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关于海底通信光缆故障的定位及其维修
2007年1月10日 10:23 来源：新浪科技
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海底通信光缆(以下简称海缆)通信具有通信质量稳定可靠，保密性好，隐蔽性好，抗毁、抗干扰能力强等特点，无论是平时，还是战时，作为跨海通信手段，都具有其它任何通信手段所无法替代的优势。 随着海缆在全球范围内的广泛使用和上百万公里海缆线路的铺设，大容量海缆系统在现代社会的信息超高速公路中扮演了非常重要的角色。海缆故障对社会的影响是很大的，因此故障点必须尽可能快速修复，要做到这一点，故障点必须快速准确的定位，但是一旦海缆系统发生故障，在茫茫大海中，从深达几百米，甚至几千米的海床上打捞起直径不到10cm的海缆，就如问大海捞针，因而海缆故障的定位及维修有很强的特殊性。
许多原来应用于陆地光缆的维护测试方法已经不再适用。在海缆维修、维护整个过程中，故障点的测量和海缆故障点精确定位是关键技术。故障的定位有两个内容：一是从岸端测试海缆故障点的距离;二是在海上对故障点进行精确定位。
一、海缆故障点的测量
海缆故障点的探测方法很多，常用的方法有光时域反射仪（OTDR）测试法、电压测试法、电容测试法、音频测试法、线路监控系统测试法。
（一）OTDR测试法
光时域反射仪（OTDR）通过发送光脉冲进人输人光纤，由于受到散射粒子的散射，或遇到光纤断裂面产生菲涅尔反射，利用光束分离器将其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光送入接收器，再变成电信号并随时间的变化在示波器上显示，如图1所示。
探测故障时，利用OTDR中的定时装置可以测出从脉冲发出到脉冲返回的时间t，假设光纤纤芯的折射率为n，真空中的光速为c，则断点与测量点的距离L为：
这种方法虽然精度高，但只能测试从海缆岸端的终站或始站（以下简称海缆站）到第一个光中继器之间的海缆线路，或是无中继段的海缆段。
（二）电压测试法
电压测试法是通过一个恒流供电电源，得到海缆站到故障点间的电位差，由电压与电流之比可得到从海缆站到故障点间的电阻，从而得到海缆站与故障点之间的距离L，即：
式中，Uo为故障发生时海缆供电设备（PFE）上的输出电压（V）；n为中继器的数量；UR为中继器的压降（V）；m为分支器的数量；U。为分支器的压降（V）；I为海缆的恒定供电电流（A）；R为海缆单位长度的电阻（Ω/km）。
在实际使用中，只需将已知的海缆系统故障时的电压、电流和电阻（其中中继器和分支器的电压可参考设备厂提供的产品技术参数）代人式（l），就可得到海缆故障点的大致距离。由于式（1）未考虑故障点的大地电阻值，而且每个故障点的电阻值也各不相同，因此这种测试方法的测试必然存在较大的误差。
（三）电容测试法
电容测试法是通过测试海缆站到故障点之间的供电导体（铜导体）和接地体（海水、大地）电容，将测试的电容值与海底光缆出厂时的参数柑比较后，即可得到故障点与测试点之间距离L：
式中，n1为中继段的数量（无中继器时n1＝0）；Lc为每个中继段的海底光缆长度（km）；Cx为电容的测试值（μF）；Cc为海底光缆单位长度的电容值（μF/km）。
（四）音频测试法
音频测试法是将一持续音频电脉冲从海缆一端的供电导体输入，维修船可用探测仪追踪此信号，沿海缆探测，在故障点处，由于供电导体与海水的接地，测试脉冲信号消失，从而得到故障点位置。这种方法更多地用于维修船在故障发生的水域寻找海缆。这种方法的测试范围一般小于300km。
（五）线路监控系统测试法
线路监控系统测试法是利用线路监控设备周期性地对所有的中继器进行测试并与纪录进行比较，当一个中继段内的光缆发生故障使光纤受到轻微损伤或断裂时，线路监控设备会立刻显示中继器中相应的指标变化的状况，即可自动告警。这种方法的测试范围是一个中继段。
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| [关键词]：光缆 海缆 电缆 |
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