摘 要:隨著通信技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)通信在電力行業(yè)中越來(lái)越顯得重要，電力通信方式逐步向光纖方向發(fā)展、完善，SDH網(wǎng)正成為各企業(yè)的骨干傳輸網(wǎng)。作為通信專業(yè)維護(hù)人員，在理論上都認(rèn)識(shí)到這個(gè)“S”——“同步”的重要性，但在實(shí)際工作中，往往在習(xí)慣性換板維護(hù)中，較少?gòu)睦碚?，尤其是從“同步”這個(gè)方面去分析，本文以實(shí)際工作中遇到的三種故障現(xiàn)象，旨在說(shuō)明:維護(hù)工作中，從理論的角度去分析、發(fā)現(xiàn)以及解決問(wèn)題的重要性，特別是從同步的角度去分析。文中還對(duì)同步的知識(shí)，以及我公司的同步網(wǎng)建設(shè)的設(shè)想作一簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞:SDH 自愈環(huán) 網(wǎng)同步 維護(hù)

中圖分類號(hào):TN91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098x(2012)04(a)-0071-02

設(shè)備故障有時(shí)看得見、摸得著，人們習(xí)慣叫做硬故障;有時(shí)看不見、摸不著，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，莫明其妙，我們稱之為軟故障。現(xiàn)代通信與計(jì)算機(jī)(軟件)相結(jié)合，使得維護(hù)人員覺(jué)得某些通信故障很“怪”。電力通信正在向電力系統(tǒng)的“大二次”融合發(fā)展，處理種各類通信故障需要具備多種知識(shí)、技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文從“網(wǎng)同步”理論這一側(cè)面，就幾種故障的處理過(guò)程作一介紹，以資說(shuō)明理論分析在實(shí)際維護(hù)中的重要性之管斑之見。

1 SDH網(wǎng)同步的基本知識(shí)

1.1 SDH網(wǎng)絡(luò)為什么要同步

在數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中，傳輸和交換的都是數(shù)字信號(hào)。線路傳送的都是比特流，如果網(wǎng)元間不能同步，就會(huì)在數(shù)字交換機(jī)的緩存器中產(chǎn)生信息比特的溢出和取空，導(dǎo)致數(shù)字的滑動(dòng)損傷，造成數(shù)據(jù)出錯(cuò)?；瑒?dòng)損傷對(duì)各種不同信號(hào)產(chǎn)生不同的影響，例如，對(duì)于64kbit/s的PCM語(yǔ)音信號(hào)，當(dāng)滑動(dòng)速率達(dá)到每天255幀時(shí)可聽見一些咯喳聲，對(duì)于壓縮的圖像信號(hào)，如:DSI信號(hào)，每滑動(dòng)一幀，將丟失一行或多行信息或出現(xiàn)“定格”現(xiàn)象，對(duì)于采用9600波特率調(diào)制解調(diào)器的C3類傳真機(jī)，一次滑動(dòng)會(huì)導(dǎo)致傳輸圖文垂直位置0.08英寸信息丟失。為此，應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)中所有交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位都控制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，這就是所謂的網(wǎng)同步。數(shù)字網(wǎng)同步包括比特定時(shí)同步和幀同步。

1.2 同步方式及主從同步原理

同步網(wǎng)的工作模式有:主從同步方式和相互同步方式。所謂相互同步就是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不設(shè)主時(shí)鐘，由網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘相互控制，最后都調(diào)整到一個(gè)穩(wěn)定的、統(tǒng)一的系統(tǒng)頻率上，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的同步工作。因?yàn)橐粋€(gè)同步設(shè)備的故障會(huì)影響網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備，且相互同步還存在故障隔離困難等運(yùn)用方面的問(wèn)題，因此，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，一般使用主從同步方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，即網(wǎng)絡(luò)中某網(wǎng)元(通常為中心站)設(shè)有高精度、高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源作為基準(zhǔn)主時(shí)鐘(PRC)，并以此為基準(zhǔn)時(shí)鐘通過(guò)樹狀結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘分配網(wǎng)傳送到網(wǎng)內(nèi)其他交換局，各交換局采用鎖相技術(shù)將本局時(shí)鐘頻率和相位鎖定在基準(zhǔn)主時(shí)鐘上，使全網(wǎng)各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘都與PRC時(shí)鐘同步。ITU-T目前將各級(jí)時(shí)鐘劃分為四級(jí):基準(zhǔn)主時(shí)鐘(PRC)，由G..811規(guī)范;轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘(SSU-T)，由G.812規(guī)范;端局從時(shí)鐘(SSU-L)，由G.812規(guī)范;網(wǎng)元時(shí)鐘(SEC)，由G.813規(guī)范。顯而易見，主從同步的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較好，組網(wǎng)靈活，對(duì)從節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘要求低，運(yùn)用于樹型結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)，但對(duì)同步分配鏈路的故障很敏感，一旦PRC發(fā)生故障會(huì)造成全網(wǎng)的問(wèn)題。

1.3 SDH自愈環(huán)的同步要求及方法

如果主從同步網(wǎng)采用SDH作為傳輸手段，此時(shí)，不僅是各交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘全部要同基準(zhǔn)主時(shí)鐘保持同步，同步鏈的長(zhǎng)度有一定限制，而且SDH網(wǎng)元內(nèi)的TM、ADM、REG、DXC等各種設(shè)備也應(yīng)與基準(zhǔn)主時(shí)鐘保持同步，因?yàn)镾DH是靠指針值修正各設(shè)備之間的頻率差，且以字節(jié)為單位(TU-12和TU-3的調(diào)整單位為1個(gè)字節(jié);AU-4的調(diào)整單位為3個(gè)字節(jié))，因而抖動(dòng)是難免的，也是PDH在SDH中傳輸保持同步所特有的。本段重點(diǎn)對(duì)目前電力系統(tǒng)通信中流行的單個(gè)的SDH自愈環(huán)網(wǎng)(業(yè)務(wù)網(wǎng))，從同步網(wǎng)的概念，對(duì)SDH自愈環(huán)的同步作一原則概述:(1)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都同步于一個(gè)主時(shí)鐘，(主從同步方式);(2)同步信號(hào)不能環(huán)回;(3)不能采用經(jīng)過(guò)SDH網(wǎng)絡(luò)的2MB/S支路信號(hào)作為同步信號(hào);(4)為保證同步信號(hào)的精度，ITU-T規(guī)定，單個(gè)同步鏈中，SSV設(shè)備不應(yīng)超過(guò)10個(gè)，因而應(yīng)盡量尋找最短路由。

由于各廠家SDH設(shè)備不盡相同，但基本都具有以下幾種時(shí)鐘源的配置方式:(1)外同步定時(shí)源輸入(PRC，符合G.811規(guī)定);(2)從接受信號(hào)中提取定時(shí):①線路定時(shí):所有發(fā)送STM-N/M信號(hào)的定時(shí)信號(hào)都是由某一特定的輸入STM-N信號(hào)中提取;②通過(guò)定時(shí):網(wǎng)元由同方向輸入的單一STM-N信號(hào)中提取定時(shí)信號(hào)，再對(duì)同方向的發(fā)送或輸入進(jìn)行同步;③環(huán)路定時(shí):網(wǎng)元中的每個(gè)發(fā)送STM-N信號(hào)都由相應(yīng)的輸入STM-N信號(hào)中提取的定時(shí)來(lái)同步;(3)內(nèi)部定時(shí)源(SEC，符合G.813規(guī)定)。

PRC可配置一個(gè)獨(dú)立的高精度時(shí)鐘發(fā)生器，如銫原子時(shí)鐘;或從GPS(全球定位系統(tǒng))采集參考時(shí)鐘，或由BITS(大樓綜合定時(shí)系統(tǒng))提供。

為了實(shí)現(xiàn)同步系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠自動(dòng)恢復(fù)，SDH的段開銷(SOH)引入了S1字節(jié)(后4比特)，作為同步狀態(tài)標(biāo)志(SSM)字節(jié)(定義了6種狀態(tài)標(biāo)志)，對(duì)網(wǎng)同步的狀態(tài)與質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并幫助進(jìn)行網(wǎng)同步的保護(hù)倒換。如果某一網(wǎng)元能夠接受到多個(gè)定時(shí)參考時(shí)，它應(yīng)能夠選擇其中質(zhì)量等級(jí)最高的信號(hào)，當(dāng)有相同質(zhì)量等級(jí)信號(hào)存在時(shí)，可以通過(guò)人為設(shè)置的優(yōu)先級(jí)來(lái)進(jìn)行選擇，如果設(shè)備不具備識(shí)別SSM信息，對(duì)其應(yīng)具有設(shè)定定時(shí)質(zhì)量等級(jí)的功能。SDH自愈環(huán)不僅能對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)行保持，同時(shí)也對(duì)時(shí)鐘源的選擇提供了保護(hù)機(jī)制。

目前，地區(qū)SDH光纖自愈環(huán)網(wǎng)基本用GPS的2Mbit/s定時(shí)信號(hào)作為主站的外時(shí)鐘源，網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)以線路抽時(shí)鐘為主的主從同步方式。

1.4 節(jié)點(diǎn)的同步運(yùn)行模式

網(wǎng)絡(luò)從時(shí)鐘(從節(jié)點(diǎn))工作模式有三種狀態(tài):(1)正常工作模式:內(nèi)部晶振鎖定于外部定時(shí)參考源(鎖定模式);(2)保持模式:外部定時(shí)基準(zhǔn)失效時(shí)，內(nèi)部電路采用失效前存儲(chǔ)的最后的頻率信號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行工作。在一定期間內(nèi)(至少24小時(shí))，當(dāng)外部參考信號(hào)恢復(fù)后，系統(tǒng)將倒換到鎖定模式工作。(3)自由運(yùn)行模式:保持模式超過(guò)一定時(shí)間后，由于內(nèi)部晶振的精度較低，偏差越來(lái)越大，從而完全由時(shí)鐘內(nèi)部振蕩器工作于自由振蕩方式。

2 故障1:SDH自愈環(huán)中電話、遠(yuǎn)動(dòng)信息正常，撥號(hào)上網(wǎng)不行

2.1 故障現(xiàn)象

作者所在公司的城區(qū)自愈光纖環(huán)網(wǎng)初期為南北兩個(gè)相切的環(huán)，中心站為中興一體化機(jī)型(S360-155)，南北環(huán)各有5個(gè)、6個(gè)節(jié)點(diǎn)，采用中興緊湊型(V2-S310)。中心站配有4個(gè)ZXSM-10智能PCM，分別用于二線電話、環(huán)路中繼、四線遠(yuǎn)動(dòng)、V.28數(shù)據(jù)，各節(jié)點(diǎn)配有一個(gè)智能PCM。保護(hù)方式為1+1的子網(wǎng)連接保護(hù)(VC-12保護(hù))，主站的PRC為GPS-2Mbit/s時(shí)鐘源。網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)依據(jù)最短路由，并以不形成環(huán)路方式配置兩個(gè)方向的線路抽時(shí)鐘。

網(wǎng)絡(luò)建成運(yùn)行一年多，電話、遠(yuǎn)動(dòng)信息(2.4K)運(yùn)行正常。由于工作需要，準(zhǔn)備在網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)上利用二線話路開通撥號(hào)上網(wǎng)業(yè)務(wù)(163)，但在其中某一節(jié)點(diǎn)調(diào)試時(shí)，幾乎撥不上去。換一節(jié)點(diǎn)再試，最多出現(xiàn)一個(gè)顯示不全的主頁(yè)，根本瀏覽不了。而語(yǔ)音電話聽起來(lái)基本沒(méi)有噪聲，自動(dòng)化信息運(yùn)行正常，網(wǎng)管也無(wú)任何告警指示。問(wèn)題出在哪里呢？經(jīng)過(guò)多次主站節(jié)點(diǎn)的換板及音頻部分軟件設(shè)置修改，還是沒(méi)用！設(shè)備是應(yīng)該支持的，不通是沒(méi)有道理的，但這個(gè)不通的道理是什么呢？說(shuō)實(shí)在的，那時(shí)只是想不通。廠方維護(hù)人員也是沒(méi)招。

2.2 處理方法

一段時(shí)間后，廠方維護(hù)人員無(wú)意中發(fā)現(xiàn)，所有PCM的定時(shí)源未定義，這下才恍然大悟，原來(lái)是“同步”在作怪，短短的幾分鐘設(shè)置，問(wèn)題就迎刃而解了。

2.3 原因分析

從同步網(wǎng)理論來(lái)看，此種情況下，所有PCM時(shí)鐘的運(yùn)行模式，都處于自由振蕩方式，而各PCM的晶振電路差異各不相同，其頻率和相位精度的誤差對(duì)話音信號(hào)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(遠(yuǎn)動(dòng)信息)的影響不太明顯，雖然網(wǎng)管和PCM沒(méi)有顯示“失步”或誤碼之類的告警，一旦進(jìn)行相對(duì)高速大流量的數(shù)據(jù)交換就顯得突出了—— 失去同步，一定的誤碼率對(duì)不同的數(shù)字通信的影響是不同的。道理很簡(jiǎn)單，也是人所共知的，但就是未從這方面去分析、查找故障的原因。為此，我們對(duì)中心站的四個(gè)PCM業(yè)務(wù)配置進(jìn)行重新調(diào)整。因?yàn)樵仁前丛捖沸再|(zhì)集中配置的，只能有一種業(yè)務(wù)“點(diǎn)到點(diǎn)”，其它業(yè)務(wù)要從PCM 2M進(jìn)出線轉(zhuǎn)接，在PCM間穿透，這樣對(duì)“同步”的質(zhì)量也是有影響的。這也算是對(duì)教訓(xùn)的總結(jié)吧。

3 故障2:視頻會(huì)議終端與MCU間經(jīng)SDH(2M)傳輸后幀失步

3.1 故障現(xiàn)象

作者所在公司的視頻會(huì)議系統(tǒng)是選用華為ViewPoint8620綜合視訊交換平臺(tái)及8620視訊終端。主站與終端間通過(guò)北電SDH市——縣光纖環(huán)網(wǎng)的2M通道進(jìn)行連接，運(yùn)行正常。由于工作需要，欲將MCU對(duì)某縣的通道切換到中興V2(155M)電路上傳輸。

兩中興V2傳輸設(shè)備配置正確，尤其是同步定義，業(yè)務(wù)正常，但把視頻2M切換(主站上，北電、中興SDH及華為MCU，共用一個(gè)DDF架;縣公司端，北電與中興分放兩室，視頻終端的2M線約需增加10m，原2M線路長(zhǎng)度約30m。)其上時(shí)，MCU卻顯示幀失步，不能正常工作。

3.2 原因分析及處理

對(duì)V2通道進(jìn)行2M誤碼監(jiān)測(cè)，正常。這種現(xiàn)象究其原因，可能有兩方面原因:1、2M線路衰耗過(guò)大，(乃至于中間搭接引起頻率特性失真);2、中興2M接口傳送能力差，滿足不了相對(duì)長(zhǎng)距離的傳輸。但，在縣公司端的2M線兩端分別對(duì)MCU及視頻終端進(jìn)行環(huán)回時(shí)，卻都顯示正常。這足以排除線路上的問(wèn)題，因?yàn)榄h(huán)回時(shí)，相當(dāng)于原來(lái)兩倍的線路長(zhǎng)度。問(wèn)題到底出在哪里？難道還存在兩種端口不匹配導(dǎo)致失步？

從理論上來(lái)講，視頻終端應(yīng)同步于MCU，SDH 2M通道只是提供一種“透明”傳輸，一臺(tái)數(shù)字設(shè)備對(duì)其自身的信號(hào)肯定是同步的。因此，只能是視頻終端與MCU工作在不同步狀態(tài)。那么，它們的同步機(jī)理是什么呢？不同步的原因又是什么呢？

在對(duì)中心站2M配線做進(jìn)一步檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)DDF架上MCU的2M線屏蔽層與中興SDH 2M線屏蔽層不通！把中興的2M線屏蔽層處理好后，視頻系統(tǒng)正常。

4 故障3:開關(guān)電源RS232監(jiān)測(cè)端口接上V.28端口不傳數(shù)據(jù)

4.1 故障現(xiàn)象

作者有一次檢修城區(qū)SDH環(huán)網(wǎng)中某節(jié)點(diǎn)的華為電源監(jiān)測(cè)通道?，F(xiàn)象是中心站監(jiān)控系統(tǒng)顯示該站RS232通道不通，節(jié)點(diǎn)監(jiān)控模塊也不發(fā)數(shù)據(jù)。但在節(jié)點(diǎn)上用筆記本運(yùn)行電源監(jiān)控模塊工作正常，并且在光端機(jī)PCM V.28該端口處環(huán)回給中心站時(shí)，工作也正常。在VDF架上用萬(wàn)用表測(cè)量收、發(fā)電壓(對(duì)地線)均在正常范圍內(nèi)(RS232發(fā)送電壓在9V左右均屬正常值)，對(duì)DB9串口2、3腳短接測(cè)量還是好的。終端和通道分別運(yùn)行都正常，可怎么就聯(lián)不上呢？

4.2 故障原因及處理

正當(dāng)一籌莫展，準(zhǔn)備換一個(gè)V.28通道試試時(shí)，突然想，何不把5腳地線(因?yàn)槭怯玫木W(wǎng)絡(luò)線連接DB9頭，用四根白線中的一根白線作為地線卡在VDF上)也量一量。測(cè)量結(jié)果不通，DB9的5號(hào)線是另一根未卡的白線(原來(lái)，上次檢查時(shí)，有人把線對(duì)重新卡接了一回，卡錯(cuò)了)。重新卡接地線后，通信正常。

本故障及故障2從理論上解釋似乎與“同步”相去甚遠(yuǎn)，從電路的工作原理去分析可能更清晰明白一點(diǎn)。但從故障2MCU顯示“幀失步”這個(gè)角度看，本人有一個(gè)新的想法:各自能夠獨(dú)立運(yùn)行，而只是連接不上的(當(dāng)然是同一規(guī)約)，是不是就可以把它稱之為“失步”——不能協(xié)調(diào)工作是它的真正含義。而不是局限于網(wǎng)絡(luò)失去了網(wǎng)同步才稱之為“失步”。產(chǎn)生“失步”的原因是多種多樣的，作為一名通信維護(hù)人員，如何在眾多復(fù)雜的故障現(xiàn)象中，找出故障的真正原因，不僅要借助于設(shè)備，更要從理論的高度去分析問(wèn)題，查找故障原因，從而更好地解決問(wèn)題。

5 關(guān)于公司同步網(wǎng)建設(shè)的一點(diǎn)建議

同步是如此重要。特別是隨著信號(hào)速率的不斷提高和我公司交換網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，同步尤顯重要。同步不僅是一個(gè)站點(diǎn)的通信設(shè)備接口間的匹配，更主要的是通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的系統(tǒng)同步。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共用一個(gè)(或幾個(gè))高等級(jí)、高精度的PRC同步信號(hào)才能得以保證系統(tǒng)同步。目前我公司系統(tǒng)在市公司通信機(jī)房?jī)?nèi)建有全球定位系統(tǒng)(GPS)作為同步源，而縣公司沒(méi)有高精度的同步源，都上GPS投資較大。把同步信號(hào)傳到其它通信節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)就叫同步網(wǎng)。目前公司系統(tǒng)的市—縣信息網(wǎng)采用的SDH制式，不能作為同步傳輸通道，因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)展情況，結(jié)合其它通信需求建立一個(gè)同步網(wǎng)，確保通信健康發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)通信設(shè)備種類較多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多種通信接口對(duì)接頻繁，因而通信故障的種類不勝枚舉。但通信技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字設(shè)備的高度集成化，使得通信維護(hù)變得似乎簡(jiǎn)單了，只要知其然，而不知其所以然變得心安理得。但是，經(jīng)驗(yàn)是個(gè)寶，理論少不了。理論是理解各類設(shè)備、分析各種運(yùn)行狀態(tài)的靈魂。它不僅有助于分析、解決問(wèn)題，甚至還能避免產(chǎn)生人為的故障。本文從SDH為代表的數(shù)字通信中網(wǎng)同步原理這一側(cè)面，通過(guò)實(shí)際工作中處理問(wèn)題的過(guò)程，旨在說(shuō)明專業(yè)基礎(chǔ)理論在實(shí)際工作中的重要性。由于篇幅及水平有限，故障2和故障3未能作出詳盡的理論分析。不妥之處，敬請(qǐng)各位專家及同仁不惜指正！

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