安防之家訊： 海底光纜傳輸系統(tǒng)以其遠距離、大容量、高質(zhì)量的特點廣泛應(yīng)用于國際通信領(lǐng)域，快速準確的故障定位技術(shù)對于海底光纜傳輸系統(tǒng)的維護工作具有非常重要的意義。下面小編給大家介紹一下海底光纜故障定位技術(shù)。

海底光纜傳輸系統(tǒng)及故障類型概況
目前的海底光纜傳輸系統(tǒng)采用先進的海底信號中繼器、分支單元和海底增益平衡器等光傳輸設(shè)備，并配備先進的密集波分、分段色散補償[1]、前向糾錯編碼[2]、遠供電源和海底監(jiān)控等技術(shù)，實現(xiàn)了光信號的遠距離、大容量、高質(zhì)量傳輸。
一般情況下，海底光纜傳輸系統(tǒng)由若干海纜段組成，和陸纜不同，每個海纜段都需要有電源供應(yīng)，以確保海底設(shè)備能夠正常工作，遠供電源設(shè)備通過海纜中的金屬導(dǎo)體為海纜線路提供穩(wěn)定的直流電源[3]。
海底光纜的光學(xué)特性和電氣特性是進行故障定位的分析的基礎(chǔ)。海底光纜故障一般根據(jù)電氣特性和光學(xué)特性的變化分為旁路故障，短路故障，開路故障，光纖中斷等幾種類型。
旁路故障是最為常見的海纜故障，其原因是海纜外皮破損，金屬導(dǎo)體接觸海水，在破損點產(chǎn)生漏電流，導(dǎo)致供電系統(tǒng)零點漂移，現(xiàn)象是遠供電源供電電壓發(fā)生改變。這種故障一般是海纜輕微的破損，光纖沒有中斷，業(yè)務(wù)不受影響。旁路故障的定位主要是通過遠供電源的電流電壓值進行測算。在進行維修之前，再通過音頻信號定位的方法進行精確定位。
短路故障是指海纜的金屬導(dǎo)體完全斷開并接觸海水，海纜站遠供電源設(shè)備供電到斷點，其故障現(xiàn)象是遠供電源供電電壓發(fā)生改變。通常這種情況下海纜已經(jīng)完全中斷，包括光纖和金屬導(dǎo)體，相應(yīng)線路終端設(shè)備接收業(yè)務(wù)信號丟失。這種故障可以通過OTDR或者COTDR進行精確定位。
開路故障是指海纜中金屬導(dǎo)體中斷（光纖可能中斷也可能未中斷），但金屬導(dǎo)體并沒有接觸到海水，未形成回路。其原因一般是海纜受外力影響形成內(nèi)傷，或者是海纜中斷之后由于斷點和海水之間的接觸電阻產(chǎn)生高溫導(dǎo)致海纜外部保護材料熔化形成新的保護層導(dǎo)致金屬導(dǎo)體和海水絕緣。其故障現(xiàn)象是遠供電源設(shè)備正常但無法正常供電，電流為0，海底光纜線路上的用電設(shè)備（包括中繼器）無法正常工作。這種情況一般只能夠通過電容測試法進行定位。
光纖故障一般是指在金屬導(dǎo)體沒有損壞，遠供電源供電正常的情況下，單純的光纖劣化或者中斷的故障。其故障現(xiàn)象是遠供電源設(shè)備電流電壓正常，業(yè)務(wù)信號發(fā)生劣化或者中斷，可以直接通過OTDR或者COTDR進行精確定位。

海底光纜故障定位的關(guān)鍵技術(shù)
通過上面的分析，海底光纜故障的類型主要有旁路故障、短路故障、開路故障和光纖故障。主要故障定位技術(shù)有：直流電阻測試（DC Resistance Test）、電容測試(Capacitance Measurement)、OTDR測試、線路監(jiān)控系統(tǒng)測試、音頻信號測試(Electroding Test)。
海纜的導(dǎo)體接地是最為常見的故障現(xiàn)象，在這種情況下，直流電阻測試將是故障定位最簡單可行的方法。其基本原理就是對海纜進行恒流供電，根據(jù)海底設(shè)備（包括海纜、中繼器、分支單元等）在特定電流下的電阻特性計算各自的壓降，累加計算從而推算出故障點的位置。原則上建議采用小于500mA的恒流供電進行測試以提高測試和計算的精度，但在實際維護過程中，更多的是根據(jù)系統(tǒng)實際恒流供電的值對應(yīng)的海底設(shè)備電氣特性進行測試和計算，因此也不需要進行關(guān)電和加電操作。
電容測試只適用于故障點與海水絕緣，也就是故障點開路的情況。通過實際測試的電容值和海底設(shè)備的電容特性進行計算得到故障點的距離。其中，海底設(shè)備的電容特性可以在設(shè)備出廠測試以及系統(tǒng)試運行測試的數(shù)據(jù)中獲取，通過兩個數(shù)值的比值可以估算得出故障點的位置。
OTDR測試技術(shù)主要根據(jù)光脈沖在光纖傳輸中產(chǎn)生的瑞利散射（Rayleigh Principle）和菲涅耳反射(Fresnel Principle)原理進行故障點的精確定位，適用于海纜站到第一個中繼器之間的光纖中斷故障定位，也是海纜維修船在維修過程中確定斷點情況的有效方法[6]。COTDR測試技術(shù)主要是利用測試被中繼器的環(huán)回裝置環(huán)回的光信號進行精確定位的方法，適用于第一個中繼器之后的光纖中斷故障定位。
當海纜維修船進行海纜故障維修的時候，海纜路由和斷點的定位尤為重要，尤其是在海纜故障位置探測以及海纜維修后的沖埋工作中，音頻測試是有效的精確定位方法。其原理是從海纜站向海纜中的金屬導(dǎo)體發(fā)出音頻信號，一般選用25 Hz，海纜維修船通過音頻信號探測器對該信號進行跟蹤，從而實現(xiàn)路由和斷點的定位[7]。

以上是海底光纜故障定位技術(shù)的介紹，大家可以了解一下。海纜故障是影響海底光纜傳輸系統(tǒng)正常運作的主要原因。海纜和陸纜的維護有很大的差別，其威脅主要來自海底地殼運動、船只拋錨拖網(wǎng)等。在實際維護中，海纜的故障有可能是多種故障情況的組合，比如斷點的兩邊分別是短路故障和開路故障，或者由于強烈的地殼運動導(dǎo)致同一海纜段同時出現(xiàn)多個斷點的故障，必須綜合使用多種斷點定位技術(shù)進行故障定位。



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