SDH 光传输系统的常见故障与处理技术研究

谌子谋

（中国民用航空西南地区空中交通管理局网络中心，四川 成都 610031）

近年来，随着信息化时代的到来以及现代通信技术的普及，光纤通信技术在电力通信网络中得到了广泛应用。与传统的电力通信方式相比，光通信具备的通信性能更强，在电力通信中发挥着非常重要的作用。就光通信中的SDH 光传输系统而言，其在通信过程中的用途也是不可替代的。由此可见，在实际工作中不仅需要及时发现SDH 光传输系统的故障，并及时处理，还要求工作人员能够对系统进行日常维护，以此来保证系统的安全以及正常使用。

1 SDH 光传输系统概述

1.1 SDH 光传输系统的基本概念

SDH 光传输系统又叫做同步数字传输系统。“SDH”是美国的通信技术研究所提出的同步光网络，规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级以及接口码型等特征。SDH 光传输系统的传输通道为光纤信道，借助光纤传媒介质实现多节点的同步传输，同时，该系统无论是在节点接口，还是在指针定位调整上都发展得相对完善，均能够实现标准化，且该系统在管理模式上也相对完善，能够实现统一的网络管理[1]。

1.2 SDH 光传输系统的结构

SDH 光传输系统的结构可分为硬件系统和软件系统两大部分，其中硬件包括机柜子架及机盘，软件为网管系统。在硬件设备中，机柜为SDH 子架的安装提供附着基础；SDH 子架通过板的印制电路和机框，为各种机盘的插装和连接提供插装位置，连接各种机盘通过不同的组合以实现统一的到命令。SDH 网管软件主要完成对SD 硬件系统和传输网络的管理和监视，协调传输网络的正常运行。在硬件设备和软件设备的相互配合下，共同实现同步数字传输。

1.3 SDH 光传输系统的特点

SDH 光传输系统工作较为稳定，能够保障网络的稳定传输，能够可靠地运行。SDH 光传输系统主要具有如下特点：第一，SDH 系数采用帧结构，具有统一的传输标准，对系统具有较强的兼容性，能够对信号传输进行控制，保障传输过程的稳定性。第二，具有较强的同步性，能够对净负荷进行控制，使支路信号能够完整传递，实现信号的同步传输，提高网络传输的效率。第三，采用分叉复用的形式，能够降低信号传输的开销，使网络管理更加数字化，提高网管功能的全面性。第四，网络拓扑结构齐全，能够灵活对网络进行管理，使网络能够稳定运用，提高网络的安全性。第五，接口具有较强的开放性，能够实现网络控制的横向兼容，降低数据传输的误码率，保障光传输系统的运行状态。第六，具有良好的交换性能，可以对功能块进行组合，使系统的功能更加多样化，进而提高系统的网络服务能力。

1.4 SDH 光传输系统的应用

SDH 具有良好的特性，发展前景较为广阔，在网络传输中具有较强的适用性，可实现数据的有效传输。在电信、联通等网络运营平台均对SDH 光传输系统进行了应用，提高网络系统对业务的处理能力，使系统能够满足业务处理的要求。在业务运营时，将会产生大量的数据，对数据传输的稳定具有较高要求，一旦数据传输效率降低，将会影响到数据的正常接收，影响网络数据的控制水平。SDH 光传输系统的应用，能够保证数据的传输能力，有助于视频、语音等大数据的传输，使网络运营业务能够得到有效拓展。在网络运行过程中，对组网具有较高要求，需要采用专有SDH 环路进行运营，降低数据在传输过程中的限制。同时，SDH 技术可以保证网络带宽的需求，使其能够满足大量用户的连接，使业务的处理更加稳定，具有良好的商用前景，能够促进网络功能的实现。

2 SDH 光传输系统的常见问题类型

2.1 光功率问题

SDH 光传输系统的常见问题之一是光功率问题，光功率指的是光在规定时间内做的功。现阶段，SDH光传输系统中的光功率问题主要在光功率与SDH 光传输系统性能指标的需求之间，其表现形式体现在两个方面，一方面是指光板输出不能符合系统性能指标的要求，而另一方面则是接收光功率不能符合系统性能指标的需求。上述两种情况最常见的现象是接收的光功率比较低，从而导致系统中的信噪比下降，产生误码，有时低于光板接收门限还会发生中断，影响系统的正常使用。SDH 光传输系统在实际工作时，如果设计与实际不符、发射端更换光板时弄错型号、光缆路由改变使光链路长度缩短等少数情况也会出现接收光功率偏高，进而会导致光接收器（光电检测器）加快老化的速度，而光链路过大将直接导致光接收设备器件出现损坏。除设备自身原因（如光板光发器件老化或损坏）外，引发光功率问题常见的原因是尾纤接头脏、盘纤曲率过小、尾纤受损、光缆故障等现象。

2.2 其他几种常见故障

在SDH 光传输系统中，除了光功率问题之外，还有一些问题也是经常发生的，具体类型如下：第一，误码问题是比较常见的故障类型。产生误码的原因有以下几种：色散严重、光功率不佳、缆线接头接触故障率、单板器件性能达不到标准、设备内部温度过高；第二，瞬断问题。信号在传输过程出现了秒级的瞬间信号中断现象，引起瞬断问题的主要原因是线路故障和板件故障，在实际的排障工作中一般要先观察系统中是否存在线路故障；第三，业务中断问题。在SDH 光传输系统中，致使SDH 光传输系统存在业务中断的原因主要包括误码线路阻断及光功率下降等；第四，公务问题。公务问题主要是指存在信号传输质量较差，例如存在音质差、信号断断续续等问题，而在实际SDH 光传输系统的使用过程中，致使其存在公务问题的主要原因包括SDH 设备公务处理部分故障或设置错误、线路阻断等；第五，仪表测试问题。若在实际SDH 光传输系统的使用过程中存在仪表测试问题，则会导致测试的数据结果失真，致使测试出的数据没有参考价值，而存在仪表测试问题的主要原因为相关工作人员并不能够按照要求使用仪表，致使仪表操作失误，进而会导致无法得到准确的数据。同时，若多次存在仪表操作失误的现象，则会导致被测量设备和仪表设备出现损坏，进而带来财产损失。总体而言，现阶段常见的仪表错误操作主要包括仪表设置不当、未按要求接地、输入输出功率超出范围等；第六，对接问题。若在实际使用SDH 光传输系统的过程中存在对接问题，则极有可能导致出现系统中断、误码的现象，致使SDH 光传输系统无法发挥其功能与价值。总体而言，造成对接问题的主要原因有设备故障、协议不匹配、接口不匹配、设备参数设置不当等[2]。

2.3 SDH 光传输系统故障定位思路及原则

通常情况下，SDH 系统的故障状态会伴有一定特殊表现，如发布风险告警、形成异常数据等。在故障定位的实践中，这些信息都可作为分析故障情况的有效资源。一方面，当SDH 系统的稳态运行出现波动时，相关网管软件会启动查询机制，对系统现有或既往的故障事件进行回溯提取，并生成相应的数据信息；另一方面，一旦SDH 系统出现故障，设置在设备外部的告警灯也会随之闪烁，提醒并引导相关人员及时进行故障的排查定位与解决处理。在SDH 光传输系统的故障处理工作中，首先应该遵循“先硬后软”的原则，即在出现故障时先对硬件进行排除，如果硬件没有问题再排除软件；其次，还要遵循“先整体后局部”的排除原则，先从整体网络布局着手，定位故障部位，再对设备和传输系统进行具体分析，以此来判断故障的类型并准确地找出故障点，在定位故障过程中应该先排除告警信号的高速部分故障。在故障解决后，若仍然存在故障告警，再进行低速部分的故障定位及修复；最后，在系统故障排除中，需要先处理高级别告警，按照告警等级由大到小的规律逐一排除修复[3]。

3 SDH 光传输系统常用的故障处理技术

3.1 告警性能分析法

警告性能是SDH 光传输系统必备的性能，警告性能可在SDH 光传输系统的使用过程中发生故障时发出异常性能数据，而相关工作人员可根据发出来的异常数据对SDH 光传输系统的故障问题进行分析，利用异常数据判断故障类型与极易发生故障具体点位的主要原理是利用异常性能数据和SDH 帧结构中的开销字节和SDH 告警原理机制，从而可得知故障类型以及故障发生的具体点位，以便于SDH 光传输系统维修工作人员能够有针对性地进行维修，为故障处理提供了有效的参考依据。在使用告警性能分析法时，想要起到有效的处理效果，其主要的问题在于是否能够及时、全面、真实地获得故障信息。一般情况下，系统故障的来源主要有两个渠道，一个渠道是通过网管获取告警信息。因此在利用网管软件查询故障信息时，需要保证网络中的各网元在运行时间设置正确，一旦设置错误，系统将产生告警，以至于发生性能信息上报错误、不够及时等情况，影响系统正常工作。另一种渠道是通过观察分析SDH 设备机柜或者单板指示灯的状态了解设备的运行情况。因此，发生系统故障时使用告警性能分析法可以全面地、详细地、真实地掌握SDH 光传输系统设备当前或者历史的告警信息。

3.2 环回检测法

在SDH 光传输系统中可能会存在很多问题，例如组网故障、业务问题以及故障信息等非常复杂的情况，这些情况不宜采用告警性能分析法，这时需要使用环回检测法判断发生故障的位置以及类型。另外，单纯的靠设备和单板指示灯所能表示的故障信息比较有局限性，不能够全面适用于所有故障类型，因此通过观察设备指示灯的状态进行故障定位对于排查故障工作的难度比较大，所以这时就需要环回检测法对系统故障进行定位处理。环回检测法主要是将信息从网元的发端口发送出去，再从收端口接受回信息的操作，能够帮助人员快速准确地定位故障网元，甚至出现故障的单板。环回检测法最大的优点，就是不需要基于大量的告警信息和性能数据开展检测实践，缺点是使用时可能会影响正常的通信业务。由此可见，这种常用的故障处理方法最适宜在系统出现中断等重大事故或者业务量小的情况下使用。图1 是华为SDH 光传输设备，是通信设备中的重要产品，是连接整套通信设备中的重要模块，也是连接信息接入和输出必不可少的桥梁，适用于电力、水力、高速公路、部队等领域，但在具体使用时，需要注意其配置中光口和电口与其他SDH 光传输设备的区别。

图1 华为SDH 光传输设备

3.3 替换法

所谓替换法，就是使用工作性能正常的系统零件替换掉工作性能可能不正常的系统零件，通过这种替换操作从而达到定位故障、排出故障的目的。替换法又叫做更换配置法，所更改的配置内容包括时隙配置、单板参数配置、板位配置等，适用于排除外部设备的故障，如光缆、对接设备、供电设备等，同时适用于故障定位到单站后，用于排除单站内单板、模块甚至芯片出现的问题，例如线路板、交叉板、支路板和后背板。在替换零件时需要特别注意的是，有些单板不支持热插拔，因此替换单板时要佩戴静电手镯带。替换法的优点简单，对维修人员的专业性要求也并不高，但是操作起来不容易，要求设备的备品备件符合标准，一旦操作不规范，可能会引起其他问题，严重时会导致单板甚至系统损坏[4]。

3.4 仪表测试法

通常情况下，使用仪表测试法不仅能够排除传输设备外部问题，还能够排除与其他设备对接时产生的问题，常见的辅助仪器主要有光功率计、用表误码仪、光源、SDH 分析仪表、光时域反射仪。通过对设备的某些指标性能测量，判断故障的位置以及类型。一般情况下，万用表用于测试供电电源是否在正常范围内。使用SDH 分析仪表观察开销字节是否正常以及帧信号是否正常。是否存在异常告警可以判断两种设备对接是否有格式不正确的情况。若想通过实验方法分析设备的光功率衰减情况，则需要用到光功率计。实际操作时，需要将SDH 光传输系统的光接口输出端与光功率计的测试输入端连接起来，然后启动光输出系统。当光功率逐渐稳定时，光功率计显示屏上的读数即为设备当前的光功率值。在不同时段、相同条件下测试设备的光功率值，进而形成相应的变化曲线，便可得知设备光功率的衰减情况。仪表测试法在故障定位过程中具有很强的说服力，但是在实际应用时对维护人员的专业技术水平要求比较高，对仪表也有一定的要求，因此存在一些影响正常使用的不确定因素。

3.5 配置数据监测分析法

配置数据监测分析法能够通过网管查询判断系统运行是否正常，从而确定发生故障的位置以及故障类型，主要包括通道追踪字节、业务配置、支路通道保护属性等。当SDH 光传输系统状态发生异常变化时，例如当SDH 光传输系统在正常运行的过程中，外界环境突然改变则会影响到SDH 系统的正常运行，致使SDH光传输系统存在业务中断问题。同时，当SDH 光传输系统在正常运行的过程中，若相关工作人员操作失误，则会导致设备的配置遭到破坏，进而导致SDH 光传输系统出现业务中断。在面对这两种情况时，可通过查询、分析设备判断故障定位到网元单站的配置数据。需要特别注意的是，在发生网管误操作的情况下，还可以通过查看网管的用户操作日志进一步判断故障发生的位置以及类型。由此可见，该方法适用于故障定位后的进一步分析，其优点在于能够查清故障的根本诱因，但是缺陷是对维护人员的专业基础要求非常高，且定位故障时间比较长。

4 结束语

综上所述，SDH 光传输系统是一个复杂的传输网络系统，对其常见故常的及时处理非常关键。因此，在SDH 光传输系统的实际应用时，要求系统操作人员能够及时发现系统中出现的故障问题，对故障类型进行定位，并且针对具体故障能够选择合适的处理方法。另外，系统设备的日常维护检修也是十分关键的，要求通信检修人员必须具备很强的业务水平和处理故障的能力，从而保证SDH 光传输系统安全稳定运行。