关键词：民航气象；浦东机场；自观系统；光纤环网；
1 引言
近年浦东机场航空业务快速增长，并对空管现代化提出了更高的要求。空管各种设备运行稳定、可靠与安全对空管部门实施雷达管制起着至关重要作用。
就浦东机场的自动气象观测系统（AWOS）而言，老的跑道采用传统的点对点传输及模拟线传输的方式，由于技术落后，业务单一，安全性差等缺陷，难以满足空管气象业务的新要求。浦东机场四跑道2015年建成并投入使用的光纤环网系统是一个容量大、灵活度高、管理智能、配置动态的光传输网，可实现多元化的传输方式和提高业务的综合处理能力。
2浦东机场四跑道自观系统光纤环网业务结构
目前，浦东机场四跑道的自动气象观测系统业务以浦东航管楼气象机房作为信息汇聚中心节点，需要接入南北近台的云高数据、南北下滑及跑道中间的光学能见度MOR、风速风向数据，以及南北下滑的气压、温湿度、雨量数据。在数据传输链路方面，系统采用了MOXA串口转换器将传感器探测的RS485串口数据转换成电信号进入光电转换器，然后通过一对光电转换器将电信号转成光信号，再通过光纤环网传输至航管楼气象机房后转回电信号进入中央处理器CDU，至此光环网传输完毕。每个传感器数据并不直接传输到CDU，而是通过光纤环网实现北-中-南-机房四个数据结点环路传输。光环网链路图如下图一所示：
图1：浦东机场四跑道自观系统光环网链路图
3 光纤环网相对传统铜芯电缆传输的优势
浦东机场开航早，业务量常年位列全国前三，但是在实现光纤环网传输之前，早年所建设的一二三跑道采用的传统方法主要是基于铜芯电缆介质为基础的点对点传输方式，各节点传输相互独立，无法实现统一网管，而且铜芯电缆受线路干扰、电信、天气等外在因素较大，容易出现老化、串音等现象，导致通信质量差、通话效果差、传输效率低等问题。
而四跑道新建设的基于光纤环网的信息传输相较于传统铜芯电缆传输则具有以下技术优势：
1）安全稳定优势。光纤灵敏度高，不受电磁噪声之干扰。讯号串音小，传输质量及保密性高，而且绝缘 、耐高压、耐高温、耐腐蚀，在暴雨、暴雪等特殊环境下传输依然安全稳定。
2） 多元灵活优势。光纤传输距离能达几十公里，而且体积小、重量轻、寿命长、价格低廉，几何形状可依环境要求调整，讯号传输容易。光纤环网系统容量大、灵活度高、管理智能、配置动态，可实现多元化的传输方式和提高业务的综合处理能力，也为日后的自观设备改进扩容留下了很大的空间。
3）排查故障优势。以铜芯电缆介质为基础的点对点的传输方式，各类传输相互独立，无法形成统一的网管，从而増加排故时间。而光纤环网具有网管功能，整个网络具备安全保护、内容监测、故障告警、环回测试等功能。我们的保障人员还开发了AWOS通信设备监控系统实时监控设备运行状况,实现全网统一调配、随时监测、提高排故速度，确保通信链路畅通。
4 基于光纤环网传输的自动气象观测系统设备例行维护及故障处理分析
尽管基于光纤环网的信号传输有着传统铜芯电缆无法比拟的优势，但是作为运维保障人员，在日常常规维护及故障处理抢修方面仍然有不少需要谨慎注意的要点和重点，方能确保自观系统能稳定持续的给空管航空用户提供安全可靠的数据。笔者经过持续观察和总结近两年的光纤环网运行维护，积累了不少维护维修的经验与心得：
4．1设备现场例行常规维护要点
１）注意告警和安全标识。操作前要注意相关告警和安全标识，规范操作，如静电防护标识需带静电手腕手套、激光器等级标识需避免光源直射。
２）机房环境检查
浦东四跑道光纤环网所需要的接入转换通信设备都放置在机房的FOC通信箱内，日常机房环境检查需注意：
a.机房内温控装置是否正常运行、地线系统及其他设备运行的环境条件是否满足要求，加强现场观察，捕捉异常现象。
b.定期清洁防尘罩以防止积灰过多影响设备散热、巡查机柜指示灯和UPS电源指示灯以及AWOS业务通信设备指示灯是否正常。
c.安全使用光纤。必须使用专用清洁工具和材料清洁光纤接口和激光器的接口。清洁前确定要清洁的光纤是完全无光的。光纤脱离接口时，需要用防尘帽盖住。
d.建立完整的设备巡检档案，做好例行维护情况的记录，按汇报制度积极跟上级汇报系统运行情况。
4．2故障分析与处理方法
光纤环网是由光传输设备及之间的光纤组成，其中绝大部分的故障是由于网络中的网元节点或某段光纤的故障引起的。因此如何将故障精确定位到节点单站或某一区域的单个网元节点是整个故障定位的关键。
故障定位的基本准则：１．先外部，后传输。在定位故障时，优先排除外部因素，例如电源故障、对接设备故障、光纤断等。２．先单站，后单板。在定位故障点时，首先要确定是哪个网元节点的问题，然后再定位到具体的故障单板。
常用的分析方法有以下几种：
1） 告警信息分析法。光纤环网系统发生故障时，通常伴随有大量的告警事件信息，可通过 面板的告警灯、指示灯运行状态，结合自开发的监控系统软件进行查看，机务员通过专业知识和排故经验对相关告警信息进行综合分析，可大概判断出所发生故障的类型和位置。
2） 替换法。替换法可以通用于排除外部传输设备的故障，如：供电设备、光纤、中继电缆、交换机等，还用于故障定位到单节点后，排除单节点单板的问题。注意在对单板进行插拔时，需按照规范操作执行。
3） 环回法。环回法可不依赖需对大量告警及性能数据的深入分析的情况下对故障进行定位，在光纤环网传输设备定位故障中是很有效的方法。这里要注意到此法会导致环回通道内的正常业务的暂时中断，所以当发生数据中断类似的重大事故时，才使用环回法进行故障排除。
用环回法处理故障时通常需要到设备现场进行硬件环回处理，可将故障定位到单个网络节点，可初步定位支路板、线路板是否存在故障。举例：在对可疑单节点测试时，通过尾纤将光口进行自环后，业务传输正常，可确定节点光板是正常的，然后逐一排查其他可疑关键节点，找到真正的故障定位，结合替换法或其他处理方法即可解决故障。
在实际操作中，需综合各种方法，准确定位故障并进行排除。在光纤环网中，故障类型是多种多样的，机务员需牢记故障处理的原则和掌握故障处理的思路，使用适当的处理故障的方法就可以轻松化解很多疑难杂症。
5 运维效果评析与展望
浦东机场四跑道自观系统光纤环网自运行以来，效果显著，数据传输安全稳定，故障率极低。笔者统计了2016年浦东机场因通信链路故障引起的数据中断、丢失的案例，光纤环网仅发生一例因光电转换器故障引起的短期数据中断，且机务员根据现场板件告警灯状态迅速修复，同期传统铜芯电缆通信链路故障大大小小将近8起。对比可知基于光纤环网的数据通信在安全可靠、经济实用、灵活多元、排查故障等方面有着明显优势。
另外，由于光环网设备具有很高的科技含量，各种功能非常多，配置业务比较复杂，对设备运维人员提出了很高的要求，需要我们注意苦练基本功，一点一滴积累经验，全面提高自观系统保障能力和技术水平，为空管业务运行提供安全、高效和优质服务。
参考文献：
[1] 詹雅萍. 昌北机场光环网传输的实现.2015-12-13.硕士论文
[2]杜勇. 光纤环网在首都机场电力自动化系统中的应用. 2010年 第11期：76-79页
论文作者:庞恒飞
论文发表刊物:《科技中国》2017年8期
论文发表时间:2017/12/13
标签：光纤论文; 故障论文; 环网论文; 跑道论文; 节点论文; 系统论文; 设备论文; 《科技中国》2017年8期论文;