鐵路450M光纖直放站系統(tǒng)監(jiān)控失效故障分析與處理

張幫寶

摘 要：通過對鐵路450M光纖直放站系統(tǒng)組成、工作原理的簡要介紹，分析直放站系統(tǒng)監(jiān)控故障的類型及產(chǎn)生原因，總結(jié)出幾種常用的直放站系統(tǒng)監(jiān)控失效故障定位、處理方法，能夠快速準(zhǔn)確定位、處理故障，壓縮故障延時(shí)，保障鐵路無線通信系統(tǒng)安全暢通。

關(guān)鍵詞：直放站系統(tǒng)；監(jiān)控原理；監(jiān)控失效

無線光纖直放站是通過光纖對無線信息進(jìn)行透明傳輸、放大的中繼設(shè)備。目前廣泛用于鐵路無線通信系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)鐵路各車站及區(qū)間內(nèi)無線場強(qiáng)無縫覆蓋，保證鐵路運(yùn)輸車機(jī)聯(lián)控、TDCS、調(diào)度命令、列尾等業(yè)務(wù)的正常運(yùn)用，為鐵路通信安全暢通提供了可靠保障。

1 目前現(xiàn)狀和必要性分析

450M光纖直放站系統(tǒng)是比較成熟的無線通信設(shè)備，目前在鐵路無線通信系統(tǒng)得到廣泛運(yùn)用。直放站遠(yuǎn)端機(jī)大部分安裝在比較偏僻的鐵路沿線，甚至有的安裝在隧道內(nèi)，日常維護(hù)很不方便，所以對于直放站的運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控就顯得非常重要。光纖直放站系統(tǒng)監(jiān)控信號是FFSK數(shù)據(jù)信號，目前現(xiàn)場沒有測試FFSK數(shù)據(jù)信號的儀表和測試手段。現(xiàn)場的職工對監(jiān)控信號傳輸原理不是很清楚，對于直放站系統(tǒng)監(jiān)控失效故障不會判斷、定位。因此，了解直放站系統(tǒng)監(jiān)控信號傳輸原理，掌握監(jiān)控失效故障定位、處理方法，對提高直放站設(shè)備維護(hù)質(zhì)量具有指導(dǎo)意義。

2 鐵路450M光纖直放站系統(tǒng)組成、工作原理

2.1 鐵路450M光纖直放站系統(tǒng)組成

光纖直放站系統(tǒng)主要由網(wǎng)管系統(tǒng)、傳輸通道、直放站近端機(jī)、光纜線路、直放站遠(yuǎn)端機(jī)、直放站漏纜及天饋系統(tǒng)等組成。

2.2 鐵路450M光纖直放站系統(tǒng)工作原理

無線光纖直放站是通過光纖對無線信息進(jìn)行透明傳輸、放大的中繼設(shè)備。鐵路450直放站系統(tǒng)傳輸?shù)男盘栔饕猩漕l信號和監(jiān)控信號，了解直放站系統(tǒng)工作原理就是弄清楚直放站系統(tǒng)射頻信號和監(jiān)控信號的傳輸過程。

（1）直放站系統(tǒng)射頻信號傳輸過程。由車站電臺發(fā)出的下行射頻信號，經(jīng)過30 DBm的耦合器進(jìn)入直放站近端機(jī)的功率分配單元，在近端光模塊轉(zhuǎn)換成光信號進(jìn)入光纖傳輸，直放站遠(yuǎn)端機(jī)光模塊收到光信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，進(jìn)入功放進(jìn)行放大，經(jīng)過雙工器分成同頻和異頻信號，異頻信號直接進(jìn)入雙工器異頻端，同頻信號進(jìn)入射頻開關(guān)后進(jìn)入雙工器的同頻端，經(jīng)過雙工器后輸出到功分器，由功分器將信號分到兩邊的漏纜中去，經(jīng)過漏纜傳輸?shù)絽^(qū)間并向外輻射，區(qū)間的機(jī)車可接收到信號，建立通信。

由機(jī)車電臺發(fā)出的上行射頻信號，經(jīng)過漏纜接收傳輸?shù)街狈耪具h(yuǎn)端機(jī)的功分器，經(jīng)過遠(yuǎn)端機(jī)的雙工器、射頻開關(guān)、低噪放、再經(jīng)光模塊轉(zhuǎn)換成光信號進(jìn)入光纖傳輸，直放站近端機(jī)光模塊收到光信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，經(jīng)過功功率分配單元，耦合器，被車站臺接收，建立通信。

（2）直放站系統(tǒng)監(jiān)控信號傳輸過程。直放站系統(tǒng)監(jiān)控信號主要分為網(wǎng)管對直放站操作的控制信號和直放站運(yùn)用狀態(tài)信息兩類。

網(wǎng)管對直放站操作的控制信號的傳輸過程：網(wǎng)管發(fā)出操作命令，通過串口到達(dá)網(wǎng)管端協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過傳輸通道到達(dá)車站協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過串口到達(dá)直放站近端監(jiān)控盤，通過485數(shù)據(jù)線到達(dá)近端機(jī)光盤，通過光纖傳到遠(yuǎn)端機(jī)光盤，通過485數(shù)據(jù)線到達(dá)遠(yuǎn)端監(jiān)控盤，再通過485數(shù)據(jù)線連到直放站遠(yuǎn)端機(jī)各個(gè)模塊。

直放站的狀態(tài)信息上報(bào)的傳輸過程：傳輸通路相同，只是方向相反。

3 鐵路450M光纖直放站系統(tǒng)監(jiān)控故障類型及產(chǎn)生原因

鐵路450M 光纖直放站系統(tǒng)監(jiān)控故障主要有直放站近端機(jī)或遠(yuǎn)端某一個(gè)模塊故障，光路告警，直放站近端機(jī)監(jiān)控失效，直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效這四種類型。

（1）直放站近端機(jī)或遠(yuǎn)端機(jī)某一個(gè)模塊告警。這類告警故障主要由于模塊掉電不工作、模塊輸入不正常、模塊輸出不正常等原因造成，處理這類故障比較簡單，檢查模塊供電或直接更換模塊即可。

（2）直放站近端機(jī)光路告警故障。光路告警是指直放站近端機(jī)的某一個(gè)或幾個(gè)光模塊收光不正常，直放站近端機(jī)光模塊收到的光信號低于直放站近端機(jī)光模塊接收靈敏度，就會產(chǎn)生光路告警。一般情況由于光纜線路衰耗大、尾纖故障、光纖法蘭盤故障、遠(yuǎn)端光模塊發(fā)光不良造成的，處理這類故障用光功率計(jì)分段測試可以定位、處理。

（3）直放站近端機(jī)監(jiān)控失效故障。直放站近端機(jī)監(jiān)控失效是指某個(gè)車站近端機(jī)和所帶的全部遠(yuǎn)端機(jī)都監(jiān)控不上。直放站近端機(jī)和直放站網(wǎng)管的監(jiān)控信號傳輸不正常，網(wǎng)管在規(guī)定的時(shí)間收不到直放站近端機(jī)的狀態(tài)信息，就會產(chǎn)生監(jiān)控告警故障。主要原因是直放站近端機(jī)監(jiān)控盤故障、監(jiān)控盤掉電、監(jiān)控軟件故障、直放站近端機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器故障造成的。

（4）直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效故障。直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效是指車站近端機(jī)所帶的某個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控不上。直放站遠(yuǎn)端機(jī)和直放站網(wǎng)管的監(jiān)控信號傳輸不正常，網(wǎng)管在規(guī)定的時(shí)間收不到直放站遠(yuǎn)端機(jī)的狀態(tài)信息，就會產(chǎn)生監(jiān)控告警故障。主要原因是直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤故障、監(jiān)控盤掉電、監(jiān)控軟件故障、直放站近端機(jī)光模塊故障、直放站遠(yuǎn)端機(jī)光模塊故障、光纖線路故障造成的，這類故障處理起來很麻煩。

4 鐵路450M光纖直放站監(jiān)控失效故障的定位、處理方法

鐵路450M 光纖直放站系統(tǒng)的四類監(jiān)控故障，對于直放站近端機(jī)或遠(yuǎn)端某一個(gè)模塊告警和直放站近端機(jī)光路告警故障這兩類比較容易定位處理，這里不再介紹，重點(diǎn)講解直放站近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效故障的定位、處理方法。

4.1 觀察法。觀察法是通過現(xiàn)場觀察設(shè)備的指示燈顯示是否正常，可以有效進(jìn)行故障定位。對于直放站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備中能夠通過指示燈進(jìn)行判斷好壞的有：直放站近端機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，直放站監(jiān)控盤，直放站光盤。首先觀察設(shè)備的電源指示燈指示燈是否亮，如果不亮，測量電源，進(jìn)一步處理；其次觀察設(shè)備運(yùn)行指示燈是否正常，如果不正常，更換后試驗(yàn)；這就要求對每種設(shè)備的指示燈含義非常清楚，正常情況那些燈亮、那些燈滅、那些燈閃亮必須牢記在心。

4.2 通道環(huán)回法。通道環(huán)回法是針對直放站近端機(jī)監(jiān)控失效故障的處理方法，可以快速進(jìn)行故障定位、處理。由于直放站近端機(jī)監(jiān)控失效通常是整個(gè)車站近端機(jī)和所帶的全部遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控不上，影響比較大，需要及時(shí)處理，這時(shí)可以電話聯(lián)系傳輸室，對傳輸通道進(jìn)行軟環(huán)回測試，如果傳輸通道故障，倒換通道即可處理，大大壓縮故障延時(shí)。

4.3 軟件調(diào)測法。軟件調(diào)試法是利用直放站網(wǎng)管監(jiān)控軟件對直放站進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位或者利用網(wǎng)管監(jiān)控軟件特權(quán)指令對直放站進(jìn)行重新寫數(shù)據(jù)。軟件調(diào)試可以在網(wǎng)管上，也可以在現(xiàn)場進(jìn)行。一般針對網(wǎng)管查詢直放站狀態(tài)無回應(yīng)或者查詢直放站模塊數(shù)量不正常的情況下，可以優(yōu)先利用網(wǎng)管監(jiān)控軟件對直放站進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位處理，有時(shí)可以起到效果；如果網(wǎng)管遠(yuǎn)程復(fù)位不起作用時(shí)，到現(xiàn)場利用網(wǎng)管監(jiān)控軟件讀取直放站的參數(shù)是否正常，如果不正常就利用特權(quán)指令對直放站進(jìn)行重新寫數(shù)據(jù)。

4.4 倒代法。倒代法是針對直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效時(shí)，倒換近端機(jī)光模塊可以判斷是近端光模塊故障還是遠(yuǎn)端設(shè)備故障的方法。對于直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效故障，首先到車站近端機(jī)，通過倒換近端光模塊后，如果網(wǎng)管查詢監(jiān)控正常，說明直放站近端機(jī)光模塊的FFSK數(shù)據(jù)信號不通，更換近端光模塊即可，如果判斷為遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備故障，再到遠(yuǎn)端機(jī)現(xiàn)場處理。這樣可以大大壓縮故障延時(shí)，也可以避免盲目到偏僻的遠(yuǎn)端機(jī)處理，節(jié)約了人力和交通費(fèi)用。

5 案例分析

5.1 直放站近端機(jī)監(jiān)控失效故障分析、處理

故障現(xiàn)象：直放站網(wǎng)管通知呂河車站近端機(jī)查詢無回應(yīng)，監(jiān)控失效。

故障分析及處理：首先，詢問安康傳輸室呂河車站直放站監(jiān)控2M通路是否有告警，如果有告警，傳輸室可以利用通道環(huán)回法對該2M電路進(jìn)行環(huán)回，判斷傳輸通道是否正常，如果傳輸通道故障，倒換通道即可處理，故障排除。其次，如果傳輸通道良好，無線工區(qū)人員就需要攜帶儀表、備品到呂河車站去現(xiàn)場定位處理。到呂河車站通信機(jī)房，先利用觀察法查看車站近端機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和近端機(jī)的監(jiān)控盤上的指示燈顯示是否正常，如果指示燈顯示不正常，更換相應(yīng)的設(shè)備，故障排除。最后，如果直放站近端機(jī)的設(shè)備指示燈顯示全部正常，說明直放站近端機(jī)監(jiān)控盤的FFSK數(shù)據(jù)信號不通，可以用筆記本電腦直接和近端機(jī)監(jiān)控盤連接，利用監(jiān)控軟件直接讀取直放站的參數(shù)，查看參數(shù)是否正確，如果不正確，利用特權(quán)指令對直放站進(jìn)行重新寫數(shù)據(jù)，故障排除；如果查看參數(shù)正確，說明近端機(jī)監(jiān)控盤故障，更換直放站近端機(jī)監(jiān)控盤即可排除故障。

5.2 直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控失效故障分析、處理

故障現(xiàn)象：直放站網(wǎng)管通知呂河2號直放站查詢無回應(yīng)，監(jiān)控失效。

故障分析及處理：這是直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控故障，假設(shè)只有呂河2號直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控故障，呂河站近端機(jī)帶的其他遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控正常，且近端機(jī)沒有其他告警。由于呂河站近端機(jī)帶的其他遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控正常，排除了呂河站近端傳輸通道和近端監(jiān)控盤故障的可能；由于近端機(jī)沒有光路告警，近端機(jī)2號光口收光正常，可能是近端光盤、遠(yuǎn)端光盤、遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤故障，導(dǎo)致監(jiān)控信號不通。首先，由于近端機(jī)光盤發(fā)光網(wǎng)管不能監(jiān)控，在呂河車站通信機(jī)房用光功率計(jì)測試直放站近端機(jī)2號光口的發(fā)光是否正常。如果直放站近端機(jī)2號光口發(fā)光不正常，說明直放站近端機(jī)2號光口故障，更換直放站近端光盤，故障可排除。如果直放站近端機(jī)2號光口收發(fā)光正常，需要用倒代法判斷是近端機(jī)光盤還是遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控通路不良。倒代法的過程示意圖如圖1所示。在呂河車站通信機(jī)房近端機(jī)將2號直放站的接的尾纖從2號光口拔下，插到1號光口上，讓網(wǎng)管查詢呂河2號直放站，如果查詢正常，說明直放站近端機(jī)2號光口故障，更換近端機(jī)2號光口對應(yīng)的光盤，故障排除。如果讓網(wǎng)管查詢呂河2號直放站，如果仍舊查詢無回應(yīng)，說明直放站遠(yuǎn)端機(jī)故障，需要到區(qū)間直放站遠(yuǎn)端機(jī)機(jī)房進(jìn)一步判斷、處理。在直放站遠(yuǎn)端機(jī)機(jī)房，用筆記本電腦直接和遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤連接，利用監(jiān)控軟件直接查詢呂河2號直放站，如果查詢無回應(yīng)，說明直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤的FFSK數(shù)據(jù)信號不通，利用監(jiān)控軟件直接讀取直放站的參數(shù)，查看參數(shù)是否正確，如果不正確，利用特權(quán)指令對直放站進(jìn)行重新寫數(shù)據(jù)，故障排除；如果查看參數(shù)正確，說明遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤故障，更換直放站遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤即可排除故障。在直放站遠(yuǎn)端機(jī)機(jī)房，用筆記本電腦直接和遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤連接，利用監(jiān)控軟件直接查詢呂河2號直放站，如果查詢正常，說明遠(yuǎn)端機(jī)監(jiān)控盤良好，可能是遠(yuǎn)端機(jī)光盤FFSK數(shù)據(jù)不通，更換直放站遠(yuǎn)端機(jī)光盤，故障排除。

6 結(jié)束語

通過以上的論述，對現(xiàn)場維護(hù)人員處理直放站監(jiān)控故障具有一定的指導(dǎo)意義，大大提高了直放站設(shè)備維護(hù)人員的維護(hù)水平；能夠使維護(hù)人員快速準(zhǔn)確定位、處理直放站故障，壓縮故障延時(shí)，有效地保障鐵路無線通信系統(tǒng)安全暢通。

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