王 萍(長江海事局信息中心,湖北 武漢 430014)

淺談SDH傳輸系統(tǒng)在專網(wǎng)通信中的維護(hù)管理*

王 萍
(長江海事局信息中心,湖北 武漢 430014)

文章從長江通信專網(wǎng)SDH系統(tǒng)維護(hù)人員的角度出發(fā),分析當(dāng)前SDH系統(tǒng)在通信專網(wǎng)中所發(fā)揮的作用及其日常維護(hù)中應(yīng)具備的維護(hù)知識。根據(jù)專網(wǎng)中的各種故障現(xiàn)象,析論維護(hù)人員處理光傳輸系統(tǒng)故障時的原則方法、基本手段及注意事項;通過專網(wǎng)故障處理的實例,闡述故障處理原則、網(wǎng)管功能在維護(hù)工作中靈活運用所產(chǎn)生的效果。

光傳輸;故障處理;SDH

現(xiàn)代通信網(wǎng)正向數(shù)字化、綜合化、智能化和個人化方向發(fā)展,大容量的傳輸光纖網(wǎng)絡(luò)的建立,為信息高速公路提供了長足發(fā)展的空間,頻帶的不斷擴(kuò)寬,如同不斷擴(kuò)展的能容納大量車流的高速公路。SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步傳輸體系)[1]正是在傳輸網(wǎng)技術(shù)大發(fā)展這一背景下誕生的光傳輸體系,它彌補了PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy,準(zhǔn)同步數(shù)字體系)在復(fù)用的方式不能滿足信號大容量傳輸要求的缺陷,并制定了接口規(guī)范,從而為多種網(wǎng)絡(luò)的互連創(chuàng)造了便利。

目前,SDH技術(shù)因其成熟的體系和較高的容量已在各大專網(wǎng)系統(tǒng)的匯聚層、接入層中被廣泛采用。龐大的SDH網(wǎng)絡(luò),對維護(hù)管理的效率和維護(hù)人員的業(yè)務(wù)水平提出了較高的要求。本文將從SDH概念出發(fā),根據(jù)理論和經(jīng)驗,歸納并論述在SDH運行維護(hù)中應(yīng)遵循的原則和判斷故障的手段,旨在為設(shè)備維護(hù)提供參考、為故障處理提供合理思路。

1 SDH基本內(nèi)涵

SDH的概念源自美國的貝爾實驗室,這是在80年代初為解決標(biāo)準(zhǔn)光接口問題而提出的,隨后不斷的發(fā)展顯示出這一概念的潛在革新作用。

SDH體制有一套標(biāo)準(zhǔn)的信息結(jié)構(gòu)等級,即有一套標(biāo)準(zhǔn)的速率等級。基本的信號傳輸結(jié)構(gòu)等級是同步傳輸模塊STM-1,相應(yīng)的速率是155Mbit/s,它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級,由凈負(fù)荷、指針和段開銷(含再生段和復(fù)用段開銷)構(gòu)成,重復(fù)周期為125微秒,即每秒傳送8000 幀[2]。開銷內(nèi)的字節(jié)用于傳送SDH網(wǎng)絡(luò)中的控制與維護(hù)信息,包括幀定位字節(jié)、比特間插奇偶校驗字節(jié)、DCC數(shù)據(jù)通信通道、K1/K2自動保護(hù)倒換通道等;高等級的數(shù)字信號系列,例如622Mbit/s(STM-4)、2.5Gbit/s(STM-16)等可通過將低速率等級的信息模塊例如STM-1用字節(jié)間插同步復(fù)用而成,復(fù)用的個數(shù)是4的倍數(shù)。由于采用了同步復(fù)用方式和靈活的映射結(jié)構(gòu), SDH系統(tǒng)可將PDH低速支路信號復(fù)用進(jìn)SDH信號的幀中,在將低速支路信號復(fù)用成STM-N信號時,一般要經(jīng)過3個步驟:映射、定位、復(fù)用[3][4]。

所謂映射,就是使各種支路信號在SDH網(wǎng)邊界與虛容器(Virtual Container,簡稱VC)適配的過程,其實質(zhì)是使各種支路信號與相應(yīng)的虛容器容量同步,以便使虛容器成為可以獨立地進(jìn)行傳送、復(fù)用和交叉連接的實體。映射的方式包括異步映射、字節(jié)同步映射、比特同步映射。SDH將目前PDH體系的各種數(shù)字信號以及ATM信元映射進(jìn)STM-N幀內(nèi)各種規(guī)格的虛容器之中,就是通過映射技術(shù)。

定位是指通過指針調(diào)整,使指針的值時刻指向低階VC幀的起點在TU凈負(fù)荷中或高階VC幀的起點在AU凈負(fù)荷中的具體位置,使收端能據(jù)此正確地分離相應(yīng)的VC。

復(fù)用則是一種使多個低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道層,或把多個高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用層的過程。SDH采用了凈負(fù)荷指針技術(shù),將低速支路信號復(fù)用成高速信號,其復(fù)用過程是類似于“容器傳送”,即指將低速信號根據(jù)不同的速率進(jìn)行規(guī)范,然后有標(biāo)志性地封裝起來,整體傳送。

與PDH體制不同,按SDH組建的網(wǎng)是一個高度統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的網(wǎng)絡(luò),它采用全球統(tǒng)一的接口以實現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容,在全程全網(wǎng)范圍實現(xiàn)高效、協(xié)調(diào)一致的管理和操作,能實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能,并提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。由于維護(hù)功能的加強, SDH系統(tǒng)大大降低了設(shè)備的運行維護(hù)費用。

2 SDH維護(hù)與故障處理

2.1 機房環(huán)境的維護(hù)

光傳輸設(shè)備的運行狀態(tài)依賴于其所在的機房環(huán)境,做好機房的環(huán)境維護(hù),有利于其間通信設(shè)備的運行。對于通信機房,維護(hù)人員應(yīng)時刻保持機房的整齊、清潔,保證機房的溫濕度處于正常設(shè)備范圍(機房溫度應(yīng)保持在20土5攝氏度范圍內(nèi),相對濕度為30-75%),各機柜排列正規(guī),通信線纜布線整齊,各類儀表、維護(hù)工具應(yīng)定位存放;機房內(nèi)不易堆放過多的物品或雜物,以免妨礙通行和工作,應(yīng)預(yù)留足夠的空間確保維護(hù)工作的開展。機房應(yīng)采取有效的防塵措施、配備滅火設(shè)備,并有防靜電措施,如防靜電地板、防靜電手環(huán)等。配備的設(shè)備機柜、備品備件柜、儀器儀表柜、工器具柜等均應(yīng)符合阻燃要求。機房內(nèi)的照明設(shè)施應(yīng)能夠滿足設(shè)備的維護(hù)檢修要求,同時需配備應(yīng)急照明設(shè)備。

維護(hù)人員在實施維護(hù)工作中,還應(yīng)特別注意電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全,并對配電柜、開關(guān)電源、蓄

電池等做定期維護(hù)。

2.2 光傳輸網(wǎng)管的信息搜集

SDH的運行、管理和維護(hù)離不開網(wǎng)管的作用。在日常工作中,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控人員在網(wǎng)管上掌握SDH網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息,包括鏈路狀態(tài)、網(wǎng)元狀態(tài)、端口性能等,結(jié)合現(xiàn)場人員收集的設(shè)備故障現(xiàn)象,才能有效、準(zhǔn)確地做出故障判斷。

2.2.1 查看告警

當(dāng)SDH系統(tǒng)發(fā)生故障時,一般會伴隨有告警事件和異常性能數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,通過對這些信息的分析,可大概判斷出所發(fā)生故障的類型和位置。網(wǎng)管中的告警類型種類繁多,包括端口信號丟失、光功率越限、AIS告警指示信號、信號劣化、誤碼過大、板卡脫位、網(wǎng)元脫管等。在對這些信息進(jìn)行收集之后,將能初步判斷光纖、支路電路、單板的運行狀況,對準(zhǔn)確查找故障點有積極作用。

2.2.2 性能監(jiān)測

網(wǎng)管的性能監(jiān)測功能能實時查看光功率、端口誤碼等各項設(shè)備性能數(shù)值。

通過對模擬性能的查詢,能查看到光接口的收發(fā)光功率大小。光功率值是SDH系統(tǒng)的一項重要性能,輸入光功率異常(過低和過高)會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生誤碼,甚至導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷,這一數(shù)值可以對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況提供參考。

通過對數(shù)字性能的查詢,則可以了解到所查看的端口誤碼情況,根據(jù)誤塊秒、嚴(yán)重誤塊秒、背景誤塊秒[5]等指示判斷故障的來源。

除以上的監(jiān)測項目,網(wǎng)管還能查看諸如板卡工作狀態(tài)、鏈路主備切換、電路路由情況、時鐘源走向、光以太網(wǎng)口流量甚至設(shè)備溫度等系統(tǒng)狀態(tài),這些監(jiān)控手段能幫助維護(hù)人員進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析,及時發(fā)現(xiàn)故障隱患。

2.2.3 掌握信號流向

每條經(jīng)過網(wǎng)管下發(fā)的電路,均可通過電路查詢功能查看到電路的起止點和經(jīng)由站點等路由信息。此外還可以利用繪制拓?fù)鋱D的方式,繪制出機房內(nèi)所有業(yè)務(wù)鏈路的信號流向圖,這樣可更直觀、方便地查看電路在各通信設(shè)備間的連接情況,便于今后維護(hù)工作的開展。

2.3 光傳輸故障處理原則

能有效完成SDH故障的處理,是對維護(hù)人員的基本要求。網(wǎng)管人員首先對信號流向、告警事件和性能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,初步判斷故障點范圍;然后逐段分析各個環(huán)節(jié),排除尾纖或光纜故障,并最終將故障定位到單板;最后,通過換板或換纖,排除故障問題。

進(jìn)行故障處理,應(yīng)遵循傳輸故障排查的基本原則,即“先搶通后修復(fù)、先外部后傳輸、先網(wǎng)絡(luò)后網(wǎng)元、先高級后低級”的原則[6]。

(1)先搶通在用業(yè)務(wù),后進(jìn)行故障修復(fù)。出現(xiàn)故障,影響業(yè)務(wù)通信時,首先應(yīng)使用備用電路或設(shè)備,保證業(yè)務(wù)的正常通信能盡快恢復(fù),然后再進(jìn)行故障的排查和修復(fù)。

(2)先定位外部,后定位傳輸。在進(jìn)行通信系統(tǒng)的故障定位時,應(yīng)該首先排除外部設(shè)備的問題,包括光纖中斷、接入設(shè)備故障和電源掉電等,將外部因素排除之后再考慮傳輸設(shè)備的故障問題。

(3)先定位網(wǎng)絡(luò),后定位網(wǎng)元和單板。傳輸設(shè)備出現(xiàn)故障時,有時不會只是一個單站出現(xiàn)告警信號,而是在很多單站同時會上報告警。這時我們需要通過分析和判斷縮小導(dǎo)致故障的范圍,快速、準(zhǔn)確地定位出是哪個網(wǎng)元或單板的問題。對于線路的故障,也應(yīng)從大方位出發(fā),現(xiàn)檢查干線線路和板卡,再檢查支線線路及設(shè)施。

(4)先分析高級別告警,后分析低級別告警。在分析告警時,應(yīng)首先分析高級別的告警,如緊急告警、主要告警;再分析低級別的告警,如次要告警和提示告警。只有主次分明,才能準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位。

2.4 常見設(shè)備故障的修復(fù)

光鏈路故障是SDH比較常見的故障類型, SDH系統(tǒng)網(wǎng)元間的連接即是通過光鏈路進(jìn)行互聯(lián),組成廣域網(wǎng)。根據(jù)對網(wǎng)管上的性能參數(shù)與告警信息的收集,同時結(jié)合對光設(shè)備的光纖、光口等物理設(shè)施的檢查,可以較準(zhǔn)確地判斷出故障。

常用的光設(shè)備檢測儀表包括SDH綜合測試儀、OTDR光時域分析儀、光功率計等。利用OTDR對光纜測試,能獲取光纜的衰耗情況、斷點位置等準(zhǔn)確信息,這些有效信息將會為故障的定位提供判斷依據(jù)。光功率計能測量收發(fā)光功率值,得到的數(shù)值可判斷出SDH光口的收發(fā)光是否正常,進(jìn)而判斷故障。SDH綜測儀的功能更加全面,不僅有光功率、誤碼的指示,還能對端口的抖動、漂移、頻偏等性能指標(biāo)進(jìn)行測試,適用于巡檢和日常維護(hù)。

檢查光鏈路時不僅要針對廣域網(wǎng)主干光纜,同時還需重視對機房尾纖的檢查。尾纖損耗過大、連接錯誤,都將引起光功率的異常和信號的丟失。傳輸中常使用的尾纖有SC、FC、LC頭等,維護(hù)人員應(yīng)在日常工作中做好對尾纖的維護(hù),注意對尾纖的清潔。在進(jìn)行尾纖頭清潔時,需禁止眼睛正對光接口板的激光發(fā)送口和光纖接頭。對于無法正常使用或衰耗較大的尾纖,應(yīng)及時進(jìn)行替換。

支路板上的鏈路故障也將影響在用的傳輸業(yè)務(wù),與支路業(yè)務(wù)有關(guān)的故障包括2ME1電接口信號丟失、以太網(wǎng)鏈路故障等。2ME1電接口業(yè)務(wù)故障的基本判斷方式是環(huán)回測試,一端在DDF數(shù)字配線架上做環(huán)回,另一端用2M測試儀進(jìn)行性能監(jiān)測。當(dāng)發(fā)現(xiàn)信號丟失或誤碼過大等現(xiàn)象時,可采用檢查干線光纜、檢查支路單板、重配2M電路、更換傳輸系統(tǒng)至終端的2M同軸線纜、更換端口等手段解決。以太網(wǎng)電路故障的基本判斷方式是兩端互ping,兩端電腦如果無法互相訪問,或丟包嚴(yán)重,在主干鏈路和以太網(wǎng)板正常的情況下,則可采取重配以太網(wǎng)電路、更換端口或更換網(wǎng)線等手段排除電路故障。

板卡故障是SDH系統(tǒng)中發(fā)生頻率較高的故障之一。板卡的種類繁多,包括業(yè)務(wù)板卡、網(wǎng)元主控板、時鐘接口板、核心交叉板等[7]。各種板卡和網(wǎng)元背板一起構(gòu)成了SDH的核心部分。各類板卡在長期運行中均會出現(xiàn)老化、脫位等現(xiàn)象,從而引起故障。面對板卡故障定位,最有效的解決方法是替換法:替換該板卡并查看故障狀況、判定故障位置。更換板卡時,需佩戴防靜電手環(huán);重插板卡時,應(yīng)注意母板插針被損壞,防止造成板卡無法工作、系統(tǒng)短路。將板卡插入網(wǎng)元插槽時,當(dāng)感覺到單板插入有阻礙,應(yīng)嚴(yán)禁強行插入,需調(diào)整單板位置后再進(jìn)行嘗試。板卡到位后,應(yīng)鎖緊單板,以免單板脫位。在更換網(wǎng)元主控板時,應(yīng)注意防止網(wǎng)元側(cè)所存儲的數(shù)據(jù)丟失,在更換前做好網(wǎng)元數(shù)據(jù)的上載與備份。日常的維護(hù)工作中,對網(wǎng)元和網(wǎng)管的數(shù)據(jù)也應(yīng)做到定期備份,以防止數(shù)據(jù)損壞、丟失造成的網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

總之,對于SDH系統(tǒng)故障的處理,應(yīng)首先以盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)為原則:如果有備用通道,先將業(yè)務(wù)調(diào)到備用通道。在故障處理時,應(yīng)先分析故障現(xiàn)象,定位原因后再進(jìn)行處理。在故障處理完成后,需做好故障的處理記錄,保存臺帳和數(shù)據(jù)。2.5 故障處理修復(fù)實例

長江通信專網(wǎng)重慶至宜昌段SDH光傳輸系統(tǒng)共由15個網(wǎng)元組成。近期系統(tǒng)不時上報DEG信號劣化告警,影響了多條E1傳輸電路。根據(jù)對告警信息的收集,逐條查看受影響電路,發(fā)現(xiàn)電路均經(jīng)過重慶、宜昌兩個網(wǎng)元,由此初步判斷故障源頭可能由重慶或宜昌網(wǎng)元所引起。打開重慶、宜昌網(wǎng)元的干線光板、支路板分別查詢光功率、數(shù)字性能,發(fā)現(xiàn)重慶的一個155M光口上報ESNE(本端誤碼秒),對端為宜昌網(wǎng)元,宜昌對應(yīng)的155M光口上報ESFE(遠(yuǎn)端誤碼秒),兩網(wǎng)元通過運營商提供的線路互連。至此,故障范圍被縮小至具體的端口或線路上。由于故障暫未影響業(yè)務(wù),從而不存在業(yè)務(wù)搶通問題,可直接由先外部后傳輸?shù)捻樞蜻M(jìn)行故障排查。拋開傳輸設(shè)備,聯(lián)系運營商對該鏈路進(jìn)行檢查,運營商確認(rèn)該段鏈路無衰耗,運行正常;再分別檢查兩地機房尾纖,并更換重慶、宜昌的光板、光模塊,最終當(dāng)更換了宜昌網(wǎng)元的光模塊后,誤碼完全消失。由此,可說明故障原因在于宜昌光模塊的發(fā)光口故障,更換模塊后,故障便得以排除。

如上例所示,收集網(wǎng)管信息是分析告警現(xiàn)象的有力手段,而當(dāng)網(wǎng)管告警信息量較大時,則須按先高級后低級的順序進(jìn)行判斷,找準(zhǔn)故障根源。例如,某網(wǎng)元出現(xiàn)包括多個AU4通道的指針丟失(LOP)、遠(yuǎn)端缺陷指示(RDI),多個支路業(yè)務(wù)板的幀失步(OOF)以及主干光板再生段(RS)誤碼指示等告警,此時首先應(yīng)檢查主干線路和光板以排除再生段等高級別告警。光板告警可由檢查光功率、端口自環(huán)檢查等手段排查,排除高級別告警之后,再進(jìn)行AU4及業(yè)務(wù)板卡的殘留告警排除工作。由于告警信息顯示多個AU4通道和支路板均有告警指示存在,因此初步定位故障點為該網(wǎng)元的核心交叉板。維護(hù)員利用網(wǎng)管中的交叉板倒換功能,將主用業(yè)務(wù)倒換至備用板,網(wǎng)管告警指示消失。由此可見,告警由主用交叉板故障所致,更換此板卡后,系統(tǒng)得以恢復(fù)正常。此實例表明當(dāng)維護(hù)員面對大量告警時,需按等級從高至低進(jìn)行篩選,根據(jù)先主干光板、核心交叉板后業(yè)務(wù)板、端口的順序進(jìn)行檢查,靈活運用網(wǎng)管,才能起到事半功倍的效果。

3 小結(jié)

文章從機房環(huán)境維護(hù)、網(wǎng)管信息收集、故障處理原則、幾種鏈路故障處理、設(shè)備板卡替換等幾個方面,總結(jié)和歸納了SDH在長江專用通信網(wǎng)中的維護(hù)手段和經(jīng)驗,同時通過實例,闡述了故障處理原則在日常故障排查工作中的運用和作用,為類似專用通信網(wǎng)光傳輸系統(tǒng)的維護(hù)人員提供了參考。傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分,傳輸質(zhì)量的好壞直接制約著通信網(wǎng)的發(fā)展。作為光傳輸系統(tǒng)和SDH的維護(hù)工作者,特別是專用通信網(wǎng)的維護(hù)工作者,只有了解這一體系的基礎(chǔ)維護(hù)知識,并能充分利用網(wǎng)管手段,才能有效地進(jìn)行運維管理,為各信息業(yè)務(wù)提供良好的數(shù)據(jù)傳輸平臺。

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TN914.3+32

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1672-9846(2013)03-0083-04

2013-06-28

王 萍(1962-),女,湖北武漢人,長江海事局信息中心運維中心通信業(yè)務(wù)管理員,助理工程師,主要從事通信業(yè)務(wù)管理工作研究。