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关键词 SDH 故障定位 排除方法 维护
1 引言
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）是PDH的改进版，它的发明是电信传输体制的革命之一，原因在于它可以对同步信号进行传送、分插、交叉连接和复用，不仅可以通过卫星、光线，还可以微波等进行传送，是一种新的传输体制。
SDH光纤通讯技术的广泛应用为军队的资源共享做出了巨大贡献，而且在不断迅速发展，但是要想光纤传输的正常，就必须保证网络设备的正常运转，但是设备的故障在所难免，因此，有必要提高对网络设备的维护能力，出现问题可以及时解决，这样就能使其更好的为军队的网络建设和信息传输服务。
因此，有必要提高通信维护人员的理论水平，提高其的业务熟练度，比如：掌握和SDH相关的基本理论知识、出现问题时各种警告代号的含义和解决措施和警告信号的来龙去脉和影响等等。同时还要熟悉网络的基本概念，比如系统配置，数据的采集和传输，同时加强分析故障和解决故障的能力。
1 传输故障成因分析
引起SDH传输故障的原因主要有：工程质量问题、维护操作不当、设备自身问题和外部设备问题等。
1.1 工程质量问题
施工期间的不规范施工和偷工减料很有可能导致SDH的传输故障，但是这些问题并不一定能及时暴露出来，有的可能施工时就能发现，有的是在工程竣工后发现，有的可能在设备运行期间才能被发现。要想彻底根除这类故障，必须严把工程质量关，施工期间要加强监管，项目验收时要认真细致。因此竣工调试和测试十分必要，同时做好测试报告，方便日后的设备维护。
1.2 维护操作不当
由于维护工作人员的操作不当和失误都有可能导致SDH的传输故障。引起造作不当的原因很多，比如对系统的具体情况了解不够，不规范操作，不按照规程对设备进行检修。还有新老设备的不同或者系统版本的新旧导致的操作不当，因此，这方面一定要加强维护人员的基本素质和维护技能。
1.3 设备的自身问题
比如设备的故障和损坏都有可能导致SDH传输故障，比如：元器件的损坏、系统故障和网线故障等。
1.4 设备外部问题
比如：传输线路故障、系统配置的不合理、电缆的接触不良、供电不足、设备的对接失败和突然断电等也有可能导致SDH的传输故障，因此，出现问题时要从多方面考虑不能片面，这样才能快速排除故障。
2 故障常见处理方法
在SDH设备的维护过程中，为了快速准确的发现问题和解决问题，因此，有必要对发生的故障及时定位，定位越准确越有利于故障的排除，比如定位到单板。这这也对维护人员除了更高的要求，首先，必须了解各故障的表现；其次要了解各故障的成因；再次，要了解问题处理的原则；最后，要掌握常见故障的处理方法，这也是重中之重，因此有必要重点介绍，下面我们就详细介绍各种故障处理法。
2.1 报警分析法
由于SDH传输设备的广泛使用，因此，随时都有报警的发生，正确掌握各种报警的含义和特征有利于故障的定位和解决。因为，系统故障时，网管都会记录各种报警，包括发生的时间、位置以及其他设备的表现，根据这些特征结合开销字节和警告原理机制，对故障的排除十分有用。怎样才能更好的使用报警分析法，关键是及时准确获取报警信息。因此，有必要了解故障的来源，故障的来源一方面是网管的记录，这个来源非常容易也比较详实，而且可以前后对比，通判考虑，方便故障的排除；另一方面是观察和记录设备的指示灯。虽然这种方法具有时效性，但是比较片名，不能反映设备过去情况，不够全面。因此在运用报警分析法时一定要综合考虑。
2.2 环回法
环回法也是通常判断设备故障的常用和有效的方法，因为，通常情况下传输的信号都可以形成一个回路，这也环回法应用的基础，也是环回法名称的来源，这种方法在电路增开和电路调度方面应用广泛。环回法的优点是不需要对警告信息的分析就能实现对故障的快速定位，而且操作简单易学测。当然，有利就有弊，回还法也有其缺点，就是影响正常业务的进行，这也是此方法轻易不使用的原因。
环回法可分为硬件环回与软件环回。其中硬件环回彻底，但是不能远程操作，也不方便。软件回环则恰恰相反，方便也可以远程操作，但是对故障的定位不如硬件回环准确。
如图1所示，在该链形组图中，A站为业务集中型网管中心站，即A站和B站和C站都有业务联系。下面我们就举例分析回环法的应用。某天，网管发现和A站和C站之间业务中断。利用回环法，利用误码测试仪监测A站和C站之间的业务联系，发现业务中断；再利用环回法对C站进行软件内回环，发现业务正常，由此可得C站存在问题；在C站的接口转换板等处再做硬件内回环，发现业务失常，因此表明，C站的接口转换板、电缆、支路板或者设备背板有问题。通常情况下，为了避免对该板其他业务的影响，在更换支路板之前，应首先测试电缆和电缆端之间的连接是否正常，如果正常，就说明是支路板的问题，更换后即可排除故障。
2.3 数据分析法
利用网管平时记录的报警信息和性能数据，在分析SDH的传输故障时可以对故障进行初定位和“定型”。通常情况下警告信息的获取方法有网管系统和涉笔的运行指示灯。
利用报警信息和性能数据可以方便我们了解设备的运行状况和故障先兆，把故障扼杀在萌芽状态。当故障出现时，通过这些信息可以知道设备出现问题前的运行状态和报警信息以及其他设备的症状等。但是在用数据分析法时，一定得核对系统的时间设置，时间正确的话可以上报，时间不统一的话可以进行时差转换之后进行上报。
同样如图1所示，A站为网管站，A与C之间业务中断，且不能在A站登录C站，B站东（E）有MS-RDI警告和HP-RDI警告，A站与才站之间有LP-RDI警告。通过上述警告信息我们可以得知C站无法接收B站所发出的信号，B站可以接收C站所发的信号。因此故障的原因可能是E向光板信号发送失常；C站光板无法正确接收信号根；C站所接收信号有问题；还有就是光路问题。
2.4 替换法
如果拔插法还不能解决故障的话，替换法也是一种选择。所谓替换法，就是用正常工作的元件去替换被怀疑有故障的元件，从而实现对故障的定位，达到排除故障的目的。这里所提到的元件是指任何设备，无论是复杂到一个设备或者是小到一段线缆。
替换法主要用于排除用以传输的外部设备问题，比如电缆、供电设备、光纤和交换机等，或者排除某个单站内的单板问题。举例如下：当某一个站的光板出现警告，有可能是收、发光纤的正反接错问题。互换接收线，如果报警消失则说明确实是光纤接反导致的。如若支路板的信号有性能超值或者信号丢失的警告，有可能是中继线或交换机的问题，可以与其他工作正常的通道互换，若警告转移，则可以证明中继线或交换机的问题，若不是，则可能是传输故障。该方法的优点是简单实用。
2.5 断开光路法
当传输网是环形时可采用断开光路法进行故障诊断。如图2所示，A站也为集中型业务中心站。某天发现B站和C站的通道中有大量TU-AIS和信号丢失警告，而且指示灯频繁闪烁，影响了B站和C站的ONU设备的正常工作。但是网管处监测是正常的，可以进行初步判断，说明问题出现在B站或者C站的交叉板上。首先断开A站与C站之间的连接，报警依旧。回复A站和C站之间的连接，再断开B站和C站之间的连接，C站业务显示正常，B站警报不断。利用网络拓扑图，初步判断是B站的问题，B站的交叉板更换之后业务正常。
2.6 更改配置法
在出现故障时，对系统更换设备有可能有利于故障的定位和排除。该法主要用于排除由于配置错误引起的故障。更换配置包括更换配置的内容包括板位配置、时隙配置和单板参数配置等。如若怀疑故障出现在某通道或者支路板上，可以进行时隙配置更换，把业务换到其他通道或者支路板，以解决问题；如若怀疑某个支路板的槽位问题，通过板位配置更换可以进行故障排除；如果系统升级或者扩建之后出现问题，怀疑是配置问题，则可以进行重新配置以检验是否配置问题。
2.7 仪表测试法
该方法主要用于排除外部设备问题或者设备的对接问题。例如怀疑供电电压不正常，可以用万用表进行测试；如若怀疑设备的接地问题，则可以用外用表测试相关通道之间的电压值，如果超过0.5V，则可说明是接地问题。总之，仪表测试法在分析故障时准确方便，但是对维护人员要求较高且对仪表的性能有要求。
2.8 经验处理法
在通常情况下，如果故障出现问题，但是无论怎么检查都发现不了问题，没有警告也没有配置错误。此时可以通过经验来进行判断，对故障进行定位。比如供电异常、电磁干扰和通信中断等都可以用此方法进行故障定位。但是此方法对维护者有要求，必须是老练或者经验丰富的人员，新手或者业务不熟练者则不行。
3 SDH传输告警故障案例分析及处理
为了加强对传输故障何其解决方法的进一步理解，掌握常见问题的解决思路和方法，下面就举几个案例进行分析，具体如下。
3.1 光路出现阻断
当光路出现阻断时，网管上会有OFF、RS-LOS和LOF等光路警告。倘若是单纤断，B网元就会收到OOF、RS-LOS、LOF等报警，A网元则会出现MS-RDI等报警，相应指示灯会闪烁指示。出现这类问题时，维护人员可以根据报警信息并用光功率计测量接收对收方向的光纤，倘若有信号，有可能是光盘、入端光尾纤或者本端光接头的问题；反之，可能是光缆阻断的问题，以此来对故障进行排查，方便故障的定位，进一步用OTDR进行故障的确定。另外，接收端没有信号输入，也有可能出现当R-LOS报警，此时应根据报警进一步进行故障鉴定和定位。
3.2 误码告警
产生的误码主要包含于B1、B2、B3和V5等字节中，网管方会产生BBE、SES、ES和UAS等报警。这些报警课进一步分为近端报警和远端报警。B2类的误码报警通过M1字节告知对端次报警的；而B3类的误码通过G1字节的b1～b4比特回送；还有，V5 类的b1b2误码报警通过该字节的B3比特进行回送，与此相对应，对端在回送后在会产生MS-REI、HP-REI和P-REI报警。
如若是B1与B2误码报警，则可以通过本地终端或者网管系统登陆报警网元，如果只是单端误码，则通过核对本站S16盘的相应光接口的接收功率是否正常，如果不正常则进行相应处理；如若是双端误码，可以对光纤进行测试，但是通常情况下光纤不会出问题。
如果B3与V5出现误码，可以用SDH无码分析仪进行相应测试并进行回环处理，直至找到故障点，然后再进行相应的检查处理。有时，传输维护过程中也有误码现象的产生，而且报警种类多，因此有必要熟练掌握各个无码报警的含义及其解决方法，并不断进行经验积累，结合误码信息进行障碍的迅速排除。
3.3 UNEQ报警
例如，UNEQ报警，此报警是通道未装载业务时的报警。该报警在高阶通道时的信号标记由C2监测并产生，其值为00H，此时警告为HP=UNEQ。与之相对应，其报警由V5的b5b6b7沉声，此时，同时报警为LP-UNEQ。
从UNEQ的产生原理我们可以知道，当光路接受不正常时便会产生此报警，因此我们可以核查该段业务路由的连接，如果有错误便对其修改，如若有遗漏便进行增补，并删除所有路由时隙，并重新进行数据的下放。如：某网管的PD1盘的某个接口出现LP-UNEQ报警
3.4 T-ALOS告警
TT-ALOS报警比较常见，产生的原因是本端的2M盘无法接收用户的报警所致。如果是链接交换设备，则可以核查交换机的DDF架；如果是交换机未有信号送来，则可以检查交换机的一方；如若信号发出但是没有收到，则可以认真核查每个相关的接口，必要时可以用万用表进行测试。
3.5 AIS告警
由于高阶通道出现故障时，下游站点会受到该站点发送的当“1”码，而且本地端口有TU-AIS报警，对应端口产生LP-RDI报警。所以出现此类报警时，首先核对高阶通道是否有报警产生，再进行下一步处理。若只是2M上有这种情况，应首先检查本地接收通道的各环节。
3.6 HP-SML及LP-SLM告警
当接收端月发送端的信号不一致则会有HP-SLM报警出现，进而出现报警：高阶通道信号标记字节失配。与此相对应，在低端时，则会出现LP-SLM报警。
处理此警告时，首先要查看报警的优先级，应先处理优先级高的报警；如果只有这种报警产生，则查看是对端与本端机盘开销字节的内容一致性，通常情况下，该问题是由于双端的信号不同所致，只需进行字节的重新设置即可解决。需要注意的是，误码也有可能产生此报警。由于J1、J2 和C2字节的修改会导致电路的中断，因此不能轻易修改其值。此通道主要用于设备开通时的通道测试。
上述问题都是SDH维护过程种的常见问题，由于篇幅所限，这里仅仅给出常见警告的处理方法。当警告很多时，要根据经验综合考虑，并认真分析其产生机理和特征，以方便日后的故障排除。
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关键词：SDH数字微波、STM-1、分插复用
一、前言
数字微波通信是用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段。数字微波传输就传输系统而言，只是卫星、光纤的一种传输方式，而信号变换过程都是一样的。由于微波在空间直线传输的特点，故这种通信方式又称为视距数字微波中继通信。数字微波传输分两种体制，即PDH和SDH微波，目前的数字微波通信系统主要是SDH数字微波通信系统。
二、数字微波通信的特点
数字微波具有通信容量大；抗干扰性能强；直线通信；频率规划；建设速度快；传输质量高；通信稳定可靠；保密性强等特点。
三、SDH数字微波技术
3.1、基本原理和特点
同步数字体系最基本的模块信号（即同步传送模块）是STM-1，其比特速率为155.52Mbit/s，更高级的STM-N信号可以按字节同步复接获得，SDH只能支持一定的N值，即N为1、4、16、64等。STM设备除了可作为复用器和线路终端设备外，还可以组成分插复用设备和数字交叉连接设备。以它们为基础构成SDH传送网复接设备，主要完成45Mbit/s、2Mbit /s与155Mbit/s间的分接、复接的功能。
SDH（同步数字传输体系）是基于PDH（准同步数字传输体系）发展过来的，它改善了PDH的不利于大容量传输，具有世界统一的网管接口标准。采用字节间插和灵活的映射方式，具有非常强大的OMA（开放式移动体系结构）功能。
3.2、SDH数字微波传输系统主要设备组成
SDH数字微波传输系主要设备由微波设备、SDH分插复用器、适配器、编码器、基带视音频信号处理设备等组成。
3.3、SDH数字微波传输系统组成
SDH微波通信系统可由终端站、枢纽站、分路站及若干中继站组成。其传输形式可以是一条主干线，中间有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分支，通常主干线可长达几千公里，另有若干条支线线路。但不论哪种形式，根据各站所处位置和功能不同，数宇微波传输线路总是由图中给出的几种站型组成。
SDH微波终端站的发送端完成主信号的发信基带处理（包括CMI/NRZ变换、SDH开销的插入与提取，微波帧开销的插入及旁路业务的提取等）、调制（包括纠错编码、扰码及发信差分编码等）、发信混频及发信功率放大等。在网络管理方面，终端站可以通过软件设定为网管主站或主站，收集各站汇报过来的信息，监视线路运行质量，执行网管系统配置管理SDH微波中继站，主要完成信号的双向接收和转发。如有调制设备的中继站，称再生中继站，需要上，下话路的中继站称微波分路站，它必须与SDH的分插复用设备连接。
SDH微波终端站的收信端完成主信号的低噪声接收（根据需要可含分集接收及分集合成）、解调（含中频频域均衡、基带或中频时域均衡、收信差分译码、解扰码、纠错译码等）、收信基带处理（含旁路业务的提取、微波帧开销的插入与提取，SDH开销的插入与提取、NRZ/CMI变换等）
3.4、SDH调制方式
在SDH微波系统中，传输容量大，为了能提高频谱利用率，最广泛采用的是多值正交调幅（MQAM）技术，常用32QAM；64QAM；128QAM；512QAM等调制方式。
3.5、SDH数字微波传输设备采用的几个关键技术
1、微波帧复用技术。2、编码调制技术。3、交叉极化干扰抵消（XPLC）技术。4、前向纠错技术。5、自适应频域和时域均衡技术。6、高线性功率放大器和自动发射功率控制（ATPC）技术。
四、SDH微波的实际应用
新疆广电局数字微波链路采用SDH组网，微波收发信机采用NEC设备。调制方式为QAM128 ；保护方式1+1 ；工作频段8G-11G ；系统容量STM-1（155Mbps）；DS3/45Mb/s帧结构 ；电源-48V 。
五、结束语
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关键词：SDH传输网；网络设计；传输性能；指标测试
中图分类号：TN915.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-01
SDH Transmission Network Network Design and Use
Zhang Zhongzhi
(Bayannaoer Branch,Marketing Department,China Tietong,Bayannaoer 015000,China)
Abstract:High-speed advanced information society requires the intelligent communication networks,digital and integrated direction,the transmission system as an integral part of the communication network,and its quality directly restricts the development of communication networks.At present the world to develop the information superhighway,the focus is the formation of high-capacity fiber-optic transmission network,widening the transmission bandwidth,improved signal transmission line rate.SDH technology in the backbone network is widely used in the access network,also take advantage of SDH optical interfaces standardized,flexible network topology capabilities,powerful network management capabilities and reliability benefits.In this paper,the technical analysis of SDH and SDH transmission network focuses on network design and operation.
Keywords:SDH transmission network;Network design;Transmission performance;Index Test
一、前言
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）全称叫做同步数字传输体系，它能实现网络的高效管理、动态网络维护、实时业务监控等多项功能，能实现高效、灵活、可靠的网络运行，降低维护费用，提高网络资源的利用率。SDH技术自从90年代引入我国以来，在骨干网中被广泛采用，在接入网中也充分利用SDH标准化的光接口、灵活网络拓扑能力、强大的网管能力和高可靠性带来的好处。
二、SDH技术分析
（一）光接口类型。SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，与传统的准同步光缆数字系统不同的是，同步光缆数字线路系统是一个开放的系统，具备横向兼容性，任何网络单元都能在光路上互通，因此，必须实现光接口的标准化。光接口根据应用场合的不同分为三类：局内通信光接口、短距离局间通信光接口和长距离局间通信光接口。不同的接口类型其工作的波长窗口、光纤类型、速率等级各不相同。（二）定时与同步。数字网的同步性能影响网络的正常工作，网同步问题是数字网中需要首先解决的问题。网同步的目的是使网中个节点的时钟频率和相位都限制在事先确定好的容差范围之内，避免数字传输系统中传输性能的抖动、误码。解决数字网同步有伪同步和主从同步两种方法。伪同步一般用艳原子钟，网内各局的时钟虽然频率和相位不完全相同，但是误差很小，接近于同步。主从同步是指网内配有高精度时钟的主局，网内各局均受控于该主局，逐级控制直到网络的末端网元。（三）传输性能分析。传输系统的性能客观地反映通信网的通信质量，影响SDH传输网传输性能的指标有误码、抖动、漂移。
三、SDH传输网网络设计及运行
本文根据某市SDH城域传送网的现状，从以下几个方面进行SDH传输网网络设计及运行分析。（一）设计依据。某市已经建立的SDH城域传送网分为核心传送层、汇聚传送层和接入传送层，接入传送层包含用户的综合业务引入，但是该传输网络缺少单独的居间中继系统，本地网汇聚环也仅仅在一个平面上。
网络的层次结构从纵向划分一般分为三个网络层次：骨干层、汇聚层和边缘接入层。骨干层负责多业务处理和大颗粒业务调度；汇聚层以多业务汇集、传送、处理、调度为主要任务；边缘接入层以多业务接入、细颗粒传送和调度为主要任务，一般采用155/622Mb/s环网结构。根据这些原则，考虑后期局间中继传输需求将以大颗粒业务为主，新增10G局间中继系统一套，。考虑接入网升级改造，新增两个汇聚环。考虑本期新增基站情况，接入层升级622M基站60个。
（二）网络设计方案。本文对传输网的核心层、汇聚层和接入层分别进行网络设计。1.核心层设计方案。核心层网络结构相对稳定，业务安全性、可靠性要求较高。核心层可采用城域波分、OXC等组网技术。当业务量不是很大时，核心层可选用MSTP技术组网。通过实地勘查分析，该市属于业务量不是特别大的区域，因此核心层设计采用基于SDH的MSTP技术，增设一套10G局间中继系统，和配置两架2.5G扩展子架。2.汇聚层设计方案。汇聚层由汇聚节点组成，可采用的组网技术主要有城域波分技术MSTP和RPR。本市传输网络根据业务需求增加汇聚节点，因此，新增两个汇聚环。汇聚层通信系统主要由CITRANS 550B设备组建，该设备具有支持所有已定义的开销字节、可组成各种复杂的网络拓扑结构、支持复用段保护和界面友好等优点。3.接入层设计方案。接入层是传输网络结构中技术最丰富、对成本最敏感的区域，接入层的技术主要有MSTP、RPR和EPON等。该市已经建立了基于SDH的MSTP技术的接入层，根据业务需求升级，接入层升级622M基站60个。
（三）设备选型。本设计中，该市SDH传输网中各网元均采用ZXSM-622设备，通过单板配置成分插复用器（ADM）。配置中主要包含光线路板OL、交叉板CS、支路板TR、勤务板OW、时钟板SC、主控板NCP、和电源板PWR。
四、结束语
随着电信运营市场竞争的加剧，传输业务的类型不断加大，传输容量的需求不断发展。目前的传输网络还不能适应分组业务的传送，因此，下一代传输网络必定向着大容量、智能化、高速度、多业务、更适合分组业务的传送发展。
参考文献：
[1]邢彩霞.SDH技术及在城域网中的应用[J].山西通信科技,2007,28:1
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关键词：SDH；光接口；功率；误码；测试
【中图分类号】TN914.332
1 引言
随着人们日益递增的通信需求，业务的种类不断增加，SDH技术以其成熟性和先进性替代了原有的普通模拟用户环路的接入方式，逐步由长途网到继网中得到了广泛的应用[1]。SDH是基于光纤传输网的同步数字传输技术，以光纤为主要传输媒介，在光纤上完成信息的同步传输、复用、分插和交叉连接。SDH网有全世界同一的网络节点接口，允许不同厂家的设备在光网络中互通，利于网络的发展。SDH系统还可组成自愈保护环路，在发生故障时及时有效地防止传输链路的中断，确保信息安全可靠传输。目前SDH传输设备主要有155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s、10Gbit/s甚至更高的传输速率，能够满足各种业务需求，无论是在MSTP还是移动基站的传输中都得到了广泛的应用[2]。本文主要对SDH光传输网络建设中SDH设备光接口及光路的测试进行研究和分析。
2 正文
2.1 光功率测试
2.1.1平均发送光功率的测试
发送机的发射光功率和所发送的数据信号中“1”占的比例有关，“1”越多，光功率也就越大。当发送伪随机信号时，“1”和“0”大致各占一半，这时测试得到的功率就是平均发送光功率[3]。测试平均发送光功率通常使用光功率计，光功率计的测试动态范围需在-40～+15dBm之间，能测试1310nm、1550nm波长的光。所有SDH传输设备光接口发射光功率大致在-15～+5dBm之间，所以一些在局内或与短距离设备对接的情况下接收端接收的光功率会大于-5dBm，此时就需要在接收端安装固定光衰减器来降低接收光功率，避免光接口长时间过载而损坏。
2.1.2光路测试
当接收端接收光功率过低甚至无光时，说明传输设备间光路光功率衰耗过大或者断路，此时根据具体情况一般有两种方法解决：一是采用便携式稳定光源发射1310nm、1550nm波长1kHz、2kHz闪烁频率的光[4]，再利用光功率计接收光源所发光进行逐段检测，这种方法适用于精度要求不高、流动性大的场合。二是使用光时域反射仪（OTDR）测量沿光纤返回的方向光功率获得入射光沿光纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以对返回光信号的时间进行分析，确定待测光纤不完善点的位置及待测光纤的总长度。
如图1所示，连接器所指处为反射峰，这是光纤跳接时所引起的菲涅尔反射，说明此处为一个跳接点。如果在曲线中突然出现一个反射峰，之后光功率大量减弱说明此处为断裂点，如果知道纤芯原来的距离，在没有达到原来纤芯的距离曲线就掉下去了，说明此处光路断路。在实际测试中，可以根据光纤跳接点与曲线横坐所显示的距离标来判断故障点，根据曲线来监测整条光路的实时情况，便于排障。
2.2误码测试
2.2.1常规误码测试
通常使用误码测试仪进行误码测试，误码测试仪发出信号，然后经过被测设备处理，再回到误码仪，由误码测试仪分析信号发射前和接受后的信号误差，计算出误码率。造成误码的原因可为光功率过低、过高、电缆性能、色散过大、温度、干扰等外部原因，也可能是设备内部问题。通常解决误码的方法有三种：告警性能分析法、逐段环回法、互换替换法。首先要对告警进行分析，进行逐段环回，找到告警的源头。其次要对线路误码进行排除，其中可以是线路板问题，也可能是光路问题。最后更换支路板和交叉板来排除误码告警。
2.2.2光接口接收灵敏测试
光接口接收灵敏测试是测试光接口在输入光功率下降到什么程度时会发生误码，目的是光接口能够正常接收的光的功率下限。
光接口接收灵敏测试需要使用误码测试仪、可调衰耗器以及光功率计，使用光功率计来测量误码测试仪发出的光经可调光衰耗器的光功率，持续调节并增强可调光衰耗器的衰耗，直至出现误码时，光功率计所示的值就是光接口能够正常接收的光的功率下限，以此来判断对端设备所发送的光是否会产生误码。
2.2.3光接口过载功率测试
光接口过载功率测试的原理与光接口接收灵敏测试基本相同，是测试光接口在输入光功率提高到什么程度时会发生误码，目的是测试光接口能够正常接收的光的功率上限。但在此测试中要注意的是：光功率达到出厂的过载点后应立即结束测试，不要再继续增加光功率，否则将有可能直接导致光接口损毁。
2.3保护倒换测试
由于通信网络信息传递的及时性、准确性要求很高，在通信网络出现线路故障时，将会导致局部甚至整个网络瘫痪。为了解决这一问题，通常采用自愈保护的方式进行SDH网络建设，自愈保护分为线路保护倒换、环形网保护、网孔型DXC网络恢复及混合保护方式等。
在端到端的情况下，一般选取一主用和一备用光路进行通信，在其中一条光路被切断时立即启用另一条光路进行通信，称为线路保护倒换。在目前3G网络建设中大多采用此种自愈保护方式，由于基站建设的站点多，采用此种方式便于网络管理以及增加节点，在出现故障的时容易判断故障位置。如图2所示，在正常工作时，信息同时延顺时针和逆时针两个方向在环路上传送。一旦环路中某处故障中断，信号在中断处两侧节点设备中自动沟通，通信依然保持。所以采用自愈保护的方式就可以在用户感觉不到通信出现故障的情况下，在极短的时间内从失效状态中自动恢复所携带的业务。
进行保护倒换测试，需使用数字传输分析仪发送伪随机二进制序列测试码，并用误码测试仪在接收端测量从保护倒换启动后产生误码开始到结束的时间，这就是保护倒换过程所用时间，判断这个时间是否在标准规定的50毫秒内。在保护倒换结束后，继续监测一段时间，观察接收端信号是否产生误码并检查传输的信号是否通过保护线路正确路由到所有节点上，从而判断此网络的保护倒换性能。
3 结束语
由于信号覆盖面积广、地形复杂、建设的站点多等原因，造成了SDH网络建设过程中无论是设备还是光路容易出现各式各样的障碍及问题，影响建设进程。本文以SDH光传输系统为基础，讨论光接口以及光路的工程测试工程问题，探索能够更准确有效地找到的故障原因，提高人力资源的利用率，避免对SDH设备造成不必要的损坏。随着网络建设的不断发展，SDH工程技术也将会不断完善。
参考文献
[1] 孙述桂，范志刚，李朝锋.浅析SDH技术的现状及发展趋势.2008（6）
[2] 纪越峰. SDH技术.北京：人民邮电出版社，1998
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关键词：SDH传输网物理拓扑结构设计方案
中图分类号：TN915文献标识码： A
随着 SDH技术的飞速发展,现在的ADM设备大都具有支路-群路、群路-群路、支路-支路交连能力,上下电路相当灵活,从功能上看,相当于一个小型DXC。SDH 从设备来说,有三个关键特点,即同步复用、标准的光接口和强大的网管能力。SDH 用来承载信息的是一种块状帧结构,块状帧由纵向9行和横向270×N列字节组成,每个字节含 8b。整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分组成。其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配, 以保证信息能够正常灵活地传送,管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置,以便接收时能正确分离净负荷。净负荷区域用来存放用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。
1、SDH传输网介绍
1.1传输网的组成
SDH传输网由若干个SDH网络单元组成，因为它含有世界级统一标准的网络节点（NNI），所以用于光纤、微波以及卫星信号的传播时不需要进行转接或交换，而是融信号的互通、同步、传送、复接、交换和交叉连接功能于一体。其内部具有统一的网络化管理操作，能够实现动态网络的维护、网络的有效管理、业务性能的监视等功能，同时还能提高网络的利用率。
1.2物理拓扑结构
网络的拓扑结构涉及业务的要求、网络的保护、调度方式、业务的流量流向、新业务的支持和适用性、网络的建设设备和运营成本等多方面，所以使用何种拓扑结构也是传输网中需要考虑的一个重要因
素。SDH传输网的拓扑结构包括星形、线形、树形以及网形和环形等多种形式。不同的拓扑结构适用范围不一样。例如环形和星形多用于用户接入网，线形和环形多用于中继网，环形和网形多用于长途网，有时也可结合实际需要，选中多种网络拓扑结构进行组合。
2、 SDH 传输网设计方案
2.1 网络拓扑结构
网络的物理拓扑结构是指网络的形状，即网络节点设备和传输线路的几何排列，排列方式严重影响网络的可靠性和经济性。一些地方本地网局所数量很少，这样数据容量很小，在这样的地方要以大容量、少局所的原则设计SDH 传输网。根据实际需要组建STM-4的自愈环，在关键位置组建STM-4支链，汇接局、端局、模块局要合理配合建设。本地网用STM-4设备的保护方式要使用两纤单向通道保护，选择设备要注意按照实际需要选择，以达到最好的工作效果。
2.2 SDH 网络同步设计
数字通信网的同步包括比特同步和帧同步两种，本质上是网内各数字设备内时钟间的同步。比特同步是最基本的同步方式，还称为位同步，它通过收、发两端同频、同相的时钟频率，从而正确接收和判断发送端的码元。处理比特流一般都以帧来划分，在多路分复用时和进入数字交换机进行时隙交换时都需要帧调整器，当比特流的帧到达同步，就叫做帧同步。网同步需要同步网络来支持，同步网络是一个能提供参考定时信号的网络，它包括同步链路连接的网络节点，此节点可以在任何一个直接被节点时钟定时的设备中。现在，基本的同步控制方式有，主从同步方式、互同步方式和混合同步方式。我国一般采用主从同步方式来实现 SDH 传输网的同步，使所有网元时钟的定时与基准时钟一致。SDH 是全网同步，自身具有自由晶振时钟。在出现时钟没有或者丢失的情况时，主站设备时钟就可以用内部的自由振荡使其他节点设备时钟跟踪主站时钟。SDH 传输网采用的定时方法是被广泛应用的一种方法，即从接收信号中提取定时信号。各地应根据自己的实际需要选择适合的网络同步方式，要采用相应的网络单元时钟，满足系统的要求，也要具备较高的性价比。
2.3中继距离的计算
中继距离的计算与中继站址的选择是互相关联的, 从工程建设角度来说, 通信系统要经过什么地方, 经过哪几个局, 距离是多少都是知道的, 所以在设计中主要问题是知道中继距离来计算对光纤参数、光端机( 光中继机) 发送光功率和灵敏度的指标要求。而且我们可以通过已知的实际中继距离反过来计算光纤及光端机的各项指标参数, 在满足通信质量要求的前提下,尽量节约我们的投资。根据目前光缆和光传输设备的技术水平, 先估算一下一般情况下的中继间距( 图 1) 。
图 1
假设发送端平均光功率输出为 PTdBm, 经过连接器与光缆线路连接, 点号为光纤接头, MC和 ME 代表光缆和设备富余度, 经连接器与接收端相连, 其灵敏度为 PR。由图可知容许线路总衰减为:PT- PR=αC+αSL+αL+MCL+ME则, 可以按照以下公式来计算 L:
式中, αC为光纤连接器衰减, 包括线路系统发送端和接收端活动连接器的接续损耗 ( dB) , αS为光纤每公里平均接续损耗, α 为光纤每公里衰减值。
知道了计算方法, 具体如何选取合适的计算参数呢?
PT、PR: PT、PR和具体设备有关, 厂家报出的指标一般都比较保守, 实际设备测试值要更好。
αC: 光纤连接器衰减 αC,包括收发两端, 每个活动连接器的附加损耗为 0.5~0.8dB。
αS: αS的值, 原来一般都考虑单模光纤每个接头的平均损耗为 0.2dB, 但现在,随着光纤质量的提高、熔接技术的不断进步, 目前平均接头损耗≤0.1dB/个已经是不成问题,很多施工单位已达到≤0.05dB/个。因此在设计时,对于单模光纤,αS可考虑取0.1dB/个,按光缆平均盘长2km,则αS为0.05dB/km。
ME: 设备富余度ME一般都取3dB。
Mc: 光缆富余度Mc的含义包括三个方面: 维修、温度、连接器劣化。对于光缆线路可能的维修,如果考虑 0.05dB/km 的富余度,意味着整个中继段在整个系统设计寿命时间内,平均每公里允许增加一个接头。因此,Mc在 0.1~0.3dB/km 范围内选取合理些, 短中继段适当取大些,长中继段取小一些。还有一种说法就是将ME和Mc放在一起考虑,对每个中继段整个系统富余度按5~6dB考虑,对 短 中继段按ME为3dB、Mc为0.2dB/km左右来取,对长中继先按ME为3dB、Mc为0.1dB/km选取估算后,总的 M=ME+∑Mc≥8~9dB时,则按8~9dB来先取更为合适。
α:光纤的平均衰减α在用低损耗光纤时,离散度不大,一般在 0.1~0.3dB/km以内,对全程影响不十分大,可以按最坏值设
计。在工程设计中不含接头的一般按0.26dB/km计算。
下面按照以上参数选取的原则,对本设计中各个参数进行选取。本设计采用的是某公司的设备,其不同数码率等级的光板具体参数不同,相同数码率的光板也有长距和短距的区别,对于STM- 4级别的光板,短距的PT为-10dB、PR为- 21dB, 长距的PT为0dB、PR为-30dB;对于STM- 16 级别的光板,短距的PT为-2dB、PR为-21.5dB,长距的 PT为+0.5dB、PR 为- 30.5dB。设备富余度ME取3dB,αS 取0.05dB/km。光缆富余度Mc 按0.2dB/km来取。光纤连接器收发端各一个,工程中一般按每个衰减0.5dB 算。α的值按0.26dB/km。作以下计算:
使用STM-4级别短距光板时:
使用STM-4级别长距光板时
使用STM-16级别短距光板时:
使用STM-16级别长距光板时:
根据某公司的建议,光缆距离超过15km的,相应的光板都必须使用长距光板。由此可以看出,选用STM-4 STM-16级别的长距光板就能满足本次设计的要求,我们可以根据公式及实际的光纤长度计算出各复用段光纤最大衰耗值,以确定采用的光板类型,或者是否要加衰耗器。
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论文关键词：SDH传输设备，故障定位，故障处理
0 引言
目前SDH光纤通信在宁夏电力通信网中得到了迅速发展和广泛应用，就吴忠供电局而言，SDH光纤传输网已经覆盖到了所辖的市县供电局、330KV变电站、220KV变电站及110KV变电站，并已将SDH设备组建成了一个网络，形成了资源共享的优势。为保证SDH网络设备能更好的为吴忠供电局服务，确保光纤传输网络设备的正常运行故障定位，提高通信人员的设备维护和故障处理水平，因此，把平时工作中的故障处理方法加以总结，希望对提高电力系统中的SDH光纤网络传输设备的维护有一定的帮助。
1 故障定位的基本思路
1.1故障定位的关键
故障定位最关键的步骤是准确地将故障点定位到网元。由于传输系统中网元和网元之间的距离较远，因此首先将故障精确地定位到某个网元是关键和重要的，可避免在网元间来回奔走。
故障定位到网元后，通过分析数据、检查硬件和更换（倒换）单板等操作手段来排除故障。
1.2故障定位的原则
故障定位的原则一般可总结为 4句话：“先外部、后传输；先单站、后单板；先线路、后支路；先高级、后低级。”
（1）先外部，后内部。先分析排除SDH设备外部可能的因素（如 ：线路故障、接头问题、接入设备故障、电源故障等），后查找设备内部原因。
（2）先单站，后单板。先确定故障所在的单站，再具体到单板。确定单站时先查业务上下站的网元，再查再生段网元。
（3）先线路，后支路。先分析排除线路上因素（线路板故障、光功率低等）故障定位，再分析支路的问题。
（4）先高级，后低级。分析告警时先分析高级别告警，如紧急告警、主要告警；后分析低级别告警，如次要告警、一般告警和信息告警。
2 故障定位的常用方法
故障定位的常用方法，可简单地总结为三句话：“一分析，二环回，三换板”。当故障发生时，首先通过对告警事件、性能事件、业务流向的分析，初步判断故障点范围；接着，通过逐段环回，排除外部故障，最终将故障定位到单站，乃至单板；最后故障定位，通过换板，排除故障问题，下面将具体介绍几种常用的故障定位方法。
2.1告警性能分析法
当系统发生故障时，网管会记录告警事件和性能数据信息，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，可以初步判断故障类型和故障点的位置[3]。
使用告警和性能分析方法的关键是如何及时、方便、全面、真实地获取故障相关信息。通常，故障信息的来源有：
（1）通过网管收集和查询传输系统当前和历史的告警事件和性能数据。这种方法的优点是具有全面性：不仅是一个站、一块板的故障信息，而且是全网设备的故障信息；详实性：可以知道当前设备存在的告警是什么时间发生的，以前曾经发生过什么历史告警。 (2)通过观察设备和单板的告警灯运行情况。这种方法的缺点是设备指示灯仅反映设备当前的运行状态，对于设备曾经出过故障，无法表示；设备每种告警对应的指示灯闪烁情况，可以通过网管软件进行重新定义，甚至于可以将某种告警屏蔽掉。
2.2环回法
环回法故障定位，是SDH传输设备定位故障最常用，最行之有效的一种方法。通过告警和性能分析不能解决的问题，如组网、业务、故障信息相当复杂的情况及无明显告警和性能信息上报的特殊故障情况，可采用环回办法解决[2]。环回不需对告警和性能做太深入的分析，但会影响业务。
进行环回操作前，必须先确定需要环回的通道和时隙、单板及方向。对于同时出问题的业务，一般都具有一定的相关性，因此对环回通道进行选择时应坚持从多个有故障的网元中选择1个网元，从所选择网元的多个有故障的业务通道中选择1个业务通道，再对所选择的业务通道逐个方向分析的原则。
采用环回法应注意的问题：
（1）软件环回是一种不彻底的环回，只能初步定位故障的位置。
（2）对远端站点线路板第一个VC4作环回操作时，一定要确认环回后ECC通信不会中断，才可进行操作故障定位，一旦远端站点的ECC通信中断，则只能到远端站点现场才能解开环回，恢复ECC通信。
（3）“环回法”会导致正常业务的暂时中断，一般只有在出现业务中断等重大事故时，才使用环回法进行故障排除。
2.3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、一块单板、一块模块或一个芯片。这种方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或模块的问题[1]。
2.4更改配置法
更改配置法可更改的配置内容包括：时隙配置、板位配置、单板参数配置等。因此，该方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。如怀疑支路板的某些通道或某一块支路板有问题，可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，可将时隙调整到另一个VC4。但需注意的是通过更改时隙配置并不能将故障确切地定位到是哪块单板的问题故障定位，此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。
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，因此只有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，一般使用不多。使用该方法前应保存好原有配置，并详细记录所进行的步骤，以便于故障定位。
2.5仪表测试表
“仪表测试法”指采用各种仪表（如误码仪、万用表、光功率计、SDH分析仪等）检查传输故障。
仪表测试法一般用于排除传输设备外部问题以及与其他设备的对接问题。如怀疑传输设备与其他设备对接不上是由于接地的问题，则可用万用表测量对接通道发端和收端同轴端口屏蔽层之间的电压值，如果电压值超过500mV，则可认为接地有问题。通过仪表测试法分析定位故障，说服力较强故障定位，但缺点是对仪表有需求，并对维护人员的要求较高[4]。
3 常见故障分析处理
3.1业务配置故障分析
业务配置错误重点是要根据组网方式、业务传输方式来确定。主要检查光路时隙是否满足业务的需要，检查单板配置，如支路板的保护／无保护，是否环回等属性；电路板的设备类型配置等[2]。
在某些情况下，如误操作引起设备的配置数据丢失或遭到破坏，导致业务中断等故障。当故障已定位到单站后，通过查询、分析当前设备的配置数据是否正常来判断故障。平时工作中常会遇到数据写不进去或写进去不起作用的情况，就是常说的“假数据”等情况。这可能是由于瞬间供电异常、电压过低或外部强磁场干扰，导致 SDH传输设备的某些单板异常工作，这时检查单板的配置数据，可以采用将相关站点的配置全部删掉，重新连接、开通或系统复位的方法来解决。
3.2电接口故障分析
电接口也就是我们常说的2 Mbps接口故障定位，2Mbps接口的故障是最频繁的，最常见的，产生2Mbps接口的原因也是多种多样的。
（1）如果是 2 M板告警，可以先检查是物理连接故障还是其相连接的设备故障。常见的物理连接故障包括：2 M头子是否接触良好，有没有虚焊、断线，与DDF（数字配线架）连接线是否正常，电缆是否接错或断线等。
（2）排除设备故障可以在 DDF（数字配线架）上做环回和电接口入口做环回，也可以到对端将与2 Mbit／s相连的设备上做环回，检查交换机、微波设备或其它设备在与2 Mbit／s相连时是否正常的方法来判断。
（3）判断 2 Mbps故障时也要看网管系统是否正常，会不会产生误告警信息或假告警信息等。总之，尽量先将设备故障排除掉，再进一步检查故障区段。
4 结束语
SDH光通信设备的故障处理是一个复杂的过程，它要求维护人员要综合考虑故障定位，灵活运用。要充分运用网管软件来排查各类软件故障，根据收集到的故障现象检查数据配置，查看故障所在点的设备单板运行情况等，在数据配置和单板正常运行的情况下，利用不同的环回法帮助定位故障点到网元。
在网管无法解决的情况下，利用常规故障的处理方法定位故障点到单板。只有这样，才能高效地处理各类故障，缩短故障处理时间。
参考文献：
[1]谷丽丽.SDH传输设备的故障定位.黑龙江通信技术.2003年6月第2期：34-35
[2]深圳市中兴通讯股份有限公司.ZXSM同步数字复用设备培训教材（理论篇）.2000年：86-93
[3]乔桂红.光纤通信.人民邮电出版社.2005年：239-242
[4]李海，宋元胜，吴玉蓉.光纤通信原理及应用.中国水利水电出版社.2005年：187-194
