简单来说有4种故障类型，从电层（铜导体）和光层（光纤）来综合分析看是属于哪种故障类型

1.shunt fault:绝缘保护层破损导致电层（铜导体）出现异常，即铜导体接触海水，导致接触点为接地。光层（光纤）正常。

2.short fault：外面绝缘保护层破损导致电层（铜导体）出现异常（即接触海水）同时里面光层（光纤）断开

3.open fault：绝缘保护层没被破坏，但里面的电层（铜导体）在没有接触海水的情况下断开，情况比较少见。

4.fiber break：单纯最里面的纤芯中断，外面的电层（铜导体）没有接触海水且完好，情况比较少见。 

 海缆故障发生时，BU再BU的分支单元可能会发生自动切换，导致供电结构在海缆故障发生时发生改变。

海缆故障发生时业务没有受影响是Shunt fault（旁路）海缆故障，可是随着时间推移，里面大光纤逐渐断了，海缆故障由Shunt fault（旁路）海缆故障变成Short fault（短路）海缆故障。

如果Shunt fault（旁路）海缆发生在分支单元与从BU往分支站数过去第一个中继器之间（即下图的区域B），此时分支的业务不受影响，那时因为所有的中继器都有供电到。如果Shunt fault（旁路）海缆发生在下图的区域A（Repeater 1与Station C之间），由于有中继器没有供到电，分支的业务会受影响。后来的一些海缆系统，在Shunt fault（旁路）海缆故障发生后会进行电源重配，所以分支的业务也不会受影响。当海缆站的电压发生变化，不要轻易说发生海缆故障，最好先进行PFE的balance，通过两个端站PFE设备来调电流，看电压是否相应变化。如果有海缆故障时则会显示电压不随电流而变化。而没有海缆供电导体故障时，两个站电压会相应变化，一个电压增加而另一个站的电压相应减少，但总和是不变（和之前一样）。没有海缆故障的情况下，某个海缆站调大电流，该站电压就相应增大，而对端站的电压就相应减少。在没有海缆故障的情况下，某个海缆站调小电流，该站（调节站）电压就相应减少，而对端站的电压就相应增加。short与shunt的故障区别可通过是否影响业务来判断，如果这点已经无法判断，可通过COTDR来判断，short故障的话，测试结果显示断点在断点位置，shunt故障的话，测试结果能看到断点位置的下面的那个中继器光纤处（但该中继器由于没有电而看不到放大）

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海缆发生旁路故障（SHUNT FAULT)或短路故障（short fault）后，双方海缆站的电流电压会发生变化，都供电到断点处。有时旁路故障会导致RING倒换并转为WTR状态（传输告警瞬间消失），而短路故障就会导致当前状态为RING倒换。通过电压电流可估算断点位置，通过两个海缆站的电流平衡调整（使得双方电流一致而没有漏电流）进一步精确确定故障点位置。比如正常供电A站是正电/B站是负电，电流从A站流向B站，海缆旁路故障发生后，A站PFE读数为（+1113mA&+146V）而B站（+1090mA&+1671V），此时A站的电流一部分流到B站而另一部分流到断点处，此时B站PFE操作发现其不能调高电流（调高电流），而A站PFE可降低（调低）其输出电流至与B站电流一致从而没有漏电流，此时A站电压降低几伏而B站电压相应升高几伏（电压不像平常那样随电流变化而大幅变化，此时只是微小变化）.铜导体故障常有两种，一种是有漏电流，另一种是没有漏电流（各自接地）。突然呈高阻状态的海缆铜导体故障可理解为突然没海缆故障了。两端的电压电流发生故障，看是否是PFE故障还是海缆故障，一个站调电流，看另一个站电压可否变。电压不变那是海缆故障。海缆供电导体故障又处于高阻状态，可看似相当无故障情况，此时零点向该是零点的地方漂移，都正常那么零点向之前的虚拟零点漂移，或者当一个站PFE故障，此时零点向故障的PFE站方向移动，此时会出现供电向左或者向右供过断点的情况。

 

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海缆光纤故障点位置光功率会上升而导致图形稍微凸起或者说稍微脉冲向上，一般出现斜率异常的地方（出现不同的斜率）就是断点位置(断点向上的脉冲不明显时可找两直线交界处或者说斜率不同的拐角地方为断点位置）。

浅水区的海缆故障，主要来自于人类活动(比如船只抛锚/渔船捕渔等)。深水区的海缆故障主要来自自然灾害，比如地震、海啸、飓风、浊流、火山/冰山爆发等；

海缆发生故障时，电压与电流经常会发生变化。两个站的电流由于故障点产生漏电阻而带来漏电流的原因可能会有比较大的差值（正常情况下，两站PFE的电流读数应该相同）,短路或旁路故障两个海缆站都供电到断点处，形成两个回路，所以一个站调电流基本不会改变对端站的电流和电压，当供电导体故障，本站调电流的话电压基本不变（由于就供电到断点）。一起进行电流平衡的目的主要是确定看是否是海缆故障（本站调电流后本站电压和对端站电压基本不变化可确定为海缆故障），其次也可调到两站电流一致没有产生漏电流，以便更准确进行故障估算,一般是调整到平时正常时的供电电流（1安培左右），因为估算用的公式中继器和分支单元压降用的就是用1安培左右的电流算的。

海缆船到达故障区域之前，必须进行准确定位，采用故障定位方法时，要看该方法是否会影响业务。对于鱼骨型网络，海缆发生故障，要分析清楚到哪些地方业务中断而同时到哪些地方业务还是正常。如果故障发生业务没影响而由于是采用定位方法使业务受到影响，那是维护人员大忌。判断业务故障，可从三个方面来考虑和查看，第一、首尾两端的所有电力路径是否完好，海缆电力供应是否正常，用电设备（中继器和BU）是否工作正常。第二、首尾两端的所有光纤路径或电缆路径是否完好，信号传输介质是否畅通完好。第三、线缆之间的节点设备是否完好。有时同一故障点造成的两端海缆站所看到的故障类型是不一样的（如一边海缆站看是OPEN，另一边海缆站看是short等），用25HZ音频信号（Tone）来定位故障时，音频信号会随着故障距离的增加而信号变弱，一般认为故障点距离海缆站500公里后，25HZ音频信号定位就不适用了。25HZ音频信号按输出电流值大小分为“in service"和"out of service"两种模式，“in service"模式不会对业务和性能产生影响，"out of service"可输出比较大的电流，适用故障点较远的定位（但也是500公里内），但注意一点：它可能会对业务和性能产生影响，输出音频信号越强，使得音频检测器越容易检测到。25HZ信号用于海缆内供电导体（电路层面）的检测。25HZ音频信号（Tone）也称EL信号，加EL信号的功能是用来定位海缆故障，在向海缆供电的DC输出电流上叠加一个低频交流小信号，EL信号可通过PFE的内部振荡器产生或者外部振荡器产生。

我们先来看看哪些故障定位方法会业务中断模式下测量的。

 

哪些故障定位方法是不会影响业务的。哪些定位方法是影响业务的，会不会影响到目前在用的业务（注意：海缆故障发生后有些站点之间的业务还是可以正常通信的）。

 

海缆站发送监控信号从海底中继器返回，再次回送给海缆站，那么就认定在此往返传线路上不存在问题或故障，从离海岸近的中继器依次重复中继器信号的回送，就可识别发生问题的中继器区段（哪两个中继器之间）。这就涉及到把监控信号载入（叠加）主信号传输线路或者把主信号传输线路中抽取监控信号传输到监控设备的问题。

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一、金属供电导体故障（分成3个类型）
 

1、旁路故障（Shunt fault)，它是海缆外皮破损后里面的供电金属导体接触到海水，导致供电系统的零点发生漂移，各自海缆站供电到断点处，故障点会与两端海缆站各形成两个不同的闭合回路，它会导致海缆站的PFE供电电压电流发生变化，光纤没有中断，线路终端设备和SDH设备没有告警(有时会有瞬断导致RING倒换），这应该与断点位置和虚拟零点位置远近有关，虚拟零点不能及时漂移到故障断点导致瞬断告警产生。一端海缆站微调PFE的电流，对端电压基本不动，不像正常情况下微调会导致对端电压变化。主干线路上的故障业务不受影响(有时业务会瞬断，有时不会），分支站的旁路故障要分两种情况，故障点在BU至它后面的第一个中继器之间，业务不受影响，否则业务受影响。采用的故障定位方法为电压电流估算法。不过有一种情况值得关注和警惕，当故障点位置基本和虚拟零点重合和基本接近时而且传输设备没有出现告警时，PFE的电压和电流的变化基本很小，维护人员应该对微小的电压变化引起足够的重视。除了电压电流法估算外，也可以用DC RESISTANCE 测量，一般是小电流（比如20mA)供电到海缆，这个电流还不足以激活中继器。有些海缆船在定位前会让两个端站关电后一个站再起电来做COTDR测试，得出故障点所在的准确的中继段位置后（得出25HZ探测器更好的下放位置），再让其中一个站发送25HZ信号来精确定位故障点。SHUNT 故障的判断，在业务跳开的情况下，一端海缆站供电另一端下电，一端海缆站能供电到对端站，就不存在旁路故障，有旁路故障就只是供电到断点处。

2、短路故障（Short fault)，它是海缆完全中断，海缆外皮破损后里面的供电金属导体接触到海水，导致供电系统的零点发生漂移，各自海缆站供电到断点处，故障点会与两端海缆站各形成两个不同的闭合回路，它会导致海缆站的PFE供电电压电流发生变化，光纤发生中断，导致线路终端设备和SDH设备有告警，业务受到影响(具体根据断点位置和各站位置情况得出）。如果一个端站调整自身PFE的电流电压值，不会使得对端站的电流电压值发生改变或者说一方的PFE变化已不会影响到对方PFE了。故障定位方法是COTDR/LME/RFTE等. 有时发生短路故障，一个端站供电到断点，另一个端站由于某个原因自动下电为电压电流为0，此时下电的那个海缆站重新上电也可以供电到断点处，变成双方都可供电到断点处。

 

3、开路故障（Open fault)，简单理解是海缆受到外力导致内伤，里面的供电金属导体断开但供电金属导体没有接触到海水，无法形成回路，两端的海缆站PFE无法正常供电，两端海缆站PFE电压电流为0(尝试加电过程中PFE设备自身保护功能而自动关闭PFE）。但也有一种情况，一端是OPEN（铜导体与海水绝缘，没有形成电流，PFE读数为0）而同时另一端是SHORT（铜导体暴露海水，端站供电到断点而形成电流，PFE读数异常但有电流电压）。海缆没有电流的情况下用电设备中继器等无法正常工作。致线路终端设备和SDH设备有告警，业务受到影响。常用故障定位方法是电容测试法。OPEN的端站可以用OTDR在连接到CTB的测试点测试海缆站到第一个中继器之间线路是否正常，如果OTDR显示结果为第一个中继器距离，说明海缆站到第一个中继器之间线路完好。

以上供电导体的故障，在海缆船到达故障海域维修前，在海缆切断之前，常会由海缆船与海缆站配合采用音频信号定位方法来准确定位故障点。但25HZ信号会随着距离变长而变得越来越弱。当故障点距离距离海缆站很远时，25HZ就不能用了。

 

二、单纯光纤中断而金属导电层完好。
PFE供电正常，海底用电设备也工作正常，但由于光纤中断，致线路终端设备和SDH设备有告警，业务受到影响。由于电力部分正常，所以当这样的故障发生，一个端站调整自身PFE的电流电压值，将会使得对端站的电流电压值发生改变。常用故障定位方法是COTDR/LME/RFTE等。这里注意的是一条缆里面光纤中断，可以使一根或者几根，数量可以不确定,比如4对光纤只是断了其中的2对光纤同时PFE的电压电流读数跟正常时一样。

三、海底用电设备如中继器和分支单元故障。

 

下面谈谈如何判断海缆出现故障？

 

 

可参考以下三点1.两端海缆站的电压与正常值的变化情况2. 两端海缆站的电流值之差是否正常3.传输设备告警情况

对于光纤中断的情况，它会影响到业务，从传输设备告警情况一般可分析出是否属于海缆故障，同时也要观测PFE电压电流情况。

如果海缆出现供电导体损坏，导致电压电流发生变化，可以通过两端站电压调整的方法来确定是否是海缆故障还是PFE故障。如果是海缆故障，此时，海缆站供电到断点处，通过调整一个站PFE电流（本站的电压会变，因为U=R*I,I变了），而对端站PFE显示输出电压基本不动（因为另一个回路了）。两站电压变化到一个新的值，但还不稳定那是由于有漏电阻的因素。考虑是否有漏电流/漏电阻情况，当故障点与海水形成一定阻值（理想情况是阻值为0），当故障点离A站近，A海缆站在调本站电流时会导致本站PFE电压发生相对正常情况下的小变化，但不是海缆正常情况下的电压大变化，因为零点漂移而距离变短电阻变小，当这个漏电阻的阻值较小时，调整电流后PFE电压可变化的幅度较小，当这个漏电阻的阻值较大时，PFE电压可变化的幅度较大。但也没有海缆无故障时的反映出来的电压大变化。

这里还要谈及一种情况，当海缆故障点的位置很接近海缆虚拟零点的位置，此时海缆站PFE的电压变化幅度很小。此时就要查看两个端站的电流情况，海缆无故障时，两个端站的PFE输出电流基本一样或者说两站电流值之差是微乎其微。海缆发生故障时，由于有漏电流存在的可能，会导致两个端站的PFE电流值之差会比平时大。当电压有微小变化同时两站电流差值之差比较大时，可认为有海缆故障的存在。当Shunt fault 或者short fault 故障时，又不存在漏电流情况，此时调整PFE输出电流，对端站PFE电压基本不会变。

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Short fault是光纤断开，漏电流情况同shunt fault其实是一样，为了表示光纤断开，才表示成上图。

 

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两个海缆站的电流平衡调整目的是使得两站的电流一样，没有漏电流的存在。没有漏电流存在时通过V/I法计算故障点位置比较准确。

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对于G站来说，只有当Short fault故障位置处于BU5与G站点之间才可运用COTDR测试。

对于A站来说，只有当Short fault故障位置处于BU1与A站点之间才可运用COTDR测试。

对于分支站来说，只有当Short fault故障位置处于该分支段之间才可运用COTDR测试。

拔出CTB光纤时，要考虑该光纤承载什么业务，是否所有业务都中断，有的CTB出去光纤只对应一个方向的业务，有的CTB出去的光纤承载到好多方向的业务。
COTDR测试仪表连接到设备进行测试有两种方法：

方法1：拔掉CTB的光纤，然后连接仪表的TX/RX光纤和去海缆的光纤，该方法会中断该纤上业务

方法2：利用设备提供的COTDR测试口，把COTDR仪表的TX/RX光纤连接到设备提供的COTDR测试口，不影响业务

 

下面谈谈COTDR或者RFTE测试结果需要注意的问题，以便正确分析出故障段或者故障点位置。

 

查看COTDR/LME/COTDR图形，如果某个中继器失去放大作用或者说不能有效放大信号，可以确定这个中继器前存在海缆故障。中继器能看到起作用，说明该中继器本身的反馈环和之前的光纤都没有问题，因为监控信号通过光纤回路返回的。COTDR图形可看成是发送光纤上每点通过反向散射光返回到OTDR仪器（监控设备）的功率值。COTDR的图形界面的开始的纵坐标可看成是COTDR的输出光功率，它也随着光纤距离到第一个中继器成斜线下去状（功率衰减）。图形可看成是发送光纤上每点发射光（实际是背向散射光）的功率。COTDR的监控光回送通过环路来实现，该环路是两个不同方向（TX与RX)的光纤连接。COTDR显示的图形为发送光纤上一定距离的光纤该点的光反射光（监控光波长）功率大小，还要看该点的光功能能否回到仪表接收端显示出来，如果回不去，也相当于没有光。OTDR也会输出一个波长的光信号，但会沿着原来的光纤（同一个光纤）回送相关的发射光信号给OTDR接收。

 

下面谈谈站内环路或者HLLB（high loss loopbak)的作用

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如下图所示，第一个中继器前基本显示为噪声

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而当第一个中继器前有站内环回或者HLLB时，图形如下

http://s2/mw690/6214065bg7c05269def71&690



 

 

注意：当用COTDR或者RFTE或者LME时，系统必须供电才能完成测试。

COTDR或者OTDR都是用于光纤中断的故障定位，但两者有区别，OTDR用于第一个中继器之前的故障点的故障定位。COTDR用于故障点是位于第一个中继器之后的故障定位。COTDR测试需要系统或者该段加电才可执行定位测试操作，而OTDR不需要系统或者段加电。OTDR接收的是背向散射光信号，其功率很小（一般OTDR内部有功率放大器）。OTDR是仪表输出与输入的光在同一条光纤上，而COTDR是仪表输入与输出的光在不同的光纤上。

第一个中继器之后的断点而用OTDR测试，OTDR能看到中继器位置（断点在中继器位置）

第一个中继器之前用COTDR测试,由于没有环路，没有测试图形出来或者噪声形式。

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http://s11/mw690/6214065bg7b4325b665ea&690

 

上面两个图是同个故障(时隔一天所拍），第一张是SHUNT 发生时的故障图（对端站下电），第二张是海缆船切断故障缆后由海缆站再次上电并测试COTDR的结果。shunt fault 只有在一个端站下电另一个用COTDR测试的情况下，才能确定故障中继段。如果没有一端下电测试COTDR，COTDR看得到对方端站（跟正常的情况一样）

当海缆站发送25HZ（EL）信号进行故障精确定位时，需要海缆船配合才能完成定位工作。

用COTDR或者RFTE测试，对于测试结果时注意以下几点：

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COTDR或者RFTE测试结果为上面线路的放大器，COTDR或者RFTE的测试的是Upstream线路的光纤路由的功率情况。
http://s13/middle/6214065bgbda1aecaaeac&690COTDR结果
http://s7/middle/6214065bgbda1b46ab896&690RFTE结果

上图横坐标代表距离，纵坐标代表功率，表示为发送方向（upstream)上每点光纤上的光功率。

http://s14/middle/6214065bgbda36c24802d&690  

http://s5/middle/6214065bgbda3921c0b54&690


其次，从测试结果看该中继器是否是有效放大，如果不能有效放大（说明该中继器失去作用），也另一方面说明断点在该中继器之前（断点在看不到的中继器或者不能有效放大的中继器之前）。下面以图例给出中继器有效放大和假放大的图形区别。
http://s5/middle/6214065bgbda41d9b3f24&690

http://s4/middle/6214065bgc087c3964cf3&690

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 上图中COTDR显示结果图形中斜线都是平行的，那是由于同类光纤光功率衰耗的特性一样的。两条平衡斜线之间的垂直线距离表明是经过该中继器的放大情况，两线距离越远，表明放大倍数越多，如上图，最后一个中继器基本是没有放大。可以把斜线与垂直线的交叉点作为中继器功率输出点，该点一旦降下来，降下来之前就有故障。

把每个中继器处功率输出值（探测的背向光功率）各点连线，该线应该是平中有升，如果出现下降，说明有断点(断点在中继器功率出现下降的那个点前面）。总结下PFE电流调整，在判断是否海缆故障存在时调整电流目的是看电压是否跟随变化，从而得出是否是海缆故障。在已确定Shunt fault 或者short fault 故障时，两个站调整电流目的是使得两个站电流一致（电流平衡调整），使得故障点没有漏电阻和漏电流（不计漏电流），使得故障点距离估算的更加准确。

  对于resistance measeament 法测量故障点位置：有两种方法：1通过PFE设备，这时PFE供电，2通过专门的电阻测试设备，这时要求PFE关闭。

  对于分支站而言，短路故障和旁路故障都是影响业务（除非故障点在BU与它的第一个中继器之间），这时分支站供电到断点处，断点后面的中继器由于没有电而没有工作。由于业务中断，分支站可用COTDR来判断到底是短路故障还是旁路故障，根据估算法得出断点位置，如果只能看到断点之前中继器是短路故障，如果能看到断点之后中继器是旁路故障（该中继器没有工作）。

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RFTE在正常周期性测试中，会发现中继段的损耗或者某个中继段发生海缆故障，但不能发现具体点的位置。如果不能得到某个中继器参数，在网管上该中继器显示为红色，有可能发生海缆故障，从而判断哪个中继段有故障。RFTE可运行在正常周期性运行的repeater monitoring 模式或者用于海缆故障具体点定位的人工操作的repeater monitoring +cable monitoring 模式，不能单纯只有 cable monitoring 模式。COTDR测试对于只是TX光纤中断可准确定位（测试结果为断点位置），而对于只是RX光纤中断，COTDR仍可测试到故障点之后的中继器。对于不知是shunt fault 故障还是short fault 故障（另一个端站下电的情况下，业务已中断），本站上电测试COTDR，如果是shunt fault的话， COTDR结果为故障点之后的中继器位置（该中继器没有供电）。如果是short fault的话，COTDR结果为实际断点位置（先不考虑断点位置很接近中继器位置）。