光缆线路常见故障分析

2020-03-02

技术与市场 2020年1期

关键词：纤芯冰冻光缆

(61035部队，湖北襄阳 441003)

0 引言

光缆线路是光通信的重要组成部分，线路故障不仅直接影响着网络运行效率，而且还会带来重大经济损失。光缆线路故障复杂多样，就几类常见故障进行分析，与大家共勉。

1 光缆线路冰冻故障

我所在的中原山区，由于气候的原因，光缆的防冻问题一直没有引起重视，导致冬季光缆故障频发。

1.1 冰冻故障现象

冰冻故障都发生在冬季气温突降或连续低温的夜晚，故障点处于光缆外穿保护钢管的管内，故障点处光缆外形偏曲变形，经过处理有的能恢复，但绝大多数难以复原。故障点处塑料管严重变形甚至破裂，塑料管内纤芯断裂或绞绕弯曲，造成光纤传输障碍。

1.2 冰冻故障原因

冰冻故障是由钢管内的积水在气温降低结冰时膨胀挤压光缆所致。通过查阅光缆线路设计图和竣工资料发现，本区域内光缆线路在过桥架挂、穿越道路、过涵洞口、过难于施工的浅地表、进入控制箱等处都采用了光缆穿塑料子管再外套钢管的方式进行保护。由于钢管的存在对光缆线路免受人为破坏起到了的很好的保护，提高了线路传输的可靠性。但在保护钢管处却没有采取任何防水措施，地表水和雨水可以轻易顺光缆或子管流进钢管。实地考查发现，几乎每处都有水流进的迹象，有的还常年积水。由于保护钢管大多裸露在外或离地表很浅，当气温降至零度以下时钢管里的水自然结冰，对光缆产生强大的侧压力，使光缆扭曲变形，圆形截面被压成凸凹不平的不规则形状，从而造成芯线断裂或损耗加大，出现冰冻故障。

1.3 光缆线路的防冻措施

一是新建工程设计时要考虑光缆防冻。对保护钢管进行密封，防止进水造成冰冻危害。对架空的光缆在入地或进入控制箱前，要采取胶封保护，防止雨水顺缆流入钢管。二是对已建光缆线路的保护钢管进行密封处理。在钢管两端用沥青封堵、用防水胶带包封或用热缩管进行热缩密封，要确保无渗漏。每年在入冬前都要检查封堵是否良好，防止出现裂缝后进水。三是对现有光缆线路加保护钢管处不便于密封处理的地方进行排水处理。可在钢管的相对底处开口(或打眼)，让水能够快速顺利流出，保证钢管内不会有积水。

2 光缆接头处故障

光缆接头无论采用哪种接续方法，接头部位的光缆外护套和光纤涂覆层均已去掉，虽然有增强保护，但接头部位光纤导管和光纤自身的强度和可绕性都变差，且容易老化；同时接头部位的可靠性还受接续的工艺、材料和技术人员的操作水平以及周围环境等因素的影响，因而光缆接头处是线路故障的易发点、多发点。

2.1 接头处故障现象

1)故障表现形式：从测试的背向散射曲线上表现为反射事件、非反射事件或末端事件；从故障性质上表现为断纤或损耗点；从故障现象上表现为单纤或多纤问题。

2)故障发生的位置：熔接点处、热缩管内、盘纤部位、松导管扎带处、密封缠胶固定处、光缆开剥处和余缆盘留处等。

3)故障发生的时间：光纤在接续过程中、盘纤封盒过程中和接头之后不同时间段都可能发生故障。

2.2 光缆接头处故障原因分析

1)发生在接续过程中的故障。这时候的故障一般在熔接点处、热缩管内和光缆开剥处三个位置。具体的原因：一是接头两端使用了不同厂家或者同一厂家不同批次的光缆。由于两端光缆纤芯的传输特性和几何特性不一致，有可能导致接续损耗过大。二是操作人员在用开剥刀开剥光缆时损伤了松套管或纤芯。三是使用了劣质的热缩管，劣质的热缩管加热冷却收缩不均匀，会出现光纤微弯损耗。四是技术人员操作不当或失误，导致断纤或者超出指标的接续损耗。使用热缩管对接续点及裸光纤部分固定和保护时，裸光纤太长露出保护管外、热缩管内有气泡或沙子、纤芯在热缩管内有弯曲或扭绞、裸光纤未置于热缩槽内的正中间、热缩管未冷却就进行卡压等等，出现断纤或纤芯弯曲。

2)发生在盘纤封盒过程中的故障。光纤接续完后，经测试合格，但盘纤封盒后又出现断纤或者个别光纤损耗过大。这种故障的原因绝大多数为技术人员操作不当所致，如压纤时热缩管与盘片挤压裸光纤、扎带过紧、不小心弄断光纤、固定光缆时上螺丝将光缆端头压偏等等。

3)发生在盘纤封盒后的故障。光缆接头盘纤封盒后出现故障的可能性较少，但也有发生，故障多为损耗增大，其原因：一是光缆固定不牢或余缆存有明显的绞劲，光缆在应力作用下发生轴向扭转，使得导管在加强芯上缠绕，管内纤芯弯曲或拉紧收容盘内光纤产生弯曲。二是盘留余缆时弯曲半径过小。三是收容盘内光纤扭绞严重或纤芯有微裂纹，尽管当时没有出现故障，但随着时间的推移光纤老化、应力作用和静态疲劳使光纤出现断裂或裂纹增加。四是接头盒密封差光纤受潮，光纤表面的微裂纹在潮湿的情况下增大。

2.3 光缆接头处故障的预防和应对措施

尽管光缆接头处故障多发而且形式复杂多样，但从以上分析发生的原因来看，只要在施工和维修中处置恰当，就能够有效减小光缆接头故障。

1)在施工和维护过程中利用OTDR进行实时监测，及时发现问题，进行有效处理，避免形成线路故障。

2)在施工和维护中接头两端尽量采用同一厂家同一批次的光缆，至少应采用同厂家同型号的光缆。

3)操作人员要精心作业，最大限度地减少人为障碍。

4)在施工和维护时尽可能创造无尘无潮的作业环境，保持工具仪表洁净并处于良好的技术状态。

5)光缆接头必然带来接续损耗，特别是遇到不同特性的光缆，接续损耗相对较大，因此在施工和维护中应尽量避免接头过多，以预防全程损耗过大。

3 机房内光缆故障

机房内光缆故障作为线路故障的一种特例时有发生。由于该类故障距测试点很近，判断较为困难，特别是光纤的背向散射曲线因OTDR盲区的影响测试非常麻烦，因此需要网管环回、光功率测试、背向散射曲线测试和替换等多种方法综合应用进行分析判断来找准故障点，从而快速有效地排除故障。

3.1 鼠患故障

很多机房光缆进线过道都有老鼠，而光缆护套中塑料的特有气味成为鼠类经常啃咬的对象，造成鼠患故障。光缆遭老鼠啃咬后可能会出现护套材料被啃咬坏、钢带出现锈蚀或锈蚀穿孔、钢带搭接部分被啃咬开、增强塑料被啃咬坏甚至直接咬断光纤，造成通信中断。

鼠患故障重在有效预防。目前光缆常用的防鼠技术有生态学防鼠、药物防鼠和机械防鼠等。生态学防鼠和药物防鼠有一定的效果，但不太适合有人员值守的机房环境，所以机房光缆防鼠重点采用机械防鼠。机房内做到尽可能堵死老鼠出入的通道，光缆走线槽两端采取密封措施，走线槽至终端盒之间光缆用软管进行加铠、加套保护，有条件时机房内采用防鼠光缆。

3.2 光纤连接器故障

光纤连接器是光纤通信系统中不可缺少的无源器件，光纤连接器故障表现为插入损耗大，ODF架和光板接口处都有可能发生。形成插入损耗大的原因：一是连接器插针和耦合管质量达不到要求，同心度指标不合格、指针端面不平整。二是连接器机械性能不合格，经常出现接触不良。三是插针端面不清洁有尘埃。四是插拔次数过多损坏瓷芯、瓷管。五是长期受光功率侵扰纤芯端面损伤。出现光纤连接器故障，有时需进行清洁拔插处理，但主要采用更换法兰或尾纤的方式进行解决。

采取的预防措施：一是在施工维护中选用正规且质量好的连接器。二是插拔时保持连接器清洁，卡口对准，松紧适度。