華為BITSV3設備參考源不可用故障的測試與排除

摘 要：數(shù)字同步網(wǎng)是電信網(wǎng)絡的基礎支撐網(wǎng)絡之一，是各業(yè)務網(wǎng)高質(zhì)量運行的保證。華為BITS（通信樓綜合定時供給系統(tǒng)）設備，作為整個通信樓內(nèi)及通信區(qū)域內(nèi)的專用定時供給發(fā)生器，是數(shù)字同步網(wǎng)的關鍵節(jié)點，現(xiàn)網(wǎng)應用中有V2與V3兩個版本。本文通過對中國移動秦皇島分公司一則非典型的華為BITSV3設備參考源不可用故障，進行儀表現(xiàn)場測試與問題排除，深入剖析故障原因，總結故障處理經(jīng)驗與預防措施，為華為BITSV3設備的日常維護與故障修復提供借鑒與參考。

關鍵詞：華為BITSV3； 參考源不可用；測試；排除

一、故障現(xiàn)象描述

中國移動秦皇島分公司華為BITS系統(tǒng)連接關系如圖1所示，

（1）秦皇島分公司機房樓BITSV2設備（二級鐘），一方面通過兩套PDH系統(tǒng)轉(zhuǎn)接至綜合樓，為綜合樓BITSV3設備提供輸入源；另一方面為SDH網(wǎng)絡提供輸入源。

（2）秦皇島分公司綜合樓BITSV3設備（三級鐘），主要為綜合樓不同的MGW/Server核心網(wǎng)交換機提供輸入源。

（3）8月23日晚22：11左右，秦皇島分公司“綜合樓BITS V3”設備產(chǎn)生“系統(tǒng)無主用源”、“MITE（最大時間間隔誤差）、TIE（時間間隔誤差）性能越限”等告警，系統(tǒng)處于自由振蕩狀態(tài)，導致部分基站閃報TF（時鐘不同步）告警。

（4）8月24日凌晨2：00左右，通過對“綜合樓BITSV3”設備配置“參考源不參與選源控制”，“綜合樓BITSV3”設備重新鎖定參考源，系統(tǒng)恢復正常，同時基站TF告警消失。

（5）觀察兩天后，8月26日9：13，“綜合樓BITS V3”再次上報“主用源性能越限”告警，導致參考源不可用，并再次進入保持狀態(tài)。

二、故障原因分析

根據(jù)以上故障現(xiàn)象，分析可能的故障原因有：

（1）機房樓BITSV2輸出或相關連接件故障；

（2）負責輸入源轉(zhuǎn)接的PDH系統(tǒng)或相關連接件故障；

（3）綜合樓BITSV3設備LCIM（輸入測試板 ）板卡或相關連接件故障；

（4）環(huán)境溫度影響綜合樓BITSV3設備SOCU（衛(wèi)星信號接收及晶體振蕩器時鐘單元 ）板卡工作異常。

三、現(xiàn)場測試與故障排除

（1）因本次故障現(xiàn)象多次反復，且具有一定的隨機性，因此計劃通過現(xiàn)場儀表測試的方式，逐一排除可能的故障原因，并最終定位故障點。測試前再次確認現(xiàn)網(wǎng)硬件連接情況（如圖1所示）。綜合樓BITS V3為三級鐘配置，2塊時鐘板均為SOCU，以恒溫晶振作為本振。綜合樓BITS V3通過PDH通道跟蹤上游BITS V2輸出的E1信號，并提供時鐘信號給下游其他設備。

（2）8月27日凌晨測試BITS V2設備及BITS V3設備輸出：

本次測試使用兩塊儀表，一是XG7230 sync analyzer，其內(nèi)部配置銣鐘，除進行測試外還可以為其他儀表輸出基準源；二是JDSU MTS8000，該儀表測試需要外接基準源。

本次儀表測試連接關系如圖2所示：XG7230 sync analyzer 的RX，連接一路“綜合樓BITS V3”的輸入源；TX為JDSU MTS8000提供外接基準源。JDSU MTS8000的RX1連接“綜合樓BITS V3”TSOU板的1路輸出。

測試結果顯示，BITS V2輸出的頻率偏差小于0.1ppb，可以確認BITS V2及PDH輸出正常。BITS V3輸出的E1信號與輸入源一致，小于0.1ppb。因此可排除第1、第2種故障的可能。由于故障現(xiàn)象暫時沒有重現(xiàn)，決定掛表測試一段時間。

（3）8月28日凌晨，為了確定故障點是BITS V2設備還是BITS V3設備，使用兩臺測試儀表，分別同時測試BITS V3設備輸入（BITS V2的輸出）和輸出。多次測試發(fā)現(xiàn)，BITS V3設備的輸出存在幾次較大的不穩(wěn)定，而輸入一直處于平穩(wěn)狀態(tài)。進一步核對性能數(shù)據(jù)和操作步驟發(fā)現(xiàn)，BITS V3設備輸出的幾次不穩(wěn)定與人員進入機房時間相符，初步懷疑人員進入機房對設備周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響導致了輸出的變化。但由于這種變化沒有達到故障重現(xiàn)的程度，只能再次進行持續(xù)測試。

（4）8月28日上午9：40，綜合樓BITS V3設備再次上報“系統(tǒng)無主用源”、“MITE、TIE性能越限”等告警，故障重現(xiàn)。查看測試儀表確認BITS V3的輸出頻率發(fā)生了變化，儀表監(jiān)測值為5ppb。BITS V3的輸入源測試結果基本不變，為0.1ppb。與機房出入記錄核對發(fā)現(xiàn)，此次告警與工程人員進入機房時間相符。到機房現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)，BITS V3設備機柜門被打開，同時對面烽火設備機柜門關閉（前期測試時，該機柜門一直處于打開狀態(tài)），此時在BITS V3設備旁明顯感覺到有空調(diào)強風。重新恢復前天晚上的兩機柜門的位置，BITSV3輸出的頻率再次發(fā)生了變化。儀表監(jiān)測值為-2ppb，負向變化了7ppb。BITS V3的輸入源測試結果基本不變，為0.1ppb。初步判斷開關機柜門對BITS V3的輸出頻率有一定的影響。

（5）綜合樓機房現(xiàn)場環(huán)境及機架位置如圖3所示：

機房專用空調(diào)的出風口距離BITS V3約3米，強勁出風直接朝向BITS V3機柜。烽火設備的機柜門打開時，可以恰好擋住風力。經(jīng)過現(xiàn)場比對，在BITS V3設備機柜門打開的情況下，烽火設備機柜門的打開與關閉，短時間內(nèi)BITS V3設備周邊的溫度會產(chǎn)生劇烈的變化。與工程人員核實后，結合設備歷史告警、性能發(fā)現(xiàn)，BITS V3設備每次上報告警的時間都與工程人員施工時間相符合。

（6）8月29日凌晨，針對白天發(fā)生的場景再次進行了測試。還原當時的情況后，故障重現(xiàn)，設備再次上報“系統(tǒng)無主用源”、“MTIE、TIE性能越限”等告警。為了驗證開關機柜門對BITS V3輸出的影響，分別對三塊SOCU單板（兩塊現(xiàn)網(wǎng)單板和一塊備用板）均進行機柜門開關的測試。驗證發(fā)現(xiàn)對三塊SOCU輸出的的頻率輸出均有影響，三塊單板的影響分別為頻偏變化5ppb，0.4ppb，0.4ppb。其中一塊SOCU對溫度的影響表現(xiàn)比較大。

（7）最終確定故障點為：開關機柜門導致空調(diào)對綜合樓BITS V3設備溫度和風速產(chǎn)生變化，引起了綜合BITS V3設備晶體輸出的頻偏發(fā)生變化，最終導致輸入源超限而系統(tǒng)進入保持。現(xiàn)場解決及預防措施：首先，改變機房空調(diào)送風方向，由橫向直吹改為上下垂直送風。避免空調(diào)對設備直吹，以免設備周邊環(huán)境溫度變化劇烈。其次，將綜合樓BITS V3設備由三級鐘升級改造為更加穩(wěn)定的二級鐘，時鐘板使用SRCU（衛(wèi)星信號接收及銣振蕩器時鐘單元）。銣鐘板為二級鐘的本振。二級鐘任何情況下（自由、保持、跟蹤、快捕）系統(tǒng)輸出信號的頻偏均小于16ppb，滿足基站50ppb的要求。

四、故障經(jīng)驗總結

（1）BITS V3的性能監(jiān)測數(shù)據(jù)TIE、MTIE、TDEV、頻率偏差等均使用本振系統(tǒng)輸出作為參考，對輸入源進行監(jiān)測。系統(tǒng)輸出頻率的變化將導致BITS V3監(jiān)測的輸入源的性能監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化。影響晶振輸出頻率的主要因素有溫度、電壓、振動。開關機柜門會影響晶振的工作溫度。

（2）通過用儀器測試結果、以及BITS V3相對于輸入的性能監(jiān)測曲線數(shù)據(jù)可知，開關機柜門導致的溫度和風速的變化，引起了BITS V3的晶體輸出的頻偏發(fā)生變化，導致了BITS V3上報性能監(jiān)測MTIE、TDEV、頻率偏差超限告警。而參考源性能超限告警參與了參考源選擇控制，這些超限告警導致參考源全部不可用，系統(tǒng)無主用源，BITS V3進入保持狀態(tài)。

（3）系統(tǒng)保持七天后，進入自由振蕩狀態(tài)。綜合樓BITS V3設備為晶體鐘，自由振蕩的時鐘精度無法滿足基站的要求，導致基站設備上報TF告警。

五、小結

本則非典型的華為BITSV3設備參考源不可用故障，具有一定的隱蔽性、巧合性和隨機性。正好趕上位于前后排的BITSV3設備與烽火設備同時處于施工期，且當BITSV3機柜門打開時，空調(diào)送風直對BITSV3設備時，溫度的強烈變化才會引起B(yǎng)ITSV3設備出現(xiàn)告警。針對這起疑難故障，最終通過現(xiàn)場儀表測試、故障現(xiàn)象還原、原因深入分析，終于準確定位了故障點并使故障得以徹底排除。相信其排查思路、測試方法、處理經(jīng)驗以及預防措施，均可對華為BITSV3設備的日常維護與類似故障處理提供借鑒與參考。

參考文獻：

[1]程根蘭.數(shù)字同步網(wǎng).人民郵電出版社，2001.

[2]華為數(shù)字同步網(wǎng)設備SYNLOCK V3技術手冊.

作者簡介：李麗紅：通信工程師（高級），現(xiàn)任職于中國移動通信集團河北有限公司秦皇島分公司，網(wǎng)絡部傳輸班組。是中國移動通信集團公司傳輸專業(yè)（烽火）技術支援專家。主要從事傳輸網(wǎng)絡規(guī)劃、維護及優(yōu)化工作。