SDH 光傳輸系統(tǒng)的常見故障與處理技術(shù)研究

諶子謀

（中國民用航空西南地區(qū)空中交通管理局網(wǎng)絡(luò)中心，四川 成都 610031）

近年來，隨著信息化時代的到來以及現(xiàn)代通信技術(shù)的普及，光纖通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電力通信方式相比，光通信具備的通信性能更強，在電力通信中發(fā)揮著非常重要的作用。就光通信中的SDH 光傳輸系統(tǒng)而言，其在通信過程中的用途也是不可替代的。由此可見，在實際工作中不僅需要及時發(fā)現(xiàn)SDH 光傳輸系統(tǒng)的故障，并及時處理，還要求工作人員能夠?qū)ο到y(tǒng)進行日常維護，以此來保證系統(tǒng)的安全以及正常使用。

1 SDH 光傳輸系統(tǒng)概述

1.1 SDH 光傳輸系統(tǒng)的基本概念

SDH 光傳輸系統(tǒng)又叫做同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)?！癝DH”是美國的通信技術(shù)研究所提出的同步光網(wǎng)絡(luò)，規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級以及接口碼型等特征。SDH 光傳輸系統(tǒng)的傳輸通道為光纖信道，借助光纖傳媒介質(zhì)實現(xiàn)多節(jié)點的同步傳輸，同時，該系統(tǒng)無論是在節(jié)點接口，還是在指針定位調(diào)整上都發(fā)展得相對完善，均能夠?qū)崿F(xiàn)標準化，且該系統(tǒng)在管理模式上也相對完善，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理[1]。

1.2 SDH 光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

SDH 光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，其中硬件包括機柜子架及機盤，軟件為網(wǎng)管系統(tǒng)。在硬件設(shè)備中，機柜為SDH 子架的安裝提供附著基礎(chǔ)；SDH 子架通過板的印制電路和機框，為各種機盤的插裝和連接提供插裝位置，連接各種機盤通過不同的組合以實現(xiàn)統(tǒng)一的到命令。SDH 網(wǎng)管軟件主要完成對SD 硬件系統(tǒng)和傳輸網(wǎng)絡(luò)的管理和監(jiān)視，協(xié)調(diào)傳輸網(wǎng)絡(luò)的正常運行。在硬件設(shè)備和軟件設(shè)備的相互配合下，共同實現(xiàn)同步數(shù)字傳輸。

1.3 SDH 光傳輸系統(tǒng)的特點

SDH 光傳輸系統(tǒng)工作較為穩(wěn)定，能夠保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定傳輸，能夠可靠地運行。SDH 光傳輸系統(tǒng)主要具有如下特點：第一，SDH 系數(shù)采用幀結(jié)構(gòu)，具有統(tǒng)一的傳輸標準，對系統(tǒng)具有較強的兼容性，能夠?qū)π盘杺鬏斶M行控制，保障傳輸過程的穩(wěn)定性。第二，具有較強的同步性，能夠?qū)糌摵蛇M行控制，使支路信號能夠完整傳遞，實現(xiàn)信號的同步傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男?。第三，采用分叉?fù)用的形式，能夠降低信號傳輸?shù)拈_銷，使網(wǎng)絡(luò)管理更加數(shù)字化，提高網(wǎng)管功能的全面性。第四，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)齊全，能夠靈活對網(wǎng)絡(luò)進行管理，使網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定運用，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。第五，接口具有較強的開放性，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的橫向兼容，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率，保障光傳輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)。第六，具有良好的交換性能，可以對功能塊進行組合，使系統(tǒng)的功能更加多樣化，進而提高系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。

1.4 SDH 光傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用

SDH 具有良好的特性，發(fā)展前景較為廣闊，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中具有較強的適用性，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。在電信、聯(lián)通等網(wǎng)絡(luò)運營平臺均對SDH 光傳輸系統(tǒng)進行了應(yīng)用，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對業(yè)務(wù)的處理能力，使系統(tǒng)能夠滿足業(yè)務(wù)處理的要求。在業(yè)務(wù)運營時，將會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定具有較高要求，一旦數(shù)據(jù)傳輸效率降低，將會影響到數(shù)據(jù)的正常接收，影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的控制水平。SDH 光傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠保證數(shù)據(jù)的傳輸能力，有助于視頻、語音等大數(shù)據(jù)的傳輸，使網(wǎng)絡(luò)運營業(yè)務(wù)能夠得到有效拓展。在網(wǎng)絡(luò)運行過程中，對組網(wǎng)具有較高要求，需要采用專有SDH 環(huán)路進行運營，降低數(shù)據(jù)在傳輸過程中的限制。同時，SDH 技術(shù)可以保證網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，使其能夠滿足大量用戶的連接，使業(yè)務(wù)的處理更加穩(wěn)定，具有良好的商用前景，能夠促進網(wǎng)絡(luò)功能的實現(xiàn)。

2 SDH 光傳輸系統(tǒng)的常見問題類型

2.1 光功率問題

SDH 光傳輸系統(tǒng)的常見問題之一是光功率問題，光功率指的是光在規(guī)定時間內(nèi)做的功?，F(xiàn)階段，SDH光傳輸系統(tǒng)中的光功率問題主要在光功率與SDH 光傳輸系統(tǒng)性能指標的需求之間，其表現(xiàn)形式體現(xiàn)在兩個方面，一方面是指光板輸出不能符合系統(tǒng)性能指標的要求，而另一方面則是接收光功率不能符合系統(tǒng)性能指標的需求。上述兩種情況最常見的現(xiàn)象是接收的光功率比較低，從而導(dǎo)致系統(tǒng)中的信噪比下降，產(chǎn)生誤碼，有時低于光板接收門限還會發(fā)生中斷，影響系統(tǒng)的正常使用。SDH 光傳輸系統(tǒng)在實際工作時，如果設(shè)計與實際不符、發(fā)射端更換光板時弄錯型號、光纜路由改變使光鏈路長度縮短等少數(shù)情況也會出現(xiàn)接收光功率偏高，進而會導(dǎo)致光接收器（光電檢測器）加快老化的速度，而光鏈路過大將直接導(dǎo)致光接收設(shè)備器件出現(xiàn)損壞。除設(shè)備自身原因（如光板光發(fā)器件老化或損壞）外，引發(fā)光功率問題常見的原因是尾纖接頭臟、盤纖曲率過小、尾纖受損、光纜故障等現(xiàn)象。

2.2 其他幾種常見故障

在SDH 光傳輸系統(tǒng)中，除了光功率問題之外，還有一些問題也是經(jīng)常發(fā)生的，具體類型如下：第一，誤碼問題是比較常見的故障類型。產(chǎn)生誤碼的原因有以下幾種：色散嚴重、光功率不佳、纜線接頭接觸故障率、單板器件性能達不到標準、設(shè)備內(nèi)部溫度過高；第二，瞬斷問題。信號在傳輸過程出現(xiàn)了秒級的瞬間信號中斷現(xiàn)象，引起瞬斷問題的主要原因是線路故障和板件故障，在實際的排障工作中一般要先觀察系統(tǒng)中是否存在線路故障；第三，業(yè)務(wù)中斷問題。在SDH 光傳輸系統(tǒng)中，致使SDH 光傳輸系統(tǒng)存在業(yè)務(wù)中斷的原因主要包括誤碼線路阻斷及光功率下降等；第四，公務(wù)問題。公務(wù)問題主要是指存在信號傳輸質(zhì)量較差，例如存在音質(zhì)差、信號斷斷續(xù)續(xù)等問題，而在實際SDH 光傳輸系統(tǒng)的使用過程中，致使其存在公務(wù)問題的主要原因包括SDH 設(shè)備公務(wù)處理部分故障或設(shè)置錯誤、線路阻斷等；第五，儀表測試問題。若在實際SDH 光傳輸系統(tǒng)的使用過程中存在儀表測試問題，則會導(dǎo)致測試的數(shù)據(jù)結(jié)果失真，致使測試出的數(shù)據(jù)沒有參考價值，而存在儀表測試問題的主要原因為相關(guān)工作人員并不能夠按照要求使用儀表，致使儀表操作失誤，進而會導(dǎo)致無法得到準確的數(shù)據(jù)。同時，若多次存在儀表操作失誤的現(xiàn)象，則會導(dǎo)致被測量設(shè)備和儀表設(shè)備出現(xiàn)損壞，進而帶來財產(chǎn)損失?？傮w而言，現(xiàn)階段常見的儀表錯誤操作主要包括儀表設(shè)置不當、未按要求接地、輸入輸出功率超出范圍等；第六，對接問題。若在實際使用SDH 光傳輸系統(tǒng)的過程中存在對接問題，則極有可能導(dǎo)致出現(xiàn)系統(tǒng)中斷、誤碼的現(xiàn)象，致使SDH 光傳輸系統(tǒng)無法發(fā)揮其功能與價值?？傮w而言，造成對接問題的主要原因有設(shè)備故障、協(xié)議不匹配、接口不匹配、設(shè)備參數(shù)設(shè)置不當?shù)萚2]。

2.3 SDH 光傳輸系統(tǒng)故障定位思路及原則

通常情況下，SDH 系統(tǒng)的故障狀態(tài)會伴有一定特殊表現(xiàn)，如發(fā)布風(fēng)險告警、形成異常數(shù)據(jù)等。在故障定位的實踐中，這些信息都可作為分析故障情況的有效資源。一方面，當SDH 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行出現(xiàn)波動時，相關(guān)網(wǎng)管軟件會啟動查詢機制，對系統(tǒng)現(xiàn)有或既往的故障事件進行回溯提取，并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息；另一方面，一旦SDH 系統(tǒng)出現(xiàn)故障，設(shè)置在設(shè)備外部的告警燈也會隨之閃爍，提醒并引導(dǎo)相關(guān)人員及時進行故障的排查定位與解決處理。在SDH 光傳輸系統(tǒng)的故障處理工作中，首先應(yīng)該遵循“先硬后軟”的原則，即在出現(xiàn)故障時先對硬件進行排除，如果硬件沒有問題再排除軟件；其次，還要遵循“先整體后局部”的排除原則，先從整體網(wǎng)絡(luò)布局著手，定位故障部位，再對設(shè)備和傳輸系統(tǒng)進行具體分析，以此來判斷故障的類型并準確地找出故障點，在定位故障過程中應(yīng)該先排除告警信號的高速部分故障。在故障解決后，若仍然存在故障告警，再進行低速部分的故障定位及修復(fù)；最后，在系統(tǒng)故障排除中，需要先處理高級別告警，按照告警等級由大到小的規(guī)律逐一排除修復(fù)[3]。

3 SDH 光傳輸系統(tǒng)常用的故障處理技術(shù)

3.1 告警性能分析法

警告性能是SDH 光傳輸系統(tǒng)必備的性能，警告性能可在SDH 光傳輸系統(tǒng)的使用過程中發(fā)生故障時發(fā)出異常性能數(shù)據(jù)，而相關(guān)工作人員可根據(jù)發(fā)出來的異常數(shù)據(jù)對SDH 光傳輸系統(tǒng)的故障問題進行分析，利用異常數(shù)據(jù)判斷故障類型與極易發(fā)生故障具體點位的主要原理是利用異常性能數(shù)據(jù)和SDH 幀結(jié)構(gòu)中的開銷字節(jié)和SDH 告警原理機制，從而可得知故障類型以及故障發(fā)生的具體點位，以便于SDH 光傳輸系統(tǒng)維修工作人員能夠有針對性地進行維修，為故障處理提供了有效的參考依據(jù)。在使用告警性能分析法時，想要起到有效的處理效果，其主要的問題在于是否能夠及時、全面、真實地獲得故障信息。一般情況下，系統(tǒng)故障的來源主要有兩個渠道，一個渠道是通過網(wǎng)管獲取告警信息。因此在利用網(wǎng)管軟件查詢故障信息時，需要保證網(wǎng)絡(luò)中的各網(wǎng)元在運行時間設(shè)置正確，一旦設(shè)置錯誤，系統(tǒng)將產(chǎn)生告警，以至于發(fā)生性能信息上報錯誤、不夠及時等情況，影響系統(tǒng)正常工作。另一種渠道是通過觀察分析SDH 設(shè)備機柜或者單板指示燈的狀態(tài)了解設(shè)備的運行情況。因此，發(fā)生系統(tǒng)故障時使用告警性能分析法可以全面地、詳細地、真實地掌握SDH 光傳輸系統(tǒng)設(shè)備當前或者歷史的告警信息。

3.2 環(huán)回檢測法

在SDH 光傳輸系統(tǒng)中可能會存在很多問題，例如組網(wǎng)故障、業(yè)務(wù)問題以及故障信息等非常復(fù)雜的情況，這些情況不宜采用告警性能分析法，這時需要使用環(huán)回檢測法判斷發(fā)生故障的位置以及類型。另外，單純的靠設(shè)備和單板指示燈所能表示的故障信息比較有局限性，不能夠全面適用于所有故障類型，因此通過觀察設(shè)備指示燈的狀態(tài)進行故障定位對于排查故障工作的難度比較大，所以這時就需要環(huán)回檢測法對系統(tǒng)故障進行定位處理。環(huán)回檢測法主要是將信息從網(wǎng)元的發(fā)端口發(fā)送出去，再從收端口接受回信息的操作，能夠幫助人員快速準確地定位故障網(wǎng)元，甚至出現(xiàn)故障的單板。環(huán)回檢測法最大的優(yōu)點，就是不需要基于大量的告警信息和性能數(shù)據(jù)開展檢測實踐，缺點是使用時可能會影響正常的通信業(yè)務(wù)。由此可見，這種常用的故障處理方法最適宜在系統(tǒng)出現(xiàn)中斷等重大事故或者業(yè)務(wù)量小的情況下使用。圖1 是華為SDH 光傳輸設(shè)備，是通信設(shè)備中的重要產(chǎn)品，是連接整套通信設(shè)備中的重要模塊，也是連接信息接入和輸出必不可少的橋梁，適用于電力、水力、高速公路、部隊等領(lǐng)域，但在具體使用時，需要注意其配置中光口和電口與其他SDH 光傳輸設(shè)備的區(qū)別。

圖1 華為SDH 光傳輸設(shè)備

3.3 替換法

所謂替換法，就是使用工作性能正常的系統(tǒng)零件替換掉工作性能可能不正常的系統(tǒng)零件，通過這種替換操作從而達到定位故障、排出故障的目的。替換法又叫做更換配置法，所更改的配置內(nèi)容包括時隙配置、單板參數(shù)配置、板位配置等，適用于排除外部設(shè)備的故障，如光纜、對接設(shè)備、供電設(shè)備等，同時適用于故障定位到單站后，用于排除單站內(nèi)單板、模塊甚至芯片出現(xiàn)的問題，例如線路板、交叉板、支路板和后背板。在替換零件時需要特別注意的是，有些單板不支持熱插拔，因此替換單板時要佩戴靜電手鐲帶。替換法的優(yōu)點簡單，對維修人員的專業(yè)性要求也并不高，但是操作起來不容易，要求設(shè)備的備品備件符合標準，一旦操作不規(guī)范，可能會引起其他問題，嚴重時會導(dǎo)致單板甚至系統(tǒng)損壞[4]。

3.4 儀表測試法

通常情況下，使用儀表測試法不僅能夠排除傳輸設(shè)備外部問題，還能夠排除與其他設(shè)備對接時產(chǎn)生的問題，常見的輔助儀器主要有光功率計、用表誤碼儀、光源、SDH 分析儀表、光時域反射儀。通過對設(shè)備的某些指標性能測量，判斷故障的位置以及類型。一般情況下，萬用表用于測試供電電源是否在正常范圍內(nèi)。使用SDH 分析儀表觀察開銷字節(jié)是否正常以及幀信號是否正常。是否存在異常告警可以判斷兩種設(shè)備對接是否有格式不正確的情況。若想通過實驗方法分析設(shè)備的光功率衰減情況，則需要用到光功率計。實際操作時，需要將SDH 光傳輸系統(tǒng)的光接口輸出端與光功率計的測試輸入端連接起來，然后啟動光輸出系統(tǒng)。當光功率逐漸穩(wěn)定時，光功率計顯示屏上的讀數(shù)即為設(shè)備當前的光功率值。在不同時段、相同條件下測試設(shè)備的光功率值，進而形成相應(yīng)的變化曲線，便可得知設(shè)備光功率的衰減情況。儀表測試法在故障定位過程中具有很強的說服力，但是在實際應(yīng)用時對維護人員的專業(yè)技術(shù)水平要求比較高，對儀表也有一定的要求，因此存在一些影響正常使用的不確定因素。

3.5 配置數(shù)據(jù)監(jiān)測分析法

配置數(shù)據(jù)監(jiān)測分析法能夠通過網(wǎng)管查詢判斷系統(tǒng)運行是否正常，從而確定發(fā)生故障的位置以及故障類型，主要包括通道追蹤字節(jié)、業(yè)務(wù)配置、支路通道保護屬性等。當SDH 光傳輸系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生異常變化時，例如當SDH 光傳輸系統(tǒng)在正常運行的過程中，外界環(huán)境突然改變則會影響到SDH 系統(tǒng)的正常運行，致使SDH光傳輸系統(tǒng)存在業(yè)務(wù)中斷問題。同時，當SDH 光傳輸系統(tǒng)在正常運行的過程中，若相關(guān)工作人員操作失誤，則會導(dǎo)致設(shè)備的配置遭到破壞，進而導(dǎo)致SDH 光傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)業(yè)務(wù)中斷。在面對這兩種情況時，可通過查詢、分析設(shè)備判斷故障定位到網(wǎng)元單站的配置數(shù)據(jù)。需要特別注意的是，在發(fā)生網(wǎng)管誤操作的情況下，還可以通過查看網(wǎng)管的用戶操作日志進一步判斷故障發(fā)生的位置以及類型。由此可見，該方法適用于故障定位后的進一步分析，其優(yōu)點在于能夠查清故障的根本誘因，但是缺陷是對維護人員的專業(yè)基礎(chǔ)要求非常高，且定位故障時間比較長。

4 結(jié)束語

綜上所述，SDH 光傳輸系統(tǒng)是一個復(fù)雜的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對其常見故常的及時處理非常關(guān)鍵。因此，在SDH 光傳輸系統(tǒng)的實際應(yīng)用時，要求系統(tǒng)操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題，對故障類型進行定位，并且針對具體故障能夠選擇合適的處理方法。另外，系統(tǒng)設(shè)備的日常維護檢修也是十分關(guān)鍵的，要求通信檢修人員必須具備很強的業(yè)務(wù)水平和處理故障的能力，從而保證SDH 光傳輸系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。