铁路450M光纤直放站系统监控失效故障分析与处理

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工作原理的简要介绍，分析直放站系统监控故障的类型及产生原因，总结出几种常用的直放站系统监控失效故障定位、处理方法，能够快速准确定位、处理故障，压缩故障延时，保障铁路无线通信系统安全畅通。
关键词：直放站系统；监控原理；监控失效
无线光纤直放站是通过光纤对无线信息进行透明传输、放大的中继设备。目前广泛用于铁路无线通信系统，可实现铁路各车站及区间内无线场强无缝覆盖，保证铁路运输车机联控、TDCS、调度命令、列尾等业务的正常运用，为铁路通信安全畅通提供了可靠保障。
1 目前现状和必要性分析
450M光纤直放站系统是比较成熟的无线通信设备，目前在铁路无线通信系统得到广泛运用。直放站远端机大部分安装在比较偏僻的铁路沿线，甚至有的安装在隧道内，日常维护很不方便，所以对于直放站的运用状态进行实时监控就显得非常重要。光纤直放站系统监控信号是FFSK数据信号，目前现场没有测试FFSK数据信号的仪表和测试手段。现场的职工对监控信号传输原理不是很清楚，对于直放站系统监控失效故障不会判断、定位。因此，了解直放站系统监控信号传输原理，掌握监控失效故障定位、处理方法，对提高直放站设备维护质量具有指导意义。
2 铁路450M光纤直放站系统组成、工作原理
2.1 铁路450M光纤直放站系统组成
光纤直放站系统主要由网管系统、传输通道、直放站近端机、光缆线路、直放站远端机、直放站漏缆及天馈系统等组成。
2.2 铁路450M光纤直放站系统工作原理
无线光纤直放站是通过光纤对无线信息进行透明传输、放大的中继设备。铁路450直放站系统传输的信号主要有射频信号和监控信号，了解直放站系统工作原理就是弄清楚直放站系统射频信号和监控信号的传输过程。
（1）直放站系统射频信号传输过程。由车站电台发出的下行射频信号，经过30 DBm的耦合器进入直放站近端机的功率分配单元，在近端光模块转换成光信号进入光纤传输，直放站远端机光模块收到光信号转换成射频信号，进入功放进行放大，经过双工器分成同频和异频信号，异频信号直接进入双工器异频端，同频信号进入射频开关后进入双工器的同频端，经过双工器后输出到功分器，由功分器将信号分到两边的漏缆中去，经过漏缆传输到区间并向外辐射，区间的机车可接收到信号，建立通信。
由机车电台发出的上行射频信号，经过漏缆接收传输到直放站远端机的功分器，经过远端机的双工器、射頻开关、低噪放、再经光模块转换成光信号进入光纤传输，直放站近端机光模块收到光信号转换成射频信号，经过功功率分配单元，耦合器，被车站台接收，建立通信。
（2）直放站系统监控信号传输过程。直放站系统监控信号主要分为网管对直放站操作的控制信号和直放站运用状态信息两类。
网管对直放站操作的控制信号的传输过程：网管发出操作命令，通过串口到达网管端协议转换器，通过传输通道到达车站协议转换器，通过串口到达直放站近端监控盘，通过485数据线到达近端机光盘，通过光纤传到远端机光盘，通过485数据线到达远端监控盘，再通过485数据线连到直放站远端机各个模块。
直放站的状态信息上报的传输过程：传输通路相同，只是方向相反。
3 铁路450M光纤直放站系统监控故障类型及产生原因
铁路450M 光纤直放站系统监控故障主要有直放站近端机或远端某一个模块故障，光路告警，直放站近端机监控失效，直放站远端机监控失效这四种类型。
（1）直放站近端机或远端机某一个模块告警。这类告警故障主要由于模块掉电不工作、模块输入不正常、模块输出不正常等原因造成，处理这类故障比较简单，检查模块供电或直接更换模块即可。
（2）直放站近端机光路告警故障。光路告警是指直放站近端机的某一个或几个光模块收光不正常，直放站近端机光模块收到的光信号低于直放站近端机光模块接收灵敏度，就会产生光路告警。一般情况由于光缆线路衰耗大、尾纤故障、光纤法兰盘故障、远端光模块发光不良造成的，处理这类故障用光功率计分段测试可以定位、处理。
（3）直放站近端机监控失效故障。直放站近端机监控失效是指某个车站近端机和所带的全部远端机都监控不上。直放站近端机和直放站网管的监控信号传输不正常，网管在规定的时间收不到直放站近端机的状态信息，就会产生监控告警故障。主要原因是直放站近端机监控盘故障、监控盘掉电、监控软件故障、直放站近端机协议转换器故障造成的。
（4）直放站远端机监控失效故障。直放站远端机监控失效是指车站近端机所带的某个远端机监控不上。直放站远端机和直放站网管的监控信号传输不正常，网管在规定的时间收不到直放站远端机的状态信息，就会产生监控告警故障。主要原因是直放站远端机监控盘故障、监控盘掉电、监控软件故障、直放站近端机光模块故障、直放站远端机光模块故障、光纤线路故障造成的，这类故障处理起来很麻烦。
4 铁路450M光纤直放站监控失效故障的定位、处理方法
铁路450M 光纤直放站系统的四类监控故障，对于直放站近端机或远端某一个模块告警和直放站近端机光路告警故障这两类比较容易定位处理，这里不再介绍，重点讲解直放站近端机、远端机监控失效故障的定位、处理方法。
4.1 观察法。观察法是通过现场观察设备的指示灯显示是否正常，可以有效进行故障定位。对于直放站监控系统设备中能够通过指示灯进行判断好坏的有：直放站近端机协议转换器，直放站监控盘，直放站光盘。首先观察设备的电源指示灯指示灯是否亮，如果不亮，测量电源，进一步处理；其次观察设备运行指示灯是否正常，如果不正常，更换后试验；这就要求对每种设备的指示灯含义非常清楚，正常情况那些灯亮、那些灯灭、那些灯闪亮必须牢记在心。
4.2 通道环回法。通道环回法是针对直放站近端机监控失效故障的处理方法，可以快速进行故障定位、处理。由于直放站近端机监控失效通常是整个车站近端机和所带的全部远端机监控不上，影响比较大，需要及时处理，这时可以电话联系传输室，对传输通道进行软环回测试，如果传输通道故障，倒换通道即可处理，大大压缩故障延时。
4.3 軟件调测法。软件调试法是利用直放站网管监控软件对直放站进行远程复位或者利用网管监控软件特权指令对直放站进行重新写数据。软件调试可以在网管上，也可以在现场进行。一般针对网管查询直放站状态无回应或者查询直放站模块数量不正常的情况下，可以优先利用网管监控软件对直放站进行远程复位处理，有时可以起到效果；如果网管远程复位不起作用时，到现场利用网管监控软件读取直放站的参数是否正常，如果不正常就利用特权指令对直放站进行重新写数据。
4.4 倒代法。倒代法是针对直放站远端机监控失效时，倒换近端机光模块可以判断是近端光模块故障还是远端设备故障的方法。对于直放站远端机监控失效故障，首先到车站近端机，通过倒换近端光模块后，如果网管查询监控正常，说明直放站近端机光模块的FFSK数据信号不通，更换近端光模块即可，如果判断为远端机设备故障，再到远端机现场处理。这样可以大大压缩故障延时，也可以避免盲目到偏僻的远端机处理，节约了人力和交通费用。
5 案例分析
5.1 直放站近端机监控失效故障分析、处理
故障现象：直放站网管通知吕河车站近端机查询无回应，监控失效。
故障分析及处理：首先，询问安康传输室吕河车站直放站监控2M通路是否有告警，如果有告警，传输室可以利用通道环回法对该2M电路进行环回，判断传输通道是否正常，如果传输通道故障，倒换通道即可处理，故障排除。其次，如果传输通道良好，无线工区人员就需要携带仪表、备品到吕河车站去现场定位处理。到吕河车站通信机房，先利用观察法查看车站近端机协议转换器和近端机的监控盘上的指示灯显示是否正常，如果指示灯显示不正常，更换相应的设备，故障排除。最后，如果直放站近端机的设备指示灯显示全部正常，说明直放站近端机监控盘的FFSK数据信号不通，可以用笔记本电脑直接和近端机监控盘连接，利用监控软件直接读取直放站的参数，查看参数是否正确，如果不正确，利用特权指令对直放站进行重新写数据，故障排除；如果查看参数正确，说明近端机监控盘故障，更换直放站近端机监控盘即可排除故障。
5.2 直放站远端机监控失效故障分析、处理
故障现象：直放站网管通知吕河2号直放站查询无回应，监控失效。
故障分析及处理：这是直放站远端机监控故障，假设只有吕河2号直放站远端机监控故障，吕河站近端机带的其他远端机监控正常，且近端机没有其他告警。由于吕河站近端机带的其他远端机监控正常，排除了吕河站近端传输通道和近端监控盘故障的可能；由于近端机没有光路告警，近端机2号光口收光正常，可能是近端光盘、远端光盘、远端机监控盘故障，导致监控信号不通。首先，由于近端机光盘发光网管不能监控，在吕河车站通信机房用光功率计测试直放站近端机2号光口的发光是否正常。如果直放站近端机2号光口发光不正常，说明直放站近端机2号光口故障，更换直放站近端光盘，故障可排除。如果直放站近端机2号光口收发光正常，需要用倒代法判断是近端机光盘还是远端机监控通路不良。倒代法的过程示意图如图1所示。在吕河车站通信机房近端机将2号直放站的接的尾纤从2号光口拔下，插到1号光口上，让网管查询吕河2号直放站，如果查询正常，说明直放站近端机2号光口故障，更换近端机2号光口对应的光盘，故障排除。如果让网管查询吕河2号直放站，如果仍旧查询无回应，说明直放站远端机故障，需要到区间直放站远端机机房进一步判断、处理。在直放站远端机机房，用笔记本电脑直接和远端机监控盘连接，利用监控软件直接查询吕河2号直放站，如果查询无回应，说明直放站远端机监控盘的FFSK数据信号不通，利用监控软件直接读取直放站的参数，查看参数是否正确，如果不正确，利用特权指令对直放站进行重新写数据，故障排除；如果查看参数正确，说明远端机监控盘故障，更换直放站远端机监控盘即可排除故障。在直放站远端机机房，用笔记本电脑直接和远端机监控盘连接，利用监控软件直接查询吕河2号直放站，如果查询正常，说明远端机监控盘良好，可能是远端机光盘FFSK数据不通，更换直放站远端机光盘，故障排除。
6 结束语
通过以上的论述，对现场维护人员处理直放站监控故障具有一定的指导意义，大大提高了直放站设备维护人员的维护水平；能够使维护人员快速准确定位、处理直放站故障，压缩故障延时，有效地保障铁路无线通信系统安全畅通。
参考文献
[1]孙德福.800MHz CDMA光纤直放站设计及实现[D].成都：电子科技大学，2004.
[2]刘友刚.光纤直放站规划设计与应用[D].华中科技大学.