外，施工中也要严格要求，符合操作规程。如余纤盘留规整，热缩管固定牢用，接头盒密封要严密等。二、分析影响光缆线路障碍点准确定位的主要因素。 1、OTDR测试仪表存在的固有偏差由OTDR的测试原理可知，它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲，再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后，存储并显示出来。这样OTDR仪表本身由于抽样间隔而存在误差，这种固有偏差主要反映在距离分辨率上。OTDR的距离分辨率正比于抽样频率。2、测试仪表操作不当产生的误差在光缆故障定位测试时，OTDR仪表使用
6、的正确性与障碍测试的准确性直接相关。例如：仪表参数设定和准确性、仪表量程范围的选择不当或光标设置不准等都将导致测试结果的误差。 A、设定仪表的折射率偏差产生的误差 不同厂家、不同类型的光纤其光纤折射率是不同的。因此使用OTDR测试光纤长度时，必须先进行仪表参数设定。折射率的设定就是其中之一。当几段光缆的折射率不同时可采用分段设置的方法，以减少因折射率设置误差而造成的测试误差。 B、量程范围选择不当 OTDR仪表测试距离分辨率为1米时，它是指图形放大到水平刻度为25米/格时才能实现。仪表设计是以光标每移动25步为1满格。在这种情况下，光标每移动一步，即表示移动1米的距离，所以读出分辨率为1米。如
7、果水平刻度选择2公里/每格，则光标每移动一步，距离就会偏移80米(即2000/25米)。由此可见，测试时选择的量程范围越大，测试结果的偏差就越大。 C、脉冲宽度选择不当 在脉冲幅度相同的条件下，脉冲宽度越大，脉冲能量就越大，此时OTDR的动态范围也越大，相应盲区也就大。 D、平均化处理时间选择不当 OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均处理以消除一些随机事件，平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。平均化时间越长，测试精度越高，但达到一定程度时精度不再提高。为了提高测试速度，缩短整体测试时间，一般测试时间可在053MIN内选择。 E、光标位置放置不当
8、光纤活动连接器、机械接头和光纤中的断裂都会引起损耗和反射，光纤未端的破裂端面由于未端端面的不规则性会产生各种菲涅尔反射峰或者不产生菲涅尔反射。如果光标设置不够准确，也会产生一定误差。3、计算误差 计算光缆线路障碍点涉及到的因素有很多，计算过程中的误差、以及对结果的取舍与实际不符等，都将引起较大的距离偏差。 三、提高光缆线路故障定位准确性的方法 1、正确掌握仪表的使用方法 A、正确设置OTDR的参数 使用OTDR测试时，必须先进行仪表参数设定，其中最主要是设定测试光纤的折射率和测试波长。只有准确地设置了测试仪表的基本参数，才能为准确的测试创造条件。 B、选择适当的测试范围档 对于不同的测试范围档
9、，OTDR测试的距离分辨率是不同的，在测量光纤障碍点时，应选择大于被测距离而又最近的测试范围档，这样才能充分利用仪表的本身精度。 C、应用仪表的放大功能 应用OTDR的放大功能就可将光标准确置定在相应的拐点上，使用放大功能键可将图形放大到25米/格，这样便可得到分辨率小于1米的比较准确的测试结果。 2、建立准确、完整的原始资料准确、完整的光缆线路资料是障碍测量、定位的基本依据。因此，必须重视线路资料的收集、整理、核对工作，建立起真实、可信、完整的线路资料。在光缆接续监测时，记录测试端至每个接头点位置的光纤累计长度及中继段光纤总衰减值，同时也将测试仪表型号、测试时折射率的设定值进行登记。准确记录
10、各种光缆余留。详细记录每个接头坑、特殊地段、S形敷设、进室等处光缆盘留长度及接头盒、终端盒、ODF架等部位光纤盘留长度，以便在换算故障点路由长度时予以扣除。3、正确的换算有了准确、完整的原始资料，便可将OTDR测出的故障光纤长度与原始资料对比，迅速查出故障点的位置，但是，要准确断故障点位置，还必须把测试的光纤长度换算为测试端(或接头点)至故障点的地面长度。测试端到故障点的地面长度可由下式计算：Ls = (L1-L2)/(1+P)-L3-L4-L5 障碍点路面长度L = L s*(1+a) 障碍点光缆皮长 式中，Ls为测试端至故障点的地面长度(单位为米)，L1为OTDR测出的测试端至故障点的光纤
11、长度(单位为米)，L2为每个接头盒内盘留的光纤长度(单位为米)，L3为每个接头处光缆盘留长度(单位为米)，L4为测试端至故障点间各种盘留长度(单位为米)，L5为测试端至故障间光缆敷设增加的长度(单位为米)，a为光缆自然弯曲率(管道敷设或架空敷设方式可取值0.5%，直埋敷设方式可取值0.7%-1%)，P为光纤在光缆中的绞缩率，P值随光缆结构的不同而有所变化，最好应用厂家提供的数值，当无法预知P值时，工程中也可自己运用公式进行计算,但应注意R值为光纤至中心距离(即半径)，测量时应注意松套光纤纤芯的位置；h为节距的长度，实际上就是缆长。测量时一般应剖开光缆多测几个节距，取其平均值。4、保持测试条件的
12、一致性障碍测试时应尽量保证测试仪表型号、操作方法及仪表参数设置等的一致性，使得测试结果有可比性。因此，每次测试仪表的型号、测试参数的设置都要做详细记录，以便于以后利用。5、灵活测试、综合分析 障碍点的测试要求操作人员一定要有清晰的思路和灵活的处理问题的方法。一般情况下，可在光缆线路两端进行双向故障测试，并结合原始资料，计算出故障点的位置。再将两个方向的测试和计算结果进行综合分析、比较，以使故障点的具体位置的判断更加准确。当故障点附近路由上没有明显特征、具体障碍点现场无法确定时，可采用在就近接头处测量等。防雷案例某省内干线直埋光缆雷击故障的抢修该光缆雷击点距中继局800m，相距20m有两处雷击点
13、，损伤情况基本相同，光缆外皮和护套被烧毁，光纤被全部烧断。中继局终端盒(该线路光缆接头处金属构件作电气断开处理)中固定加强芯和金属护套的螺母被部分熔化，光纤的涂覆层被全部烧掉，纤芯暴露，其中6根纤芯已经被烧断。从落霄点的地形看，该地区属丘陵地带，距光缆10m左右有一条河平行接近，河边有一排大树距光缆很近。经分析认为雷电是通过树木或其它途径引入大地击穿土壤，由光缆外护套破损点引入金属护套和加强芯(该光缆结构为加强芯位于光缆两侧)。资料表明，在以下情况下，光缆线路容易受雷击：金属护套、加强芯或铜线对地绝缘较低的光缆。地形突变、土壤电阻率变化较大的地带。 光缆与单棵大树或高耸建筑物隔距不够时。防雷的
14、主要措施对光缆线路进行防雷保护，可以针对当地的天气和地形等自然条件，有针对性地进行。通过对几例光缆雷击故障的分析，我们发现在光缆线路的施工和维护中应注意以下几个问题。(1)对于架空光缆：接头盒通常具有加强芯可断可连的结构，无论采用电气连接还是断开方式，金属压板连接结构要优于螺栓连接，而螺栓横向开孔优于纵向开槽结构，这是选用接头盒时应注意的问题。架空吊线应电气连接并每隔2km进行一次接地，接地时可直接接地或通过合适的浪涌保护装置接地。这样吊线具有架空地线的保护作用。(2)对于理式光缆线路的防雷：局内接地方式，光缆中的金属件在接头部位均应连通，使中继段光缆的加强芯、防潮层、铠装层保持连通状态。在两
15、端局(站)内错装层，加强件应接地，防潮层应通过避雷器接地。对于无业务铜线的光缆，依照YDJ14-91的规定，在光缆接头处防潮层、铠装层和加强芯应作电气断开处理，且都不接地，对地呈绝缘状态，可避免光缆中感应雷电流的积累，也可避免由于防雷排流线和光缆金属构件对地回路阻抗差异而导致大地中雷电流由接地装置引入光缆。实践证明这种方法简单有效，因为通常情况下，光缆(无绝缘不良点和接头进水)中的金属构件对地绝缘值较高，雷电流不易进入光缆。终端盒的接地装置一定要良好，接地电阻要符合要求。因为终端接地，同 中分析相反，光缆中的金属护套对地电位为零，若室外光缆有护层破损点，相同条件下雷电流易进入光缆，如果接地装置
16、不好，雷电流不能迅速放掉，就起不到保护作用。另外，埋设排流线和消弧线也是一种较好的防雷方法。根据落雷规律，在易雷击地段按要求(原理和实施方案不再论述)埋设一定长度的徘流线(消弧线)，并作良好接地，同是排流线(消弧线)要尽量选用阻抗小、耐腐蚀的金属。实践证明，这种保护方法防雷效果较好。四、光缆线路A站至B站段发生系统阻断的障碍处理某光缆线路A站至B站段发生系统阻断，阻断的系统为80G和2.5G两个主干系统。技术人员赶赴A点无人站进行测试和抢修。在测试过程中，发现是光缆线路阻断，当即对光时域反射仪进行设置，针对光缆的线路参数，与线路参数相符，设置如下：=1550nm；Index（折射率）=1.46
17、90;Range（量程）=4Km。测试界面虚线（B点）为光纤断点，定位距离为3.3730km。根据图纸（路由图和标石距离对照表校对），地面距离为956#-957#标石之间。到了现场之后，在光缆上方有一处施工的炕洞，判定为光缆线路路障碍点。组织人员对光缆进行开挖，并根据障碍情况制定修复方案。由于是外力施工造成，光缆外皮损伤严重，如果在障碍点进行处理，容易造成其他光纤的断裂并延发更多系统的阻断。所以只能在障碍点的两端进行光纤带业务割接的方式进行处理。工期紧操作人员只开挖接头坑，选择原厂生产的同期光缆100m。由于是两个点同时进行光缆割接对于测试人员的要求是能同时对两点的接续质量进行监督。对接续点的
18、要求是光缆外护套开剥要准确无误，对光纤松套管的识别也不能出任何差错。五、新型解决方法光缆普查仪，为您解决后顾之忧。DS系列光缆普查仪，是专门针对通信光缆线路杂乱问题而诞生的新型仪表，为电信工程师和技术人员量身定做，适用于在人井、隧道及架空、管道等环境下准确识别光缆。使用方法：在机房，将标配的SC/APC-FC/PC光纤跳线一端连接到仪表输出端口，另一端接入配线架法兰盘，确认连接无误后，在音频输出端口接入耳机，打开电源。开机后，按下运行键，发光设置初始化，直到仪表显示面板LED灯光闪烁并保持稳定后，机房测试人员与现场工作人员通电话，现场工作人员开始敲击光缆，同时机房测试人员进行观察。如果仪表显示
19、非常明显，声音很清晰，敲击光缆便是目标光缆。敲击工具：螺丝刀、金属棒等具有硬金属效果的便携工具。敲击力度：不宜过大，有稍大音频指示即可，用力过猛会导致敲击传导。性能指标：A、波长范围：1550nmB、光端口最大输出功率：+4dBmC、动态范围：5dB/10dB/25dBD、信号处理模式：低噪声/高灵敏度E、测试显示方式：音频/视频LED强度指示F、功耗：25VA六、光缆线路实时监测系统系统基本功能描述 光纤监测站功能 可以在线和离线方式对光缆线路中被监测光纤的状态进行监测。 提供对被测光纤进行周期测试、故障告警测试、点名测试的功能。 可以根据需要对被测光纤进行全程或分段测试 。 在管理中心和监
20、测点均可控制对光纤进行测试，并查看测试结果。 测试光纤的全程传输损耗、光纤的光学长度、光纤的接头损耗和两接头之间的光纤衰减系数。 根据监测站监测到的光纤线路中光功率的变化情况进行分析处理，如发现故障告警，则进行故障分析和定位，并以图形和表格结合的形式将具体数据显示出来。 能读入时钟系统提供的统一时间，使系统时间与运营时间保持一致。 监测管理中心功能 对多个监测点光纤监测设备进行管理和控制。 控制监测点光纤监测设备完成周期测试、点名测试。 系统在进行周期测试时，测试周期长度可设，最大周期48小时。 接受光纤监测设备回传的数据及告警信息。 对测试结构进行分析，发现故障即发出告警并判别故障类别。 光
21、纤监测系统提供由系统管理者自由修改设置系统参数的功能，如测试参数、测试方式、告警门限、告警级别等。 设定测试级别的优先级，优先级顺序可由操作人员设定。 系统应集成地理信息系统功能，使光纤测试结果和光纤相关资料与电子矢量地图有机的结合，实现故障的准确地理定位。 系统能对光纤测试结果与标准结果进行比较，对光纤传输特性的变化进行预测。 系统能保存一年以上的光纤测试数据，并可对其进行多种统计查询、打印输出。 光纤监测系统对于光纤测试的数据，提供智能的分析处理能力，保证发出的故障告警或测试结果的准确、可靠。 系统能为上级管理单位及监测中心管理者提供远程查看/管理监测中心的功能。 实例：XX铁路光纤监测系
22、统构成及配置国家一级铁路XX铁路起于安徽省XX市，终于浙江省XX市，光缆线路长度约240km，采用1550nm为传输波长。-本系统设备有2套监测中心、3套远端光监测系统组成，安徽省管内为1套监测中心及2套远端光监测站，实现对XX铁路1根在用光纤的OTDR在线监测、3根备用纤的 OTDR离线监测及1根备用光纤的光功率实时监测。设在XX站的远端监测站负责对XX站-XX站12芯光缆中的一根在用纤进行OTDR在线监测、对3根备用纤进行OTDR离线监测，对1根备用纤进行光功率实时监测；设在XX站的远端光监测站设备负责对XX站-XX站，XX站-XX站12芯光缆中的1根在用纤进行OTDR在线监测，3根备用纤
23、的OTDR离线监测；设在XX站的远端光监测站负责对XX站-XX站12芯光缆中的1根在用纤进行OTDR在线监测，3根备用纤的 OTDR离线监测；设在XX通信楼及XX通信楼的监测中心通过音频专线分别负责对XX站远端光监测站、XX站远端光监测站和XX站远端光监测站进行管理，及时掌握各自管内光纤的运行状况。-为了满足将来子系统扩容的需要，本系统采用动态范围为40db的OTDR及8路光开关，动态范围为40db的OTDR其监测长度为120km，8路光开关除本工程占用4路外，尚留有4路，光功率监测系统没有预留。如需扩容，只需要将监测模块插上，该模块已在备品备件中体现，由此可见，本系统的配置为将来的扩容做好准备。-本系统在一根纤上最大的介入损耗为2.2dB，因此本系统的介入不会对传输子系统造成影响。
