魏海，張延濤，王憲坤

（1．中海石油（中國）有限公司天津分公司；2.中海油信息科技有限公司天津分公司,天津300452）

1 背景

渤海油田某區(qū)域開發(fā)工程項(xiàng)目共由6個(gè)新平臺(tái)組成，包括有一個(gè)中心平臺(tái)和5個(gè)井口平臺(tái)。為實(shí)現(xiàn)新建海上平臺(tái)與原有平臺(tái)之間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸，在原有SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，該油田群充分利用環(huán)狀拓?fù)涞淖杂匦詫⑺牭V區(qū)周邊的12個(gè)新老平臺(tái)通過SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，通過新增節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了一個(gè)由12個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的集網(wǎng)絡(luò)、語音、生產(chǎn)信號(hào)等多種業(yè)務(wù)于一體的SDH環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示，該自愈環(huán)網(wǎng)為雙纖單向通道保護(hù)環(huán)，共包含12個(gè)節(jié)點(diǎn)。其中，節(jié)點(diǎn)1～5承載著語音、網(wǎng)絡(luò)和中控系統(tǒng)三種信號(hào)。節(jié)點(diǎn)1為5個(gè)節(jié)點(diǎn)中邏輯上的核心節(jié)點(diǎn)，擁有3條數(shù)字中繼分別與節(jié)點(diǎn)2、3、4進(jìn)行對(duì)接，節(jié)點(diǎn)5與節(jié)點(diǎn)4之間同樣通過數(shù)字中繼對(duì)接，共同組成語音交換網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)6～12承載了網(wǎng)絡(luò)和中控系統(tǒng)兩種信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)間的局域網(wǎng)互連，同時(shí)構(gòu)建了各平臺(tái)生產(chǎn)中控系統(tǒng)之間的邏輯網(wǎng)絡(luò)，將生產(chǎn)報(bào)警、關(guān)斷信號(hào)進(jìn)行互連。但自環(huán)網(wǎng)搭建以來，其運(yùn)行效果并不理想，主要表現(xiàn)為中心平臺(tái)的中控系統(tǒng)開關(guān)量信號(hào)時(shí)常出現(xiàn)告警，SDH光端機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)光板閃斷和開關(guān)量卡件DTT卡出現(xiàn)閃斷，油田群環(huán)路上存在光纖衰耗較大以及周圍相關(guān)平臺(tái)頻繁出現(xiàn)生產(chǎn)關(guān)斷信號(hào)誤報(bào)警的現(xiàn)象。對(duì)于海洋石油開采這種高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，這些故障現(xiàn)象已經(jīng)嚴(yán)重影響了海上平臺(tái)的安全生產(chǎn)。

2 故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 故障現(xiàn)象

圖1 SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

起初，僅節(jié)點(diǎn)9反映出現(xiàn)誤報(bào)警故障，而通過對(duì)系統(tǒng)告警日志進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象主要發(fā)生在6個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，分別為節(jié)點(diǎn)6、節(jié)點(diǎn)7、節(jié)點(diǎn)8、節(jié)點(diǎn)9、節(jié)點(diǎn)10、節(jié)點(diǎn)12，其中節(jié)點(diǎn)9為中心平臺(tái)，與多個(gè)平臺(tái)之間具有關(guān)斷信號(hào)的邏輯關(guān)系，因此其故障出現(xiàn)頻率最高。當(dāng)出現(xiàn)誤報(bào)警故障時(shí)，相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的SDH光端機(jī)STM-4光接口板及DTT-RCV開關(guān)量信號(hào)接收板同時(shí)出現(xiàn)閃斷現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為板卡上告警指示燈瞬間點(diǎn)亮，隨即熄滅，最終造成與SDH光端機(jī)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)中控系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤的油田報(bào)警或關(guān)斷信號(hào)，嚴(yán)重影響到海上石油平臺(tái)的安全生產(chǎn)作業(yè)。

2.2 原因分析

考慮到誤報(bào)警故障的出現(xiàn)沒有明顯的規(guī)律性，結(jié)合相關(guān)技術(shù)資料及經(jīng)驗(yàn)分析，該故障應(yīng)該是由不止一種原因造成的，具體分析如下。

（1）電源抖動(dòng)。SDH光端機(jī)與所聯(lián)動(dòng)的中控系統(tǒng)之間的傳輸線路上安裝有電阻元器件，易對(duì)線路上正常開關(guān)信號(hào)電壓電流造成一定的影響，電壓電流變化導(dǎo)致SDH光端機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象；SDH電源模塊如果出現(xiàn)問題，供電電壓異常，也會(huì)對(duì)SDH光端機(jī)的正常運(yùn)行造成影響。

（2）外界干擾。SDH光端機(jī)屬于精密光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，易受到相關(guān)無線頻率的干擾，根據(jù)前期測試結(jié)果，船舶雷達(dá)系統(tǒng)列為一種非常有效的干擾源?？紤]到海上平臺(tái)地理位置的特殊性及實(shí)際的生產(chǎn)需要，其周圍經(jīng)常有不同的船舶從各個(gè)方向經(jīng)過或停靠，因此對(duì)于安裝于普通機(jī)柜（非屏蔽機(jī)柜）中的SDH系統(tǒng)，難免會(huì)受到來自周圍的雷達(dá)系統(tǒng)的干擾。

（3）光纖鏈路損耗。根據(jù)SDH設(shè)備技術(shù)要求，為有效保證開關(guān)量信號(hào)的精確傳輸，光路接收電平衰減閾值為-18dBm，如果大于該值，則造成誤碼率增加。少量的誤碼可通過設(shè)備的糾錯(cuò)機(jī)制進(jìn)行彌補(bǔ)，但如果衰減值持續(xù)超過-18dBm，則誤碼逐步累積，最終將造成相鄰設(shè)備光纖鏈路瞬間的時(shí)隙中斷，致使誤碼無法通過糾錯(cuò)機(jī)制進(jìn)行修正，出現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象。

根據(jù)上述原則，借助于光功率計(jì)、OTDR等檢測設(shè)備，對(duì)該海上油田群各節(jié)點(diǎn)之間的光纖鏈路進(jìn)行了逐段排查。排查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于該海上油田群節(jié)點(diǎn)較多，為了組成環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，某些相鄰節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行了多次跳接。中間環(huán)節(jié)的增加導(dǎo)致了鏈路損耗過大，其中多個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)-20dBm以上的衰減；而沒有經(jīng)過跳接的節(jié)點(diǎn)由于熔接損耗及法蘭的原因也有損耗較大的現(xiàn)象。

3 解決方案

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前實(shí)際運(yùn)行中的SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)與項(xiàng)目完工資料中的不一致，給前期的故障分析帶來了阻礙。針對(duì)該問題，首先對(duì)現(xiàn)場環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新摸底，明確了各節(jié)點(diǎn)之間的真實(shí)連接關(guān)系，并聯(lián)系SDH廠家安裝了一套光端機(jī)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控軟件，為下一步的故障處理奠定了基礎(chǔ)。首先針對(duì)SDH光端機(jī)與中控系統(tǒng)之間傳輸線路上電阻元件的潛在干擾因素，對(duì)每一路開關(guān)信號(hào)鏈路上電阻元件進(jìn)行了拆除；針對(duì)電源模塊供電不穩(wěn)的問題，更換了新的電源模塊，并增加了穩(wěn)壓電源設(shè)備。經(jīng)過以上處理，誤報(bào)警現(xiàn)象依然存在。

為徹底解決該故障，設(shè)備廠家、海上平臺(tái)相關(guān)技術(shù)人員及運(yùn)維人員組織了多次故障分析會(huì)，對(duì)該故障進(jìn)行了深入剖析，總結(jié)了已經(jīng)做過的相關(guān)處理工作，并為進(jìn)一步的故障排查提供了方向，制定了切實(shí)可行的實(shí)施方案，具體如下。

3.1 隔離干擾因素

針對(duì)外界干擾因素，采取隔離法。如圖2所示，將未安裝屏蔽機(jī)柜且不涉及生產(chǎn)關(guān)斷信號(hào)的的4個(gè)節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)1～4）從整個(gè)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中分離出來，單獨(dú)組成一個(gè)小型環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，提供語音及數(shù)據(jù)的傳輸，以防止對(duì)整個(gè)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)造成影響。節(jié)點(diǎn)5～12均安裝了屏蔽機(jī)柜，組成另外一個(gè)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)。重新組網(wǎng)后，經(jīng)過長時(shí)間觀察，誤報(bào)警現(xiàn)象明顯減少。

3.2 降低鏈路損耗

根據(jù)光纖鏈路排查結(jié)果，對(duì)損耗較大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。通過諸如更換光纖跳線、清潔光纖接頭及法蘭，對(duì)熔接損耗較大的熔點(diǎn)進(jìn)行重新熔接等一系列處理方式，有效的降低了節(jié)點(diǎn)之間的鏈路損耗。如表1所示，將節(jié)點(diǎn)12左側(cè)光路由-22．4dBm的衰減降低至-5．1dBm；節(jié)點(diǎn)10右側(cè)光路由-23．0dBm降低至-16．1dBm；節(jié)點(diǎn)9右側(cè)光路由-20．0dBm降低至-8．6dBm。即所有節(jié)點(diǎn)之間的鏈路損耗均控制在-18．0dBm以內(nèi)，達(dá)到了SDH光端機(jī)對(duì)鏈路衰減閾值的要求。調(diào)整后，環(huán)網(wǎng)正常運(yùn)行，誤報(bào)警現(xiàn)象消失。

圖2

表1 調(diào)整前后衰減對(duì)比

3.3 處理結(jié)果

針對(duì)該海上油田群SDH環(huán)狀傳輸網(wǎng)的誤報(bào)警故障，經(jīng)過上述處理措施后，對(duì)該環(huán)狀傳輸網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行了長達(dá)兩個(gè)月的持續(xù)觀察。結(jié)果表明，通過對(duì)未安裝屏蔽機(jī)柜的節(jié)點(diǎn)的有效隔離及大衰減節(jié)點(diǎn)鏈路損耗值的降低，誤報(bào)警現(xiàn)象已經(jīng)消失，鏈路恢復(fù)正常，各種業(yè)務(wù)均穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

通過本次對(duì)某海上油田群SDH傳輸網(wǎng)誤報(bào)警故障的排查與處理，一方面對(duì)SDH傳輸網(wǎng)的一些特性進(jìn)行了驗(yàn)證，如雷達(dá)干擾及衰減閾值，同時(shí)為海上平臺(tái)未來SDH網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)要求與維護(hù)提供了非常有價(jià)值的參考。為保證開關(guān)量信號(hào)的精確傳輸，SDH設(shè)備必須安裝在屏蔽機(jī)柜中，且保證節(jié)點(diǎn)之間鏈路損耗低于-18dBm。