傳輸設備維護與演進探討

周 兵

（安徽省專用通信局，安徽 合肥 230000）

0 引 言

傳輸設備是通信網中重要的傳輸媒介，由光纖、中繼器、光模塊、分光器以及光電轉換器等組成，具有信號傳輸速率高、傳輸帶寬大以及傳輸距離遠的優點。在日常生活中，傳輸設備和人們的生活緊密相連。傳輸設備一旦出現故障，就會影響通信網絡的正常運行。及時維護傳輸設備，研究傳輸設備的演進，是通信網絡維護和建設的一項重要工作。

1 傳輸設備故障處理

對于傳輸設備故障的處理原則可歸納為：先其他系統，后傳輸系統；先整個網絡，后單個網元；先高速告警，后低速告警；先重要告警，再次要告警[1]。

（1）先其他系統，后傳輸系統。定位故障時，首先要排除可能的外部因素，如光纜被挖斷、交換設備故障以及動力原因，之后再定位傳輸系統故障因素[2]。

（2）先整個網絡，后單個網元。在定位故障時，優先確定是哪個網絡出現故障，之后再對故障網絡的網元進行逐個排查。

（3）先高速告警，后低速告警。在傳輸設備中，低速信號復用進高速信號進行傳輸，當高速信號出現告警時，低速信號往往同時也會受到影響。高速信號的告警比低速信號的告警少，能夠更加有效地判斷出故障節點。往往在高速告警處理完畢后，低速告警也會同步消失。

（4）先重要告警，后次要告警。分析告警時，先分析高級告警，如緊急告警和重要告警等，再分析低級告警，如事件告警和提示性信息等[3]。

1.1 經驗處理法

有經驗的維護人員往往可以更加快速地處理故障。發生一些極端情況時，如瞬時供電電壓過大、高溫或強烈的外部電磁干擾，傳輸設備的某些板卡會進入異常工作狀態[4]。此時，業務閃斷和數據傳輸卡頓等故障現象發生，可能會伴隨相應的告警，也可能沒有告警。查看各板卡的配置數據可能完全正常。維護經驗豐富的維護人員，通過插拔板卡、重啟設備、重新配置業務數據以及將業務反向到保護通道等措施，可以有效地排除故障，及時恢復業務[5]。

1.2 配置數據分析法

在一些特殊情況下，如設備運行環境突然變化，或由于操作失誤，設備網元數據庫數據和板卡的數據可能會被破壞或更改，從而導致系統無法運行。此時，在將故障定位到單個網元后，可以使用恢復數據庫和重新配置系統數據的方法恢復業務。

1.3 告警和性能分析法

傳輸設備數據的協議定義了大量的開銷字節。當傳輸系統發生異常時，通常伴隨著大量的高級、低級告警以及性能事件信息。通過研判這些信息，維護人員可以大致確定故障的類型和位置。

獲取告警和性能事件信息的方式有兩種：可以通過網管查詢故障設備的當前告警、歷史告警以及性能事件數據；也可以去現場查看設備的運行燈和警示燈，了解設備當前的工作狀態。

通過網管獲取故障信息，可以及時、準確地進行故障定位[6]。傳輸網管24小時運行，維護人員無需去現場查看。一旦有異常產生，網管系統會發出聲光告警。依托當前傳輸設備的智能化，維護人員能實時定位故障設備，且能直接在網管數據庫查詢該設備的歷史告警、當前告警以及歷史性能數據，無須單獨保存。

1.4 儀表測試法

儀表是傳輸設備維護必不可少的工具，經常用來測試傳輸設備的性能和當前運行狀態，用來解決光衰耗不符合規范、誤碼超限、設備電壓異常以及設備內部線路短路等問題。常用的儀表有萬用表、OTDR、2M誤碼分析儀、光功率計、穩定化光源以及紅光筆等。

1.5 替換法

替換法是用一個無異常的備件替換疑似異常板卡，從而達到定位和排除故障目的的方法[7]。替換對象可以是光纜、局站或板卡。本辦法不僅適用于排除光纖、中繼電纜、數據交換機以及電源設備等傳輸外部設備的問題，也可以用來縮小故障排查范圍，將故障定位在網元之后，進而查找網元內部出現的故障。替換法應用舉例如圖1所示。

圖1 替換法應用舉例

在圖1的示例中，如果懷疑NE2的設備內部有問題，在滿足光口傳輸距離的前提下，可以使用光耦合器將NE2設備的W光纖和E光纖進行互聯，如果業務中斷告警依然存在，則判斷NE2設備無異常，繼續去其他站點排查。如果互聯后NE1和NE3的告警消失，則可判斷為NE2設備問題，可以直接更換NE2設備來恢復業務。但仍需進一步排查NE2設備內部，將故障定位到具體物件，減少維護成本，增加故障處理經驗。

2 傳輸設備維護

2.1 做好維護前準備工作

做好維護前的準備工作，可以有效提高傳輸設備的維護效率和質量。具體準備工作如下。

（1）做好維護前的安全生產教育，維護工作不能對在網設備的運行產生影響。維護人員不能隨意刪除或創建數據，不能泄露設備的配置信息給無關人員，應注意用電安全和防靜電，確保生產安全。

（2）維護人員需要準備好必要的維護工具，并檢查工具是否運行正常。

（3）維護人員需加強知識儲備，掌握所維護設備的各種參數和構成，在全面分析設備運行報告的基礎上，詳細了解設備的數據配置、光纖走向以及端口使用情況，制定科學的維護措施，確保維護工作平穩有序開展。

2.2 傳輸設備常規檢測維護

目前，主流傳輸設備的維護工作較為智能。傳輸設備常見的安全隱患有：接收或發送光功率異常、設備溫度異常、硬件故障、系統軟件待升級、無備份數據、傳輸質量下降以及存儲空間不足等。根據系統運行報告，維護人員可以明確維護工作的重點。

對于智能化程度較低的傳輸設備，維護人員需要根據網管和設備面板了解設備運行情況，按照維護作業要求開展檢測維護工作。檢測維護工作的目標是優化傳輸系統的運行，解決設備日常運行中的問題，確保整個傳輸系統無安全隱患，同時優化傳輸設備性能和網絡結構，節約設備和網絡資源，刪除無用數據，為緊急故障處置打牢堅實的基礎。

3 傳輸設備發展的常見問題

3.1 智能化工作能力不足

隨著科技的發展，傳輸設備的集成度越來越高，設備組網越來越復雜，對維護人員的要求越來越高。從3G到4G，再到5G，技術發展解決的主要是數據傳輸速度的問題，對于設備的維護需求則考慮較少，致使光傳輸網絡的智能化工作能力進展緩慢。在業務配置、網絡優化、智能調度以及預警預修方面需要維護人員的深度介入，維護門檻較高，專業性較強，缺少“傻瓜式”維護界面。由于各地維護人員技術水平不一，因此光傳輸網絡的工作效率不能達到最優解。在出現故障時，故障修復時間嚴重加大，導致業務中斷時間過長，給終端用戶帶來不友好的體驗。

3.2 設備種類過多

經過幾十年的發展，傳輸設備從準同步數字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）技術發展到現在的主流波分技術和光傳送網（Optical Transport Network，OTN）技術[8]。為適應平滑升級的現實需要，通信網中的傳輸設備在設計時都盡可能做到向下兼容。目前通信網使用的傳輸設備類型有PDH設備、同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）設備、波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）設備、OTN設備以及無線接入網IP化（IP Radio Access Network，IPRAN）設備等，每種不同類型的傳輸設備采用不同的技術標準，導致這些設備無法使用統一傳輸網管，不同類型的設備在對接時存在各種接口不匹配和協議兼容異常等問題，給傳輸設備維護帶來許多困難和問題。因此，迫切需要在整個通信網啟用統一技術標準和統一設備類型的傳輸設備。

4 傳輸設備技術演進

傳輸設備技術歷經多年演進，傳輸速度實現了從MB級到TB（1 TB=1 024 GB=1 048 576 MB）級的飛躍，傳輸網絡的組網方式從點到點直連方式演進到現在具備智能選路功能的智能光交換網絡[9]。傳輸設備技術演進方向如圖2所示。

圖2 傳輸設備技術演進

未來傳輸網絡將發展為基于SDN的IP+光模式，基于波長交換直接承載IP。當通信網全面進入5G且向6G邁進的過程中，終端物聯網的數據傳輸將暴發式增長，傳統的電信號將很難發揮作用[10]。IP+光是目前各傳輸設備廠家的研發重點。光纖的傳輸能力遠遠沒有達到上限，IP智能化也可以繼續挖掘，因此IP+光可以在未來提供更高的帶寬速度和更強的智能化水平，減輕維護工作量，促進社會經濟發展。

5 結 論

在時代發展的大背景下，維護人員需要勤學善思，時刻準備開展故障處理工作，全力縮短故障歷時。在全面5G的時代潮流中加大傳輸設備演進研究，緊跟前沿技術發展方向，對于減少網絡建設重復投資和無效投資具有很大的作用[11]。發揮傳輸的最大效能，及時更新傳輸設備，提供用戶滿意的服務，對避免低效投入至關重要。