一种快速准确查找光缆故障点的方法

郭军星(广州铁路集团公司广州电务工程公司 广东广州 510010)摘 要 :通过剖析光缆故障点产生的原因 ,介绍一种能快速准确查找光缆故障点的方法 。关键词 :光缆故障点 ; 查找 ; 方法中图分类号 : U285116 ; U28516 + 2文献标识码 :B文章编号 :1004 2954 (2004) 04 0104 02随着铁路通信设备的不断更新 ,铁路通信技术正朝着数字化 、网络化 、智能化 、综合化的方向发展 。光 纤通信具有容量大 、中继距离长 、抗腐蚀和抗电磁干扰 能力强 、无串话 、质量轻等优点 ,很适应于铁路通信的 需要 ,尤其是现代电气化铁路 。光缆作为光纤通信的载体 ,它和其他通信线路一 样 ,也存在着自然老化的问题 。另外 ,光纤制造缺陷 、 残余应力和环境温度的变化也会引起老化 ,再加上不 可预计的天灾人祸 。笔者曾从日常施工抢修过程中统 计 ,在光纤通信系统中 ,引起通信中断的大部分都是光缆线路故障 ,而在光缆线路故障中 ,由于挖掘原因造成 的故障又占一半以上 。地下施工 、地下设备维护 、修 路 、挖沟等工程对光缆也产生了直接威胁 。在日常施工维护中也有人为的因素引起的故障 ,如接续光纤上留下了刻痕 、光纤弯曲半径太小 、光纤接头不牢 、直埋 光缆布放不平整等 ,其中接头部位出现的故障可能性 最大 ,这是因为接头部位光纤的原涂覆层已经去掉 ,连 接后虽有保护 ,但该部位的强度 、可扰性都比原来差 ,很容易受外界各种因素的影响 。此外 ,各类啮齿动物 啃咬地下光缆 ,车辆挂扯架空光缆 ,风灾 、火灾 、水灾 、 环境温度过高或过低等都会造成光缆损伤 。总之 ,光 缆不论在施工中还是在使用中 ,都可能发生故障 。一 旦通信中断 ,系统瘫痪 ,其损失是以分秒计算的 ,决不可等闲视之 。但是在实际的故障点判断测量中 ,却经 常因为测量误差大 ,使现场抢修人员无法迅速准确地 找到故障位置 ,从而耽误了时机 ,增加了损失 。因此 , 如何迅速准确地判断并找到光缆故障点的位置成为光 纤通信抢修的关键前提 。光缆线路出现故障主要有两种表现形式 ,一种是收稿日期 :2003 10 22作者简介 :郭军星 ( 1973 ) ,男 ,助理工程师 ,2001 年毕业于广东工业大学计算机与通信专业 。我单位于 2000 年 6 月 25 日进点开始脚手架的搭设 ,由 于 施 组 合 理 、措 施 得 力 、管 理 有 效 , 最 终 A 区1 553 m2的网架安装于 2000 年 7 月 16 日结束 , 安装 网架 结 构 总 质 量 为 8113 t , 且 一 次 验 收 合 格 ; B 区 2059 m2 的网架也比既定工期提前 3 d 完成 。全部工程 被郑州铁路局评为 2001 年度优质工程 ,也取得了良好 的经济效益 。笔者认为 ,针对既有线运营车站的网架及预应力屋面板的安装 ,采取合理的施工方法特别是采用特制 滑道 ,解决了人工运输困难的缺点 ,施工简单 、方便 、可 靠 ,且施工质量容易控制 ,施工周期可大大缩短 ,成本 显著降低 ,其经济效益和社会效益十分明显 。同样 ,特 制滑 道 对 于 其 他 运 输 大 型 构 件 、设 备 的 场 所 也 同 样有效 。参考文献 :图 5 预应力 GRC 板在网架上运输示意要求可采取不同的除锈方法和涂刷底漆 ,该项工程在生产厂家完成 。网架在安装完成后 ,先对钢网架进行 补漆防锈处理 。由于钢结构本身的特点 ,本工程对钢结构的所有部件进行防火处理 ,因站房属大型公共场 所 ,故应达到二级防火要求 。防火涂料的种类和涂层 厚度严格按照设计文件和施工及验收规范执行 。3结语1J GJ 7 - 91 ,网架结构设计与施工规范S .全程衰减增大 ,另一种是完全中断 ,需要通过测试判断常数测试法”,以供大家借鉴参考 。故障发生的段落 ,然后进一步判断故障点的位置 。测试时先分别测量线路侧的接收光功率和光端机 ( 或光 中继器) 的发送光功率 ,如果发送光功率正常而接收光功率很低甚至为零 , 则可以断定是光缆线路的故障 。发 现 有 问 题 的 光 缆 , 通 常 是 采 用 光 时 域 放 射 仪(O TD R) 对光缆中的光纤进行逐根测试 。O TD R 显示 的衰减曲线大致有 3 种情况 : 一是仪表屏幕上没有曲 线 ,这说明被测光纤的故障点在仪表的盲区 ,大多数在 活动连接器部位 ;二是仪表屏幕上可以观察到反射峰 , 如图 1 所示 。此时可以根据后面介绍的比率常数测试 法较精确的测量到故障点的位置 。由于仪表的误差测 试值必须与原始记录相比较 ,如果恰好在某一接头附 近 ,就有可能是这个接头损坏了 。如果光缆内的全部 光纤在同一点出现反射峰 ,就说明光缆断了或是光缆 接头护套出了问题 。三是仪表屏幕上出现如图 2 所示 的高损耗点或高损耗区 。在光缆敷设前的单盘测试中 ,可以计算出该型号光缆皮 长 与 纤 长 的 比 率 。例 如 一 盘 光 缆 , 其 皮 长 是2 014 m ,测得纤长为 2 053 m ,则皮长与纤长的比率为n 1 = 2 014/ 2 053 = 01981 0 ;若皮长是 4 011 m ,测得纤长为 4 080 m , 则皮长与纤长的比率为 n2 = 4 011/ 4080 = 01983 1 ; 若皮长是 3 023 m , 测得纤长为 3 077 m ,则皮长与纤长的比率为 n 3 = 3 023/ 3 077 = 019825 ,取平均值则 n = ( n1 + n2 + n3 ) / 3 = 01982 2 。根据 这个比 率 常 数 , 当 测 得 某 个 故 障 点 的 纤 长 是 131131km 时 , 那么可根据比率常数计算出测试点到故障点 的光缆皮长 L = 131131 01982 2 = 121897 km ,纤长 与皮长相差了 234 m ,可见若是在地型较复杂的地段 搜寻起来的确比较困难 。不过这种方法也有其局限性 ,只适用于故障点距离比较近的情况 。倘若距离达到几十公里以上 ,因为 要用到大脉宽的脉冲 ,仪器本身的误差已经较大 ,此时 可以先用大脉宽脉冲 (根据距离而定) 测出故障点的大 概位置 ,找出离故障点最近的一个光缆接头 ,通知现场 抢修人员打开该接头 ,断开其中一根光纤进行临时测试 ,测试方法同上 。事实证明 ,这种“比率常数测试法”在实际工作中 是行之有效的 ,它大大地提高了工作效率 ,节约了宝贵 的时间 。总之 ,光缆故障情况各异 ,敷设线路也十分复杂 ,查找故障的方法应机动灵活 ,随机应变 ,因地制宜 ,只 要衰减在允许范围之内就行 。参考文献 :图 1 OTDR 测得的故障点反射峰图 2 OTDR 测得的光纤衰减曲线根据施工抢修经验 ,这种高损耗点大多发生在接头部位 ,比如长期浸在水里就会增大接头的损耗 。高 损耗区的发生 ,说明此段光纤质量有问题 ,必须更换 。在对光纤进行测试时 ,O TD R 显示屏幕上出现图1 情况时 ,虽然在 O TD R 显示屏幕上能找到这个故障 点的位置 ,但是这样在作光纤测试时 ,只是测出了光缆 故障点距离测试点的纤芯长度 ,而忽略了纤芯长度与光缆皮长 (俗称出厂长度) 的联系 ,就人为地增加了误 差 。事实上 ,光缆纤芯在光缆的保护松套管内是弯曲 走向的 ,如图 3 所示 。1中国通信协会主编. 光纤通信工程 M . 北京 : 人民邮电出版社 ,1999 .中国通信协会主编. 光缆及工程应用 M . 北京 : 人民邮电出版 社 ,1998 .2意大利专家提出建设连接欧非大陆海底隧道方案据新华社消息 ,意大利的科研人员和技术工程专家目前正 探讨在欧洲与非洲两个大陆之间建设一条海底隧道的可能性 , 并提出了一项初步方案 。根据这一方案 ,这条海底隧道的两端 分别是意大利南部的西西里岛和临海相望的非洲国家突尼斯 首都突尼斯 ,总长 136 km ,预计造价为 200 亿欧元 。该隧道建 成后将是世界上最长的海底隧道 ,极大地方便欧洲和非洲两大 陆之间的贸易往