电力系统SDH传输设备故障的处理与维护

摘　要：随着电网建设的发展，SDH网络设备在电力系统中的应用越来越广泛，为了提高通信人员对SDH网络设备的故障处理能力，保证电力通信网络的安全与稳定运行。文章分析了SDH网络设备常见故障的一般特点，介绍了故障排除的常用方法，对SDH网络设备的维护与管理起到了借鉴作用，可供相关检修人员参考。

关键词：光通信设备；故障定位；故障分析；故障处理；设备维护
1  前言
　　随着电网建设的发展，电网企业正实施“三化一流”的发展战略，以加快信息资源的开发与利用为核心，建设技术先进、安全可靠、适应电力市场需求的信息网络体系。而传输系统是信息网络体系的基础平台，因此作为目前传输系统的关键技术：SDH光传输，当然也就成为是电力系统信息技术应用的关键因素，并且已经成为电力系统信息化极其重要的组成部份。大多数电力生产信息、管理信息及调度信息均需通过SDH光传输网络进行传输。电力通信网更是电力发展的主要支柱和基础，而作为现代通信网络三大组成部分（传输网络、交换网络、接入网络）之一的SDH光传输平台更是基础之上的基础。由此可见SDH光传输平台在现代电力系统中所处于的重要地位。作为当今通信领域一项先进的科学技术，SDH 光传输已广泛在电力系统中采用，并成为当前乃至今后相当长的时间内的主要通信手段。如何对SDH 设备的正常运行工作进行有效地维护，将直接关系到电力通信网络的安全稳定运行。
2  SDH 设备的故障定位
　　SDH 设备的故障定位中，最关键的一步就是将故障点准确定位到单站。由于传输设备自身的应用特点——站与站之间的距离较远，因此在进行故障定位时，首先将故障点准确地定位到单站，是极其重要和关键的。在将故障点准确的定位到单站后，就可以集中精力，通过数据分析、硬件检查、更换单板等手段来排除该站的故障。
　　故障定位的一般原则：在定位故障时，应先排除外部的可能因素，如光纤断、交换故障或电源问题等，再考虑传输设备的问题；在定位故障时，要尽可能准确的定位出是哪个站的问题，再将故障定位到单板；线路板的故障常常会引起支路板的异常告警，因此在故障定位时，先考虑线路，再考虑支路；在分析告警时，应先分析高级别告警，再分析低级别告警。
3  SDH 设备的故障排除
　　一般情况下，当设备故障发生时，首先可通过登录SDH 设备的网管系统进行查看，对告警事件、性能数据和信号流向进行分析，初步判断故障点范围；接着逐段测量光功率和分析光谱，排除尾纤、连接器或光缆故障，并最终将故障定位到单板；最后通过换板或换纤等，排除故障问题。
　　我们将常见的SDH 设备故障排除的方法简单的归纳为7 种。分别称为告警性能分析法、环回测试法、替换法、配置数据分析法、更改配置法、仪表测试法和经验处理法等。
3.1 告警性能分析法
　　告警性能分析法是指通过SDH 设备的网管来获取相关的告警和性能信息，通过分析这些信息，并结合SDH 帧结构中的开销字节和SDH 告警原理机制，来初步判断故障类型和故障点的位置。该方法可以全面地、详实地了解SDH 全网设备的当前或历史告警信息。另外，也可以通过设备机柜顶部的指示灯，或者单板告警的指示灯来获取相应的告警信息，进行故障定位。一般设备告警灯常有红、黄、绿三种颜色，红色表示紧急告警及重要告警，黄色表示次要告警及一般告警，绿色表示设备正常运行。
　　注意：通过网管采集告警和性能信息时，必须保证网络中各网元的当前运行时间设置和网管的时间一致。如果时间设置上有偏差会导致对网元告警、性能信息采集的错误和不及时。
3.2 环回测试法
　　通过告警性能分析法不能解决的问题，如组网、业务以及故障信息相当复杂的情况和无明显告警和性能信息上报的特殊故障情况。可以利用网管提供的维护功能进行测试，来判断故障点和故障类型。其中环回测试法最为重要。
　　环回测试是使信息从网元的发端口发送出去，再从自已的收端口接收回来的操作。实现环回的方法有硬件环回和软件环回。对于光接口的硬件环回是用尾纤或通过光纤配线架，将光接口板的发端和收端直接相连，对于电接口的硬件环回是用电缆线或通过数字配线架，将电接口板的发端与收端直接相连。软件环回是指通过网管下发命令对某一网元的某一单板进行环回的操作，可分为线路侧环回和终端侧环回两种，环回的对象包括光线路、光支路和电支路。通过对设备各种不同位置点的自环，就可层层分离出故障点来，进而排除故障。
　　环回测试法，作为SDH 传输设备定位故障最常用、最行之有效的一种方法。它能够帮助检修人员快速准确地定位故障网元，甚至故障点的单板。
　　注意：检修人员在对光板进行自环时，千万不要使接收信号过载，即防止光功率过大，而损坏收光口，必要时须使用光纤衰减器降低接收光信号的电平。
3.3 替换法
　　替换法就是使用一个工作正常的物件去替换一个被怀疑工作不正常的物件，从而达到定位故障、排除故障的目的。这里的物件，可以是一段线缆、一个设备或一块单板。
　　替换法适用于排除传输外部设备的问题，如光纤、中继电缆、交换机、供电设备等；或故障定位到单站后，用于排除单站内单板的问题。如某站光板有R-LOS 告警，我们怀疑发与发的光纤接反，则可将收、发两根光纤互换。若互换后，光板R-LOS 告警消失，就说明确实光纤接反。
　　如支路板某个2M 有CV 或者“2M 信号丢失”的告警，我们怀疑是交换机或中继线的问题，则可与其它正常通道互换一下。若互换后告警发生了转移，则说明是外部中继电缆或交换机的问题，若互换后故障现象不变，则可能是传输的的问题。
　　利用替换法还可以解决其它如设备的电源、接地等相关问题。
　　替换法的优势在于简单，对维护人员要求不高，是比较实用的方法。但该方法对备件有要求，且操作起来没有其它方法方便。
　　注意：在插拔过程中，应严格遵循单板插拔的操作规范。必须要有防静电措施；不要带电拔、插运行设备的单板。若不按规范执行，还可能导致板件损坏等其它问题的发生。
3.4 配置数据分析法
　　配置数据分析法是指通过网管来查询、分析当前SDH 网元设备的配置数据，通道链路的正确性。在某些特殊情况下，如外界环境的突然改变，或由于误操作， 可能会导致设备的配置数据遭到破坏或改变，导致业务中断等故障的发生。此时， 故障定位到网元单站后，可通过查询、分析设备当前的配置数据；对于网管误操作，还可以通过查看网管的用户操作日志来进行确认。
　　显然，“配置数据分析法” 也适用于故障定位到网元后，故障的进一步分析，该方法可以查清真正的故障原因。但该方法定位故障的时间相对较长，且对维护人员的要求非常高。一般只有对设备非常熟悉、且经验非常丰富的的维护人员才能使用。
3.5 更改配置法
　　“更改配置法”所更改的配置内容可以包括：时隙配置、板位配置、单板参数配置等。因此“更改配置法”适用于故障定位到单站后，排除由于配置错误导致的故障。另外“更改配置法”最典型的应用就是用来排除指针问题。
　　例如怀疑支路板的某些通道或某一块支路板有问题，可以更改时隙配置将业务下到另外的通道或另一块支路板，若怀疑某个槽位有问题，可通过更改板位配置进行排除；若怀疑某一个VC4 有问题可以将时隙调整到另一个VC4。
　　在升级扩容改造中，若怀疑新的配置有错，可以重新下发原来的配置来定位是否配置问题。
　　当通过更改时隙配置不能将故障确切地定位到是哪块单板的问题（线路板、交叉板、支路板、还是后背板问题）时，需进一步通过“替换法”进行故障定位。因此该方法适用于没有备板的情况下，初步定位故障类型，并使用其他业务通道或板位暂时恢复业务。
　　应用“更改配置法”在定位指针调整问题时，可以通过更改时钟的抽取方向以及时钟的基准源进行定位。
　　由于“更改配置法”操作起来比较复杂，对维护人员的要求较高。因此除非在没有备板的情况下，用于临时恢复业务，或用于定位指针调整问题外，一般不推荐使用。
　　注意：在使用该方法前，一定要保存好原有系统设备的软件配置，同时对所进行的步骤予以详细记录，以便于故障定位，并能够及时的恢复其他正常运行的业务。
3.6 仪表测试法
　　仪表测试法是指可以借助各式各样的仪表，如误码仪、光功率计、光源、光时域反射仪、SDH 分析仪等来帮助并判断检查SDH 设备的故障。
　　例如：用2 M 综合误码测试仪可测试数据业务通道的通断，误码性能等指标；用光功率计可测量各种发出光信号的功率值；用光源来选择合适的波长与所测的设备的波长相符，配合进行通道测试；用光时域反射仪来测量光纤长度、光纤故障点、光纤衰耗及光纤接头损耗、沿光纤长度的损耗分布；用SDH分析仪对2 Mbit/s、8 Mbit/s、34 Mbit/s 到STM-1/4的映射测试，对光信号信号进行抖动、漂移的产生和测试分析，以及进行告警功能和性能监视测试；另外可用万用表测试供电电压，检查电压过高或过低问题等等。
　　注意通过“仪表测试法”分析定位故障，说服力比较强。但缺点是对仪表有需求，要求维护人员熟练掌握仪表的使用。
3.7 经验处理法
　　在一些特殊的情况下，检修人员也可以可以通过插拔一下电路板和外部接口插头的方法，排除因接触不良或处理机异常的故障。或者通过复位单板、单站的掉电重启等手段可有效及时地排除设备的故障、恢复正常业务的运行。
　　但由于经验处理法不能够查清设备故障发生的具体原因，所以建议此方法应尽量少用。除非情况紧急，一般情况还应尽量使用上面的介绍的方法，只有将故障准确定位并排除隐患，才能够保护设备的正常运行。
4  SDH 设备的日常维护
4.1 维护内容
　　SDH 光传输系统的维护，包括光缆设备、电源、配线架等附属设备的维护。如何更好的对设备进行日常的维护，具体要求如下：
　　1）要保证设备工作条件，包括供电条件、环境条件等。传输设备工作的直流电压为-48V±20%，允许的电压范围是-38.4V～-57.6V。
　　2）对系统故障进行判断和处理，根据故障现象和告警指示，有效地进行故障定位，找出故障原因，在最短时间内排除故障。
　　3）故障处理一般是换盘而不提倡修盘。因为一般盘中采用了大规模集成电路，要修盘，必须有专用器件和专用仪表，并且比较困难。因此建议维护时，只确定故障机盘，换上备盘后，将坏盘送回厂家维修。
　　4）光纤不允许小角度弯折，光连接器不能经常打开。
　　5）网管监控系统和本地维护终端用的计算机是专用设备，禁止挪用，以免病毒侵害。
4.2 对维护人员的要求
　　1）在操作机盘时，要求可靠的接地。
　　2） 当设备运行中发生故障需要更换机盘时，操作人员必须戴上防静电手腕，拔出的机盘应马上装入防静电塑料袋，对需要送出修理的机盘，还应加装防震包装，以免进一步损坏其他元器件。
　　3）处理光接口信号时，不得将光发送器的尾纤端面或其上面的活动连接器的端面对着眼睛；并注意尾纤端面和连接器的清洁。
　　4）熟练掌握所维护传输设备的基本操作技能。
　　5）熟悉掌握所维护整个网络的情况。如组网拓扑情况，保护属性，业务分配情况，时隙配置情况等，随时准备好网络数据的备件。
　　6）做好设备的一般性日常巡视工作。
5  结语
　　SDH 传输网络是一个复杂的网络系统。通信检修人员在对SDH 设备的维护过程中，必须不断地提高自身的业务水平和处理故障的能力，同时结合现场的实践情况，把以上阐述的对SDH 设备故障的定位、分析与排除的常用方法做到灵活应用。这才就是最行之有效的设备维护方法，才能保障网络运行的安全稳定。　　
参考文献：
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