感應(yīng)信號引起的轉(zhuǎn)報機異步單元故障分析

引言

廣州新機場的新轉(zhuǎn)報系統(tǒng)負責(zé)整個中南地區(qū)AFTN電報的傳輸和交換，而FA36設(shè)備則是基于IP的新一代的傳輸接入設(shè)備，是面向企業(yè)核心和運營商網(wǎng)絡(luò)的高性能、高可靠性的多業(yè)務(wù)傳輸接入需求，面向全業(yè)務(wù)、開放的業(yè)務(wù)模型而開發(fā)的新一代智能業(yè)務(wù)傳輸接入設(shè)備。FA36網(wǎng)絡(luò)作為中南地區(qū)新建的綜合業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，負責(zé)中南地區(qū)各空管分局（站）之間的雷達、報文、話音等業(yè)務(wù)的傳輸交換。

這兩套新系統(tǒng)投入使用后，大大改善和提高了中南地區(qū)AFTN電報和其他空管業(yè)務(wù)的傳輸和交換能力。但是，新設(shè)備的一些電氣特性和功能與原來的設(shè)備有所不同，在日常維護使用過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過以下故障。

1轉(zhuǎn)報系統(tǒng)智能程控異步單元故障描述

某月某日，轉(zhuǎn)報系統(tǒng)出現(xiàn)多個信道沒有收到電報，檢查發(fā)現(xiàn)這幾個信道都是接在同一臺智能程控異步單元上，在轉(zhuǎn)報主機上無法PING通該異步單元。用電腦從智能程控異步單元配置端口登錄后，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備處于死鎖狀態(tài)，敲鍵盤沒有任何反應(yīng)。更換了一臺冷備異步單元，接上數(shù)據(jù)線和網(wǎng)線后，發(fā)現(xiàn)新接上的異步單元也出現(xiàn)同樣的故障，反而替換下來的異步單元經(jīng)過加電檢查發(fā)現(xiàn)狀態(tài)正常。于是嘗試逐條拔插異步單元上所接入的數(shù)據(jù)線和網(wǎng)線，最后發(fā)現(xiàn)把其中一路連接FA36設(shè)備的數(shù)據(jù)線拔掉后，異步單元恢復(fù)正常工作。

2故障現(xiàn)象分析

被拔掉的數(shù)據(jù)線原來是連接“數(shù)字空管系統(tǒng)”進行報文傳輸?shù)?，該系統(tǒng)當初接入轉(zhuǎn)報系統(tǒng)時，中間通過2臺FA36作為中繼連接，后來為簡化網(wǎng)絡(luò)連接，改為直接采用網(wǎng)線連接到轉(zhuǎn)報系統(tǒng)，同時在FA36設(shè)備上取消了相應(yīng)端口、鏈路的配置,但數(shù)據(jù)線仍然保留。具體連接如圖1所示。

圖1數(shù)字空管系統(tǒng)連接圖

造成轉(zhuǎn)報系統(tǒng)故障的原因應(yīng)該與連接FA36設(shè)備的數(shù)據(jù)線纜有關(guān)系，因此，筆者首先使用設(shè)備對連接FA36的數(shù)據(jù)線進行了檢測。轉(zhuǎn)報機與FA36互聯(lián)的數(shù)據(jù)線以及數(shù)據(jù)線兩端的

圖2轉(zhuǎn)報機與FA36互聯(lián)的數(shù)據(jù)線以及數(shù)據(jù)線兩端的接口詳細情況

在制作數(shù)據(jù)線纜時,FA36的DB-25接口只接入了接收、發(fā)送和信號地3個管腳，即2腳、3腳和7腳；而由于新轉(zhuǎn)報機異步單元的異步端口是RJ-45端口，除了收、發(fā)管腳和信號地管腳以外，其他的控制信號（DCD、CTS、RTS等）管腳也全部接入了異步單元。

通過對FA36的物理端口測試發(fā)現(xiàn)，該端口的發(fā)信號管腳有一個峰值為15V左右，占空比約為30%的方波信號輸出，圖3所示是其方波信號圖。該方波信號既不是用戶數(shù)據(jù)信號（當時FA36端口沒做任何配置,為初始狀態(tài)），又不是常態(tài)恒定的電平信號。另外，測試同時發(fā)現(xiàn)，在連接數(shù)據(jù)線的末端（新轉(zhuǎn)報機異步模塊端），DCD控制信號管腳也產(chǎn)生了感應(yīng)方波信號，形狀與發(fā)信號管腳相同，峰值為5V左右。

雖然接在FA36上的數(shù)據(jù)線端口沒有接入DB-25的DCD控制信號管腳，但FA36端口發(fā)信號管腳輸出的的方波信號經(jīng)過4m左右的數(shù)據(jù)線到達轉(zhuǎn)報機端口時，在DCD控制信號管腳上產(chǎn)生了感應(yīng)方波信號。由于異步單元的RJ-45端口接入DCD控制信號管腳，結(jié)果感應(yīng)方波信號輸入到了異步單元的異步端口中去。

（a）FA36設(shè)備SAE端口針腳3（TxD腳）默認輸出電平波形圖

（b）轉(zhuǎn)報異步單元針腳7（DCD腳）感應(yīng)信號電平波形圖

圖3方波信號波形圖

DCD信號是載波檢測信號，智能程控異步單元是通過檢測DCD管腳的電平高低來判斷鏈路是否中斷。根據(jù)美國電子工業(yè)協(xié)會（ElectronicIndustryAssociation，EIA）制定的RS-232-C串行物理接口標準，正常的DCD管腳應(yīng)該是常態(tài)恒定的，即全是正電壓或全是負電壓的輸出狀態(tài)。當DCD管腳出現(xiàn)了方波狀態(tài)（即正電壓和負電壓交替出現(xiàn)），將會造成智能程控異步單元對鏈路狀態(tài)的誤判為一會兒中斷一會兒正常。方波的頻率越大，對鏈路狀態(tài)的判斷功能消耗了設(shè)備CPU的資源越多，最終幾乎將CPU資源全部占用，而無法響應(yīng)其他端口的數(shù)據(jù)收發(fā)。這時，如果把這條數(shù)據(jù)線拔掉，智能程控異步單元CPU資源被釋放，可以恢復(fù)正常工作。

經(jīng)過進一步測試發(fā)現(xiàn)，無論FA36的SAE端口配置成何種速率，端口的發(fā)送數(shù)據(jù)管腳都會輸出15V方波信號，區(qū)別是端口的速率越高，方波的頻率也越大。同時，在數(shù)據(jù)線末端（故障實例為RJ-45接口端）的7針腳（異步單元定義為DCD控制信號管腳）會產(chǎn)生前文提到的5V感應(yīng)方波。測試表明，當FA36的SAE端口速率較低，如300b/s?19.2Kb/s時，由于感應(yīng)方波頻率較小，異步單元的CPU資源占用不算太大，還可以響應(yīng)其他端口的數(shù)據(jù)收發(fā)；當FA36的SAE端口處于高速狀態(tài)時，感應(yīng)方波干擾頻率較大，異步單元的CPU資源占用也隨著增大，造成異步單元沒有CPU資源去處理其他端口的數(shù)據(jù)收發(fā)和其他功能，從而產(chǎn)生死鎖現(xiàn)象。

后經(jīng)證實，F(xiàn)A36的SAE端口如果取消端口配置，而還原成默認狀態(tài)時（即端口不作任何配置，不指定同異步狀態(tài)和速率），端口會處于默認配置狀態(tài)，即同步64Kb/s。

3故障啟示

從故障分析中可以看到：新轉(zhuǎn)報系統(tǒng)的智能程控異步單元的端口，除了一般異步線路所需的收管腳、發(fā)管腳和信號地管腳以外，其他控制信號管腳也接入了系統(tǒng)，包括DCD控制信號。新轉(zhuǎn)報機的智能異步單元新增了對端口的DCD信號管腳的檢測功能，通過對DCD信號的檢測判斷鏈路狀態(tài)。如果判斷鏈路狀態(tài)為中斷，就自動把要發(fā)送的AFTN電報保存起來，待鏈路狀態(tài)恢復(fù)正常后繼續(xù)發(fā)送，以避免發(fā)送電報的丟失。在默認設(shè)置下，轉(zhuǎn)報機智能程控異步單元會探測并處理端口的DCD信號，所以DCD針腳的高頻感應(yīng)方波信號會導(dǎo)致異步單元CPU資源大量消耗，甚至死鎖。針對這一特點,在對新轉(zhuǎn)報系統(tǒng)的日常運行維護中，應(yīng)避免感應(yīng)方波信號干擾異步單元正常工作。

同時，要規(guī)范自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)的運行維護，在取消轉(zhuǎn)報系統(tǒng)異步業(yè)務(wù)時，應(yīng)同時拆除相應(yīng)端口的連線或設(shè)備，避免意外原因干擾設(shè)備正常工作。

4結(jié)語

本文通過日常運行維護中的一個故障實例分析，希望借此拋磚引玉，和大家一起分享一些設(shè)備維護的經(jīng)驗。目前，民航“十二五”規(guī)劃正在逐步實施中，為了提高空管保障的水平,空管業(yè)務(wù)的傳輸設(shè)備不斷升級和更新，平面通信網(wǎng)絡(luò)性能也不斷完善和提高。在新設(shè)備逐漸取代舊設(shè)備的過程中，特別應(yīng)注意研究傳輸設(shè)備通信模塊的電氣特性，多與廠家溝通、了解并盡可能多地掌握新系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)特點和設(shè)計理念，盡快地熟悉和深入了解新設(shè)備的各種特性，不斷積累維護經(jīng)驗，以提高自身的設(shè)備保障能力。

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