現(xiàn)代光纖通信技術及應用第7章光傳輸系統(tǒng)的操作與維護課件

1、延遲符現(xiàn)代光纖通信技術及應用 第7章光傳輸設備的操作與維護目 錄CATALOG7.1 SDH光傳輸設備系統(tǒng)結構7.2 SDH的硬件系統(tǒng)7.3 SDH的網(wǎng)管系統(tǒng)7.4 SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的功能延遲符7.5 SDH設備的安裝、調(diào)試流程7.6 SDH設備調(diào)測延遲符7.1SDH光傳輸設備 的系統(tǒng)結構PART 01延遲符7.1SDH光傳輸設備的系統(tǒng)結構 SDH光傳輸設備有許多種類，而且不同廠商的同類設備在具體結構和外觀上有一定的差別，但在總體結構上是類似的，SDH光傳輸設備系統(tǒng)框圖如圖7-1所示。延遲符7.2SDH硬件系統(tǒng)PART 02延遲符7.2.1系統(tǒng)功能框圖 SDH硬件系統(tǒng)功能框圖如圖7-2所示。在S

2、DH硬件系統(tǒng)中，各種SDH接口和PDH接口經(jīng)過接口匹配、復用和解復用等過程轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的業(yè)務總線，在交叉矩陣內(nèi)完成各個方向的業(yè)務交叉。7.2.1系統(tǒng)功能框圖1. 系統(tǒng)時鐘單元 系統(tǒng)時鐘單元為設備提供系統(tǒng)時鐘，實現(xiàn)網(wǎng)絡同步。系統(tǒng)時鐘的來源包括外部定時基準（BITS）、線路或支路時鐘及內(nèi)時鐘，并可在定時基準故障的情況下進入保持或自由振蕩模式。該單元依據(jù)定時基準的狀態(tài)信息實現(xiàn)定時基準的自動倒換。2.網(wǎng)元控制單元 網(wǎng)元控制單元完成網(wǎng)元設備的配置和管理，通過ECC通道實現(xiàn)網(wǎng)元之間信息的收發(fā)并傳遞控制管理信息。網(wǎng)元控制單元可提供與后臺網(wǎng)管的多種接口，通過此單元對傳輸網(wǎng)絡進行集中網(wǎng)管。3. 業(yè)務交叉單元 業(yè)務

3、交叉單元主要完成VC-4與TU-12等級別的交叉連接。通過采用適當?shù)慕徊鎲卧?，可構成不同類型的網(wǎng)元設備。7.2.1系統(tǒng)功能框圖4. 業(yè)務接口單元 業(yè)務接口單元包括光接口單元、電接口單元及數(shù)據(jù)接口單元。其中，光接口單元實現(xiàn)設備光線路的連接，包括STM-1、STM-4、STM-16等多種接口速率；電接口單元實現(xiàn)設備的局內(nèi)連接，包括STM-1電接口，以及E1、E3、E4等PDH電接口；數(shù)據(jù)接口單元包括10M/100M數(shù)據(jù)接口板、1000M數(shù)據(jù)接口板等接口。5. 公務和輔助接口單元 公務和輔助接口單元利用SDH中的空閑開銷字節(jié)，在傳輸凈負荷數(shù)據(jù)的同時，提供公務語音通道、若干輔助數(shù)字數(shù)據(jù)通道或模擬（音頻

4、）通道及IP接口。 除上述功能單元外，SDH硬件系統(tǒng)還可增加如EDFA（摻鉺光纖放大器）等相對獨立的擴展功能單元。擴展功能單元可與SDH設備共用同一個網(wǎng)管。7.2.2硬件單板聯(lián)系 SDH硬件系統(tǒng)的功能可通過不同機盤即單板的組合來實現(xiàn)，這些單板包括交叉板、時鐘板、業(yè)務接口板、主控板、公務板、用戶數(shù)據(jù)板及其他擴展單板。SDH硬件單板之間的聯(lián)系如圖下圖所示。7.2.3硬件單板排列 SDH硬件單板排列圖如圖7-4所示。從圖中可看出，SDH系統(tǒng)是一個雙層子架結構，由接口區(qū)、單板區(qū)、走線區(qū)及風扇插箱、防塵網(wǎng)區(qū)組成。其中，接口區(qū)用于網(wǎng)絡管理、時鐘、電源等的接入與輸出，包括網(wǎng)管接口、告警指示單元接口、風扇監(jiān)控

5、接口、外電源分配箱接口等。延遲符7.3SDH網(wǎng)管系統(tǒng)PART 03延遲符7.3.1網(wǎng)管軟件層次結構 SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的軟件層次結構如圖7-5所示。由圖中可以看出，SDH網(wǎng)管系統(tǒng)可分為3層，由下往上分別為設備層、網(wǎng)元層、網(wǎng)元/子網(wǎng)管理層、網(wǎng)絡管理層。7.3.2網(wǎng)管的組網(wǎng)方式1. 單GUI單Manager 單GUI單Manager組網(wǎng)方式是最基本、最普遍的網(wǎng)管組網(wǎng)方式，GUI與Manager既可以在同一臺計算機上運行，也可以分開在不同的計算機上運行，單GUI單Manager組網(wǎng)方式如圖7-6所示。7.3.2網(wǎng)管的組網(wǎng)方式2. 多GUI單Manager 一個Manager可以同時接受多個GUI的登錄，

6、高層網(wǎng)管也像一般的GUI一樣接入Manager。此結構一般應用于用戶需要多個操作終端（客戶端）或顯示終端的情況，而且客戶端可能分布在不同的地域，因此有些GUI需要遠程登錄Manager，多GUI單Manager組網(wǎng)方式如圖7-7所示。7.3.2網(wǎng)管的組網(wǎng)方式3. 單GUI多Manager 一個GUI可以同時登錄多個Manager，并在界面上統(tǒng)一顯示這些Manager所管理的子網(wǎng)/網(wǎng)元信息。當用戶需要在某個網(wǎng)管中心對一些分散的網(wǎng)管系統(tǒng)（如各本地網(wǎng)）進行統(tǒng)一的監(jiān)視或管理時，可采用這種方式。一般網(wǎng)管中心的GUI都需要遠程接入各Manager。4. 單子網(wǎng)多Manager（主副網(wǎng)管） 主副網(wǎng)管主要用來

7、進行網(wǎng)管的保護和備份管理。正常情況下，由主網(wǎng)管對各網(wǎng)元進行配置和管理；副網(wǎng)管只處于監(jiān)視狀態(tài)，不能對網(wǎng)元進行配置操作。當出現(xiàn)以下情況時，副網(wǎng)管將取代主網(wǎng)管并具有主網(wǎng)管的所有功能，對網(wǎng)元進行配置和管理：傳輸網(wǎng)絡處于異常狀態(tài)，主網(wǎng)管與網(wǎng)元已無法建立連接；主網(wǎng)管已發(fā)生故障；人工干預倒換。7.3.2網(wǎng)管的組網(wǎng)方式5. 遠程網(wǎng)管 在以上幾種網(wǎng)管結構中，當GUI與Manager、Manager與Manager（主副網(wǎng)管）或Manager與Agent因不在同一地點而需要通過路由器或網(wǎng)橋遠程接入時，稱為遠程網(wǎng)管。遠程網(wǎng)管并不是一種單獨的組網(wǎng)方式，只是前述幾種組網(wǎng)方式在遠程接入情況下的實現(xiàn)。7.3.3網(wǎng)管的運行環(huán)

8、境 SDH網(wǎng)管的運行環(huán)境主要是指網(wǎng)管正常運行所要求的硬件和軟件環(huán)境。SDH網(wǎng)管PC平臺的硬件和軟件環(huán)境見表7-1。延遲符7.4SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的功能PART 04延遲符 一般說來，SDH網(wǎng)管系統(tǒng)有系統(tǒng)管理、配置管理、告警管理、性能管理、安全管理、維護管理6大管理功能。 首先要進行系統(tǒng)登錄 登錄后就可進入SDH網(wǎng)管的主界面7.4.1系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理是保證網(wǎng)絡管理系統(tǒng)軟件正常運行的輔助管理功能的集合，它協(xié)同配置管理模塊保證整個軟件系統(tǒng)的正常運行。7.4.2配置管理 配置管理是SDH網(wǎng)管最重要的功能之一，主要用于對網(wǎng)元和網(wǎng)絡的配置進行管理。網(wǎng)元配置是指對單個SDH設備進行配置，網(wǎng)絡配置是指對網(wǎng)管系統(tǒng)

9、所管轄的各SDH子網(wǎng)進行配置。 配置管理的具體操作：登錄進入主界面后，單擊主界面菜單欄中的“配置”，彈出如圖7-10所示的SDH網(wǎng)管的配置管理下拉菜單。7.4.3告警管理 告警管理主要用于對告警信息的產(chǎn)生和消失進行檢測、定位、匯報、顯示。告警管理菜單如圖7-12所示。7.4.4 性能管理 性能管理主要用于對SDH網(wǎng)絡和子網(wǎng)設備進行性能監(jiān)控管理，它可以查看系統(tǒng)運行的一些重要參數(shù)，為系統(tǒng)評估、故障定位、查找誤碼源位置提供依據(jù)。性能管理菜單中包括“查看當前性能”和“查看歷史性能”兩個選項。如選擇“查看當前性能”選項，將彈出如圖7-13所示的“查看當前性能”對話框，選擇子網(wǎng)、網(wǎng)元、單盤后，會顯示相應的

10、性能。如選擇“查看歷史性能”選項，將彈出“查看歷史性能”對話框，其結構與“查看當前性能”對話框的結構非常相似，只是多了“起始時間”和“終止時間”兩個選項框，這里不再詳述。7.4.5安全管理 安全管理是為了保證操作系統(tǒng)的可靠性，通過口令對操作系統(tǒng)的使用者進行權限控制。用戶口令按操作權限分為高級口令、中級口令和低級口令，在安全管理菜單中可對口令進行修改、增加和刪除。 單擊菜單欄中的“安全”選項，其下拉菜單中顯示“增加用戶標識口令”“刪除用戶標識”“更改用戶口令”“查看用戶高級口令”“查看用戶中級口令”“查看用戶低級口令”“瀏覽命令歷史數(shù)據(jù)”“更新命令歷史數(shù)據(jù)”等選項。7.4.5安全管理 1. 增加

11、用戶標識口令7.4.5安全管理 2. 刪除用戶標識7.4.5安全管理 3. 更改用戶口令7.4.6維護管理維護管理菜單中包括“初始化性能計數(shù)器”“單盤復位”“環(huán)回控制”等選項。1. 初始化性能計數(shù)器7.4.6維護管理維護管理菜單中包括“初始化性能計數(shù)器”“單盤復位”“環(huán)回控制”等選項。2. 單盤復位 單盤復位即復位單盤上的CPU，使機盤處于上電初始化狀態(tài)。此操作可在出現(xiàn)較小故障（如小誤碼、不嚴重的失步）時進行，一般可消除或緩解這些故障的影響。 選擇“維護”“單盤復位”選項，彈出“單盤復位”對話框。輸入“子網(wǎng)號”“站號”“盤號”，再單擊“操作”按鈕完成單盤復位。7.4.6維護管理維護管理菜單中包

12、括“初始化性能計數(shù)器”“單盤復位”“環(huán)回控制”等選項。3. 環(huán)回控制延遲符7.5SDH設備的安裝、調(diào)試流程PART 05延遲符SDH設備的安裝和調(diào)試流程如圖7-19所示。下面具體說明每個步驟。7.5.1安裝準備 在設備安裝之前，要進行安裝準備。安裝準備工作可按照圖7-20所示的SDH設備安裝準備工作流程圖并結合廠家的操作規(guī)范和用戶的實際情況進行，7.5.2硬件安裝 SDH硬件安裝流程如圖7-21所示。7.5.3軟件安裝 SDH設備的軟件主要是用隨設備一同發(fā)來的網(wǎng)管安裝盤進行安裝，不同的軟件版本有不同的安裝流程。SDH設備的軟件安裝流程圖如圖7-22所示。7.5.4單點調(diào)試 加電和軟件安裝完成后

13、，可進行單點調(diào)試。單點調(diào)試的主要內(nèi)容有工作電壓是否符合要求（用萬用表測量正、負極電壓是否在4852V之間），機盤有無異常告警燈亮，檢查站號和公務號碼是否設置正確，SDH光口的發(fā)光功率及靈敏度和抖動等指標是否與產(chǎn)品出廠測試報告或產(chǎn)品說明書的標注一致。7.5.5系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 如各站設備都安裝、加電、單點調(diào)試完畢，可在本SDH網(wǎng)絡的網(wǎng)管控制中心通過網(wǎng)管對全系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)。此時須進入網(wǎng)管系統(tǒng)，完成網(wǎng)元的創(chuàng)建、網(wǎng)元的連接、網(wǎng)元的配置、時隙的分配、時鐘的設置。然后，用誤碼儀從主站對遠端各站進行誤碼測試，檢查所配置的電路時隙是否正確。如不正確，須對故障站點或整個網(wǎng)絡的時隙重新配置。此外，還應檢查網(wǎng)絡的公務電話是否

14、正常工作，每個站點是否都能通過公務電話進行指定呼叫聯(lián)絡。延遲符7.6SDH系統(tǒng)調(diào)測PART 06延遲符 SDH設備的安裝和單點調(diào)試完成之后，就應該連通各網(wǎng)元的光路，對整個子網(wǎng)進行系統(tǒng)調(diào)測。系統(tǒng)調(diào)測正常以后，才能移交給用戶投入試運行。下面介紹SDH系統(tǒng)調(diào)測流程。7.6.1 系統(tǒng)調(diào)測流程SDH設備的系統(tǒng)調(diào)測流程圖如圖7-23所示。7.6.2 配置并連接網(wǎng)元 為使SDH設備按照工程組網(wǎng)的要求工作，需要對各站設備進行數(shù)據(jù)配置，即通過網(wǎng)管軟件完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的配置、網(wǎng)元初始參數(shù)的配置并下載網(wǎng)元配置數(shù)據(jù)到設備主控板中。1. 配置網(wǎng)絡數(shù)據(jù) 一般情況下，在隨設備提供的網(wǎng)管軟件安裝盤中都包含根據(jù)合同配置的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，

15、只需利用網(wǎng)管軟件中的恢復功能將系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)恢復即可。若工程配置變更或進行設備測試，需要重新配置數(shù)據(jù)。2. 配置網(wǎng)元初始參數(shù) 對于未經(jīng)配置的SDH設備，需要對網(wǎng)元NCP（主控板）進行配置，將網(wǎng)元初始參數(shù)寫入網(wǎng)元NCP的數(shù)據(jù)庫芯片中。只有經(jīng)過配置的網(wǎng)元才能夠與網(wǎng)管計算機連接起來，進行配置和管理操作。7.6.3 光接口測試光接口測試主要包括平均發(fā)送光功率、接收靈敏度、過載光功率、平均收光功率等指標。1. 平均發(fā)送光功率：指發(fā)送偽隨機序列信號時，在發(fā)送點所測得的平均光功率。1）測試配置 測試儀表為SDH傳輸分析儀和光功率計，平均發(fā)送光功率測試連接圖如圖7-24所示。2）測試步驟按圖7-24連接電路，光

16、功率計的測試波長設置為SDH設備的發(fā)送波長。待SDH設備輸出光功率穩(wěn)定后，用光纖跳線將被測光接口與光功率計連接起來，就可從光功率計的顯示屏上讀出SDH設備的平均發(fā)送光功率。7.6.3 光接口測試光接口測試主要包括平均發(fā)送光功率、接收靈敏度、過載光功率、平均收光功率等指標。1. 平均發(fā)送光功率：指發(fā)送偽隨機序列信號時，在發(fā)送點所測得的平均光功率。3）指標要求SDH設備各種光接口平均發(fā)送光功率的指標要求見表7-2。7.6.3 光接口測試光接口測試主要包括平均發(fā)送光功率、接收靈敏度、過載光功率、平均收光功率等指標。2. 接收靈敏度和過載光功率 SDH光接口的接收靈敏度是指在保證一定誤碼率的前提下，S

17、DH設備正常工作時，光接收口所接收到的最低光功率，其單位為dBm。SDH光接口的過載光功率是指在保證一定誤碼率的前提下，SDH設備正常工作時，光接收口所能承受的最大光功率，其單位為dBm。3. 平均收光功率 這是指由上（下）游站點發(fā)送過來并在本站接收到的偽隨機數(shù)據(jù)序列的平均光功率。4. 輸入口允許頻偏和輸出口AIS信號比特率 輸入口允許頻偏是指當SDH光輸入口接收到頻率偏差在規(guī)定范圍內(nèi)的信號時，輸入口仍能正常工作（通常以誤碼率不大于110-10來判斷），一般以ppm來表示。輸出口 AIS信號比特率是指在SDH光輸入口出現(xiàn)信號丟失等故障的情況下，應從輸出口向下游發(fā)出AIS信號，且其速率偏差在一定

18、的容限范圍內(nèi)。7.6.4電接口測試SDH設備電接口的主要指標有輸入口允許頻偏和輸出口信號（包括AIS信號）比特率容差。1. 基本概念輸入口允許頻偏是指當SDH電接口的輸入口接收到頻率偏差在規(guī)定范圍內(nèi)的信號時，輸入口仍能正常工作（通常以誤碼率不大于110-10來判斷），一般以ppm來表示。輸出口信號（包括AIS信號）比特率容差是指SDH電接口的實際數(shù)字信號的比特率與規(guī)定的標稱比特率的差異程度，應不超過各級接口允許的偏差范圍，即容差。7.6.4電接口測試SDH設備電接口的主要指標有輸入口允許頻偏和輸出口信號（包括AIS信號）比特率容差。2. 測試配置測試儀表為SDH傳輸分析儀、頻率計、15dB固定

19、光衰減器，電接口測試連接圖如圖7-27所示。7.6.4電接口測試3. 測試步驟（1）按圖7-27連接儀表與被測設備，逐個測試各支路口（2Mbps、34Mbps、140Mbps和155Mbps）。（2）按輸入口速率等級，調(diào)節(jié)SDH傳輸分析儀輸出信號的頻偏至相應規(guī)范值，儀表接收側(cè)應無誤碼。（3）增加儀表輸出信號的正頻偏，直到產(chǎn)生誤碼，再減少頻偏，直到誤碼剛好消失，記錄此時的正頻偏值。（4）增加儀表輸出信號的負頻偏，直到產(chǎn)生誤碼，再減少頻偏，直到誤碼剛好消失，記錄此時的負頻偏值。（5）用數(shù)字頻率計測出各支路的信號比特率，核對其數(shù)值是否滿足規(guī)定的容差范圍。（6）斷開SDH傳輸分析儀的發(fā)送電纜，在傳輸分

20、析儀的接收端應能收到AIS信號，從測試儀上可直接讀出AIS信號的比特率。7.6.4電接口測試4. 指標要求SDH設備電接口的輸入口允許頻偏和輸出口信號（包括AIS信號）比特率容差的標稱指標見表7-4。5. 操作注意事項一般情況下，設備的輸入頻偏都能滿足指標要求，如設備難以達到指標要求，應檢查外時鐘或儀表的內(nèi)時鐘準確度是否優(yōu)于110-7。7.6.5抖動測試在理想情況下，數(shù)字信號在時間域上的位置是確定的，即在預定的時間位置上將會出現(xiàn)數(shù)字脈沖（1或0）。然而，種種非理想的因素會導致數(shù)字信號偏離它的理想時間位置。我們將數(shù)字信號的特定時刻（如最佳抽樣時刻）相對其理想時間位置的短時間偏離稱為定時抖動，簡稱

21、抖動。定時抖動對網(wǎng)絡的性能損傷表現(xiàn)在以下幾個方面。（1）對數(shù)字編碼的模擬信號，解碼后數(shù)字流的隨機相位抖動使恢復后的樣值具有不規(guī)則的相位，從而造成輸出模擬信號的失真，形成所謂的抖動噪聲，影響業(yè)務信號質(zhì)量，特別是圖像信號質(zhì)量。（2）在再生器中，定時的不規(guī)則性使有效判決點偏離接收眼圖的中心，從而降低了再生器的信噪比余度，直至發(fā)生誤碼。（3）對于需要緩存器和相位比較器的數(shù)字設備，過大的抖動會造成緩存器的溢出或取空，從而導致不可控滑動損傷。SDH設備的抖動指標主要有STM-N輸出抖動、PDH支路映射抖動、PDH支路結合抖動等。7.6.6時鐘性能測試（1）基本概念：時鐘性能測試是指自由振蕩時的輸出頻率精度

22、的測試。（2）測試配置：測試儀表為數(shù)字頻率計，時鐘性能測試連接圖如圖7-28所示。（3）測試步驟：按圖7-28連接儀表與被測設備，用軟件或硬件方法設定SDH設備的時鐘工作于自由振蕩方式，由數(shù)字頻率計讀出被測設備時鐘盤的輸出頻率，數(shù)小時后再測試一次，每次的結果應滿足標稱頻率的要求，測試時間持續(xù)24小時。（4）指標要求：在自由運行狀態(tài)下，SDH終端設備時鐘盤的輸出頻率偏差應不大于4.6ppm；對于SDH中繼設備，其時鐘盤的輸出頻率偏差應不大于20ppm。7.6.7設備自環(huán)測試 用尾纖將相應的光接口自環(huán)，選取一個2Mbps支路連接誤碼儀進行測試，測試時間不短于10分鐘，測試時間內(nèi)應無誤碼。進行自環(huán)測試時，應選用適當?shù)墓馑p器（固定的或可變的都可以），以防止光接收口