CN110275092B - 基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法 - Google Patents

基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，包括选择天馈线分析仪的测量格式为DTF_Return_Loss；导出天馈线分析仪的M个测量数据Data[M]；对测量数据Data[M]进行补偿，得到补偿后的新数据NData[M]；根据补偿后的数据NData[M]计算DTF_SWR格式数据RData[M]；判断是否发生故障，如果是，则计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生，退出步骤。采用了本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，解决了通信电缆使用的过程中可能会出现连接器松动，电缆破损的问题，解决了因此导致整个通信电缆的性能指标下降的问题，避免了由于数据补偿过度引起的假故障位置。本方法使故障定位的过程中数据更精确，从而使得位置判断更准确，得到真实的故障位置。

Description

基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法
技术领域
本发明涉及通信电缆领域，尤其涉及电缆故障定位领域，具体是指一种基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法。
背景技术
电缆的故障定位技术应用广泛。比如用于通信的电缆，在使用的过程中可能会出现连接器松动，电缆破损等情况。这样就会导致整个通信电缆的性能指标下降，在这种情况下需要使用电缆故障定位技术进行故障定位，因为肉眼很难定位故障点。
传统的故障定位方法过程如下：
1、获取DTF_Return_Loss格式测量数据；
2、对DTF_Return_Loss格式测量数据进行电缆特性补偿；
3、将步骤2产生的电缆特性补偿数据转化为DTF_SWR格式数据；
4、找出DTF_SWR数据的最大值，如果此最大值大于预设的阈值，则表示电缆有故障发生，并计算出故障位置。如果最大值不大于预设的阈值，则表示电缆无故障。
但是，在传统的故障定位方法中存在缺陷。步骤2对DTF_Return_Loss格式测量数据进行电缆特性补偿，在此步骤中，如果电缆的百米损耗比较大，而且测试的终止距离设置过长时会出现补偿过度(DTF_Return_Loss数据出现大于0)的情况。如图1所示。此时步骤4找出DTF_SWR数据的最大值，并以此最大值判断是否出现故障是不准确的，因为在这种情况下出现的超过预设阈值的故障位置并不是真实的故障位置，是由于数据补偿过度引起的假故障位置，如图2所示(电缆实际长度为152米)。所以传统方法中步骤2与步骤4的计算过程都存在缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足准确性、真实性、成本低的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法。
为了实现上述目的，本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法如下：
该基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)选择天馈线分析仪的测量格式为DTF_Return_Loss，设置电缆的损耗值为0，设置电缆的相对速率V、测量的距离LX和测量点数M；
(2)导出天馈线分析仪的M个测量数据Data[M]；
(3)计算单个测量点数据所代表的距离dstep，对测量数据Data[M]进行补偿，得到补偿后的新数据NData[M]；
(4)根据补偿后的数据NData[M]计算DTF_SWR格式数据RData[N]；
(5)判断RData[N]中的第一个大于SWR_Limit的峰值RMax是否存在，如果是，则存在故障，计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生，退出步骤。
较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)计算单个测量点数据所代表的距离dstep；
(3.2)根据Data[M]中各个数据分别计算补偿后的数据NData[N]。
较佳地，所述的步骤(3.1)中计算单个测量点数据所代表的距离dstep，具体为：
根据以下公式计算单个测量点数据所代表的距离dstep：
Figure BDA0002134834830000021
其中，L为电缆长度。
较佳地，所述的步骤(3.2)中计算补偿后的数据NData[N]，具体为：
根据以下公式计算补偿后的数据NData[N]：
Figure BDA0002134834830000022
其中，Limit为测量设备的测量量程，Loss为电缆的损耗值，N的值为0，1，2，……，N-1。
较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)计算中间结果Rho[M]；
(4.2)计算DTF_SWR，并保存为RData[N]。
较佳地，所述的步骤(4.1)中计算中间结果Rho[M]，具体为：
根据以下公式计算中间结果Rho[M]：
Figure BDA0002134834830000023
其中，N的值为0，1，2，……，N-1。
较佳地，所述的步骤(4.2)中计算RData[N]，具体为：
根据以下公式计算RData[N]：
Figure BDA0002134834830000031
其中，N的值为0，1，2，……，N-1。
较佳地，所述的步骤(5)包括以下步骤：
(5.1)搜索RData[N]，获取RData[N]中的第一个大于SWR_Limit的峰值RMax，对应在RData[N]中的位置记录为I；
(5.2)判断步骤(5.1a)中是否找到峰值RMax，如果是，则存在故障，计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生。
较佳地，所述的步骤(5)中计算故障点位置DTF_Len，具体为：
根据以下公式计算故障点位置DTF_Len：
DTF_Len＝I×dstep；
其中，I为RData[N]中第一个大于SWR_Limit的峰值RMax的对应在RData[N]中的位置。
采用了本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，解决了通信电缆使用的过程中可能会出现连接器松动，电缆破损的问题，解决了因此导致整个通信电缆的性能指标下降的问题，避免了由于数据补偿过度引起的假故障位置。本方法使故障定位的过程中数据更精确，从而使得位置判断更准确，得到真实的故障位置。
附图说明
图1为现有技术中补偿过度的示意图。
图2为现有技术中由于数据补偿过度引起的假故障位置的示意图。
图3为本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法的流程图。
图4为本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法的DTF_Return_Loss结果数据示意图。
图5为本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法的故障定位算法测试结果示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其中包括以下步骤：
(1)选择天馈线分析仪的测量格式为DTF_Return_Loss，设置电缆的损耗值为0，设置电缆的相对速率V、测量的距离LX和测量点数M；
(2)导出天馈线分析仪的M个测量数据Data[M]；
(3)计算单个测量点数据所代表的距离dstep，对测量数据Data[M]进行补偿，得到补偿后的新数据NData[M]；
(3.1)计算单个测量点数据所代表的距离dstep；
(3.2)根据Data[M]中各个数据分别计算补偿后的数据NData[N]；
(4)根据补偿后的数据NData[M]计算DTF_SWR格式数据RData[N]；
(4.1)计算中间结果Rho[M]；
(4.2)计算DTF_SWR，并保存为RData[N]；
(5)判断RData[N]中的第一个大于SWR_Limit的峰值RMax是否存在，如果是，则存在故障，计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生，退出步骤；
(5.1)搜索RData[N]，获取RData[N]中的第一个大于SWR_Limit的峰值RMax，对应在RData[N]中的位置记录为I；
(5.2)判断步骤(5.1a)中是否找到峰值RMax，如果是，则存在故障，计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.1)中计算单个测量点数据所代表的距离dstep，具体为：
根据以下公式计算单个测量点数据所代表的距离dstep：
Figure BDA0002134834830000041
其中，L为电缆长度。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.2)中计算补偿后的数据NData[N]，具体为：
根据以下公式计算补偿后的数据NData[N]：
Figure BDA0002134834830000042
其中，Limit为测量设备的测量量程，Loss为电缆的损耗值，N的值为0，1，2，……，N-1。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4.1)中计算中间结果Rho[M]，具体为：
根据以下公式计算中间结果Rho[M]：
Figure BDA0002134834830000051
其中，N的值为0，1，2，……，N-1。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4.2)中计算RData[N]，具体为：
根据以下公式计算RData[N]：
Figure BDA0002134834830000052
其中，N的值为0，1，2，……，N-1。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(5)中计算故障点位置DTF_Len，具体为：
根据以下公式计算故障点位置DTF_Len：
DTF_Len＝I×dstep；
其中，I为RData[N]中第一个大于SWR_Limit的峰值RMax的对应在RData[N]中的位置。
本发明的具体实施方式中，针对传统方法在电缆特性补偿过度时故障位置定位不准确的问题，本发明方法可以有效的解决。本方法的创新在于对可能出现的过度补偿数据进行预处理消除电缆特性补偿过度现象，同时使用新的故障点定位方法找到正确位置。
发明方法的过程描述如下：
1、获取DTF_Return_Loss格式测量数据；
2、对DTF_Return_Loss格式测量数据使用消除电缆特性过度补偿的方法进行补偿；
3、将步骤2产生的补偿数据转化为DTF_SWR格式数据；
4、获取DTF_SWR格式数据中第一个大于故障门限的峰值，如果这个峰值存在说明电缆有故障发生，并计算故障位置。如果这个峰值不存在，则表示电缆无故障。
具体实施过程的详细计算过程参考如下：
现有通信电缆***，电缆长度L，电缆的相对速率为V，电缆的损耗值为Loss，故障判断门限为SWR_Limit，判断此电缆***是否出现故障，应该使用如下方法：
1、选择天馈线分析仪的测量格式为DTF_Return_Loss，设置电缆的相对速率为V，电缆的损耗值为0，测量的距离为LX，选择测量点数为M，其中LX应满足以下表达式1：
Figure BDA0002134834830000053
2、将天馈线分析仪的M个测量数据Data[M]导出，以便进一步算法处理分析
3、由于电缆损耗的存在，信号经过电缆之后会衰减，所以需要对测量数据进行补偿。电缆的损耗可等效为线性损耗，所以可使用线性补偿算法对测量数据Data[M]进行补偿，补偿后的新数据保存为NData[M]，补偿过程如下(3.1与3.2)
3.1计算单个测量点数据所代表的距离，使用dstep表示，使用表达式2：
Figure BDA0002134834830000061
3.2根据Data[M]中的每个数据分别计算出补偿后的数据，使用表达式3：
Figure BDA0002134834830000062
其中N的值为0，1，2，……，N-1，Limit代表测量设备的测量量程。
4、根据补偿后的数据NData[M]计算DTF_SWR格式数据，保存为RData[M]。计算过程如下(4.1与4.2)
4.1计算出中间结果保存为Rho[M]，使用表达式4：
Figure BDA0002134834830000063
其中N的值为0、1、2、……、N-1。
4.2根据4.1的计算结果，计算出DTF_SWR保存为RData[N]，使用表达式5：
Figure BDA0002134834830000064
其中N的值为0，1，2，……，N-1。
5、判断是否发生故障，如果发生故障并计算故障点位置，故障位置保存为DTF_Len，计算过程如下(5.1与5.2)
5.1搜索RData[N]，获取RData[N]中的第一个大于SWR_Limit的峰值，将此峰值记录为RMax，对应在RData[N]中的位置记录为I，下标以0开始。
5.2如果在步骤5.1中找到了峰值RMax，则表明有故障存在，计算出DTF_Len，使用表达式6；
DTF_Len＝I×dstep ……(表达式6)5.3如果步骤5.1中未找到峰值RMax，则表明无故障发生。
现有L＝152米的电缆，百米损耗Loss＝11.6，电缆的相对速率V＝0.88，设置终止测量距离为LX＝800，电缆的故障驻波比门限为1.5，测量设备的测量量程为Limit＝-110dB。
使用本发明方法消除电缆特性补偿过度后的DTF_Return_Loss结果数据如图4所示，图1与图4对比可以发现，本发明方法可以完全消除电缆特性补偿过度，对应的DTF_SWR数据如图5所示，图5中第一个大于1.5的峰值为故障点对应的值，故障位置152m。
采用了本发明的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，解决了通信电缆使用的过程中可能会出现连接器松动，电缆破损的问题，解决了因此导致整个通信电缆的性能指标下降的问题，避免了由于数据补偿过度引起的假故障位置。本方法使故障定位的过程中数据更精确，从而使得位置判断更准确，得到真实的故障位置。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)选择天馈线分析仪的测量格式为DTF_Return_Loss，设置电缆的损耗值为0，设置电缆的相对速率V、测量的距离LX和测量点数M；
(2)导出天馈线分析仪的M个测量数据Data[N]；
(3)计算单个测量点数据所代表的距离dstep，对测量数据Data[N]进行补偿，得到补偿后的数据NData[N]；
(4)根据补偿后的数据NData[N]计算DTF_SWR格式数据RData[N]；
所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)计算中间结果Rho[N]；
(4.2)计算DTF_SWR，并保存为RData[N]；
所述的步骤(4.1)中计算中间结果Rho[N]，具体为：
根据以下公式计算中间结果Rho[N]：
Figure FDA0002887271300000011
其中，N的值为0，1，2，……，M-1；
所述的步骤(4.2)中计算RData[N]，具体为：
根据以下公式计算RData[N]：
Figure FDA0002887271300000012
其中，N的值为0，1，2，……，M-1；
(5)判断RData[N]中的第一个大于故障判断门限SWR_Limit的峰值RMax是否存在，如果是，则存在故障，计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生，退出步骤；
所述的步骤(5)中计算故障点位置DTF_Len，具体为：
根据以下公式计算故障点位置DTF_Len：
DTF_Len＝I×dstep；
其中，I为RData[N]中第一个大于所述的故障判断门限SWR_Limit的峰值RMax的对应在RData[N]中的位置。
2.根据权利要求1所述的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)计算单个测量点数据所代表的距离dstep；
(3.2)根据Data[N]中各个数据分别计算补偿后的数据NData[N]。
3.根据权利要求2所述的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)中计算单个测量点数据所代表的距离dstep，具体为：
根据以下公式计算单个测量点数据所代表的距离dstep：
Figure FDA0002887271300000021
其中，L为电缆长度。
4.根据权利要求2所述的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2)中计算补偿后的数据NData[N]，具体为：
根据以下公式计算补偿后的数据NData[N]：
Figure FDA0002887271300000022
其中，Limit为测量设备的测量量程，Loss为电缆的损耗值，N的值为0，1，2，……，M-1。
5.根据权利要求1所述的基于克服电缆特性过度补偿技术实现故障定位处理的方法，其特征在于，所述的步骤(5)包括以下步骤：
(5.1)搜索RData[N]，获取RData[N]中的第一个大于所述的故障判断门限SWR_Limit的峰值RMax，对应在RData[N]中的位置记录为I；
(5.2)判断步骤(5.1)中是否找到峰值RMax，如果是，则存在故障，计算故障点位置DTF_Len；否则，无故障发生。
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