SDH告警產生原理分析與故障排查

王剛

摘 要：SDH光傳輸網設備大量應用在電力通信系統中，在運行過程中會產生大量的告警，通信運維人員熟練掌握SDH幀結構和SDH告警產生原理能有效提高工作效率、減少故障排查處理時間。文章介紹了SDH光傳輸網設備在電力通信系統的應用情況，分析了SDH幀結構的組成以及SDH的工作原理、SDH告警產生和傳遞機制，并結合實際工作經驗探討常見SDH告警產生的原理和故障排查方法。

關鍵詞：SDH；告警；電力通信系統；故障排查

隨著電力系統朝著現代化、智能化方面日益發展，電力生產過程中自動化控制系統、變電站視頻監控系統、變電站辦公網絡、軟交換電話系統等業務對于通信傳輸資源的需求不斷增長，電力通信網絡在電力系統的重要性被提升到了前所未有的高度。SDH光傳輸系統作為目前光通信領域一項成熟且穩定的技術，已被廣泛應用在電力通信系統中，以多種組網方式組成了鏈形網、環形網和多環網，復雜的組網方式勢必增加運維人員進行故障定位及處理的難度，筆者根據實際工作經驗聯系SDH告警原理，對SDH光傳輸設備的告警產生和故障定位進行了分析探討，為電力通信系統運行維護提供參考。

1 SDH基礎知識

1.1SDH幀結構

SDH幀結構（本文“SDH幀結構”均指SDH基本傳輸單位STM-1的幀結構）是由270列和9行字節組成的塊狀結構，如圖1所示。圖中，幀結構中的字節是從左至右、自上而下按順序傳送的，幀長度為2430（270×9）字節，幀頻率為8kHz，信號比特速率為155.520Mbit/s。

1.2SDH段開銷結構及其功能

1.2.1 SDH段開銷結構

SDH段開銷結構如圖2所示，其中RSOH為再生段開銷、MSOH為復用段開銷、POH為通道開銷。RSOH對整個STM-N整體信號進行監控，MSOH對STM-N中的某個STM-1信號進行監控，RSOH、MSOH、POH組成SDH層層細化的監控體制。

1.2.2 SDH段開銷與告警

SDH系統借助于豐富的開銷字節傳遞告警和性能事件，具有很強的在線告警和誤碼監測能力。因此了解開銷字節的含義，可以更深層次地理解SDH告警及誤碼監測機制。

A1、A2字節用于定位STM幀的起始位置，正常情況下A1、A2的值恒為F6H、28H，如果幀同步器連續5幀監測到錯誤的A1、A2值，將上報幀失步告警OOF，如果OOF告警持續3ms，則上報幀丟失告警LOF，并下插全“1”信號。在LOF狀態下，若連續1ms以上又處于定幀狀態，那么設備又回到正常狀態。

J0字節用于確認再生段兩端處于連續的連接狀態，要求收發兩端的J0字節完全匹配，如果不匹配，則會上告J0_MM追蹤識別符失配告警。

B1為再生段誤碼監測字節，如果從STM-N信號中恢復出的B1字節和接收到的前一個STM-N幀中的BIP-8計算結果不一致，則上報B1誤碼。如果B1誤碼超過門限10-3（默認值），就產生B1_EXC告警。

B2為復用段誤碼監測字節如果從STM-N信號中恢復出的B2字節和前一個STM-N幀（除再生段開銷外的所有比特）的BIP-24計算結果不一致，則上報B2誤碼。

K1、K2為自動保護倒換通路字節， 如果檢測到K2字節中b6-b8是111，則上報MS_AIS告警并下插全“1”信號。如果檢測到K2字節中b6-b8是110，則上報MS_RDI告警。

2SDH告警產生機制

SDH傳輸系統中，告警均由單板產生，單板將告警上報給主機軟件，主機軟件將告警上報網管軟件，用戶通過網管軟件查詢告警。其中主控板、光接口板、業務板、交叉板等均能產生告警。

根據信號處理和告警產生的過程可以將SDH設備進一步分解成以下模塊：

高階部分：幀同步器和再生段開銷處理器、復用段開銷處理器、指針處理器和高階通道開銷處理器

低階部分：高階通道適配器、低階通道終端、低階通道適配器、異步物理接口

下面我們將以這些功能模塊為索引對高階告警信號產生流程和各開銷字節處理作介紹，其中流程如圖3所示。

2.1幀同步器和再生段開銷處理器

告警信號流程如下：

1）光接收

光模塊對接收到的光信號進行檢測，如果發現輸入信號無光、光功率過低或光功率過高以及輸入信號碼型不匹配時會上報R_LOS告警。

2）A1、A2字節檢測

幀同步器接收到從光電轉換模塊發來的STM-N信號后，根據該信號中的A1、A2字節來對幀進行定位， 正常情況下，A1值恒為F6H，A2值恒為28H，但如果連續5幀檢測到錯誤的A1、A2值，將上報R_OOF告警。如果R_OOF告警持續超過3ms，則上報幀丟失告警R_LOF并下插全“1”信號。

3）B1字節檢測

再生段開銷處理器提取STM-N信號中的其它再生段開銷字節進行處理。其中最重要的為B1字節。如果從STM-N信號中恢復出的B1字節和接收到的前一個STM-N幀中的BIP-8計算結果不一致，則上報B1誤碼。

2.2復用段開銷處理器

信號流程如下：

1）K1、K2字節檢測

復用段開銷處理器提取STM-N信號中的復用段開銷字節進行處理，利用K1、K2字節和主控單元、交叉單元共同實現MSP保護功能。

如果檢測到K2字節中b6-b8是111，則上報MS_AIS告警并下插全“1”信號。如果檢測到K2字節中b6-b8是110，則上報MS_RDI告警。

2）B2字節檢測

如果從STM-N信號中恢復出的B2字節和前一個STM-N幀（除再生段開銷外的所有比特）的BIP-24計算結果不一致，則上報B2誤碼。

2.3指針處理器和高階通道開銷處理器

信號流程如下：

1、H1、H2檢測

指針處理器根據每一路AU-4的H1、H2字節進行指針解釋和指針調整，完成頻率和相位校準以及容納網絡中的相位抖動和漂移的功能，同時定位每一路VC-4并送到相應高階通道開銷處理器。如果檢測到AU指針H1和H2字節全為“1”，則上報AU_AIS告警，并下插全“1”信號。如果H1和H2字節代表的指針值非法（不在正常范圍0～782內），連續8幀收到非法指針，則上報AU_LOP（管理單元-指針丟失）告警并下插全“1”信號。

2、J1、C2、B3和G1字節檢測

高階通道開銷處理器對接收的N路VC-4中的高階通道開銷HPOH字節進行處理。對其中各字節處理方式如下：

如果檢測到J1字節和預定值不同，則上報HP_TIM告警，并下插全“1”信號。

如果檢測到C2字節為00，則上報HP_UNEQ告警，并下插全“1”信號。如果檢測到C2字節和預定值不同，則上報HP_SLM告警，并下插全“1”信號。

3SDH常見告警的分析及處理方法

SDH光傳輸技術通過豐富的開銷來對不同的功能層進行層層監控，下面簡單介紹日常維護中常見的告警，通過SDH測試儀、光功率計、光源、光衰耗器、OTDR等儀表來判斷告警產生的原因，以及常見告警的處理方法。

3.1LOS告警

LOS告警是非常常見的嚴重告警之一，由于光接收模塊檢測不到光信號、光功率過高或

過低引起的。主要有以下常見原因：

1）接收光方向光路中斷或衰耗過大

2）本端光接收模塊故障

3）對端光發送模塊故障

處理LOS告警的關鍵在于排查故障點，使用光功率計在各個關鍵節點檢測接收光功率，

通過與標準光接收功率做對比即可判斷故障點，一般先在本端接收光口和對端發光口收光排除光模塊的故障，若為光模塊故障則更換光模塊即可，若為光路故障則須進行光路調整或者對光路進行搶修，兩端設備的收發光正常后LOS告警消除。

3.2LOF告警

LOF告警是由于幀同步器連續5幀檢測到錯誤的A1、A2值而產生?？墒褂肧DH傳輸測試儀在高階監測點監測接收SDH幀結構中A1、A2字節，如果正確，可能是本端相關單元的硬件或者軟件有故障，若不正確，則說明故障在對端。

也可將本端設備收發光加光衰后自環，若告警消失則為對端故障，若告警不消失則為本端故障。

3.3AIS告警

AIS告警又叫全“1”碼告警，俗稱上游告警，一般是對端設備檢查到LOS或者LOF等嚴重告警后下發到對端，或者是高階層檢測到嚴重告警后下插至低階。所以產生AIS告警后一般先去查看對端設備或者高階的告警。

3.4EBER告警

EBER告警一般是由于光路衰耗過大造成較大誤碼而產生，光纖連接器和光收發模塊有灰塵、光纖彎曲角度過大均會造成光路衰耗過大。通過OTDR可以查看光路的衰耗情況，進而判斷故障點，通過用酒精或無塵紙擦拭光纖連接器等方法可以處理故障，光路衰耗恢復正常后告警消失，若無法處理則須進行光路路由調整。