密集波分傳輸系統設備維護及應急故障處理

王燕軍

（內蒙古集通鐵路通信有限責任公司，呼和浩特 010010）

1 概述

隨著鐵路的快速發展，鐵路通信的信息量和帶寬需求越來越高。密集波分復用（DWDM）利用現有的光纜資源，使每根光纖上可以傳輸更多路的信號，極大地提高了通信容量，降低了通信建設和運行成本，因此，基于密集波分復用技術的大容量、高速率的新型傳輸設備在鐵路通信中的應用越來越廣泛。

目前，我國鐵路以八橫八縱為基礎，相繼建成京滬穗、東北、東南、西北、西南五大DWDM基礎光傳輸網絡環，在環路保護上采用先進的四纖環系統，故障切換保護時間控制在100 ms以內，使整個傳輸網絡具有了自愈保護能力。在這種情況下，如何加強DWDM傳輸系統設備的維護以及提高應急故障處理能力，確保系統安全、可靠地運行至關重要。

2 DWDM傳輸系統組成

DWDM傳輸系統主要由光終端復用（OTM）節點、光線路放大（OLA）節點和光分插復用（OADM）節點3種節點類型組成，組網如圖1所示。

1）OTM節點設備主要包含光復用/解復用單元、光放大單元、波長轉換單元（OTU）和光監控單元，可以劃分為發送部分和接收部分。在發送端，客戶側的非標準波長的多路光信號經過OTU轉換成符合ITU-T G.692建議的標準波長的光信號。光復用單元將合波后的合路信號送入光放大器放大，最后經過放大的業務信號和光監控信號通過耦合器匯聚，一起進入線路光纖傳輸。在接收端，把在一根光纖里傳輸的所有通道分離，再分別送到對應的客戶端設備上。

2）OLA節點設備主要包含光放大單元、色散補償單元和光監控單元，用來完成雙向傳輸的光信號放大和色散補償，延伸無電中繼的傳輸距離。在發送端，經過放大和色散補償的合路業務信號和光監控信道（OSC）處理單元處理再生的光監控信號，通過光纖線路接口單元合波，注入線路光纖進行傳輸。在接收端，光纖線路接口單元將線路信號分解為業務合路信號和光監控信號。業務合路信號被光放大單元放大，同時經過色散補償單元進行色散補償。光監控信號被送入OSC進行開銷的處理。

3）OADM節點設備主要包括：光分叉復用單元、光復用/解復用單元、波長轉換單元、光放大單元等，可上、下指定波長的業務，并透傳其他業務。

3 DWDM傳輸系統設備維護注意事項

由于DWDM設備的特點，在開通及維護過程中與其他的傳輸設備有許多不同之處，所以需要工程人員在操作過程中特別注意，小心操作。

1）光纖的維護

光纖端面的清潔處理只能用無紡紙、鏡頭紙或脫脂長絨棉以及專用工具。光纖活接頭決不能用力插入和轉動，FC/PC型的活動光連接頭決不能擰的太緊，否則光纖端面極易受傷。光纖放大器的輸出端不能在有光的情況下清潔處理。DWDM系統對光功率十分敏感，尾纖的過度彎曲、擠壓都會對光功率產生影響，因此要保證光纖的彎曲直徑滿足要求。

2）單板的維護

維護過程中要注意各OTU單板的不同類型和不同工作范圍，尤其注意OTU接收光功率，輸入光功率過大會引起接收模塊燒壞，過小會引起誤碼或業務中斷。在更換OTU單板時，注意波長、色散要一致。光放大板由于輸出光功率較大，切勿用眼睛去看輸出光，同時要注意輸入、輸出光功率的正確性、穩定性以及放大增益的穩定性，且要求增益相對穩定，一般不能有大于0.5 dB的波動。對于分波和合波板，由于其外接光纖較多，在機架子框上插拔單板時，注意不要壓傷光纖，防止影響光路。

3）衰減器的使用

在對光口進行硬件自環時一定要加衰減器，用以防止接收光功率太強導致光接收模塊飽和，以及光功率太強損壞光接收模塊。在日常維護中，如果需要對機械可調衰減器操作，一定要注意旋轉的方向。同時由于機械衰減器靈敏度較高，因此調節時注意速度要慢，用力要穩，否則，會導致功率突升或突降而影響業務，同時也有損壞衰減器的可能。

4 DWDM傳輸系統應急故障處理

當出現業務中斷等其他緊急問題時，需要設備維護人員采取應急措施進行處理，快速定位并排除故障，迅速恢復業務。

4.1 應急處理流程

在處理應急故障過程中，除了遵照一般故障處理流程外，還應盡可能采取其他的應急措施（如提供備用路徑），減少業務中斷時長。應急處理流程主要分為以下幾大步驟。

1）當出現業務中斷時，首先檢查是否在故障發生前對設備進行過異常操作，如環回、人為關閉激光器等操作，若是，取消異常操作。若不存在異常操作，確認是否有備用資源。如果有備用資源，需要把業務調整到備用資源上，盡快恢復業務，然后再進行故障處理。

2）故障發生時，一般會伴隨告警和性能事件上報，需要首先檢查告警狀態。有多個告警上報時，告警處理按照“先緊急重要、后次要”，“先線路、后支路”的告警處理原則，篩選出優先處理的緊急重要告警。如果有光功率異常或網元脫管等告警，需要根據信號流確定故障區段，確認是否出現網元脫管。若出現，隨后檢查客戶側電源、尾纖和光纜，如果是這方面的問題造成，則按照外部故障處理方法進行處理；如果不是，需要到現場檢查主控、光放、合波、分波單板是否出現故障。

3）如果沒有發生網元脫管，檢查所有波道。如果是全波道異常，進一步確認收發光功率是否異常。如果僅僅是單方向的光功率異常，確定故障單站，將放大板/分合波板當前光功率和歷史正常光功率進行比較，以確認是否是單板故障。如果不是，需要處理尾纖或光纜故障。如果收發光功率均異常，確認是否為收發雙端放大板/分合波板單板同時出現問題。若不是，同樣需要處理尾纖或光纜故障。當確認是單波道異常時，將異常波道的OTU單板當前光功率和歷史正常光功率進行比較，以確認是否為OTU單板問題；若不是，更換OTU單板與分合波單板間的內部光纖。

4）當告警狀態顯示為其他類告警時，查詢誤碼性能。如果是全波道誤碼過量，檢查系統信噪比和非線性故障，確定是否客戶尾纖或光纜問題引起；如果不是全波道誤碼過量，進一步檢查收發雙端放大板、分合波板故障，更換故障單板。如果是單波道誤碼過量，檢查系統信噪比和非線性故障，確認是否OTU板與分合波板光纖問題引起。若不是單波道誤碼過量，檢查OTU單板、分合波板，更換故障單板。

5）如果沒有告警和性能事件上報，根據業務中斷故障區段，檢查放大板/分合波板/各OTU板是否有光功率異常或誤碼故障，分別按照4.1中3）、4）的光功率異常及誤碼故障的處理流程進行處理。

4.2 外部故障定位方法

故障定位時，要基于“先外部后傳輸、先網絡后網元、先高級后低級、先多波后單波、先雙向后單向、先共性后個別”的基本原則進行。

在進行故障定位時，首先排除外部故障。這些外部故障包括光纖纜、客戶設備故障、掉電等。

對于客戶設備故障，可以使用以下3種方法進行排除。

1）在系統的OTU板/支路板輸入口和輸出口之間接入誤碼測試儀表進行誤碼測試，在對端站把相應波長轉換板輸出口用尾纖短接到相應波長轉換板輸入口，進行測試。如果沒有誤碼，則故障在接入的客戶設備。

2）對于支持B1誤碼檢測功能的OTU板，可以比較本站客戶側和對端站波分側對接的兩個OTU板的RSES性能值是否相同。如果相同，說明系統沒有新增加誤碼，整個系統運行正常，則問題出在客戶設備。

3）若用戶自檢客戶設備，可以把客戶設備光口收發自環（注意自環時加裝大小適當的光衰減器），檢查該設備告警情況。如果依然存在告警，或采用儀表測試還是有誤碼，則說明故障發生在客戶設備。

對于光纜故障，可以使用以下方法進行檢測。

1）測量本站的輸入光功率和上游站的輸出光功率，若二者之間的差值大于設計值，則對比歷史光功率，如果上游光功率均正常，下游站輸入光功率變小，說明該光纜有故障。否則，說明該段光纜正常。

2）檢查光纜類型和長度等參數是否符合設計要求，若不符合，說明光纜有問題。

3）將系統切換到備用的光纜纖芯，若告警消除，說明是光纜線路故障。

4）使用光時域反射儀 (OTDR)直接測量判斷光纜是否發生故障。若被測光纜纖芯的反射小于-27 dB、衰減值小于設計值，說明該光纜是正常的；否則，說明該段光纜有故障。但需注意，OTDR在很近的距離內，有一段盲區，無法準確測試。

如果站點登錄不上，且與該站相連的單板均有輸入信號丟失的告警，則可能是該站的供電電源出現故障導致掉電。若該站從正常運行中突然進入異常工作狀態，出現光功率突然下降、某些單板工作異常、業務中斷、登錄不正常等情況，則需檢查傳輸設備供電電壓是否過低，或曾經出現過瞬間低壓的情況。

如設備出現被雷擊或對接不上的問題，則需檢查接地是否存在問題。首先檢查設備接地是否符合規范，是否有設備不共地的情況，同一個機房中各種設備的接地是否一致；其次，可通過儀表測量接地電阻值和工作地、保護地之間的電壓差是否在允許的范圍內。

5 結束語

鐵路安全是鐵路運營中的重中之重，隨著DWDM系統在鐵路通信中的應用越來越普遍，必須認真做好DWDM系統的日常維護，以保證實現網絡的長期穩定運行。在出現緊急故障時，提高維護人員的應急處理能力，對于保障鐵路通信網絡的安全也有著至關重要的作用。

[1] 孫學軍，張述軍．DWDM傳輸系統原理與測試[M]．北京:人民郵電出版社，2000．

[2] YD/T 1159-2001 光波分復用(WDM)系統測試方法[S]．北京:信息產業部.

[3] 劉偉．DWDM波分傳輸系統的故障定位原則及常用方法[J]．硅谷，2010（14）：156．

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