1、,本章內容 光纜工程竣工測試 光纜線路維護 光纜線路自動實時監(jiān)控系統(tǒng),光纜線路測試一般分單盤測試、竣工測試和維護測試。 單盤測試是在光纜敷設前對單盤光纜的檢測； 竣工測試是光纜線路施工結束時進行的測試； 維護測試是光纜線路已經處于運行時期，對光纜線路工作狀態(tài)做出判斷，如對發(fā)生故障的位置、原因的判斷的測試。,5.1 光纜工程竣工測試,竣工測試是以一個中繼段為測量單元，故又稱為光纜中繼段測試。主要包括光纜、光纖的光電特性和絕緣特性等進行全面測量，檢查線路的傳輸性能指標。這不僅是對工程質量的自我鑒定過程，同時也為建設單位提供光纜線路光電特性的完整數(shù)據，供日后維護參考。單盤和竣工測試主要項目，如表5-

2、1所示。,對于單波長光纖通信系統(tǒng)，其光纜的光特性測試主要有中繼段光纖損耗測試、光纖的后向散射曲線測試、光纖接頭損耗測試、光纖長度測試。DWDM光纖通信系統(tǒng)，光特性測試需增加光纜偏振模色散系數(shù)（PDMC）測試。 中繼段光纖線路損耗，是指中繼段兩端的ODF架外側連接插件之間的損耗，它含有光纖的損耗、固定接頭損耗、活動接頭損耗。, 511 光特性的竣工測試,目前中繼段光纖損耗測量所采取的方法一般是光源、光功率計和OTDR相結合的方法。 光源、光功率計測量全程損耗（插入法）。測量中繼段光纖損耗要求在已成端的連接插件狀態(tài)下進行測量，插入法是唯一能夠反映帶連接插件線路損耗的方法。這種方法測量結果比較可靠。

3、,OTDR法雖然也可以測量帶連接器插件的光纖線路損耗，但由于一般的OTDR都有盲區(qū)，使近端光纖連接器插入損耗、成端連接點接頭損耗無法反映在測量值中，同樣對端的成端連接器尾纖的連接損耗由于離尾部太近也無法定量顯示。因此OTDR測值實際上是未包括連接器在內的線路損耗。,（1）按圖如5-2所示的測試方框連接配置,1.光源、光功率計對全程光纖損耗（插入法）測試,（a）穩(wěn)定化光源入纖光功率測試圖 （b）被測光纖的出纖功率測試圖 圖5-2 插入法測試光纖損耗方框圖,（2）測試步驟 一是用短光纖（約三米）直接將穩(wěn)定化光源與光功率計兩端用活動接頭連接，如圖5-2（a）所示，讀出光功率P1。 二是將被測光纖活動

4、接頭連接在穩(wěn)定化光源與光功率計之間，如圖5-2（b）所示，讀出光功率P2。,三是將P1和P2代入式（5.1）和（5.2），計算出被測線路總損耗和損耗系數(shù)： （5.1） （5.2）,OTDR法又稱為后向散射法，是一種非破壞性測試方法，其測試精度、可靠性主要受儀表精度和耦合影響，比較適合工程測試 。,2.光纖的后向散射曲線測試,（1）OTDR測量系統(tǒng)的連接 測量系統(tǒng)按圖5-3所示連接，該測試連接與光纜單盤檢驗基本相同。其中假纖作用是為了克服近端盲區(qū)而設置的，長度約為501500米（當OTDR發(fā)射光脈沖寬度為100ns時，假纖長度為75米；光脈沖寬度為1s時，假纖長度為200米；光脈沖寬度為10s時

5、，假纖長度為1500米；），兩端應帶活動連接插件，其一端的插件與OTDR耦合，另一端的插件應與被測纖的成端插件匹配。這里的假纖相當于超長光跳線。,圖5-3 OTDR測試光纖損耗示意圖,OTDR的激光源發(fā)射一束光脈沖到被測光纖中，被測光纖鏈路特性及光纖本身材料的微觀不均勻反射回的光信號返回送入OTDR。信號通過一耦合器到接收機（檢測器），在那里光信號被轉換為電信號，最后經分析并顯示在屏幕上。圖5-4為OTDR測試的一般原理。,（2）OTDR測試原理,圖5-4用OTDR測試的一般原理,設t為入射與反射回來所用時間，C為光在真空中的光速，n為光纖折射率，則測試距離可由下式獲得： 這樣，OTDR可以顯

6、示反射回來的相對光功率與距離的關系。圖5-4表示OTDR可以測試光纖線路上可能出現(xiàn)的各種類型的事件（如光纖的活接頭、機械接點與裂縫點等引起的損耗與反射）的后向散射曲線。,（3）信號曲線檢測的要求 一般中繼段在50km左右，光纖線路損耗在OTDR單程動態(tài)范圍內時，應對每一條光纖進行AB和BA兩個方向的測量，每一個方向的測試波形包括全部長度的完整曲線。70km以上的較長中繼段，其線路損耗較大，可能超出OTDR的動態(tài)范圍，這時可從兩個方向測至中間。曲線記錄時，移動光標置于合攏處的匯合點，以使顯示數(shù)據的長度相加值為中繼段全長，損耗值相加為中繼段線路損耗。,（4）測試記錄 檢測結果應將測試數(shù)據、測試條件

7、和中繼段光纖后向散射信號曲線記入竣工測試記錄表，整理在竣工資料中。,3. 中繼段光纜長度測試,光纜長度測試是利用OTDR比較精確地測出光纜的光纖長度，再根據前面介紹的不同光纜型號，采用不同換算公式就可計算出光纜的長度。測出中繼段長度，對線路維護判斷故障的位置非常有用。,這里必須注意的是在測試光纖長度時，必須正確輸入光纖折射率，當折射率有偏差時，測試的光纖長度就不會準確。如果不知道光纜內光纖折射率或對廠家提供的折射率系數(shù)進行驗證時，就必須進行折射率的測試。 光纖折射率測試方法主要用OTDR法，測試方法為：取一段標準長度的光纖，用OTDR測其長度，改變OTDR上的折射率數(shù)值，使OTDR上測試的纖長

8、與實際的纖長相等，此時OTDR上折射率數(shù)值即為光纖的折射率。,4. 光纜偏振模色散（PMDC）測試,光纜PMD的測試，實際上是對PMD系數(shù)PDMC的測試。DGDL與PDMC關系，參看2.2.2節(jié)的（2.12）式。PMDC測試可用PMD-B便攜式偏振模色散測試儀，采用標準TIA/EIA FOTP-124以及IEC-61941中的邁克爾孫干涉法測試原理。這種方法的優(yōu)點是測試快速精確，測試設備體積小，性能穩(wěn)定，便于攜帶，即可用于實驗室測量，又可滿足施工現(xiàn)場測量的要求。比如中國網絡通信有限公司對G.655光纖指標要求PMDC0.2ps/km 。PDMC測試值一般要求在0.20.016ps/km范圍內為

9、合格。,在實際的工程施工和設備維護中，通常用干涉法是測量PMDC。PMD測試設備收、發(fā)可以分開，易于實現(xiàn)端到端的測試，而且可以直接從儀表上讀取某段光纖的PMDC值，幾乎不會受震動和不利環(huán)境的影響。 圖5-5（a）為PMD邁克爾孫干涉法的測試一般原理框圖，測試儀表一般包括寬帶偏振光源、PMD測試單元（掃描干涉儀）、數(shù)據處理設備（計算機）等三個模塊。,（a）PMD干涉法測試原理框圖（b）PMD的測試值示意圖 圖5-5 PMD干涉法測試一般原理框圖及測試值示意圖,測試的基本原理是：當光纖一端用寬帶光源輸入時，在光纖另一端即輸出端可測得電磁場的相關函數(shù)或互相關函數(shù)，從而可確定PMDC值。在自相關型干涉

10、儀表中，當干涉儀被平衡時，有一個自相關中心相干尖峰。測試值如圖5-5（b）所示，它代表了在測量波長范圍內的平均值。在1310nm或1550nm窗口不同儀器都有一定的波長范圍。,1.光纜中銅導線直流電阻測試 光纜中銅線直流電阻測量系統(tǒng)如圖5-6所示，測量步驟為： （1）用經校準的直流電橋，從光纜兩端直接測量出各銅線的單線電阻或將光纜一端的全部銅線兩兩連接在一起，在另一端測量各銅線對的環(huán)阻，并通過交叉測量算出各銅線的單線電阻。 （2）通過測量，計算出各線對的不平衡電阻，即環(huán)路電阻偏差。,512 光纜電性能的測試,圖5-6 銅線直流電阻測試示意圖,（3）將常溫下測出的單線電阻值，核算成標準溫度（20

11、）時的阻值。 （4）指標要求 銅導線的單芯直流電阻和環(huán)路電阻偏差的指標，在設計時，根據使用條件確定，目前用于遠供的銅線直徑為09mm，其單根芯線直流電阻應為285km（20oC）；環(huán)路電阻偏差應為1。,2. 光纜中銅導線絕緣電阻測試,光纜中絕銅導線緣電阻測量是檢驗導線間絕緣特性的重要指標，其測試方法如下： （1）把校準好的搖表或高阻計按圖5-7連接配置好，其中一個接線柱連接被測導線，另一接線柱將其余導線和其他金屬導體（包括加強件、防潮層和鎧裝層）相連。 （2）勻速轉動搖表的搖柄，逐步達到120轉min，測出導線的絕緣電阻并作記錄。利用高阻計測試時，先“充電”再測試”，讀出測試結果。,（3）將測

12、試的絕緣電阻換算成標準長度的絕緣電阻，再與標準絕緣電阻進行比較，看是否在標準之內。換算公式為： R0=RLL （Mm） 式中，R0為1km時的絕緣電阻；RL為L km時測試的絕緣電阻；L為被測光纜的長度。測試完畢應做詳細記錄。,圖5-7 銅導線絕緣電阻測試示意圖,3. 光纜中銅導線絕緣強度測試,光纜中銅導線絕緣強度測試主要是檢查光纜內部的銅導線的耐壓強度，為銅導線傳輸無人中繼器的供電作準備。測試項目主要包括線間絕緣強度測試和導線對地絕緣測試，具體測試方法和步驟如下： （1）按圖5-8和圖5-9連接配置好電路。,（2）調節(jié)耐壓測試儀的輸出電壓到規(guī)定有效值（導線之間為2200，導線對地之間為280

13、0），保持時間為min。測試時，應緩慢調整耐壓器的輸出電壓，使之從零開始逐步上升至規(guī)定值。 （3）在2min內無“擊穿”現(xiàn)象（即在2min內無放電現(xiàn)象發(fā)生），為合格的光纜。若在2min內有“擊穿”，在線路擊穿前的電壓值即為被測光纜的電氣絕緣強度。,圖5-9 銅導對地（金屬）絕緣 強度測試,4.光纜護層的絕緣電阻測試,光纜護層的電特性測試主要是指光纜金屬護層（如金屬防潮層、金屬鋁裝層）對地絕緣的測試，以檢查光纜外護層（聚乙烯PE）是否完好。測試項目包括絕緣電阻和絕緣強度測試。 絕緣電阻一般包括金屬防潮層（多為鋁一塑綜合護層LAP）和鎧裝層（鋼絲、鋼帶鎧裝）對地的絕緣電阻。測試步驟和方法如下：,（

14、1）光纜浸于水中4以上，用高阻計或兆歐表按圖5-10連接； （2）高阻計測試時，測試電壓為250V或500V，1min后讀數(shù)。用兆歐表測試時注意手搖速度要均勻。 （3）分兩次測出防潮層和鎧裝層對地的絕緣電阻值。要求對地的絕緣電阻大于1000Mkm。,圖5-10 用高阻計對絕緣電阻測試示意圖, 5.1.3 中繼站接地線電阻的測試,地線的主要作用是防雷，確保線路安全，要求各種用途的接地裝置應達到規(guī)定的接地電阻標準，接地電阻可用接地電阻測量儀測量。 接電電阻測量儀由手搖發(fā)電機、電流互感器、滑線電阻及檢流計等所組成，附有接地探測針、連接導線等。,測量步驟如下： 按圖5-12所示的接地電阻的測試系統(tǒng)連接

15、 將被測地線E的引線與光纜設備分開； 沿被測地線E使電位探針P和電流探針C，依直線彼此相距20m，埋深為2 m。 連接測試導線：用5m導線連接E端子與接地極L，電位極用20接至P端子上電流極用40接C端子上。,將表放平，檢查表針是否指零位，否則應調節(jié)到“0”位。 以每分鐘120轉以上加快發(fā)電機搖把的轉速，調整“測量標盤”使指針指于中心線上；此時，測試盤指的刻度讀數(shù)，乘以倍率，即為被測電阻值： 被測電阻值=測量盤指數(shù)倍率盤指數(shù),測量記錄 接地測值應符合設計規(guī)定值（參看表5-4），若不合格則應檢查原因，使之合格。 測試結果記入竣工測試的“中繼段地線電阻測試記錄”中。,圖5-12 接地電阻測量示意圖

16、,5.2 光纜線路維護,光纜線路維護是保障整個光纖傳輸網聯(lián)絡不中斷的主要措施。維護中要貫徹“預防為主、防搶結合”的方針，加強維護人員的責任感和科學管理確保線路穩(wěn)定、優(yōu)質暢通。, 5.2.1 光纜線路常規(guī)維護內容及方式,光纜線路的常規(guī)維護方式主要包括“日常維護” 和“巡修檢測”兩部分。 1日常維護 日常維護的主要內容按照表5-2的標準，由維護隊組織光纜線路維護員進行日常維護，必要時維護中心可派修理員協(xié)助。,定期巡線，特殊巡線，護線宣傳以及對外配合。 清除光纜路由上堆放的可燃易爆物品和腐蝕性物質，制止妨礙光纜線路的建筑施工、栽樹種竹及在光纜線路路由上砍草修路等 對受沖刷、挖掘地段的路由培土加固及溝

17、坎護坡（擋土墻）的修理。,標石、標志牌、宣傳牌的描字涂漆及扶正培固。 人（手）孔、地下室、水線房的清潔，光纜托架、光纜標志及地線的檢查與修理。 架空光纜桿路的檢修加固，吊線、掛鉤的檢修更換。 結合徒步巡線，進行光纜路由探測，建立健全光纜線路路由資料。,表5-2 光纜線路維護質量標準,2巡修檢查 巡修檢查即巡檢巡修，是指維修中心對維護工作開展情況、維護制度落實情況的巡回檢查，對光纖通信傳送網機線設備巡回檢修。維修中心應制訂年度巡修檢查計劃，并嚴格按計劃組織實施?；疽笫牵?對維修區(qū)域內一、二級傳輸系統(tǒng)的機線設備每季度巡修（檢）不少于1次，三級以下傳輸系統(tǒng)的機線設備每半年巡修（檢）不少于1次，每

18、人每年跟班巡線不少于100km。,檢查機線設備運行狀況，及時解決存在的問題。 檢查傳輸站、線路維護分隊儀表、工具和備品備件使用管理情況。 巡修檢查工作結束后，由傳輸站、線路維護分隊確認巡修檢查內容。 掌握機線設備維護情況，及時整理資料并歸檔。,通過巡修檢查，了解掌握機線設備運行狀況和備品、備件、儀表、工具、車輛使用和管理情況情況，協(xié)調解決機線設備存在的疑難問題，適時進行機線設備新增和變更的數(shù)據采集，收集整理機線設備的有關資料。并對傳輸站和線路維護分隊進行必要的業(yè)務培訓和技術指導。, 5.2.2 維護項目及測試周期,要使光纖通信系統(tǒng)經常處于良好狀態(tài)，維護工作就必須根據光纜線路質量標準，按周期、有

19、計劃地進行。光纜線路維護工作的主要項目和周期如表5-3、表5-4所示。,表5-3 光纜線路定期維護、測試項目及周期,表5-4 光纜線路維護技術指標及測試周期,由于光纜線路的通信容量大，一旦發(fā)生故障，就會嚴重影響正常通信，因此障礙的修復必須爭分奪秒。 光纜故障搶修的一般流程是光纜出現(xiàn)故障后、在光纜設備機房判斷故障段落、制定搶修方案有關人員趕撲現(xiàn)場、測試人員到達中繼站判斷故障地點、開溝挖纜找到障礙點、搶通光路、衰減測試、障礙修復后的整理，交付使用。只有這樣做才算本次故障搶修完成。, 5.2.3 光纜線路常見的障礙與處理,光纜運行過程中，障礙可分為中斷型障礙、時斷時通型障礙和質量惡化型障礙三大類。

20、中斷型障礙是己經造成光纜不通，從而通信中斷的障礙。其原因主要有斷線、嚴重潮氣等。時斷時通型障礙是指有時正常傳輸，有時嚴重告警中斷通信。其原因可能是線路受自然環(huán)境影響如溫差特別大、接續(xù)盒漏水等。質量惡化型障礙是指通信尚未中斷，但是通信質量下降，影響誤碼率或信噪比等傳輸指標使正常通信出現(xiàn)了一些障礙。,該類障礙比較多，是維護人員障礙搶修的主要類型。主要包括光線路老化衰耗變大、光纜接頭進水、光纜線路外力干預、傳輸設備接地不良、光纜終端尾纖斷面沾有灰塵等。下面分別對一些常見障礙及處理加以闡述。 （1）光纜中斷的原因及處理方法 光纜中斷的原因有自然災害或外界施工等外力造成的，一般可直觀看出。若故障點不明顯

21、時，可在光纜設備機房通過OTDR測出故障點的大致位置后（一般無誤差范圍在100米以內），然后有維護人員查找具體位置，進行維修。,（2）光纜時斷時通的原因及處理方法 該故障原因之一是野外光纜所處自然環(huán)境溫差特別明顯，還有就是光纜接頭盒漏水，隨氣溫變化使接頭盒內余長光纖彎曲半徑變化導致接頭盒處衰減變化所致。處理方法仍是先用OTDR測全程衰減的分布曲線，核對原資料的變化，判斷是否位置在接頭盒處即可。,（3）傳輸光纜誤碼率產生的原因及處理方法 通信質量下降通常是傳輸設備的各單板接地不良，當遇到潮氣和雷擊后，出現(xiàn)線路告警。除此之外還有光纜接頭涂覆層已掉衰減增大等因素。處理方法對機房單板進行接地電阻測試，

22、對線路進行衰減測試若出現(xiàn)不滿足竣工資料要求可進行維修。 （4）通信質量下降的原因及處理方法 由于傳輸設備及線路老化而造成通信質量下降，可采用將原系統(tǒng)預留光纖可變衰減量調低，確保通信質量正常。,光纜線路實時自動監(jiān)測系統(tǒng)從監(jiān)測對象來分有兩種類型：一種是對光纜線路護層的金屬鋼帶或鋁帶的破壞情況進行監(jiān)測；另一種是對光纜線路纖芯的傳輸性能進行監(jiān)測。 第一種監(jiān)測方法多采用充油或充氣方式，通過對油壓或氣壓的變化測量來判斷光纜的狀況。但對光纜纖芯的傳輸性能不作監(jiān)測，只能等障礙發(fā)生后才作處理，十分被動。而第二種監(jiān)測方法，通過對光纜的光纖傳輸性能進行不間斷實時監(jiān)測，能實時準確地判斷出光纜線路故障類型和故障點，該方

23、法是當前乃至今后一段時間內亟待研究和采用的重點。,5.3 光纜線路自動實時監(jiān)控系統(tǒng),光纜線路的自動監(jiān)測系統(tǒng)，是確保光纜線路暢通的重要設施，也是一個較廉價日常維護、主動維護策略。下面討論一種較為實用光纜線路的自動實實監(jiān)測系統(tǒng)。 1.監(jiān)測系統(tǒng)的基本構成 光纜纖芯的傳輸性能監(jiān)視系統(tǒng)，能夠對光纜的在用纖、備用纖和跨中繼段纖的傳輸性能進行實時測試，從而實現(xiàn)對光纜的不間斷監(jiān)測。, 5.3.1 光纜自動實時監(jiān)控系統(tǒng),眾所周知，WDM技術可以在一個纖芯中插入另一波長的監(jiān)測信號構成光纜監(jiān)測系統(tǒng)。比如單模光纖的工作波波長為1310nm，那么光纖自動監(jiān)測系統(tǒng)所用的監(jiān)測光波波長一般為1550nm；若通信工作光波長為1550nm時,則可選擇1625nm或1650nm的光波作為監(jiān)測光波。通過對監(jiān)測光波背向散射曲線的分析，就能了解到光纖傳輸性能的優(yōu)劣程度。,利用WDM技術構成的監(jiān)測系統(tǒng)的原理，如圖5-13所示。,圖5-13 WDM監(jiān)測的基本原理框圖,2實用監(jiān)測系統(tǒng)的結構及工作原理,光纜監(jiān)測系統(tǒng)由光纖測試單元（OTDR）、光波分復用器（WDM）、光程控開關、告警處理模塊、監(jiān)測中心、采集器以及計算機應用程序和數(shù)據庫模塊等組成，如圖5-14所示。 光纖測試單元通過光程控開關對每一根被測光纖進行掃描測試，將測試結果轉變成電