SDH告警產(chǎn)生原理分析與故障排查

王剛

摘 要：SDH光傳輸網(wǎng)設(shè)備大量應(yīng)用在電力通信系統(tǒng)中，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的告警，通信運(yùn)維人員熟練掌握SDH幀結(jié)構(gòu)和SDH告警產(chǎn)生原理能有效提高工作效率、減少故障排查處理時(shí)間。文章介紹了SDH光傳輸網(wǎng)設(shè)備在電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用情況，分析了SDH幀結(jié)構(gòu)的組成以及SDH的工作原理、SDH告警產(chǎn)生和傳遞機(jī)制，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)探討常見(jiàn)SDH告警產(chǎn)生的原理和故障排查方法。

關(guān)鍵詞：SDH；告警；電力通信系統(tǒng)；故障排查

隨著電力系統(tǒng)朝著現(xiàn)代化、智能化方面日益發(fā)展，電力生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化控制系統(tǒng)、變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)、變電站辦公網(wǎng)絡(luò)、軟交換電話系統(tǒng)等業(yè)務(wù)對(duì)于通信傳輸資源的需求不斷增長(zhǎng)，電力通信網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)的重要性被提升到了前所未有的高度。SDH光傳輸系統(tǒng)作為目前光通信領(lǐng)域一項(xiàng)成熟且穩(wěn)定的技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用在電力通信系統(tǒng)中，以多種組網(wǎng)方式組成了鏈形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)和多環(huán)網(wǎng)，復(fù)雜的組網(wǎng)方式勢(shì)必增加運(yùn)維人員進(jìn)行故障定位及處理的難度，筆者根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系SDH告警原理，對(duì)SDH光傳輸設(shè)備的告警產(chǎn)生和故障定位進(jìn)行了分析探討，為電力通信系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)提供參考。

1 SDH基礎(chǔ)知識(shí)

1.1SDH幀結(jié)構(gòu)

SDH幀結(jié)構(gòu)（本文“SDH幀結(jié)構(gòu)”均指SDH基本傳輸單位STM-1的幀結(jié)構(gòu)）是由270列和9行字節(jié)組成的塊狀結(jié)構(gòu)，如圖1所示。圖中，幀結(jié)構(gòu)中的字節(jié)是從左至右、自上而下按順序傳送的，幀長(zhǎng)度為2430（270×9）字節(jié)，幀頻率為8kHz，信號(hào)比特速率為155.520Mbit/s。

1.2SDH段開銷結(jié)構(gòu)及其功能

1.2.1 SDH段開銷結(jié)構(gòu)

SDH段開銷結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中RSOH為再生段開銷、MSOH為復(fù)用段開銷、POH為通道開銷。RSOH對(duì)整個(gè)STM-N整體信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，MSOH對(duì)STM-N中的某個(gè)STM-1信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，RSOH、MSOH、POH組成SDH層層細(xì)化的監(jiān)控體制。

1.2.2 SDH段開銷與告警

SDH系統(tǒng)借助于豐富的開銷字節(jié)傳遞告警和性能事件，具有很強(qiáng)的在線告警和誤碼監(jiān)測(cè)能力。因此了解開銷字節(jié)的含義，可以更深層次地理解SDH告警及誤碼監(jiān)測(cè)機(jī)制。

A1、A2字節(jié)用于定位STM幀的起始位置，正常情況下A1、A2的值恒為F6H、28H，如果幀同步器連續(xù)5幀監(jiān)測(cè)到錯(cuò)誤的A1、A2值，將上報(bào)幀失步告警OOF，如果OOF告警持續(xù)3ms，則上報(bào)幀丟失告警LOF，并下插全“1”信號(hào)。在LOF狀態(tài)下，若連續(xù)1ms以上又處于定幀狀態(tài)，那么設(shè)備又回到正常狀態(tài)。

J0字節(jié)用于確認(rèn)再生段兩端處于連續(xù)的連接狀態(tài)，要求收發(fā)兩端的J0字節(jié)完全匹配，如果不匹配，則會(huì)上告J0_MM追蹤識(shí)別符失配告警。

B1為再生段誤碼監(jiān)測(cè)字節(jié)，如果從STM-N信號(hào)中恢復(fù)出的B1字節(jié)和接收到的前一個(gè)STM-N幀中的BIP-8計(jì)算結(jié)果不一致，則上報(bào)B1誤碼。如果B1誤碼超過(guò)門限10-3（默認(rèn)值），就產(chǎn)生B1_EXC告警。

B2為復(fù)用段誤碼監(jiān)測(cè)字節(jié)如果從STM-N信號(hào)中恢復(fù)出的B2字節(jié)和前一個(gè)STM-N幀（除再生段開銷外的所有比特）的BIP-24計(jì)算結(jié)果不一致，則上報(bào)B2誤碼。

K1、K2為自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)， 如果檢測(cè)到K2字節(jié)中b6-b8是111，則上報(bào)MS_AIS告警并下插全“1”信號(hào)。如果檢測(cè)到K2字節(jié)中b6-b8是110，則上報(bào)MS_RDI告警。

2SDH告警產(chǎn)生機(jī)制

SDH傳輸系統(tǒng)中，告警均由單板產(chǎn)生，單板將告警上報(bào)給主機(jī)軟件，主機(jī)軟件將告警上報(bào)網(wǎng)管軟件，用戶通過(guò)網(wǎng)管軟件查詢告警。其中主控板、光接口板、業(yè)務(wù)板、交叉板等均能產(chǎn)生告警。

根據(jù)信號(hào)處理和告警產(chǎn)生的過(guò)程可以將SDH設(shè)備進(jìn)一步分解成以下模塊：

高階部分：幀同步器和再生段開銷處理器、復(fù)用段開銷處理器、指針處理器和高階通道開銷處理器

低階部分：高階通道適配器、低階通道終端、低階通道適配器、異步物理接口

下面我們將以這些功能模塊為索引對(duì)高階告警信號(hào)產(chǎn)生流程和各開銷字節(jié)處理作介紹，其中流程如圖3所示。

2.1幀同步器和再生段開銷處理器

告警信號(hào)流程如下：

1）光接收

光模塊對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)無(wú)光、光功率過(guò)低或光功率過(guò)高以及輸入信號(hào)碼型不匹配時(shí)會(huì)上報(bào)R_LOS告警。

2）A1、A2字節(jié)檢測(cè)

幀同步器接收到從光電轉(zhuǎn)換模塊發(fā)來(lái)的STM-N信號(hào)后，根據(jù)該信號(hào)中的A1、A2字節(jié)來(lái)對(duì)幀進(jìn)行定位， 正常情況下，A1值恒為F6H，A2值恒為28H，但如果連續(xù)5幀檢測(cè)到錯(cuò)誤的A1、A2值，將上報(bào)R_OOF告警。如果R_OOF告警持續(xù)超過(guò)3ms，則上報(bào)幀丟失告警R_LOF并下插全“1”信號(hào)。

3）B1字節(jié)檢測(cè)

再生段開銷處理器提取STM-N信號(hào)中的其它再生段開銷字節(jié)進(jìn)行處理。其中最重要的為B1字節(jié)。如果從STM-N信號(hào)中恢復(fù)出的B1字節(jié)和接收到的前一個(gè)STM-N幀中的BIP-8計(jì)算結(jié)果不一致，則上報(bào)B1誤碼。

2.2復(fù)用段開銷處理器

信號(hào)流程如下：

1）K1、K2字節(jié)檢測(cè)

復(fù)用段開銷處理器提取STM-N信號(hào)中的復(fù)用段開銷字節(jié)進(jìn)行處理，利用K1、K2字節(jié)和主控單元、交叉單元共同實(shí)現(xiàn)MSP保護(hù)功能。

如果檢測(cè)到K2字節(jié)中b6-b8是111，則上報(bào)MS_AIS告警并下插全“1”信號(hào)。如果檢測(cè)到K2字節(jié)中b6-b8是110，則上報(bào)MS_RDI告警。

2）B2字節(jié)檢測(cè)

如果從STM-N信號(hào)中恢復(fù)出的B2字節(jié)和前一個(gè)STM-N幀（除再生段開銷外的所有比特）的BIP-24計(jì)算結(jié)果不一致，則上報(bào)B2誤碼。

2.3指針處理器和高階通道開銷處理器

信號(hào)流程如下：

1、H1、H2檢測(cè)

指針處理器根據(jù)每一路AU-4的H1、H2字節(jié)進(jìn)行指針解釋和指針調(diào)整，完成頻率和相位校準(zhǔn)以及容納網(wǎng)絡(luò)中的相位抖動(dòng)和漂移的功能，同時(shí)定位每一路VC-4并送到相應(yīng)高階通道開銷處理器。如果檢測(cè)到AU指針H1和H2字節(jié)全為“1”，則上報(bào)AU_AIS告警，并下插全“1”信號(hào)。如果H1和H2字節(jié)代表的指針值非法（不在正常范圍0～782內(nèi)），連續(xù)8幀收到非法指針，則上報(bào)AU_LOP（管理單元-指針丟失）告警并下插全“1”信號(hào)。

2、J1、C2、B3和G1字節(jié)檢測(cè)

高階通道開銷處理器對(duì)接收的N路VC-4中的高階通道開銷HPOH字節(jié)進(jìn)行處理。對(duì)其中各字節(jié)處理方式如下：

如果檢測(cè)到J1字節(jié)和預(yù)定值不同，則上報(bào)HP_TIM告警，并下插全“1”信號(hào)。

如果檢測(cè)到C2字節(jié)為00，則上報(bào)HP_UNEQ告警，并下插全“1”信號(hào)。如果檢測(cè)到C2字節(jié)和預(yù)定值不同，則上報(bào)HP_SLM告警，并下插全“1”信號(hào)。

3SDH常見(jiàn)告警的分析及處理方法

SDH光傳輸技術(shù)通過(guò)豐富的開銷來(lái)對(duì)不同的功能層進(jìn)行層層監(jiān)控，下面簡(jiǎn)單介紹日常維護(hù)中常見(jiàn)的告警，通過(guò)SDH測(cè)試儀、光功率計(jì)、光源、光衰耗器、OTDR等儀表來(lái)判斷告警產(chǎn)生的原因，以及常見(jiàn)告警的處理方法。

3.1LOS告警

LOS告警是非常常見(jiàn)的嚴(yán)重告警之一，由于光接收模塊檢測(cè)不到光信號(hào)、光功率過(guò)高或

過(guò)低引起的。主要有以下常見(jiàn)原因：

1）接收光方向光路中斷或衰耗過(guò)大

2）本端光接收模塊故障

3）對(duì)端光發(fā)送模塊故障

處理LOS告警的關(guān)鍵在于排查故障點(diǎn)，使用光功率計(jì)在各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)檢測(cè)接收光功率，

通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)光接收功率做對(duì)比即可判斷故障點(diǎn)，一般先在本端接收光口和對(duì)端發(fā)光口收光排除光模塊的故障，若為光模塊故障則更換光模塊即可，若為光路故障則須進(jìn)行光路調(diào)整或者對(duì)光路進(jìn)行搶修，兩端設(shè)備的收發(fā)光正常后LOS告警消除。

3.2LOF告警

LOF告警是由于幀同步器連續(xù)5幀檢測(cè)到錯(cuò)誤的A1、A2值而產(chǎn)生。可使用SDH傳輸測(cè)試儀在高階監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)接收SDH幀結(jié)構(gòu)中A1、A2字節(jié)，如果正確，可能是本端相關(guān)單元的硬件或者軟件有故障，若不正確，則說(shuō)明故障在對(duì)端。

也可將本端設(shè)備收發(fā)光加光衰后自環(huán)，若告警消失則為對(duì)端故障，若告警不消失則為本端故障。

3.3AIS告警

AIS告警又叫全“1”碼告警，俗稱上游告警，一般是對(duì)端設(shè)備檢查到LOS或者LOF等嚴(yán)重告警后下發(fā)到對(duì)端，或者是高階層檢測(cè)到嚴(yán)重告警后下插至低階。所以產(chǎn)生AIS告警后一般先去查看對(duì)端設(shè)備或者高階的告警。

3.4EBER告警

EBER告警一般是由于光路衰耗過(guò)大造成較大誤碼而產(chǎn)生，光纖連接器和光收發(fā)模塊有灰塵、光纖彎曲角度過(guò)大均會(huì)造成光路衰耗過(guò)大。通過(guò)OTDR可以查看光路的衰耗情況，進(jìn)而判斷故障點(diǎn)，通過(guò)用酒精或無(wú)塵紙擦拭光纖連接器等方法可以處理故障，光路衰耗恢復(fù)正常后告警消失，若無(wú)法處理則須進(jìn)行光路路由調(diào)整。