传输设备维护与演进探讨

周 兵

（安徽省专用通信局，安徽 合肥 230000）

0 引 言

传输设备是通信网中重要的传输媒介，由光纤、中继器、光模块、分光器以及光电转换器等组成，具有信号传输速率高、传输带宽大以及传输距离远的优点。在日常生活中，传输设备和人们的生活紧密相连。传输设备一旦出现故障，就会影响通信网络的正常运行。及时维护传输设备，研究传输设备的演进，是通信网络维护和建设的一项重要工作。

1 传输设备故障处理

对于传输设备故障的处理原则可归纳为：先其他系统，后传输系统；先整个网络，后单个网元；先高速告警，后低速告警；先重要告警，再次要告警[1]。

（1）先其他系统，后传输系统。定位故障时，首先要排除可能的外部因素，如光缆被挖断、交换设备故障以及动力原因，之后再定位传输系统故障因素[2]。

（2）先整个网络，后单个网元。在定位故障时，优先确定是哪个网络出现故障，之后再对故障网络的网元进行逐个排查。

（3）先高速告警，后低速告警。在传输设备中，低速信号复用进高速信号进行传输，当高速信号出现告警时，低速信号往往同时也会受到影响。高速信号的告警比低速信号的告警少，能够更加有效地判断出故障节点。往往在高速告警处理完毕后，低速告警也会同步消失。

（4）先重要告警，后次要告警。分析告警时，先分析高级告警，如紧急告警和重要告警等，再分析低级告警，如事件告警和提示性信息等[3]。

1.1 经验处理法

有经验的维护人员往往可以更加快速地处理故障。发生一些极端情况时，如瞬时供电电压过大、高温或强烈的外部电磁干扰，传输设备的某些板卡会进入异常工作状态[4]。此时，业务闪断和数据传输卡顿等故障现象发生，可能会伴随相应的告警，也可能没有告警。查看各板卡的配置数据可能完全正常。维护经验丰富的维护人员，通过插拔板卡、重启设备、重新配置业务数据以及将业务反向到保护通道等措施，可以有效地排除故障，及时恢复业务[5]。

1.2 配置数据分析法

在一些特殊情况下，如设备运行环境突然变化，或由于操作失误，设备网元数据库数据和板卡的数据可能会被破坏或更改，从而导致系统无法运行。此时，在将故障定位到单个网元后，可以使用恢复数据库和重新配置系统数据的方法恢复业务。

1.3 告警和性能分析法

传输设备数据的协议定义了大量的开销字节。当传输系统发生异常时，通常伴随着大量的高级、低级告警以及性能事件信息。通过研判这些信息，维护人员可以大致确定故障的类型和位置。

获取告警和性能事件信息的方式有两种：可以通过网管查询故障设备的当前告警、历史告警以及性能事件数据；也可以去现场查看设备的运行灯和警示灯，了解设备当前的工作状态。

通过网管获取故障信息，可以及时、准确地进行故障定位[6]。传输网管24小时运行，维护人员无需去现场查看。一旦有异常产生，网管系统会发出声光告警。依托当前传输设备的智能化，维护人员能实时定位故障设备，且能直接在网管数据库查询该设备的历史告警、当前告警以及历史性能数据，无须单独保存。

1.4 仪表测试法

仪表是传输设备维护必不可少的工具，经常用来测试传输设备的性能和当前运行状态，用来解决光衰耗不符合规范、误码超限、设备电压异常以及设备内部线路短路等问题。常用的仪表有万用表、OTDR、2M误码分析仪、光功率计、稳定化光源以及红光笔等。

1.5 替换法

替换法是用一个无异常的备件替换疑似异常板卡，从而达到定位和排除故障目的的方法[7]。替换对象可以是光缆、局站或板卡。本办法不仅适用于排除光纤、中继电缆、数据交换机以及电源设备等传输外部设备的问题，也可以用来缩小故障排查范围，将故障定位在网元之后，进而查找网元内部出现的故障。替换法应用举例如图1所示。

图1 替换法应用举例

在图1的示例中，如果怀疑NE2的设备内部有问题，在满足光口传输距离的前提下，可以使用光耦合器将NE2设备的W光纤和E光纤进行互联，如果业务中断告警依然存在，则判断NE2设备无异常，继续去其他站点排查。如果互联后NE1和NE3的告警消失，则可判断为NE2设备问题，可以直接更换NE2设备来恢复业务。但仍需进一步排查NE2设备内部，将故障定位到具体物件，减少维护成本，增加故障处理经验。

2 传输设备维护

2.1 做好维护前准备工作

做好维护前的准备工作，可以有效提高传输设备的维护效率和质量。具体准备工作如下。

（1）做好维护前的安全生产教育，维护工作不能对在网设备的运行产生影响。维护人员不能随意删除或创建数据，不能泄露设备的配置信息给无关人员，应注意用电安全和防静电，确保生产安全。

（2）维护人员需要准备好必要的维护工具，并检查工具是否运行正常。

（3）维护人员需加强知识储备，掌握所维护设备的各种参数和构成，在全面分析设备运行报告的基础上，详细了解设备的数据配置、光纤走向以及端口使用情况，制定科学的维护措施，确保维护工作平稳有序开展。

2.2 传输设备常规检测维护

目前，主流传输设备的维护工作较为智能。传输设备常见的安全隐患有：接收或发送光功率异常、设备温度异常、硬件故障、系统软件待升级、无备份数据、传输质量下降以及存储空间不足等。根据系统运行报告，维护人员可以明确维护工作的重点。

对于智能化程度较低的传输设备，维护人员需要根据网管和设备面板了解设备运行情况，按照维护作业要求开展检测维护工作。检测维护工作的目标是优化传输系统的运行，解决设备日常运行中的问题，确保整个传输系统无安全隐患，同时优化传输设备性能和网络结构，节约设备和网络资源，删除无用数据，为紧急故障处置打牢坚实的基础。

3 传输设备发展的常见问题

3.1 智能化工作能力不足

随着科技的发展，传输设备的集成度越来越高，设备组网越来越复杂，对维护人员的要求越来越高。从3G到4G，再到5G，技术发展解决的主要是数据传输速度的问题，对于设备的维护需求则考虑较少，致使光传输网络的智能化工作能力进展缓慢。在业务配置、网络优化、智能调度以及预警预修方面需要维护人员的深度介入，维护门槛较高，专业性较强，缺少“傻瓜式”维护界面。由于各地维护人员技术水平不一，因此光传输网络的工作效率不能达到最优解。在出现故障时，故障修复时间严重加大，导致业务中断时间过长，给终端用户带来不友好的体验。

3.2 设备种类过多

经过几十年的发展，传输设备从准同步数字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）技术发展到现在的主流波分技术和光传送网（Optical Transport Network，OTN）技术[8]。为适应平滑升级的现实需要，通信网中的传输设备在设计时都尽可能做到向下兼容。目前通信网使用的传输设备类型有PDH设备、同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）设备、波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）设备、OTN设备以及无线接入网IP化（IP Radio Access Network，IPRAN）设备等，每种不同类型的传输设备采用不同的技术标准，导致这些设备无法使用统一传输网管，不同类型的设备在对接时存在各种接口不匹配和协议兼容异常等问题，给传输设备维护带来许多困难和问题。因此，迫切需要在整个通信网启用统一技术标准和统一设备类型的传输设备。

4 传输设备技术演进

传输设备技术历经多年演进，传输速度实现了从MB级到TB（1 TB=1 024 GB=1 048 576 MB）级的飞跃，传输网络的组网方式从点到点直连方式演进到现在具备智能选路功能的智能光交换网络[9]。传输设备技术演进方向如图2所示。

图2 传输设备技术演进

未来传输网络将发展为基于SDN的IP+光模式，基于波长交换直接承载IP。当通信网全面进入5G且向6G迈进的过程中，终端物联网的数据传输将暴发式增长，传统的电信号将很难发挥作用[10]。IP+光是目前各传输设备厂家的研发重点。光纤的传输能力远远没有达到上限，IP智能化也可以继续挖掘，因此IP+光可以在未来提供更高的带宽速度和更强的智能化水平，减轻维护工作量，促进社会经济发展。

5 结 论

在时代发展的大背景下，维护人员需要勤学善思，时刻准备开展故障处理工作，全力缩短故障历时。在全面5G的时代潮流中加大传输设备演进研究，紧跟前沿技术发展方向，对于减少网络建设重复投资和无效投资具有很大的作用[11]。发挥传输的最大效能，及时更新传输设备，提供用户满意的服务，对避免低效投入至关重要。