SDH传输系统网络中常见设备故障分析

摘　要：本文简要介绍SDH光传输系统原理、由SDH传输设备组成的传输网络中常见设备故障分析，以及针对SDH设备常见故障现象所采用的定位手法，为SDH传输网络维护提供了参考。

关键词：SDH传输系统， SDH传输设备常见故障 ，故障定位手法
原理简介
1.1速率标准
　　SDH体制有一套标准的，速率，信息结构等级，基本的信号传输结构等级是同步传输模块--STM-1，相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）.2.5Gbit/s（STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：STM-4＝4×STM-1，STM-16＝4×STM-4。
1.2字节间插复用
　　SDH 是基于时分多路复用（TDM）的一种技术。具体讲SDH体制有一套标准的速率等级，基本的信号传输等级是STM-1，高等级的信号系列-16等，都是将低速率的STM-1通过字节间插同步复用而成，复用的个数是4的倍数。
1.3SDH帧结构
　　ITU-T规定了STM-N的帧是以字节为单位的矩形块状帧结构，如图1：从图中看出STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致。表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧。需要说明的是，上面将信号的帧结构等效为块状，仅仅是为了分析的方便，STM-N信号在线路上传输时也遵循按比特的传输方式，即：帧结构中的字节从左到右，从上到下一个字节一个字节的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。详见图1



图1 SDH帧结构图

信息净负荷是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。
段开销（SOH）是为了保证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。段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。简单的讲二者的区别在于监管的范围不同。举个例子，若光纤上传输的是2.5G信号，那么RSOH监控的是STM-16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个STM-1的性能情况。
SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号（例如2Mbit/s），这是因为低速支路信号在高速SDH信号帧中的位置有预见性，而预见性的实现就在于SDH帧结构中存在着管理单元指针（AU-PTR）。AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷。指针有高.低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR，支路单元指针（TU-PTR）的作用类似于AU-PTR 只不过所指示的信息更加具体。
1.4复用方式
SDH的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s）复用成SDH信号STM-N。限于篇幅，只讲述第二种情况，详见图二

图2 STM-1复用体系
　　在最低级别上，PDH的E1信号被映射进容器（C），然后加上填充位的C被映射进虚容器（VC），创建一个具有公共速率的VC负载，从而成为同步多路复用。接着VC在支路单元（TU）里通过指针进行排列，这样TU就可以被同步复用进支路单元组（TUG）。3个TU-12可以被复用进一个TUG-2。TUG接着复用进更高一级的VC，该VC叫做高阶VC，它有自己的独立报头，TUG作为它的负载。然后每个VC依次进入管理单元（AU），AU通过加上一个AU指针被复用进一个AUG（AU group），来自AUG的最终负载在加上一个包含复用段开销（MSOH）和再生段开销（RSOH）的报头后组成了最终的STM-N帧。
传输网络中常见的设备故障分析
2.1从功能块告警流程图分析判断光传输设备的告警及原因
(1)对于相邻两个网元，在网管上都有R-LOS.R-LOF告警，而没有REI，说明光缆很可能中断，因为远端劣化指示和远端误码指示无法回传.
(2) 如果相邻两网元本端有R-LOS.R-LOF告警，另一端有，说明远端劣化指示和远端误码指示能够回传，可能是光纤单断或尾纤头脏.衰耗大，或本端收光板或对端发光板有故障.
(3) 如果当前网元的东.西两个相邻网元都有相应的R-LOS和R-LOF，并且当前网元无法登陆，一般情况为当前网元掉电，造成两个方向光路不通.
2.2单站中光传输设备的常见故障及原因
2.2.1光传输设备的网元无法登录，ECC不通
　(1) 如果一个或部分网元无法登录，那么其原因可能是：(a) 光路衰耗大，误码过量，导致ECC通路不通；(b) 主控板故障；(c) SCC板ID拔码不正确；(d) 网元掉电.断纤.
(2) 如果全部网元不能登录，原因有：(a) 网管网元SCC主控板故障；(b) 网线.网卡故障；(c) 计算机IP地址和网关网元IP地址不正确.
2.2.2公务电话不通及其原因
(1) 如果在设备调测开通期间公务不通，原因有：(a) 公务电话参数配置错误；(b) 开销板配置不正确；(c) 光纤连接不正确.
(2) 如果在运行中公务突然不通，原因有：(a)铃流板故障；(b) 公务电话损坏；(c)公务电话P/T和RING开关错误.
2.2.3系统时钟故障及原因
(a) 时钟源级别设置错误；(b) 时钟板故障导致线路时钟失锁；(c) 光纤反接导致两网元时钟互跟；(d) 线路板故障；(e)交叉板故障.
2.2.4光传输设备的常见业务故障
(1) 某2 Mbit/s输入中断告警时，原因有：(a) 外部设备输入中断；(b) 2 Mbit/s同轴电缆故障；(c) 电缆头焊接脱落；(d) DDF架头松动；(e) 支路板故障.
(2) 某一个VC4通道告警，原因有：(a) 时隙配置参数改变；(b) XC4交叉板故障. (3) 光路不通有R-LOS.R-LOF告警，原因有：(a) 断纤；(b) 光纤性能劣化；(c) 尾纤头太脏，衰耗过大；(d) 光板故障，发射或接收光功率异常；(e) 使用光板型号不对. (4) 误码过量时，设备外部原因有：(a) 光纤性能劣化，损耗大；(b) 光纤接头太脏，或连接不正确；(c) 设备接地不良；(d) 设备附近有强烈干扰源；(e) 设备散热不良，工作温度高；(f) 传输距离过短或过长.
　设备内部原因有：(a) 线路板接收侧衰减过大；(b) 对端发送电路故障，或本端接收电路故障；(c) 时钟同步性能不好；(d) 支路板故障；(e) 风扇故障.
(5) 保护倒换失败及原因
　单向通道保护环：(a) 逻辑系统属性配置错误；(b) 支路板通道保护属性配置错误；(c) 支路板.线路板和主控板故障.
　复用段保护环：(a) 复用段节点参数改变；(b) 保护倒换协议状态不正常；(c) 交叉板.主控板或线路板故障
2.3光传输设备的 维护中常见的人为故障
(1) 更换光板时型号不统一，造成光功率过载或太低，导致光路不通，产生RLOS或误码过量等故障；
(2) 在多个2 Mbit/s口同时处理和开通时，不同的2 Mbit/s线收发交叉互配，造成数据业务不通；
(3) 更换SCC主控板后，忘记拔动或错误拔动ID码，导致网元无法登录；
(4) 公务在使用中P/T或RING开关位置错误，导致公务不通；
(5) 风扇长期不清洁，导致设备产生大量指针调整和误码；
(6) 网管添加业务时不规范，发生时隙冲突，导致业务中断；
(7) PGND接地不良，造成单板频繁损坏和误码；
(8) 光缆错误连接导致全网业务中断；
(9) 市电接入电源设备时，火线零线反接，导致SCC板反复复位；
(10) 尾纤保护不到位，导致老鼠咬断尾纤，光路中断.
4.结论
　　如何查找光传输设备常见故障的原因，如何及时准确地判断和处理这些故障，对维护人员来说是非常重要的，只有及时准确地判断和处理这些故障，才能给用户提供优质的网络服务.在SDH光传输设备的维护中还有很多问题和经验需要我们不断地发现和总结，才能不断提高维护水平。
参考文献
1周晓民，王永平，靳秀峥. OptiX系列SDH光传输系统. 深圳：华为技术有限公司编辑出版中心，1999.
2邓忠礼，赵晖. 光同步数字传输系统测试. 北京：人民邮电出版社，2001