摘要：笔者从实际运行维护工作出发，描述了SDH 光设备的基本配置和功能，分析了SDH 光设备在电力通信系统中的具体应用情况。运用SDH 基本原理和映射过程的理论基础，探讨了解决实际维护工作中重大疑难故障的方法。且根据案例总结归纳出了SDH 光设备的故障排除思路，力争使维护原人在故障处理时节省时间，提高电力通信系统可靠性，为电网的安全稳定运行提供可靠保障。
关键词：电力通信；SDH设备；故障排除；方案
中图分类号：V553.1+8文献标识码:A
引言
随着光纤通信技术的不断发展，SDH 传输网已经成为电力通信网的重要组成部分，承载着越来越多的重要业务，目前在电力通信网拥有很大的使用量。因此，SDH 作为业务传输部分的重要设备，如何有效地做好设备的日常和故障维护工作，确保其安全稳定运行，是电力通信技术人员非常重要的工作任务。
1 相关技术
1.1 SDH 设备的功能
SDH 系统是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传输网络。随着信息产业的发展，通信对电力工业发展起到越来越重要的作用；电力通信网作为国内最大的行业通信网之一，如何有效地利用SDH技术促进电力工业通信现代化发展，有重要现实意义。
SDH 传输体系是由终端复用器（TM Terminal）、分插复用设备（ADM，Advance Disk Management System）和数字交叉连接设备（DXC，Digital Cros S Connect system）以及传输媒质-光纤等组成。由这些设备构成的信道及各部分功能分解如图1所示。
1.2 SDH 的帧结构
SDH 信号传输模块STM-N帧的矩形块状帧结构是以字节为单位，包含三大部分：净负荷区（Payload）、段开销（SOH）和管理单元指针（AUPTR）。
信息净负荷用来传送各类业务信息,在低速信号打包过程中加入了监控开销字节--通道开销字节（POH），POH 作为净负荷的一部分和信息块一起在SDH 网中传送，负责对打包信息进行通道监视和控制。
段开销是信息净负荷正常灵活传送所必须附加的，供网络运行、管理和维护使用的字节。它又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。RSOH，MSOH，POH提供了对SDH 信号层层细化的监控功能。
管理单元指针是用来指示信息净负荷的第1个字节在STM-N 帧内准确位置的指示符, 使低速支路信号在STM-N 帧中的位置有预见性, 使SDH 能够从高速信号中直接分插出低速信号。
2 SDH 故障定位及排除思路
2.1 SDH 故障定位的思路
SDH 帧结构里定义了丰富的系统告警和性能信息开销字节，包括再生段开销、复用段开销、通道开销。借助于这些开销字节传递的告警、性能信息，使得SDH 系统具有很强的在线告警和误码监测能力。因此，当SDH 系统发生故障时，一般会有大量的告警事件和性能数据产生，通过分析这些信息，可大致判断出所发生故障的类型和位置。故障信息来源一般有两个渠道： ①通过网管软件查询传输系统当前或历史发生的告警事件和性能数据； ②通过观察设备机柜和单板的运行、告警灯闪烁情况，了解设备当前的实际运行状况。
通过网管获取告警和性能信息，进行故障定位。可以全面、详实地了解全网设备的当前或历史告警信息；配合站点机柜顶部设备指示灯和单板告警指示灯来获取告警信息核实，进行故障定位。一般告警灯有红、黄、绿3种颜色，红色代表紧急告警及重要告警，黄色代表次要告警及一般告警，绿色代表系统正常运行中。
由于网管系统软件可对全网传输设备的运行情况进行监控和管理，因此通过网管获取的故障信息是非常全面的，可以知道当前设备告警及发生时间、历史告警及告警级别、性能不好时的指针调整等。因此，当故障发生时，维护人员使用网管软件获取故障信息，可以较准确地定位故障范围和程度。在实际工作中，出现故障时应先收集故障现象和网管告警信息，定位故障站点，然后利用网管和测试工具证实。用故障现象和网管信息来定位故障时，应按照从严重告警到一般告警，从线路板、时钟板告警到交叉板、支路板告警的顺序进行。
在使用网管进行故障排除操作时，应先采集NCP时间或Ping 相关的网元，以证实网管真实有效。故障发生时，一般首先通过查看告警、性能数据，并分析业务流，初步判断故障点的范围，分清传输设备内外故障。一般故障包括光缆线路故障、尾纤故障、电缆故障、单板故障、网管系统故障、电源系统故障等几类。故障定位一般应遵循“先抢通，后修复；先外部，后传输；先单站，后单板；先线路，后支路；先高级，后低级”的原则。
2.2 SDH 故障排除的思路
在日常维护中，故障排除的方法主要有打环法、仪表测试法、替换法和配置数据分析法等。一名优秀的维护人员必须准确掌握SDH原理，搞清各种告警产生的机理、相应的回传信号以及对下游的影响， 同时须具备良好的心理素质和丰富的工作经验，熟练掌握故障定位的常用方法，在故障处理过程中沉着冷静，避免误操作。
当发现故障时，要以尽快恢复业务为原则，通过网管告警和设备单板告警信息初步判断故障发生的原因。首先排除外部的可能因素，如断纤、尾纤与设备接触不良、交换侧故障，可以使用各种仪表，如误码仪、光功率计、光时域反射仪、SDH 分析仪等来检查传输故障。例如：用光功率计测试线路衰耗，2M误码仪测试业务通断、误码；用万用表测试供电电压，检查电压过高或过低问题；首先应处理高级别的告警，如危急告警、主要告警；然后再处理低级别告警，如次要告警和一般告警。
环回法是SDH 传输设备定位故障最常用、最有效的方法之一，多数设备告警可通过环回法将故障定位到单站。进行环回操作时，首先应进行环回业务通道采样，即从多个有故障的站点中选择其中的1个，从所选站点的多个有问题的业务通道中选择其中1个业务通道， 然后画出所采样业务方向的路径图，图中要标出该业务的源和宿及所经过的站点、所占用的VC-4 通道和时隙等，最后逐段环回，定位故障站点及单板。当故障点确定后，可以结合替换法排除故障，使用工作正常的设备去替换工作异常设备，从而达到故障分析、排除故障的目的。如问题仍未解决，可以采用查询、分析设备当前配置数据的方法。例如时隙配置、复用段的节点参数、线路板和支路板通道的环回设置、支路通道保护属性等，分析以上的配置数据是否正常，来分析并排除故障。若配置的数据有错误，重新配置数据并下发以恢复业务。
3 SDH 设备故障排除实例
3.1 故障实例1。值班人员发现220kV某变电站环网的中心站网元呈现红色告警、其他6个网元呈现橙色告警。网管系统告警信息显示中心站R-LOS告警，其他6个站R-LOF告警。
接到报告后，首先查看中心站设备，发现机柜和各单板并无告警显示，初步可以排除设备单板故障。R-LOS 告警表示接收端数据信号丢失，一般是光纤断或光路衰耗过大引起的。R-LOF 告警是在接收端检测到定帧字节A1≠f6H、A2≠28H， 说明接收端帧同步丢失，一般由R-LOS 告警引起。SDH 设备是通过A1，A2字节来识别帧的起始位置, 当接收端连续5帧以上收不到正确的A1，A2 字节时，接收端进入帧失步状态，产生帧失步告警（LOF），若LOF持续3ms则进入帧丢失状态，此时将向下游下插AIS（告警指示信号），整个业务将中断。于是整个环网全部网元呈现告警。可能是由于个别网元故障引起的，根据显示的不同程度告警，将故障点定位到中心站网元。
根据先外部后内部的原则，首先查看从SDH设备到光纤配线架的尾纤是否有折叠而导致光衰增大，检查无误后又查看尾纤与配线架法兰口的接口。确认外部线缆正常后，将故障点锁定在光接口板光纤接口上，将尾纤取出用酒精清洗擦干后重新插入，网管上各个网元告警逐步消失。
在本案例中，从发现告警到排除故障仅用了2min，但遵循了“先外部，后传输；先单站，后单板；先线路，后支路；先高级，后低级”的原则。从这个实例中我们明白了保持光纤接口清洁的重要性，光纤连续拔插最多5次后必须清洁，光纤端面碰到手等物体以后必须立即清洁。光接口板光纤接口和尾纤接头的维护中，应注意：未使用的光板光纤接口、尾纤接头一定要用光帽盖住。
3.2 故障实例2。近期，某变电站PC机的网络连接状态偶尔会出现周期性的时断时连，经过一段时间后连接恢复正常。经查看，此PC机通过网络交换机与监控网元间接相连，以前网络连接一直正常。采用替换法，首先将连接PC机的网线在交换机上更换1个确认无故障的端口，故障问题仍然存在；然后查看PC机，发现网卡工作正常，系统也无病毒，这样就排除了两端的终端设备故障点，推断故障可能存在于网线上，查看网线两端水晶头，发现网线直接按照蓝、橙、绿、棕排列，将网线两端水晶头重新按照直连线颜色规则，网络连接正常，故障排除。虽然目前的网络设备都具有自适应功能，但是如果网线距离太长或受电磁干扰过大就会影响正常通信。双绞线由8根不同颜色的线分成4对绞合在一起， 尽可能减少电磁辐射与外部电磁干扰的影响，所以制作水晶头时应严格按照电气标准操作，使用前还需进行合格测试。
4 结语
本文对SDH 光设备运行维护中所发生的常见故障处理分析过程及维护中的一些问题进行了思路上的归纳和总结。由于SDH 光传输系统组网方式的复杂性，加大了维护人员的工作量和故障定位及处理的难度，这就要求维护人员需不断提高自身业务水平和故障处理经验。同时,要针对实际系统,灵活运用各种判断分析方法，把以上的定位原则和处理方法灵活应用起来,注重平时实际经验的积累,以更好、更优质的服务能力适应更大规模的电力通信网络发展需要。
参考文献
[1]张越.SDH 技术在数字光传输网中的应用[J].光纤技术,2007,28(6):5-7．
[2]梁芝贤,穆国强.SDH网络的优化与改造[J].电力系统通信,2007,28(4):29-33．
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