密集波分传输系统设备维护及应急故障处理

王燕军

（内蒙古集通铁路通信有限责任公司，呼和浩特 010010）

1 概述

随着铁路的快速发展，铁路通信的信息量和带宽需求越来越高。密集波分复用（DWDM）利用现有的光缆资源，使每根光纤上可以传输更多路的信号，极大地提高了通信容量，降低了通信建设和运行成本，因此，基于密集波分复用技术的大容量、高速率的新型传输设备在铁路通信中的应用越来越广泛。

目前，我国铁路以八横八纵为基础，相继建成京沪穗、东北、东南、西北、西南五大DWDM基础光传输网络环，在环路保护上采用先进的四纤环系统，故障切换保护时间控制在100 ms以内，使整个传输网络具有了自愈保护能力。在这种情况下，如何加强DWDM传输系统设备的维护以及提高应急故障处理能力，确保系统安全、可靠地运行至关重要。

2 DWDM传输系统组成

DWDM传输系统主要由光终端复用（OTM）节点、光线路放大（OLA）节点和光分插复用（OADM）节点3种节点类型组成，组网如图1所示。

1）OTM节点设备主要包含光复用/解复用单元、光放大单元、波长转换单元（OTU）和光监控单元，可以划分为发送部分和接收部分。在发送端，客户侧的非标准波长的多路光信号经过OTU转换成符合ITU-T G.692建议的标准波长的光信号。光复用单元将合波后的合路信号送入光放大器放大，最后经过放大的业务信号和光监控信号通过耦合器汇聚，一起进入线路光纤传输。在接收端，把在一根光纤里传输的所有通道分离，再分别送到对应的客户端设备上。

2）OLA节点设备主要包含光放大单元、色散补偿单元和光监控单元，用来完成双向传输的光信号放大和色散补偿，延伸无电中继的传输距离。在发送端，经过放大和色散补偿的合路业务信号和光监控信道（OSC）处理单元处理再生的光监控信号，通过光纤线路接口单元合波，注入线路光纤进行传输。在接收端，光纤线路接口单元将线路信号分解为业务合路信号和光监控信号。业务合路信号被光放大单元放大，同时经过色散补偿单元进行色散补偿。光监控信号被送入OSC进行开销的处理。

3）OADM节点设备主要包括：光分叉复用单元、光复用/解复用单元、波长转换单元、光放大单元等，可上、下指定波长的业务，并透传其他业务。

3 DWDM传输系统设备维护注意事项

由于DWDM设备的特点，在开通及维护过程中与其他的传输设备有许多不同之处，所以需要工程人员在操作过程中特别注意，小心操作。

1）光纤的维护

光纤端面的清洁处理只能用无纺纸、镜头纸或脱脂长绒棉以及专用工具。光纤活接头决不能用力插入和转动，FC/PC型的活动光连接头决不能拧的太紧，否则光纤端面极易受伤。光纤放大器的输出端不能在有光的情况下清洁处理。DWDM系统对光功率十分敏感，尾纤的过度弯曲、挤压都会对光功率产生影响，因此要保证光纤的弯曲直径满足要求。

2）单板的维护

维护过程中要注意各OTU单板的不同类型和不同工作范围，尤其注意OTU接收光功率，输入光功率过大会引起接收模块烧坏，过小会引起误码或业务中断。在更换OTU单板时，注意波长、色散要一致。光放大板由于输出光功率较大，切勿用眼睛去看输出光，同时要注意输入、输出光功率的正确性、稳定性以及放大增益的稳定性，且要求增益相对稳定，一般不能有大于0.5 dB的波动。对于分波和合波板，由于其外接光纤较多，在机架子框上插拔单板时，注意不要压伤光纤，防止影响光路。

3）衰减器的使用

在对光口进行硬件自环时一定要加衰减器，用以防止接收光功率太强导致光接收模块饱和，以及光功率太强损坏光接收模块。在日常维护中，如果需要对机械可调衰减器操作，一定要注意旋转的方向。同时由于机械衰减器灵敏度较高，因此调节时注意速度要慢，用力要稳，否则，会导致功率突升或突降而影响业务，同时也有损坏衰减器的可能。

4 DWDM传输系统应急故障处理

当出现业务中断等其他紧急问题时，需要设备维护人员采取应急措施进行处理，快速定位并排除故障，迅速恢复业务。

4.1 应急处理流程

在处理应急故障过程中，除了遵照一般故障处理流程外，还应尽可能采取其他的应急措施（如提供备用路径），减少业务中断时长。应急处理流程主要分为以下几大步骤。

1）当出现业务中断时，首先检查是否在故障发生前对设备进行过异常操作，如环回、人为关闭激光器等操作，若是，取消异常操作。若不存在异常操作，确认是否有备用资源。如果有备用资源，需要把业务调整到备用资源上，尽快恢复业务，然后再进行故障处理。

2）故障发生时，一般会伴随告警和性能事件上报，需要首先检查告警状态。有多个告警上报时，告警处理按照“先紧急重要、后次要”，“先线路、后支路”的告警处理原则，筛选出优先处理的紧急重要告警。如果有光功率异常或网元脱管等告警，需要根据信号流确定故障区段，确认是否出现网元脱管。若出现，随后检查客户侧电源、尾纤和光缆，如果是这方面的问题造成，则按照外部故障处理方法进行处理；如果不是，需要到现场检查主控、光放、合波、分波单板是否出现故障。

3）如果没有发生网元脱管，检查所有波道。如果是全波道异常，进一步确认收发光功率是否异常。如果仅仅是单方向的光功率异常，确定故障单站，将放大板/分合波板当前光功率和历史正常光功率进行比较，以确认是否是单板故障。如果不是，需要处理尾纤或光缆故障。如果收发光功率均异常，确认是否为收发双端放大板/分合波板单板同时出现问题。若不是，同样需要处理尾纤或光缆故障。当确认是单波道异常时，将异常波道的OTU单板当前光功率和历史正常光功率进行比较，以确认是否为OTU单板问题；若不是，更换OTU单板与分合波单板间的内部光纤。

4）当告警状态显示为其他类告警时，查询误码性能。如果是全波道误码过量，检查系统信噪比和非线性故障，确定是否客户尾纤或光缆问题引起；如果不是全波道误码过量，进一步检查收发双端放大板、分合波板故障，更换故障单板。如果是单波道误码过量，检查系统信噪比和非线性故障，确认是否OTU板与分合波板光纤问题引起。若不是单波道误码过量，检查OTU单板、分合波板，更换故障单板。

5）如果没有告警和性能事件上报，根据业务中断故障区段，检查放大板/分合波板/各OTU板是否有光功率异常或误码故障，分别按照4.1中3）、4）的光功率异常及误码故障的处理流程进行处理。

4.2 外部故障定位方法

故障定位时，要基于“先外部后传输、先网络后网元、先高级后低级、先多波后单波、先双向后单向、先共性后个别”的基本原则进行。

在进行故障定位时，首先排除外部故障。这些外部故障包括光纤缆、客户设备故障、掉电等。

对于客户设备故障，可以使用以下3种方法进行排除。

1）在系统的OTU板/支路板输入口和输出口之间接入误码测试仪表进行误码测试，在对端站把相应波长转换板输出口用尾纤短接到相应波长转换板输入口，进行测试。如果没有误码，则故障在接入的客户设备。

2）对于支持B1误码检测功能的OTU板，可以比较本站客户侧和对端站波分侧对接的两个OTU板的RSES性能值是否相同。如果相同，说明系统没有新增加误码，整个系统运行正常，则问题出在客户设备。

3）若用户自检客户设备，可以把客户设备光口收发自环（注意自环时加装大小适当的光衰减器），检查该设备告警情况。如果依然存在告警，或采用仪表测试还是有误码，则说明故障发生在客户设备。

对于光缆故障，可以使用以下方法进行检测。

1）测量本站的输入光功率和上游站的输出光功率，若二者之间的差值大于设计值，则对比历史光功率，如果上游光功率均正常，下游站输入光功率变小，说明该光缆有故障。否则，说明该段光缆正常。

2）检查光缆类型和长度等参数是否符合设计要求，若不符合，说明光缆有问题。

3）将系统切换到备用的光缆纤芯，若告警消除，说明是光缆线路故障。

4）使用光时域反射仪 (OTDR)直接测量判断光缆是否发生故障。若被测光缆纤芯的反射小于-27 dB、衰减值小于设计值，说明该光缆是正常的；否则，说明该段光缆有故障。但需注意，OTDR在很近的距离内，有一段盲区，无法准确测试。

如果站点登录不上，且与该站相连的单板均有输入信号丢失的告警，则可能是该站的供电电源出现故障导致掉电。若该站从正常运行中突然进入异常工作状态，出现光功率突然下降、某些单板工作异常、业务中断、登录不正常等情况，则需检查传输设备供电电压是否过低，或曾经出现过瞬间低压的情况。

如设备出现被雷击或对接不上的问题，则需检查接地是否存在问题。首先检查设备接地是否符合规范，是否有设备不共地的情况，同一个机房中各种设备的接地是否一致；其次，可通过仪表测量接地电阻值和工作地、保护地之间的电压差是否在允许的范围内。

5 结束语

铁路安全是铁路运营中的重中之重，随着DWDM系统在铁路通信中的应用越来越普遍，必须认真做好DWDM系统的日常维护，以保证实现网络的长期稳定运行。在出现紧急故障时，提高维护人员的应急处理能力，对于保障铁路通信网络的安全也有着至关重要的作用。

[1] 孙学军，张述军．DWDM传输系统原理与测试[M]．北京:人民邮电出版社，2000．

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[3] 刘伟．DWDM波分传输系统的故障定位原则及常用方法[J]．硅谷，2010（14）：156．

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