魏海，张延涛，王宪坤

（1．中海石油（中国）有限公司天津分公司；2.中海油信息科技有限公司天津分公司,天津300452）

1 背景

渤海油田某区域开发工程项目共由6个新平台组成，包括有一个中心平台和5个井口平台。为实现新建海上平台与原有平台之间的网络数据及生产数据传输，在原有SDH光传输网络的基础上，该油田群充分利用环状拓扑的自愈特性将所辖矿区周边的12个新老平台通过SDH光传输网络进行连接，通过新增节点构建了一个由12个节点组成的集网络、语音、生产信号等多种业务于一体的SDH环状网络。如图1所示，该自愈环网为双纤单向通道保护环，共包含12个节点。其中，节点1～5承载着语音、网络和中控系统三种信号。节点1为5个节点中逻辑上的核心节点，拥有3条数字中继分别与节点2、3、4进行对接，节点5与节点4之间同样通过数字中继对接，共同组成语音交换网络。节点6～12承载了网络和中控系统两种信号，实现了平台间的局域网互连，同时构建了各平台生产中控系统之间的逻辑网络，将生产报警、关断信号进行互连。但自环网搭建以来，其运行效果并不理想，主要表现为中心平台的中控系统开关量信号时常出现告警，SDH光端机系统出现光板闪断和开关量卡件DTT卡出现闪断，油田群环路上存在光纤衰耗较大以及周围相关平台频繁出现生产关断信号误报警的现象。对于海洋石油开采这种高风险行业，这些故障现象已经严重影响了海上平台的安全生产。

2 故障现象及原因分析

2.1 故障现象

图1 SDH环网结构

起初，仅节点9反映出现误报警故障，而通过对系统告警日志进行分析，发现误报警现象主要发生在6个节点之间，分别为节点6、节点7、节点8、节点9、节点10、节点12，其中节点9为中心平台，与多个平台之间具有关断信号的逻辑关系，因此其故障出现频率最高。当出现误报警故障时，相应节点的SDH光端机STM-4光接口板及DTT-RCV开关量信号接收板同时出现闪断现象，具体表现为板卡上告警指示灯瞬间点亮，随即熄灭，最终造成与SDH光端机系统关联的生产中控系统产生错误的油田报警或关断信号，严重影响到海上石油平台的安全生产作业。

2.2 原因分析

考虑到误报警故障的出现没有明显的规律性，结合相关技术资料及经验分析，该故障应该是由不止一种原因造成的，具体分析如下。

（1）电源抖动。SDH光端机与所联动的中控系统之间的传输线路上安装有电阻元器件，易对线路上正常开关信号电压电流造成一定的影响，电压电流变化导致SDH光端机运行不稳定，出现误报警现象；SDH电源模块如果出现问题，供电电压异常，也会对SDH光端机的正常运行造成影响。

（2）外界干扰。SDH光端机属于精密光电转换设备，易受到相关无线频率的干扰，根据前期测试结果，船舶雷达系统列为一种非常有效的干扰源。考虑到海上平台地理位置的特殊性及实际的生产需要，其周围经常有不同的船舶从各个方向经过或停靠，因此对于安装于普通机柜（非屏蔽机柜）中的SDH系统，难免会受到来自周围的雷达系统的干扰。

（3）光纤链路损耗。根据SDH设备技术要求，为有效保证开关量信号的精确传输，光路接收电平衰减阈值为-18dBm，如果大于该值，则造成误码率增加。少量的误码可通过设备的纠错机制进行弥补，但如果衰减值持续超过-18dBm，则误码逐步累积，最终将造成相邻设备光纤链路瞬间的时隙中断，致使误码无法通过纠错机制进行修正，出现误报警现象。

根据上述原则，借助于光功率计、OTDR等检测设备，对该海上油田群各节点之间的光纤链路进行了逐段排查。排查结果发现，由于该海上油田群节点较多，为了组成环状网络，某些相邻节点之间进行了多次跳接。中间环节的增加导致了链路损耗过大，其中多个相邻节点之间出现-20dBm以上的衰减；而没有经过跳接的节点由于熔接损耗及法兰的原因也有损耗较大的现象。

3 解决方案

经过现场调研，发现当前实际运行中的SDH环网结构与项目完工资料中的不一致，给前期的故障分析带来了阻碍。针对该问题，首先对现场环网结构进行了重新摸底，明确了各节点之间的真实连接关系，并联系SDH厂家安装了一套光端机网络的监控软件，为下一步的故障处理奠定了基础。首先针对SDH光端机与中控系统之间传输线路上电阻元件的潜在干扰因素，对每一路开关信号链路上电阻元件进行了拆除；针对电源模块供电不稳的问题，更换了新的电源模块，并增加了稳压电源设备。经过以上处理，误报警现象依然存在。

为彻底解决该故障，设备厂家、海上平台相关技术人员及运维人员组织了多次故障分析会，对该故障进行了深入剖析，总结了已经做过的相关处理工作，并为进一步的故障排查提供了方向，制定了切实可行的实施方案，具体如下。

3.1 隔离干扰因素

针对外界干扰因素，采取隔离法。如图2所示，将未安装屏蔽机柜且不涉及生产关断信号的的4个节点（节点1～4）从整个环网结构中分离出来，单独组成一个小型环状网络，提供语音及数据的传输，以防止对整个环状网络造成影响。节点5～12均安装了屏蔽机柜，组成另外一个环状网络。重新组网后，经过长时间观察，误报警现象明显减少。

3.2 降低链路损耗

根据光纤链路排查结果，对损耗较大的节点进行调整。通过诸如更换光纤跳线、清洁光纤接头及法兰，对熔接损耗较大的熔点进行重新熔接等一系列处理方式，有效的降低了节点之间的链路损耗。如表1所示，将节点12左侧光路由-22．4dBm的衰减降低至-5．1dBm；节点10右侧光路由-23．0dBm降低至-16．1dBm；节点9右侧光路由-20．0dBm降低至-8．6dBm。即所有节点之间的链路损耗均控制在-18．0dBm以内，达到了SDH光端机对链路衰减阈值的要求。调整后，环网正常运行，误报警现象消失。

图2

表1 调整前后衰减对比

3.3 处理结果

针对该海上油田群SDH环状传输网的误报警故障，经过上述处理措施后，对该环状传输网的实际运行效果进行了长达两个月的持续观察。结果表明，通过对未安装屏蔽机柜的节点的有效隔离及大衰减节点链路损耗值的降低，误报警现象已经消失，链路恢复正常，各种业务均稳定运行。

4 结语

通过本次对某海上油田群SDH传输网误报警故障的排查与处理，一方面对SDH传输网的一些特性进行了验证，如雷达干扰及衰减阈值，同时为海上平台未来SDH网络的架设要求与维护提供了非常有价值的参考。为保证开关量信号的精确传输，SDH设备必须安装在屏蔽机柜中，且保证节点之间链路损耗低于-18dBm。