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1、学习情境三任务6：光传输设备故障处理单元授课教案1、单元名称：光传输设备故障处理2、教学目标：（1）具备光传输设备故障分析能力；（2）具备光传输设备故障处理能力。3、重点与难点重点：故障分析难点：故障处理4、教学设计（1）导入，并发放本次课的任务单一光传输设备故障处理。（5分钟）（2）任务单介绍精讲。（30分钟）教师介绍本单元知识综述（包括本项目情景、本单元在情景中的地位、本单 元课完成的任务简介、本单元涉及知识点）和本单元自我学习资料（教材、任务 单、辅助资料）以及本单元任务要点，同时提出最终目标要求-每组最后要求成 果展示并提交项目验收报告单。（3）学生分组，全班同学分成3个大组，每大组下
2、2-3人为一小组。（5分 钟）（4）学生单个自主学习，小组讨论学习，由老师在关键知识点上老师集中 统一讲解。（120分钟）（5）完成SDH/MSTP的故障分析处理。（90分钟）（6）完成波分设备的故障分析处理。（90分钟）（7）成果展示及评价。（20分钟）5、教学资源教材、PPT、工作任务单6、学习任务与学习成果（1）学习任务掌握光传输设备故障分析处理思路；掌握故障分析处理的方法；(6)仪表测试法“仪表测试法”一般用于排除传输设备外部问题以及与其它设备的对接问题。 如我们怀疑电源供电电压过高或过低，则可以用万用表进行测试；若怀疑传输设 备与其它设备对接不上是由于接地的问题，则可用万用表测量对接
3、通道发端和收 端同轴端口屏蔽层之间的电压值，若电压值超过0.5V,则可认为接地有问题；若 怀疑对接不上是由于信号不对，则可通过相应的分析仪表观察帧信号是否正常， 开销字节是否正常，是否有异常告警等。通过“仪表测试法”分析定位故障，说服力比较强。缺点是对仪表有需求， 同时对维护人员的要求也比较高。(7)经验处理法在一些特殊的情况下，如由于瞬间供电异常、低压或外部强烈的电磁干扰， 致使传输设备某些单板进入异常工作状态。此时的故障现象，如业务中断、ECC 通信中断等，可能伴随有相应的告警，也可能没有任何告警，检查各单板的配置 数据可能也是完全正常的。经验证明，在这种情况下，通过复位单板、单站掉电 重
4、启、重新下发配置或将业务倒到备用通道等手段，可有效地及时排除故障、恢 复业务。各种故障处理的方法比较如表4所示。表4各种故障处理的方法比较方法适用范围特点维护人员要求配置数据分 析法故障定位到单板可查清故障原因；定 位时间长。最高告警、性能 分析法通用全网把握，可预见设 备隐患；不影响正常 业务。高更改配置法故障定位到单板， 排除指针调整问 题复杂较高仪表测试法分离外部故障，解 决对接问题具有说服力；对仪表 有需求。较高环回法将故障定位到单 站，或分离外部故障不依赖于告警、性能 事件的分析、快捷； 可能影响ECC及正 常业务。较低替换法故障定位到单板， 或分离外部故障简单;对备件有需求。低经验
5、处理法特殊情况操作简单最低但建议尽量少使用该方法来处理，因为该方法不利于故障原因的彻底查清。 遇到这种情况，除非情况紧急，一般还是应尽量使用前面介绍的几种方法，或通 过正确渠道请求技术支援，尽可能地将故障定位出来，以消除设备内外隐患。三、各种故障定位法的比较故障定位过程中常用的方法各有特点。表3-27所示为各种故障定位方法的对 照表。在实际的应用中，维护人员常常需综合应用各种方法，完成对故障的定位 和排除。1、故障处理的过程及其方法对于传输设备的故障处理来说，不管对于哪种类型的故障，其处理过程都是 大致相同的，即首先排除传输设备外部的问题，然后将故障定位到单站，接着定 位单板问题，并最终将故障
6、排除。2、排除传输设备外部故障在进行传输设备的故障定位前，首先排除外部设备的问题。这些外部设备问 题包括：接地、光纤、中继线、交换机、掉电等问题。（1）、分离传输设备问题还是交换机问题方法1：可以通过自环交换机中继接口来判断。如果中继接口自环后，交换 机中继板状态异常，则为交换机问题。如果中继接口自环后，交换机中继板状态 正常，则一般为传输设备问题。方法2：通过测试传输设备2M/34M/140M业务通道的好坏，来判断是否是交 换机故障。测试时，使用电口环回的方法，如图2所示。图2 电口环回的方法在站点A选择一故障业务通道，进行挂表测试，在站点B的支路板上把对应 业务通道设置为内环回（远端环回）
7、，这样就甩开了交换机。如果环回后仪表显示 业务正常，则说明传输基本没有问题，故障可能在交换机或中继电缆；如果业务 仍不正常，则说明传输有问题。（2）、光纤故障的排除对于怀疑断纤的情况，此时，光板必然有R-LOS和红灯三闪告警。为进一步 定位是光板问题还是光纤问题，可采取如下方法。方法1：使用OTDR仪表直接测量光纤。可以通过分析仪表显示的线路衰减 曲线判断是否断纤及断纤的位置。但需注意，OTDR仪表在很近的距离内，有一 段盲区。方法2：测量光纤两端光板的发送和接收光功率，若对端光板发送光功率正 常，而本端接收光功率异常，则说明是光纤问题；若光板发光功率已经很低，则 判断为光板问题。方法3：测试
8、光板的发光功率正常后，使用尾纤将光板收发接口自环（注意 不要出现光功率过载），若自环后光板红灯仍有三闪告警，则说明是光板的问题； 若自环后红灯熄灭，则需使用相同的方法，测试对端光板。若对端光板自环后， 红灯也熄灭，则可判断是光纤问题。方法4：使用替换法。用一根好的光纤来替代被怀疑是故障的光纤，判断是 否的确是光纤的问题。对于环形网中的ADM站点，要求本站的东侧光板接下一站的西侧光板，其 它站点依此类推；对于链形网中的ADM站点，光纤连接也要按照一个确定的方 向，本站的东侧光板接下一站的西侧光板。在光纤接错时，一般都会有大量的指 针调整事件发生，进一步的定位可使用以下三种方法。方法1：可以通过拔
9、纤、关断激光器等方法来判断光纤是否接错。此方法会 影响业务。方法2：通过网管插入MS-RDI告警的方法来进行判断。该方法不影响业务, 推荐使用。方法3：通过网管修改高阶通道追踪字节J1的方法。注意修改追踪字节一般 会影响业务，谨慎使用。以上三种方法都是通过观察相邻站的对应光板是否上报正确的告警来分析 的，对方法一，相邻站对应光板应收无光，上报R-LOS告警；对方法二，相邻 站对应光板应报MS-RDI告警；对方法三，相邻站对应光板应报HP-TIM告警。 如果发现相邻站的对应光板无正确告警上报，但是相邻站另一块光板却有正确告 警上报，一般可以确定是光纤连接错。(3)、中继线缆故障的排除如果在交换设
10、备侧自环，交换中继状态正常；在传输设备的子架接线区上自 环，传输测试也正常，则一般为中继电缆问题。当电缆不通或接触不良时，一般 可以在对应的支路板通道上看到T-ALOS告警。在这种情况下，可以采用基本操 作中的“对线”方法来判断电缆的通断和连接正确性，也可通过与其它正常通道 互换线缆的方法排除。(4)、供电电源故障的排除如果有一站点登录不上，且与该站相连的光板红灯均有每秒闪三次的R-LOS 告警，则可能是该站的供电电源故障，导致该站掉电引起。若该站从正常运行中 突然进入异常工作状态，如出现通道倒换或复用段倒换失败、某些单板工作异常、 业务中断、登录不正常等情况，则需检查传输设备供电电压是否过低
11、，或者曾经 出现过瞬间低压的情况。(5)、接地问题的排除如设备出现被雷击或对接不上的问题，则需检查接地是否存在问题。首先检 查设备接地是否符合规范，是否有设备不共地的情况；同一个机房中各种设备的 接地是否一致；其次可通过仪表测量接地电阻值和工作地、保护地之间的电压差 是否在允许的范围内。3、故障定位到单站上面已经反复强调，故障定位中最关键的一步，就是将故障尽可能准确地定 位到单站。而将故障定位到单站，最常用的方法就是“环回法”，即通过逐站对光 板的外环回和内环回，定位出可能存在故障的站点或光板。另外，告警性能分析 法，也是将故障定位到站点比较常用的方法。一般来说，综合使用这两种方法， 基本都可
12、以将故障定位到单站。4、故障定位到单板并最终排除故障定位到单站后，进一步定位故障位置最常用的方法就是替换法。通过单板替换法可定位出存在问题的单板。另外更改配置法、配置数据分析法以及经验 处理法，也是解决单站问题比较常用和有效的方法。表3-28给出了故障处理的各 个过程及其常用的方法。表5故障处理的过程及其方法故障定位过程常用方法其它方法排除外部设备故障替换法、仪表测 试法、环回法告警性能分析法故障定位到单站环回法告警性能分析法故障定位到单板并最 终排除替换法告警性能分析法、环回法、更匚 法、配置数据检查法、经验处壬攵配置1法四、典型故障案例分析课后作业：完成一个故障案例的分析处理形成性内容检测
13、：过;检测的内容：每个小组分析故障的思路O A ODODODOOOO马蹄形在检查每组完成的学习型工作任务基础上，开展小组讨论，相互交流，根据 每个小组的特点，选代表在全班交流，教师进行针对性点评，与学生们一同梳理 光传输设备的故障分析学生成果：通过行动导向教学手段下达任务，采用小组讨论及全班集中交流的方式，熟 悉故障处理的基本思路和方法，掌握一些典型故障案例的分析处理，并完成课后 作业、实操记录、项目任务报告等。教学反思、总结项目内容学生教师教材媒体教学环节反馈意见掌握典型故障的分析处理。（2）学习成果：课后作业、实操记录、项目任务报告等7、课时分配课堂教学环节任务导入与分组任务单讲解自主学习
14、、讲解SDH/MSTP设备的故障分析处理波分设备的故障分析成果展示及评价时间分配（分）10301209090208、授课班级9、课程执行情况学习情境4之学习单元2教学设计表课程名称光纤通信设备学习情境/学时光传输设备日常维护与故障处理/16学时学习单元（即工作任务-学习型工作任务）光传输设备故障处理适用年级二年级单元学习主题光传输设备故障处理教学时间/学时第4学期8学时单元教学目标1 .具备光传输设备故障分析能力；2 .具备光传输设备故障处理能力。单元重点难点重点：故障分析 难点：故障处理单元教学方法参观教学法、案例教学法、任务设计法、互动式教学法、现场教学法等教 学 设 计教学目标教学内容教
15、学组织方式期望教学资源教学方法时间（分钟）具备光传输设备故 障分析与处理能力1 .光传输设备故障分析处理 流程；2 .光传输设备故障分析处理 方法。3 .典型故障案例分析。全体讲授引导；分组操作学生：灵活运用本部分内容解 决实际问题教师：讲解并演示本单元的能 力教材、实训指 导书、教案、 多媒体课件、 图片、设计标 准、技术手 册、设备、实 训基地等参观教学法、 案例教学法、 任务设计法、 互动式教学 法、现场教学 法等360多兀性的评价方式自我评价、小组评价、教师评价参考资料学习资源教材、参考书、专业网站、网络资源搜索课后小结:学习情境 光传输设备日常维护与故障处理 学习单元光传输设备故障处
16、理学生训练项目任务:1 .通过分组学习讨论，能正确进行SDH/MSTP设备的故障分析处理；.通过分组学习讨论，能正确波分设备的故障分析处理。学习成果：课后作业、实操记录、项目任务报告等工作过程：1 .运行数据读取，记录及资料归档；2故障分析；3.故障处理教学过程：项目学生工作内容教学组织资讯了解任务要求，涉及的知识点：1 .光传输设备故障分析处理流程；2 .光传输设备故障分析处理方法。3 .典型故障案例分析。讲授法引导行动的知识决策计戈U接受任务后，分小组制定学习计划学中做指导性的方法，教授解释行动的知识，实施小组先自主学习并进行小组讨论按 计划学习各项知识点，完成 SDH/MSTP的故障分析
17、处理以及波 分设备的故障分析任务设计教学法，教师指导，学生自主，在做 中学中反思行动的知识。检查评价在老师引导下，对光传输设备故障分 析过程进行检查，小组之间相互对比 成果，查漏补缺。教师引导和解释，全班集中讨论板书设计:教学组织与教学方法引导性教学PPT课件教学内容任务描述：某本地传输网采用OptiX 2500+设备组建，组网方式为两纤单向通道 保护环带链。图1组网不意图正面教学，学中做讲授法故障现象：讨论法在设备运行中，2号站到4号站和6号站的部分业务突然出现异常，2号站 和4号站、6号站的部分PD1板报LP_REI告警，并有LPBBE、LPES性能 事件，用误码仪测试告警通道有误码。2号
18、站到1、3、5号站的业务均正常。 分析故障原因？一、对维护人员的要求1、加强SDH基本原理，尤其是告警信号流的学习要求维护人员做到对SDH传输系统告警信号流非常熟悉。对于影响业务和性 能的各单板危急告警、主要告警，要掌握其产生的机理、相应的回传以及对下游 信号的影响。只有对每个告警的机理、影响都非常熟悉，才能更好地利用这些告 警信息，对故障原因做出一个清晰的判断。2、熟练掌握所维护传输设备的基本操作要求维护人员熟练掌握网管设备、网元设备以及相关测试仪表的基本操作。 如告警、性能的设置和查询操作；线路板、支路板的内环回和外环回操作；复用 段协议的启停操作；插拔单板操作；误码测试仪的使用等。维护人
19、员平时要加强 对网管操作手册、设备维护手册的学习，并利用可能的机会多实践、多锻炼，逐 步达到熟练操作的程度。3、熟悉所维护局的情况要求维护人员对所维护局的组网情况、保护模式、业务配置、机房设备的摆 放非常清楚。对设备各种运行状态下，每个业务的源和宿、占用的时隙以及经过 的站点要非常清楚，平时要注意了解所维护局的情况，加强对工程文档的学习， 并作好工程文档的维护工作。4、作好现场数据的采集与保存工作在进行故障处理前，要求维护人员首先采集、保存现场数据，这是一步非常 重要的工作。因为在故障的处理过程中，不可避免地会破坏当前数据，而详实的 现场数据，对于查清故障原因是极其有用的。但实际当中很常见的一
20、种情况是: 由于缺乏数据，虽然设备已经恢复正常运行了，但故障的真正原因却没有查清! 这对运营者和设备供应商都是一个隐患。5、加强心理素质锻炼要求维护人员在排除故障的过程中，沉着、冷静，避免误操作导致故障的扩 大。如在做远端站点线路板软件环回的时候，慌乱中将ECC切断，导致无法对远 端站点进行操作等。维护人员在进行故障处理的过程中，一般均需承受来自各方 面的巨大压力，因此，要求维护人员平时要加强自身心理素质的锻炼，提高自身 心理的承受能力。二、故障定位的基本思路1、故障定位的关键故障定位中，最关键的一步就是将故障点准确地定位到单站，这是每个维护 人员在现场维护工作中必须牢固树立的信念。2、故障定
21、位的原则故障定位的一般原则可总结为四句话：“先外部，后传输；先单站，后单板； 先线路，后支路；先高级，后低级”。“先外部，后传输”，就是说在定位故障时，应先排除外部的可能因素，如光 纤断，交换故障或电源问题等。“先单站，后单板”，就是说在定位故障时，首先，要尽可能准确地定位出是 哪个站的问题。从告警信号流中可以看出，线路板的故障常常会引起支路板的异 常告警，因此在故障定位时，应按“先线路，后支路”的顺序，排除故障。“先高级，后低级”的意思就是说，我们在分析告警时，应首先分析高级别 的告警，如危急告警、主要告警；然后再分析低级别的告警，如次要告警和一般 告警。3、故障定位的常用方法故障定位的常用
22、方法和一般步骤，可简单地总结为三句话：“一分析，二环回, 三换板”。当故障发生时，首先通过对告警事件、性能事件、业务流向的分析，初 步判断故障点范围；接着，通过逐段环回，排除外部故障，并最终将故障定位到 单站，乃至单板；最后，通过换板，排除故障问题。当然，故障定位的方法不仅 仅以上三种，除此之外，还有“更改配置法、配置数据分析法、仪表测试法、经 验处理法”等。而且随故障范围、故障类型的不同，所使用的故障定位方法，也 会有所不同。(1)告警、性能分析法使用告警、性能分析法，最关键的问题就是如何及时、方便、全面、真实地 获取故障信息。故障信息的来源一般有两个渠道：一个渠道是通过网管软件查询 传输系
23、统当前或历史发生的告警事件和性能数据；另一个渠道是通过观察设备机 柜和单板的运行、告警灯的闪烁情况了解设备当前的运行状况。这两个获取故障 信息的途径各有优缺点，下面给予分别介绍。通过网管获取告警信息，进行故障定位。由于网管软件可对全网传输设备的运行情况进行监控和管理，因此通过网管 软件获取的故障信息是非常全面的一一不仅是一个站、一块板的故障信息，而且 是全网设备的故障信息；另外，通过该渠道获取的故障信息也是非常确切的，可 以知道当前设备存在什么告警，什么时间发生的，以前曾经发生过什么历史告警。 性能不好时，指针调整有多少等。因此，当故障发生时，维护人员使用网管获取 故障信息，可以将故障定位到较
24、细、较准确的程度。但是，通过网管软件获取故 障信息，维护人员有时也面临告警、性能事件太多，无从着手分析的情况。另外, 该途径完全依赖于计算机、软件、通信三者的正常工作，一旦以上三者之一出问 题，该途径获取故障信息的能力将大大降低，甚至于完全失去。通过设备上的指示灯获取告警信息，进行故障定位。如表1、表2所示。表1光传输系统单板绿色运行指示灯运行灯状态状态描述快闪：每秒闪烁5次未开工状态正常闪烁：1秒亮1秒灭正常开工状态慢闪：2秒亮2秒灭与主控板通信中断，处于脱机工作力i态表2 OptiX系统单板红色告警指示灯告警灯状态状态描述常灭无告警发生每隔1秒闪烁3次有危急告警发生每隔1秒闪烁2次有主要告
25、警发生每隔1秒闪烁1次有次要告警发生常亮单板存在硬件故障自检失败通过观察这些单板指示灯的闪烁情况，我们可以大致定位故障的类型和位置。 比如，在发生故障时，发现单板的绿色运行灯进入快闪状态，则可判断故障的原 因可能是单板配置数据丢失，此时可通过重新下载配置数据排除故障；如果发现 单板的绿色运行灯进入慢闪状态，则可判断故障的原因可能是单板与主控板之间的邮箱通信发生了故障，导致单板脱机运行。此时，应仔细检查是主控板还是单 板或是母板发生了故障。(2)环回法当然，我们可能遇到使用告警、性能分析法也不能解决问题的情况：一种是 在组网、业务以及故障信息比较复杂的情况下。此时，伴随故障的发生，可能会 产生大
26、量的告警和性能事件。由于告警和性能事件太多，使得维护人员无从着手 分析；第二种情况恰恰与第一种情况相反，某些特殊的故障，可能没有明显的告 警或性能事件上报，有时甚至查不到任何告警或性能事件。显然，这种情况下告 警、性能分析法是无能为力的。如果发生上面两种情况，我们不妨试一试另一种比较经典的方法一环回法。 环回法是SDH传输设备定位故障最常用、最行之有效的一种方法。该方法最大的 一个特色就是故障的定位，可以不依赖于对大量告警及性能数据的深入分析。作 为一名SDH传输设备维护人员，应熟练掌握。当然这种方法也有它自身不能克 服的缺陷，就是可能会影响正常的业务，建议在业务量小的时候使用。OptiX系统
27、对软件环回操作的支持对于环回操作已作过详细的介绍，这里就不再复述。我们清楚：硬件环回相 对于软件环回而言环回更为彻底，但它操作不是很方便，需要到设备现场才能进 行操作；而软件环回虽然操作方便，但它定位故障的范围和位置不如硬件环回准 确。比如，在单站测试时，若通过光口的软件内环回，业务测试正常，并不能确 定该光板没有问题；但若通过尾纤将光口自环后，业务测试正常，则可确定该光 板是好的。总之，软件、硬件两种环回方式各有所长，我们应根据实际情况灵活应用。 如下表3所示。表3 OptiX光传输系统软件环回操作及应用“环回法”小结支持软件环回 的单板操作 工具软件环回操 作类型环同级别应用线路板网管内环
28、回、外 环回按VC4通道级别 或整个STM-N 信号环问将故障定位到单站 步判断线路板是彳 障，不需要更改业,且可初 卬存在故 务配置。支路板网管内环回、外 环回按通道环回可分离交换机故E 输故障，且可初步 板是否存在故障。 更改业务配置。章还是传 判断支路 不需要从上面故障定位的过程可以看出，“环回法”不需要花费过多的时间去分析告 警或性能事件，而可以将故障较快地定位到单站乃至单板。而且，该方法操作简 单，维护人员较容易掌握，这是该方法的优势。但显然，假若所环回的VC4通道 内有其它正常的业务，“环回法”必然会导致正常业务的暂时中断，这是该方法最 大的一个缺点。因此，一般只有出现业务中断等重
29、大事故时，才使用环回法进行 故障排除。另外，上面说过，当环回线路的第一个VC4通道时，可能会影响网元 间的ECC通信，这也是该方法的一个不足。(3)替换法“替换法”就是使用一个工作正常的物件去替换一个被怀疑工作不正常的物 件，从而达到定位故障、排除故障的目的。这里的物件，可以是一段线缆、一个 设备或一块单板。“替换法”适用于排除传输外部设备的问题，如光纤、中继电缆、 交换机、供电设备等；或故障定位到单站后，用于排除单站内单板的问题。利用“替换法”，我们还可以解决其它如电源、接地等问题，在此就不细讲了。 “替换法”的优势就是简单，对维护人员的要求不高，是一种比较实用的方法。 但该方法对备件有要求
30、，且操作起来没有其它方法方便。插拔单板时，若不小心， 还可能导致板件损坏等其它问题的发生。(4)配置数据分析法在某些特殊的情况下，如外界环境条件的突然改变，或由于误操作，可能会 使设备的配置数据一一网元数据和单板数据遭到破坏或改变，导致业务中断等故 障的发生。此时，故障定位到单站后，可通过查询、分析设备当前的配置数据： 如逻辑系统及其属性、复用段的节点参数、线路板和支路板通道的环回设置、支 路通道保护属性、通道追踪字节等是否正常来定位故障。对于网管误操作，还可 以通过查看网管的操作日志来进行确认。如某支路板通道保护不动作，我们就需 要查看该支路板的通道属性是否已配置为保护。(5)更改配置法“更改配置法”所更改的配置内容可以包括：时隙配置、板位配置、单板参 数配置等。因此“更改配置法”适用于故障定位到单站后，排除由于配置错误导 致的故障。另外“更改配置法”最典型的应用就是用来排除指针调整问题。如怀 疑支路板的某些通道或某一块支路板有问题，可以更改时隙配置将业务下到另外 的通道或另一块支路板；若怀疑某个槽位有问题，可通过更改板位配置进行排除； 若怀疑某一个VC4有问题，可以将时隙调整到另一个VC4；在升级扩容改造中， 若怀疑新的配置有错，可以重新下发原来的配置来定位是否配置问题。