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1 PDH原理培训 梁华强 2005年1月 2 PDH设备部分 一 PDH光传输速率等级与复用原理二 PDH设备常见的告警类缩略符号三 PDH设备的主要指标及测试方法四 告警信号的观察与识别五 环回测试的方法与步骤六 光路障碍的一般处理步骤七 电接口障碍的一般处理步骤八 辅助设备几其它障碍的一般处理步骤 3 一 PDH光传输速率等级与复用原理 1 什么是PDH PDH 准同步 异步 数字复接系列的简称 准同步 允许参与复接的各支路信号在一定容差范围内标称相等 ITU T定义了PDH两大系列 1 5Mbit s和2Mbit s 三种标准 北美 日本和欧洲 我国采用欧洲标准 30 10 6 20 10 6 15 10 6 50 10 6 4 5 3 数字通信系统的模型 信宿 信道编码 信源 信道解码 信源解码 信源编码 噪声源 信道 有线或无线 接收端 发送端 信源 信息的来源 是由人或机器产生的声音 文字和图象等电信号 信源编码和解码 把模拟的电信号变换成数字信号或相反过程 信道编码和解码 把数字信号变换成适合于线路传输的信号或相反过程 信道 传输信息的通道 分有线通信和无线通信 噪声源 是无用信号对有用信号的干扰 由设备内部的元器件和外界电磁场干扰形成 A D由线路 转换性质定 相反过程 6 对模拟的话音信号采用脉码调制技术 PCM 一般要经过抽样 量化和编码三个过程 101 111 110 000 001 010 011 100 u t t 抽样 用一定的时间间隔抽取信号的样值 编码 将每个量值编为8位二进制码 量化 用有限个量值代替连续的样值 4 信源编码的基本原理 10010111 011111 11101011 0000 1010010001000 话音频率 300 3400Hz抽样频率 fs 8KHz话路速率 B 8bit 8KHz 64Kbit s 7 5 多路复用技术 频分载波复用技术 用不同的载波传输不同的信号 时分数字复用技术 用不同的时隙传输不同的信号 2 3 4 11 00 00 11 1 1010 0101 合路 1010011010010101 8KHz 12KHz 16KHz 20KHz 第2路 4KHz 第3路 第4路 第1路 t f 频分载波复用方式 时分数字复用方式 为了提高线路的利用率 即在一对线上实现多路通信 必须采用复用技术 8 PCM基群帧结构 段内电平码 F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F15 TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS31 16 30个话路时隙 1 15个话路时隙 11A1011 011 0 F1 F15 F0 复帧同步 复帧对告 第16路 第30路 第1路 第15路 12345678 10011011 奇帧 偶帧 对告 环回指令 信令时隙 同步时隙 00001A211 极性码 段落码 8bit 125 s 基帧 复帧2ms 9 PCM基群由32个时隙组成 分别用TS0 TS1 TS31表示 每个时隙编为8位二进制码 其抽样频率为8KHz 故帧周期为125 S 10 6 数字传输技术 信源编码后的数字信号是不归零码 有直流 无时钟分量 不便于带通特性的电缆传输和接收端提取时钟 因此在发送端还要进行信道编码 常用的传输码型有 单极性码不归零码 NRZ 有直流 无时钟分量 只适合设备内部传输 归零码 RZ 有直流 有时钟分量 常用于设备内部提取时钟 三阶高密度双极性码 HDB3 无直流 无时钟分量 但连 0 数 3 适合34M以下低速线路传输 传号反转码 CMI 有直流 无时钟分量 但能提供不中断业务的误码监测 连 0 数 3 适合140M高速线路传输 11 7 数字复接技术 把若干个低速信号合并成一个高速信号在一对线路上传输 以扩大传输容量和提高传输效率 逐比特复接 按位复接 即按被复接支路的顺序 每次只复接一位码 复接后每位码的宽度只有原来的四分之一 但速率提高了四倍 目前 大多数的PCM复接设备都是采用这种方法 数字复接器 复接后的高速信号 t t 支路2 支路3 支路4 支路1 12 按码字复接 按路复接 8位二进制码称为一个 码字 按码字复接就是按被复接支路的顺序 每次复接一个 码字 这种方法循环周期长 需要大容量的缓存器 高次群复接设备一般不采用此方法 它的优点是可以保存完整的字结构 便于多路合成和交换 所以PCM基群采用这种方法 每次复接一个支路一帧的码元 需要更大容量缓存器 因此极少采用 按帧复接 13 同步复接原理 各支路信号同一个时钟源 均为标称速率 按位或字节间插即可 业务码 分接定时 缓存2 缓存3 分接电路 帧同码输出 缓存1 缓存4 复接合成及输出 缓存2 缓存3 缓存1 缓存4 再生放大时钟提取 业务码 帧同步码 复接器定时时钟 8448KHZ 2048Kb s 2048KHZ 二次群同步复接方框图 2048Kb s 8448Kb s 14 4个基群合成一个二次群 按位复接 帧长1056位 分成8段 每段插入4位帧同步码或业务码 公务 告警等 和128位信码 信码 132bit 业务 125 s 1056bit 0010 公务电话 1101 帧同步码 公务呼叫 对局告警 帧同步码 公务电话 公务电话 公务电话 4 3 1 5 6 7 8 2 二次群同步复接帧结构 传输速率 1056bit 125 10 6 8448kbit s 15 异步复接原理 各支路信号不同源 允许一定范围的容差 故要对各支路信号进行频率和相位的调整 码速调整 同步后才能复接 码速恢复 同步复接 码速调整 同步分接 定时 外时钟 合路 定时 3 2 2 4 3 4 1 1 同步 2048Kbit s 50 10 6 2112Kbit s8448Kbit s2112Kbit s 2048Kbit s 50 10 6 二次群异步复接方框图 16 基群支路比特分配示意图 1 2 3 4 53 54 55 106 107 108 159 160 161 162 212 I组 II组 III组 IV组 212bit 53bit Fj1Fj2Fj3 信息码 信息码 信息码 Cj1 Cj2 Cj3 vj 信息码 二次群标称速率 8448Kb s 4 2048Kb s 256Kb s故每个基群每秒钟需要插入 256K 4 64Kbit其中Fj1Fj2Fj3为同步 对告码 vj为调整插入时隙 Cj1Cj2Cj3为插入标志 111表示插入 000表示未插入 接收端择多判决 插入标志 52bit 52bit 51bit 50bit 同步和对告码 插入标志 调整位置 插入标志 基群异步调整帧结构 17 1 2 3 9 10 11 12 13 212 213 214 215 216 424 425 426 427 428 429 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 848 217 I组 212bit 帧同步码 备用告警 信息码 信息码 信息码 信息码 插入标志码 插入标志码 插入标志码 插入码或信息码 IV组 212bit III组 212bit II组 212bit F11F21F31 50 4 200 52 4 208 52 4 208 51 4 204 C11C21C31C41 C12C22C32C42 C13C23C33C43 V1V2V3V4 F13F23F33F43 二次群异步复接帧结构 18 均衡放大 复接 复接定时 码速调整 双 单 HDB3译码 时钟提取 支路信息消失检出 8448kHz 选择 HDB3编码 单 双 2048kHzOSC 备用 帧同步及对告检出 分接定时 双 单 均衡放大 HDB3编码 单 双 HDB3译码 时钟提取 入特除插比扣 平滑PLL 缓存 分接 告警 AIS检出 中断检出 中断 AIS B11 至监视单元 支路LIS 2048Kb s 2048Kb s 8448kb s 8448kb s HDB3码 HDB3码 HDB3码 信号中断 2112kb s 2 3 4 1 外时钟 LFA 2112kb s 1 2 3 4 失锁 CPS 二次群数字复接设备总体框图 RZ码 失步 对告 OSC HDB3码 19 各种设备比较及组网 中继站每个中继系统端站中继站总容量可下最站可上下大容量最大容量普通140Mb s1920CH00普通480CH0034Mb s1B1H每方向各140Mb s3120CH1200CH600CH干线型 2 8 8 34 34 140 OLT 140M 34M 8M 2M 2 8 8 34 OLT 34M 8M 2M 2 8 8 34 8 34 34M 2 8 4 2M 4 2M 2 8 4 2M 2 8 2 8 8 34 34 140 OLT 140M 34M 8M 2M 2 8 8M 2M 2 8 8M 2M 2 8 8 34 34M 8M 2M 2 8 8 34 34M 8M 2M 8M 8M 34M 4 2M 4X8M 4X8M 各种设备比较及组网 20 2 8 26 8M 4 2M 2 8 OLT 1 8M 4 2M 2 8 7 8M 4 2M 2 8 OLT 1 8M 4 2M 2 8 2 8 2 8 2 8 中继站每个中继系统端站中继站总容量可下最站可上下大容量最大容量1B1H每方向各140Mb s31203120960本地型1B1H每方向各34Mb s780780480本地型 续前页 21 应用场合普通型1B1H本地型比较A 点对点应用 节省8 34和例如 34 140复用设备 有时可采用低速光系统B 线形运用 虚线内全节如 省 并减少串接的设备数 600CH N 120CH REP REP 2 8 120CH 2 8 8 34 34 140 OLT 140M 34M 8M 4 2M 8 34 2 8 OLT 8M 4 2M OLT 34 140 34 140 OLT 2 8 8 34 8 34 120CH 以N点为例 续前页 22 物理位置通路组织系统结构非环形使用环形使用环形使用时 B C段中断环形应用的优点 1 增加的投资不多 但总通信容量增加一倍 2 如果作为局间中继用 无论光缆 还是设备故障 都不会造成全阻 总容量减半 对用户基本无影响 2 8 2 8 2 8 2 8 D C B E A A 2 8 2 8 D C B E A A 240 120 120 240 E D C B A 240 120 120 120 240 240 240 120 A E D B C A 120 240 240 120 A E D B C A 续前页 23 二 PDH设备常见的告警类缩略符号 1 告警类 AIS 上游故障指示 上游电路故障时 从接口向下游发出全 1 码 下游设备收到全 1 码发生非紧急告警 称 AIS 告警 RMT 对端告警指示 对端的群路发生 信号中断 失步 和 AIS 告警时 通过发信电路向本端回送一个通知性的告警信号 UA 紧急告警 NUA 非紧急告警 RUA 收紧急告警 收无光 失步 10 3误码 等 LFA 帧失步 LISn 输入信号中断 n表示具体支路数 无n表示群路中断 LIFE 寿命告警 激光器的预置电流Ib 1 5I ERR3 收光10 3误码 属不可用故障 ERR6 收光10 6误码 属传输性能劣化故障 P1 24 三 PDH设备的主要指标及测试方法 1 光接口指标及测试方法 平均发送光功率 Pt 定义光发送机的输入取伪随机序列电信号时 在参考点S处测得的平均功率 光功率计 光发送 码发生器 活接头 数据 消光比 EXT 全调制条件下传号 逻辑 1 平均光功率与空号 逻辑 0 平均光功率之比 尾纤 34M以上为223 1 8M以下为215 1 LED 30dBm LD 9 6 3 dBm P6 25 接收灵敏度 S 在保证满足一定误码率 单个设备为10 10 10 11 数字段为10 9 条件下 接收机所需的最小平均光功率 不同传输速率接收机灵敏度典型值 8Mb s 16Mb s 34Mb s PINFET 48 46 44 40 38 36 140Mb s 280Mb s 68Mb s 2Mb s APD 60 56 PIN 52 46 44 26 测试步骤 可变衰耗器 光接收 码发生器 光发送 误码仪 光功率计 a 把误码仪 光设备和光衰耗器连接好 b 误码仪发送2048Mb s 215 1 伪随机信号至光设备的2M口 c 误码仪在发送对应的2M支路上监视误码情况 d 改变光可变衰耗器的衰耗量逐渐增大衰耗 当刚出现误码时再稍减小点衰耗 观察一段时间不误码即可测试 e 打开接收端的活接头 用光功率计测得接收的光功率即是灵敏度 纯中继机测试将误码仪放在收端机 可上下话路则放在对应的2M口测试 端机测试连接图 27 实际接收光功率 Pr 测试 其中Pmin即灵敏度 Pmax测试图一样 只是光衰耗器往小方向调 使接收机的光功率增大 当出现小误码时再增大点衰耗 观察一段时间误码不出现即可测得Pmax 中继段越长选值应越高 接收机动态范围 D 保证误码率为10 10情况下 接收机最大接收功率与最小接收功率之比 Pt D dBm Pr调定区 PH 接收光功率调定范围 线路衰减 含附加衰减 3dB最小上限裕量 7 8dB下限裕量 S 实际裕量 指平均发送光功率经过光传输后到达收端连接器的光功率 对一般长度中继段 Pt平均发送功率 PH最大接收功率 S最小接收功率 28 光路误码的测试 在日常维护和障碍处理中可做光路的误码观察 在24小时无连续性误码 一个数字段的平均误码率定额为10 9 10 10 对于1B1H线路码型的设备 C码占总传输码流的1 8 设备的监控系统能够统计误码秒和严重误码秒及误码数 其数据只作为参考而不作为依据 有利的是监控系统可以给出各中继站的误码统计 便于对误码产生的站段进行判断 在实际障碍处理中 可以在集中监控上观察到从上次清零或复位到观察时的 误码个数 ABE 误码秒数 ES 和 严重误码秒数 SES 的累计值 严重误码秒数 在该秒中误码率大于10 3的秒个数 29 2 电接口指标及测试方法 支路输入口允许最大速率偏差测试 中继机 光接收机 码型发生器 2M支路 2048kb s 50ppm 102bit 8M支路 8448kb s 30ppm 253bit 34M支路 34368kb s 20ppm 687bit 140M支路 139264kb s 15ppm 2089bit 误码仪 光发送机 测试步骤 改变码型发生器的输出数字信号速率偏差 100ppm 观察误码仪是否发生误码 若大于指标而不误码为合格 虚线表示测中继机时误码仪直接与中继分出电路连接 30 支路输入口允许信号衰减测试 按上图连接0dB电缆 不接长电缆无衰减状态 和接入6dB衰减长电缆进行测试 码型发生器速率放在2048kb s或8448kb s 观察误码仪在两种连接状态下不误码为合格 中继机 光接收机 码型发生器 误码仪 光发送机 0 6dB电缆 虚线表示测中继机时误码仪直接与中继分出电路连接 31 四 告警信号的观察与识别 P26 1 利用集中监控进行观察 光传输数字段由光端机 光中继 复用设备 倒换设备等组成 分架装在全线各站 分布在全段各站机架上的SMC 由被监测光传输系统提供一条监控通道 最多可监控63个SMC DCU A SV SMC SMC SMC SMC MCU OLTE 光架 MCU MCU MCU MCU MCU MCU MCU A口 B口 A口 B口 PCT口 A SV PCT口 PCT口 DCU OREP OLTE No63 No1 No1 No1 No1 No63 No63 No63 电架 MCU 机盘监控告警单元 SMC 机架监控告警盘 DCU 数字段监控管理盘 A SV 区域监控中心 L SV 局区域监控中心 PCT 手持终端 32 3 利用机架 机盘的故障告警指示灯进行识别 通过观察SMC盘上8个监控灯I1 I8的指示 结合故障机盘上的告警灯状态 对照 故障告警内容 表进行告警识别 特点 方便 迅速 对维护人员全面观察 综合分析能力的要求较高 缺点 对有些告警有时不能做到准确定位 需辅以其他判断进行验证 2 使用手持终端收集 观察告警量 手持终端即便携式监控器 PCT 是一种有液晶显示屏和操作键盘的手持仪表 插入光终端机或光中继机的SMC上的外设插口 可监测全线所有光电设备并实施控制操作 P27 33 监控盘 SMC 示意图 96芯插头 元件面 D7 K2 CT2 K4 1 8 D16 K1 D3 JP1 ON D14 JP2 C D6 ABC D17 K3 A B WKE2 319 016 7 820 816B D3 红色监测盘告警 监测通道低电平钳位故障指示 D6 红色截铃指示 绿色杂项电源告警 K1 截铃键 兼显示转换键 D7 D14 用于显示本架故障 P78 I1I2I3I4I5I6I7I8 D15 34 本架故障告警内容 电源盘 机盘 2 8复用盘 最大拨盘号或MCU中断号 光发送盘 光接收盘 中继盘 中继公务盘 端机公务盘 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 支路LIS2 D14 BER10 3 群路RMT 失步LFA 群路LFA 支路LIS4 支路LIS1 支路LIS3 群路AIS AIS 群路LIS 电源PSU5 收无光RX 发时钟中断 寿命LIFT 发无光TX 发无光TX BER10 3 BER10 6 BER10 6 失步LFA 收无光RX 寿命LIFT 电源PSU4 电源PSU3 电源PSU2 电源PSU1 公务ALM 倒换SW13 2 公务ALM 公务ALM 公务ALM 1 1 2 电源PSU6 倒换SW22 倒换SW12 倒换SW21 倒换SW11 倒换SWT3 倒换SW23 倒换SWR2 倒换SWT2 倒换SWR1 倒换SWT1 低位1 倒换SWR3 高位32 8 4 2 16 输入信号中断 帧失步 对告 P27 35 I7灯亮 在SMC上K1弹出时 观察I1 I8 光盘亮黄灯 N 架顶只亮绿灯 非即告 识别流程 架顶只绿灯亮 I8灯亮 误告 I1 I6有灯亮 D16 D17亮 Y AIS告警 N N 误告 光盘亮黄灯同时I6亮 Y 倒换告警 Y 寿命告警 N 误告 数字复用盘亮绿灯 Y BER E 6 Y 群路对告 N 数字复用盘亮绿灯 36 五 环回测试的方法与步骤 P34 光端机B 电端机 电端机 光端机A 光中继 光中继 光口环回 控制环回 电口环回 B环 A环 在系统的故障判断中 常常要使用环回的方法 电口环回 改变电接口的连接方式 使用发送信号替代接收信号实现环回 在处理数字接口障碍或判断故障段胜经常使用 一般在数字配线架上操作完成 光口环回 用一根短光纤和衰耗器 改变光传输的正常方向 使用A向光替代B向光称为A环 使用B向光替代A向光称为B环 控制环回 通过监控系统或按键实现环回 在每一中继站均可实现对A向环回和对B向环回 以确定故障区段 37 六 光路障碍的一般处理步骤 P47 1 收无光告警的处理 B D E C B向光 A A向光 若D站A向光中继盘首发收无光告警 且该系统没有环回功能 则处理的步骤如下 1 此时E和B站也收无光告警 但实际这两站的告警是D站收无光告警的相关告警 障碍点应判断在C站和D站之间 2 使用光功率计测量D站A向来的光功率 确定是否本站中继盘故障 3 测量上游C站的发光功率 确定是否上游站中继盘故障 4 检查上游站至本站的活接头 包括ODF架 确定是否线路故障 对有环回功能的光设备 D站A向收无光 则立即发生对B站自动环回 造成E和B站不出现告警 处理步骤同上 收无光告警的指示为光盘亮红灯 同时SMC盘上K1弹出 I1灯亮 处理该告警时应注意不要与收光失步告警 收光10E 3误码混淆 38 2 光路失步的处理 光路失步告警 OLFA 具有自始发站向下顺传的特性 自动环回功能对失步不起作用 故在处理中需向上游寻找原发告警 光路失步告警的指示为光盘亮红灯 同时SMC盘K1弹出 I2灯亮 引起失步的原因较多 除光盘故障外 还有收光功率过高 电源电压过高或过低 设备工作环境劣化等 当D E B站A向光出现失步告警时处理步骤如下 B D E C B向光 A A向光 1 确认失步告警的首发站为D站 2 确定是否由于收光过载造成失步 3 是否由于本站光电源电压故障造成光盘工作失常 4 验证是否属于光盘的收光电路或时钟电路等故障造成失步 5 是否为上游邻站光电源故障或光盘发送故障 P48 39 3 光路误码的处理 10E 3误码的指示为光盘亮红灯 同时SMC盘上K1弹出 I8灯亮 10E 6误码的指示为光盘亮绿灯 同时SMC盘上K1弹出 I7灯亮 引起误码的原因很多 主要有 光盘故障 多数为收光电路 也可能为上游邻站发光电路 尾纤头污染造成光功率过低 传输线路衰耗增大 电源电压过高或过低 工作环境劣化等 当D站A向首先产生误码告警时的处理步骤如下 B D E C B向光 A A向光 1 确认D站为告警首发站 2 确定是否为线路故障 3 确定是否为光电源故障 4 确定是否为机盘故障 P49 40 5 光盘寿命告警的处理 寿命告警的指示为光盘亮黄灯 同时SMC盘上K1弹出 I6灯亮 4 发为光告警的处理 发无光告警的指示为光盘亮红灯 同时SMC盘上K1弹出 I5灯亮 该告警的处理步骤如下 1 确认发无光告警属于原发告警 非相关告警 2 在供电正常下多为光盘故障 可通过换盘确认 P51 发现寿命告警 观察LD电流 光路误码 确认严重程度 伴有性能劣化 密切观察 尽快更换 立即更换 N Y 41 6 光路小误码的处理 误码率没有达到10E 6则光盘不告警 但对于GSM和DDN业务不能承受 发现光路小误码的唯一办法是使用监控终端或手持终端 通过读SES ES BER来确定 先清零 去除历史积累 再定期观察 引起小误码的原因很多 尾纤头污染 电源电压过高或过低 光器件老化 外界电磁干扰 工作环境劣化等 当D站A向首先产生小误码告警时的处理步骤如下 1 检查两个电源盘的输出电压 34M设备为 5V 140M设备为 5 2V 相差约0 02V为宜 2 清洁尾纤头 测量光功率 3 更换光中继盘 P52 42 七 电接口障碍的