DWDM 故障分析方法及維護

徐海利 上海鐵路局上海通信段

隨著科學技術的發(fā)展，鐵路系統(tǒng)越來越多地采用了數(shù)字化、智能化、高度集成化的新型通信設備。由于DWDM 系統(tǒng)具有一纖多波、大容量、透明傳輸?shù)葍?yōu)點，在鐵路骨干網(wǎng)上應用很多。京滬穗接入層DWDM 系統(tǒng)在2002 年就應用于鐵路骨干網(wǎng)。采用的是華為320 G 設備，其中滬寧管內就涉及無錫、常州、丹陽、鎮(zhèn)江等7 個城市。由于波分系統(tǒng)仍然以鏈狀應用為主，因此對維護人員在也提出很高的要求。

1 DWDM 波分的工作原理

DWDM 技術是利用單模光纖的帶寬以及低損耗的特性，采用多個波長作為載波，允許各載波信道在光纖內同時傳輸。與通用的單信道系統(tǒng)相比，密集WDM（DWDM）充分利用了光纖的帶寬，不僅極大地提高了網(wǎng)絡系統(tǒng)的通信容量，而且它具有擴容簡單和性能可靠等諸多優(yōu)點，特別是它可以直接接入多種業(yè)務，使得它的應用前景十分光明。在模擬載波通信系統(tǒng)中，為了充分利用電纜的帶寬資源，提高系統(tǒng)的傳輸容量，通常利用頻分復用的方法，即在同一根電纜中同時傳輸若干個信道的信號，接收端根據(jù)各載波頻率的不同利用帶通濾波器濾出每一個信道的信號。同樣，在光纖通信系統(tǒng)中也可以采用光的頻分復用的方法來提高系統(tǒng)的傳輸容量。

圖1 DWDM 系統(tǒng)的構成及頻譜示意圖

DWDM 系統(tǒng)發(fā)送端的光發(fā)射機發(fā)出波長不同而精度和穩(wěn)定度滿足一定要求的光信號，經(jīng)過光波長復用器復用在一起送入摻鉺光纖功率放大器（摻鉺光纖放大器主要用來彌補合波器引起的功率損失和提高光信號的發(fā)送功率），再將放大后的多路光信號送入光纖傳輸，中間可以根據(jù)情況有或沒有光線路放大器，到達接收端經(jīng)光前置放大器（主要用于提高接收靈敏度，以便延長傳輸距離）放大以后，送入光波長分波器分解出原來的各路光信號(見圖1)。

2 DWDM 系統(tǒng)概述及故障分析方法及處理

2.1 DWDM 系統(tǒng)概述

鐵路上DWDM 波分系統(tǒng)一般應用在骨干線上，以京滬穗接入層DWDM 系統(tǒng)為例，此系統(tǒng)采用是華為DWDM320G系統(tǒng)，貫穿整個鐵路沿線，從北京到上海共經(jīng)過27 個城市。圖2 是京滬穗接入層DWDM 系統(tǒng)組網(wǎng)中的滬寧線上的一部分。從圖中不難看出京滬穗接入層DWDM 系統(tǒng)組網(wǎng)是采用鏈狀。由于該系統(tǒng)是應用在骨干環(huán)上，組網(wǎng)又是采用鏈狀結構，因此無論從網(wǎng)絡的安全還是從系統(tǒng)的重要性來說對維護人員來說都是一種挑戰(zhàn)。

圖2 京滬穗接入層DWDM 部分組網(wǎng)圖

2.2 DWDM 系統(tǒng)故障分析方法

DWDM 系統(tǒng)故障定位的常用方法和一般步驟可簡單地總結為三句話："一分析，二測量，三替換"。分析法，就是通過網(wǎng)管對告警事件、性能數(shù)據(jù)和信號流向進行分析，初步判斷故障點范圍；接著，通過排除法排除尾纖或光纜故障，并將故障位到單板；最后通過換板或換纖，排除故障問題，后面提到的案例將會用到分析法。下面簡單介紹一下測量和替換法。

2.2.1 儀表測試法

對于波分設備一般采用儀表有光譜分析儀和光功率計兩種儀表。用光譜分析儀測試單板的MON 口輸出的光譜，直接從儀表上讀出光功率、信噪比、分析光放大板的增益平坦度。將得到的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)比較，看是否出現(xiàn)較大的性能劣化。用光功率計測量設備的輸出功率的值與根據(jù)設備的正常輸出功率的值進行比較可以判斷是尾纖還是單板問題。

2.2.2 替換法

"替換法"適用于排除故障外部設備的問題，如光纖、法蘭盤、接入SDH 設備、供電設備等；或故障定位到單板站后，用于排除單站內單板或模塊的問題。

圖3 中的TWF 或TWC 板上報R-LOS 告警，而SDH 接收沒發(fā)生告警，則可以調換尾纖A 和B,觀察TWF/TWC 板和SDH 告警情況，如果TWF/TWC 板仍然有R-LOS 告警，則可以判斷SDH 的發(fā)送模塊或TWF/TWC 板的接收模塊有故障；但如果TWF/TWC 板沒有告警，而SDH 設備產(chǎn)生R-LOS 告警，則說明A 纖故障。但測試時要把TWF/TWC 板和SDH 單板激光器自動關閉功能屏蔽。

圖3 故障解決圖例

2.3 DWDM 波分案例分析

京滬穗接入層DWDM 系統(tǒng)中的常州網(wǎng)元有λ1、λ2、λ3 共3波承載業(yè)務。網(wǎng)絡結構如圖4（以λ1 為例），其中λ1 是鏈狀結構。

圖4 京滬穗接入層DWDM 常州網(wǎng)元1 波的內部組網(wǎng)圖

故障案例：值班人員從SDH 干線網(wǎng)管上看到常州丹陽方向λ1 下帶業(yè)務全部告警，發(fā)現(xiàn)TWC 板有R-LOS 收無光告警，但同樣承載業(yè)務的λ2、λ3 波道上確未出現(xiàn)任何告警。從故障現(xiàn)象上看，可以排除骨干光纜問題，而故障出現(xiàn)在SCA 板、WBA 板和WPA 單板的可能性也很?。黄浯尉褪荕R2 板，MR2 板又叫光分插復用板，它主要是提供中間態(tài)端口，用于串入其他的光分插復用單板，自身不發(fā)光。判斷該板的好壞除通過網(wǎng)管觀察告警外，還可通過輸入該板的光功率和該板輸出的光功率的值來判斷。MR2 板正常工作的比值范圍為：2.5dB-3dB，而MR2 單板的輸入、輸出功率比值為2.0dB，網(wǎng)管上觀察也沒任何告警，因此該單板故障的可能性也非常小。剩下就是S16 板或TWC 板，或是二者的連纖問題，但儀表測量S16 板到TWC 板間尾纖均正常。由于TWC 板的功能是實現(xiàn)發(fā)送端的光波長轉換，它的光接收機工作范圍在0dBm～-18dBm，通過網(wǎng)管上看他的接收光功率-5dBm，在正常工作范圍內，TWC 單板的故障也可排除。儀表測得S16 板也有-10dBm 光功率輸出，但從單板上的指示燈來看，該單板處于不工作狀態(tài)。該單板雖然故障，但它的發(fā)光器是好的，這樣就會導致雖然有光輸出但不產(chǎn)生有效光，無法使設備正常工作。更換S16 板后告警消失，業(yè)務恢復。

3 DWDM 設備維護

(1)光板未用的光口一定要用防塵帽蓋住。這樣既可以預防維護人員無意中直視光口損傷眼睛，又能避免灰塵進入光口，降低光發(fā)送口胡輸出光功率或光接口的接收靈敏度。

(2)日常維護中，當尾纖不用時，尾纖接頭也要戴上防塵帽。

(3)用尾纖對光口進行硬件自環(huán)時一定要加衰耗器，以防接收光功率太強導致光接收模塊飽和，以及光功率太強損壞光接收模塊。

(4)不要直視光板的發(fā)送口。WBA 板、WPA 板和WLA 板的輸出光功率較大，且為不可見的紅外光，會損害眼睛。

(5)用無水酒精清洗光纖和光板光口，不能隨便使用普通酒精、醫(yī)藥酒精或凈水。

(6)在設備維護中做好防靜電措施，防止損壞設備。任何時候接觸單板都要戴好防靜電手碗良好接地，單板不使用時要保存在防靜電袋內。

(7)單板在運輸過程中的震蕩容易對單板造成損壞，因此運輸時應對單板進行良好的包裝。

(8)更換單板時要小心插拔。母板上每個單板槽位中有很多插針，若操作中不慎將插針弄歪、弄倒可能會影響整個系統(tǒng)的正常運行，嚴重時會引起短路，造成設備癱瘓。

(9)在拔單板時，注意應先拔掉單板上的光纖，然后再拔單板，不要帶纖拔板。

(10)波長轉換板由于各自輸出光信號的波長不同，不可以隨意互換，如果必須使用不同發(fā)光波長的波長轉換板來更換，端口連纖要做相應的變換。

(11)備用單板的存放必須注意環(huán)境溫度、濕度的影響。單板盒中一般應放干燥劑，保持袋內的干燥。

4 結束語

波分設備承載的業(yè)務一般都是非常重要的長途業(yè)務。在波分系統(tǒng)的故障處理和維護中，正確使用故障處理方法既能夠快速、有效的分析故障又能夠節(jié)省故障處理時間。平時維護時不僅要通過網(wǎng)管上對系統(tǒng)各點的光功率數(shù)據(jù)注意觀察，做好記錄，還要定期在深夜乘割接的時候在設備上實測各級光功率，這樣當出現(xiàn)光功率衰減時時，可以將記錄的光功率數(shù)據(jù)與以前的值進行對比，觀察光功率的變化，便于將光功率衰減問題定位和處理。