［鄭科英 陳鵬］

1 引言

當(dāng)今是信息的時代，世界需要互通你我，再加上我國早前的“一帶一路”戰(zhàn)略，中國企業(yè)的“走出去”以及國外企業(yè)的“引進(jìn)來”都帶來跨境企業(yè)國際化通信的新需求，所以國際通信是愈發(fā)蓬勃和重要。目前中國電信所提供的國際傳輸產(chǎn)品有IPLC（基于SDH 網(wǎng)絡(luò)的國際專線產(chǎn)品）、IEPL（基于SDH/SONET/OTN/WDM 等網(wǎng)絡(luò)的國際以太網(wǎng)專線產(chǎn)品）、GWL（基于OTN/WDM 網(wǎng)絡(luò)的大顆粒全球波道產(chǎn)品）、低時延產(chǎn)品和國際互聯(lián)網(wǎng)接入產(chǎn)品等等，此外還有自己網(wǎng)內(nèi)的CN2、IP 等數(shù)據(jù)中繼業(yè)務(wù)。那么多的國際傳輸業(yè)務(wù)，該如何正確地處理相關(guān)故障呢，下面將開始論述。

2 傳輸故障的表現(xiàn)方式

傳輸故障的表現(xiàn)方式對最終客戶來說體現(xiàn)為業(yè)務(wù)使用出現(xiàn)異常，比如使用過程突發(fā)通信完全中斷、瞬斷、丟包等現(xiàn)象，而對于傳輸通道來說則是通過增加開銷字節(jié)實現(xiàn)監(jiān)控和管理，網(wǎng)管和機(jī)房等運(yùn)維操作人員可通過出現(xiàn)的告警和性能事件分析以及相關(guān)的處理方法來確認(rèn)和解決所出現(xiàn)的傳輸故障。

3 傳輸故障定位的原則

故障定位和處理并沒有一種固定不變的思路，通常可以根據(jù)具備理論知識的運(yùn)維操作人員的處理經(jīng)驗以及對定位手段的熟悉程度靈活運(yùn)用，但一般來說為了快速和準(zhǔn)確地定位故障仍需要遵循一定的原則。故障定位原則并不會因跨國界和地域而有太大的差別，所以無論是國際還是國內(nèi)的傳輸業(yè)務(wù)，一般應(yīng)遵循“先外部，后傳輸；先單站，后單板；先線路，后支路；先高級，后低級”的原則。

（1）先外部、后傳輸。即強(qiáng)調(diào)故障定位的維護(hù)界面順序，首先要對外部因素（電源、斷纖、客戶側(cè)比如交換機(jī)或路由器等）先實施分析，排除可能因素，此環(huán)節(jié)的開展不僅需要熟練掌握網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時也要對維護(hù)界面有清晰的界定。

（2）先單站、后單板。盡量先定位到站點，再進(jìn)一步分析故障位置，進(jìn)而細(xì)致定位到相應(yīng)的故障板卡。

（3）先線路、后支路。源于線路側(cè)對支路側(cè)的影響，一旦前者發(fā)生故障，常常會導(dǎo)致后者也出現(xiàn)告警，因此在定位故障時需要遵循此原則。

（4）先高級、后低級。即以告警級別作為處理的順序，一般會按照從高到低的順序執(zhí)行告警分析。

簡而言之，在故障定位的過程中需要具備清晰的處理思路，時刻保持頭腦的靈活清醒，在遇到疑難故障更要注意多溝通再加上網(wǎng)管、測試工具等多種方法相結(jié)合進(jìn)而有步驟、有計劃地定位判斷。

4 傳輸故障經(jīng)典處理方法

根據(jù)傳輸故障在處理過程中的經(jīng)驗總結(jié)，可將其劃分為三個步驟，分別是“一分析，二環(huán)回，三更換”：當(dāng)業(yè)務(wù)故障發(fā)生時，首先需要與申告客戶充分溝通，了解申告的故障現(xiàn)象，若是發(fā)生系統(tǒng)級別的故障，一般都有智能自動的集中監(jiān)控系統(tǒng)來主動監(jiān)測和上報告警，此時就可以通過對告警列表、性能事件、業(yè)務(wù)流向等進(jìn)行分析，初步判斷故障點范圍；當(dāng)處理完系統(tǒng)級別的故障后若還存在單個客戶業(yè)務(wù)故障的話，接下來可在申告客戶允許的情況下，可以通過逐段環(huán)回，排除外部故障，并最終將故障精確定位；最后的處理環(huán)節(jié)一般是通過更換故障器件，比如相關(guān)存在問題的板卡等設(shè)備，以達(dá)到解決故障問題的目的。

對于國內(nèi)傳輸故障基本可以在電信內(nèi)部自行判斷和解決，而國際傳輸業(yè)務(wù)的故障由于涉及其它境外合作運(yùn)營商，所以需要與對方協(xié)同判斷。按照國際慣例，早在國際傳輸業(yè)務(wù)開通階段就需要跟境外運(yùn)營商共同執(zhí)行一個稱為“核對M1045”的操作，因為對方跟我們是不同的電信公司、各自會使用不同的業(yè)務(wù)標(biāo)記方式，所以我們必須使用雙方都認(rèn)可的方式進(jìn)行協(xié)商，比如雙方對接傳輸系統(tǒng)所占用的資源、彼此的業(yè)務(wù)名稱、預(yù)計測試和交付時間、測試方式等內(nèi)容；另外還需要注意的是對于SDH 業(yè)務(wù)來說，VC12封裝進(jìn)VC4 的方式我們國內(nèi)是采用華為373 結(jié)構(gòu)而境外大多是采用朗訊373 結(jié)構(gòu)方式，所以在匹配資源的時候需要注意轉(zhuǎn)換，若使用波道也需匹配清楚所使用的頻率等信息，這些在故障處理的時候都是需要特別留意的。隨著光傳輸技術(shù)的發(fā)展，以波分技術(shù)為基礎(chǔ)演化的OTN 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始在光傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)用，使之前最大顆粒為10G 的傳輸業(yè)務(wù)向40G、100G、200G 和400G 的大顆粒帶寬業(yè)務(wù)發(fā)展，傳輸設(shè)備客戶側(cè)接口也從原來只提供單一的SDH格式發(fā)展為OTN、LAN 和WLAN 等信號的多信號格式來滿足不同客戶需求。因此，在故障處理的時候，需要結(jié)合多種傳輸技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用處理。

故障定位原則和方法是只是一個指引，實際遇到的故障可能會復(fù)雜得多，具體問題需具體分析，所以平時不斷積累原理知識和處理經(jīng)驗就顯得尤為重要。上述幾部分的介紹主要適用于陸纜，而由于海纜鋪放地理位置和傳輸距離的特殊性所以其故障處理又需要使用不同的方法，現(xiàn)在接著介紹一下。

5 海纜故障經(jīng)典處理方法

海纜就是海底光纜的簡稱，海纜傳輸系統(tǒng)就是用海底光纜進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)。海纜通信常用于洲際之間、島嶼之間、島嶼與大陸之間的通信，跨越海洋從而連接全世界，是國際間通信聯(lián)絡(luò)的主要傳輸媒介之一。我國的登陸站有廣東汕頭登陸站（隸屬于中國電信）、山東青島登陸站（隸屬于中國聯(lián)通）、上海崇明登陸站（隸屬于中國電信）、上海南匯登陸站（隸屬于中國聯(lián)通）和香港春坎角（隸屬于中國電信）、上海臨港（隸屬于中國移動）。由于海纜線路長而且途徑的海域情況各異，經(jīng)常受到漁業(yè)捕撈，海上航行和地震等外力影響發(fā)生故障，每次故障維修時間的長短都影響所經(jīng)此海纜的國際業(yè)務(wù)的運(yùn)營。因此，在發(fā)生海纜故障后，必須盡快開展精確的故障定位和維修，盡快恢復(fù)國際業(yè)務(wù)的運(yùn)營?，F(xiàn)分享一下汕頭海纜站海纜故障分析和定位方法。

5.1 海纜的故障類型

（1）旁路故障（shunt），可以理解為海纜沒有完全斷開，只是絕緣層破損光纖沒有中斷，銅導(dǎo)體沒有完全中斷，但是與海水接觸，破損位置銅導(dǎo)體形成接地點，登陸站遠(yuǎn)供電源設(shè)備電流電壓發(fā)生變化。如果故障段落是雙方供電，雙方遠(yuǎn)供電源設(shè)備根據(jù)故障點位置的零電位自動上升或下降輸出電壓供電至故障點處，確保故障段海底中繼器，分支單元器件供電正常，保持業(yè)務(wù)不受影響，但故障段是屬于單供模式下，登陸站只能供電到故障點，故障點之后的海底器件將無法供電進(jìn)行正常工作，此時業(yè)務(wù)會受到影響。所以此時的故障處理方式有，電壓電流估算法、COTDR（第一個中繼器后故障）或OTDR（第一個中繼器前故障）或具有上述功能的網(wǎng)管系統(tǒng)。

（2）短路故障（short），可以理解為海纜完全斷開，包括光纖中斷，還有銅導(dǎo)體也完全中斷并與海水接觸。所以此時的故障處理方式有，COTDR（第一個中繼器后故障）或OTDR（第一個中繼器前故障）或具有上述功能的網(wǎng)管系統(tǒng)。

（3）開路故障（open），可以理解為海纜絕緣層沒有破損，銅導(dǎo)體中斷，但是沒有與海水接觸。兩個端站的遠(yuǎn)供電源系統(tǒng)不能形成回路而自動下電、讀數(shù)都為0，業(yè)務(wù)會受到影響。此時的故障處理方式只有電容測試儀。

（4）純纖芯故障（fiber break），可以理解為單純光纜里面一根或多根光纖故障，但供電導(dǎo)體完好，故障光纖可以是發(fā)光纖也可以是收光纖還可能收發(fā)纖同時中斷，所以雖然供電正常但是業(yè)務(wù)會受影響。此時常用的方式為，COTDR（第一個中繼器后故障）或OTDR（第一個中繼器前故障）或具有上述功能的網(wǎng)管系統(tǒng)。

5.2 常用海纜故障定位測試方法和注意事項

根據(jù)統(tǒng)計，海纜故障類型基本是旁路故障和短路故障，因此使用最多的故障定位方法是電壓電流計算法和COTDR 儀表測試方法，下面介紹下這兩種方法的測試原理。

（1）電壓電流估算法

在旁路故障判斷的過程中，一般會采用電壓電流測試法來完成，并按照直流電壓電流特性的作用原理，最終找到故障發(fā)生的地點，具體公式展示如下：

（公式參考來源：SMW3 海纜的聯(lián)合維護(hù)文檔，1998）

Current Voltage：故障時候遠(yuǎn)供電源設(shè)備電壓讀數(shù)

Repeater Drop Voltage：中繼器壓降

SHUNT DROP Voltage：故障點對地電壓，一般為0V；

Earth DROP Voltage：接地點電壓

Km Cable Resistance：每公里電阻值

Current Specification Value：故障時遠(yuǎn)供電源設(shè)備電流讀數(shù)

例1：SMW3 S2 段海纜發(fā)生旁路故障，遠(yuǎn)供電源設(shè)備讀數(shù)為312 V 和1 A；經(jīng)過測試網(wǎng)管測試，故障位于第三到第四個中繼器之間，單個中繼器壓降31 V，接地電壓為1 V，海纜每公里電阻值為1 Ω。根據(jù)公式計算，結(jié)果為：（312-31*3-0-1）/1*1=218（km）

（2）OTDR/COTDR 測試法

光時域反射儀（OTDR）作為一種高精確度儀表主要用于光纖衰耗的測試。采用背景光反射的原理，在一根光纖內(nèi)進(jìn)行反射，適用范圍局限在無中繼的光纜段。根據(jù)以往海底光纜的故障案例，故障點多數(shù)是距離海邊較遠(yuǎn)，而且是多個中繼器經(jīng)過的位置，在這種故障區(qū)域使用光時域反射儀就不能達(dá)到解決故障的目的，這時就需引入相干光時域反射儀（COTDR）對故障位置進(jìn)行測試。同時，這種方法是在測試光纖故障和短路故障問題上最行之有效的方法，測試結(jié)果準(zhǔn)確，能夠準(zhǔn)確地找到估算故障點的位置。在海底光纜故障測試過程中，為了縮短測試的時間，提高測試精度，兩個端站往往會利用兩個COTDR 儀表并設(shè)置在1 558 nm 波長進(jìn)行測試，且要保證杜絕在同一對光纖中同時使用兩臺COTDR 儀表進(jìn)行對測的現(xiàn)象。

圖1 COTDR 的反射光通過COTDR Loop back path返回測試端

COTDR 工作原理介紹：COTDR 利用瑞利背向散射原理進(jìn)行探測，探測的是發(fā)送光纖的反向傳播光，為了確保背向散射光的信號得到放大，每到一個中繼器之后，將散射信號耦合到接收光纖，當(dāng)只有發(fā)送光纖中斷時，測試結(jié)果為斷點位置，當(dāng)只有接收光纖中斷時，由于本中繼段的信號不經(jīng)過斷點，因此COTDR 仍可以測試到故障點之后緊鄰的中繼器。而之后的中繼段的信號因為環(huán)回路由中斷而無法探測。因此故障點在斷點之后緊鄰的中繼器。這就是為什么同一對光纖需要兩個站點同時測試的原因，這樣才能準(zhǔn)確定位到故障。（原理參考來源：APCN2 海纜的聯(lián)合維護(hù)文檔，2001、SJC 海纜的聯(lián)合維護(hù)文檔，2019）。

圖2 COTDR 原理圖

COTDR 波形圖介紹：

不同海纜在使用COTDR 測試時因參數(shù)問題導(dǎo)致測試波形不準(zhǔn)確，難以定位故障。根據(jù)分析與實際情況結(jié)合，發(fā)現(xiàn)由以下幾點原因。

（1）COTDR 的距離范圍設(shè)定值必須大于站到故障點之間的距離。

（2）脈寬設(shè)置值越小，圖形精度越高，但開始的圖像很粗糙，需多次平均才會變得平滑，耗時會較長。

（3）儀表GAIN 值要選海纜，不要設(shè)置為其他值。

（4）盡量選擇帶外波長，以免影響其他正常段落的業(yè)務(wù)。

（5）在不影響業(yè)務(wù)的前提下，可以要求對方站拔掉SLTE 到海纜的光纖，排除對端光信號對COTDR 的干擾，同時也可降低對對方接收端造成損害的可能性。

COTDR 關(guān)鍵參數(shù)介紹：

（1）The Distance Range：測試距離范圍。儀表選取最大距離必須大于故障點位置。

（2）Pulse Width：脈寬。選擇合適的脈沖帶寬，但必須注意，功率過高會影響到圖形的精度。

（3）Wavelength setting value:儀表發(fā)射波長。根據(jù)瑞利散射能量和波長的變化關(guān)系（瑞利散射的能量大小與波長的四次方的倒數(shù)成正比），可以了解到波長越短散射越強(qiáng)，波長越長散射越弱，由于測試損耗值偏小，因此這種測試方式在長距離測試上比較適用。

（4）Average of successive measurements：對多次測試數(shù)據(jù)的平均量化結(jié)果。采用多次平均以提高準(zhǔn)確性，但次數(shù)過多的平均會延長測試時間。

（5）Measurement accuracy and visibility：測量精度和疊加后換算的圖形。精確度取決于脈寬，能見度取決于接收的信噪比，因此增大脈寬可以提高能見度。

一般COTDR 儀表各參數(shù)設(shè)置可以參考如圖3 所示。

圖3 COTDR 參數(shù)設(shè)置示意圖

例2：某次海纜故障經(jīng)過COTDR 儀表測試結(jié)果如圖4 所示。

圖4 海纜故障COTDR 測試結(jié)果圖

測試數(shù)據(jù)分析如下：

（1）中繼器1到中繼器2的距離為430－380=50（km）

（2）故障點到中繼器2 的距離為460－430=30（km）

由此分析結(jié)果為：故障點位于中繼器2 和中繼器3（測試不到中繼器3 的波峰）之間，故障點是460 km。

（注：實際故障處理中涉及的中繼器有很多，圖示只是截取靠近故障點部分中繼器的位置，實際需要根據(jù)故障點的距離位置、中繼器數(shù)量段落進(jìn)行匹配確認(rèn)故障點位置是否與中繼器位置重合，重合會產(chǎn)生鏡面反射迷惑測試結(jié)果。）

6 結(jié)束語

本文提出了國際傳輸業(yè)務(wù)故障處理的經(jīng)典方法，旨在能讓更多的人了解和關(guān)注國際傳輸業(yè)務(wù)。畢竟人類是一個群居體，從生命誕生以來人類的生活就不開信息的交流，國家的存在需要其他國家的支撐，并非單獨依靠自身即可長久生存的，因此要想實現(xiàn)長久發(fā)展，必須與其他國家建立聯(lián)系關(guān)系，進(jìn)行積極的交往和合作，國際通信技術(shù)則促成了國際的合作，如今的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)則連接全球來實現(xiàn)億萬人口的即時溝通，而在這個世界經(jīng)濟(jì)整體化發(fā)展的全過程中，特別在全球疫情常態(tài)化的影響下，國際通信就顯得尤為重要了。當(dāng)然，國際通信的概念比國際傳輸要廣泛得多，但國際傳輸技術(shù)卻是最基礎(chǔ)的一種，畢竟只有根基穩(wěn)固了，上層建筑才能更健壯發(fā)展，掌握了國際傳輸業(yè)務(wù)故障處理的經(jīng)典方法就有助于明確故障處理的思路，但故障處理的方法并不唯一，而經(jīng)驗也需要不斷積累，希望每一位國際傳輸通信人都能在工作中找到適合自己的故障處理方法，不斷提升自身業(yè)務(wù)水平，做到快速定位故障，迅速解決問題，為國際傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定發(fā)展和傳輸業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作多出一份力。