感应信号引起的转报机异步单元故障分析

引言

广州新机场的新转报系统负责整个中南地区AFTN电报的传输和交换，而FA36设备则是基于IP的新一代的传输接入设备，是面向企业核心和运营商网络的高性能、高可靠性的多业务传输接入需求，面向全业务、开放的业务模型而开发的新一代智能业务传输接入设备。FA36网络作为中南地区新建的综合业务传输网络，负责中南地区各空管分局（站）之间的雷达、报文、话音等业务的传输交换。

这两套新系统投入使用后，大大改善和提高了中南地区AFTN电报和其他空管业务的传输和交换能力。但是，新设备的一些电气特性和功能与原来的设备有所不同，在日常维护使用过程中曾经出现过以下故障。

1转报系统智能程控异步单元故障描述

某月某日，转报系统出现多个信道没有收到电报，检查发现这几个信道都是接在同一台智能程控异步单元上，在转报主机上无法PING通该异步单元。用电脑从智能程控异步单元配置端口登录后，发现该设备处于死锁状态，敲键盘没有任何反应。更换了一台冷备异步单元，接上数据线和网线后，发现新接上的异步单元也出现同样的故障，反而替换下来的异步单元经过加电检查发现状态正常。于是尝试逐条拔插异步单元上所接入的数据线和网线，最后发现把其中一路连接FA36设备的数据线拔掉后，异步单元恢复正常工作。

2故障现象分析

被拔掉的数据线原来是连接“数字空管系统”进行报文传输的，该系统当初接入转报系统时，中间通过2台FA36作为中继连接，后来为简化网络连接，改为直接采用网线连接到转报系统，同时在FA36设备上取消了相应端口、链路的配置,但数据线仍然保留。具体连接如图1所示。

图1数字空管系统连接图

造成转报系统故障的原因应该与连接FA36设备的数据线缆有关系，因此，笔者首先使用设备对连接FA36的数据线进行了检测。转报机与FA36互联的数据线以及数据线两端的

图2转报机与FA36互联的数据线以及数据线两端的接口详细情况

在制作数据线缆时,FA36的DB-25接口只接入了接收、发送和信号地3个管脚，即2脚、3脚和7脚；而由于新转报机异步单元的异步端口是RJ-45端口，除了收、发管脚和信号地管脚以外，其他的控制信号（DCD、CTS、RTS等）管脚也全部接入了异步单元。

通过对FA36的物理端口测试发现，该端口的发信号管脚有一个峰值为15V左右，占空比约为30%的方波信号输出，图3所示是其方波信号图。该方波信号既不是用户数据信号（当时FA36端口没做任何配置,为初始状态），又不是常态恒定的电平信号。另外，测试同时发现，在连接数据线的末端（新转报机异步模块端），DCD控制信号管脚也产生了感应方波信号，形状与发信号管脚相同，峰值为5V左右。

虽然接在FA36上的数据线端口没有接入DB-25的DCD控制信号管脚，但FA36端口发信号管脚输出的的方波信号经过4m左右的数据线到达转报机端口时，在DCD控制信号管脚上产生了感应方波信号。由于异步单元的RJ-45端口接入DCD控制信号管脚，结果感应方波信号输入到了异步单元的异步端口中去。

（a）FA36设备SAE端口针脚3（TxD脚）默认输出电平波形图

（b）转报异步单元针脚7（DCD脚）感应信号电平波形图

图3方波信号波形图

DCD信号是载波检测信号，智能程控异步单元是通过检测DCD管脚的电平高低来判断链路是否中断。根据美国电子工业协会（ElectronicIndustryAssociation，EIA）制定的RS-232-C串行物理接口标准，正常的DCD管脚应该是常态恒定的，即全是正电压或全是负电压的输出状态。当DCD管脚出现了方波状态（即正电压和负电压交替出现），将会造成智能程控异步单元对链路状态的误判为一会儿中断一会儿正常。方波的频率越大，对链路状态的判断功能消耗了设备CPU的资源越多，最终几乎将CPU资源全部占用，而无法响应其他端口的数据收发。这时，如果把这条数据线拔掉，智能程控异步单元CPU资源被释放，可以恢复正常工作。

经过进一步测试发现，无论FA36的SAE端口配置成何种速率，端口的发送数据管脚都会输出15V方波信号，区别是端口的速率越高，方波的频率也越大。同时，在数据线末端（故障实例为RJ-45接口端）的7针脚（异步单元定义为DCD控制信号管脚）会产生前文提到的5V感应方波。测试表明，当FA36的SAE端口速率较低，如300b/s〜19.2Kb/s时，由于感应方波频率较小，异步单元的CPU资源占用不算太大，还可以响应其他端口的数据收发；当FA36的SAE端口处于高速状态时，感应方波干扰频率较大，异步单元的CPU资源占用也随着增大，造成异步单元没有CPU资源去处理其他端口的数据收发和其他功能，从而产生死锁现象。

后经证实，FA36的SAE端口如果取消端口配置，而还原成默认状态时（即端口不作任何配置，不指定同异步状态和速率），端口会处于默认配置状态，即同步64Kb/s。

3故障启示

从故障分析中可以看到：新转报系统的智能程控异步单元的端口，除了一般异步线路所需的收管脚、发管脚和信号地管脚以外，其他控制信号管脚也接入了系统，包括DCD控制信号。新转报机的智能异步单元新增了对端口的DCD信号管脚的检测功能，通过对DCD信号的检测判断链路状态。如果判断链路状态为中断，就自动把要发送的AFTN电报保存起来，待链路状态恢复正常后继续发送，以避免发送电报的丢失。在默认设置下，转报机智能程控异步单元会探测并处理端口的DCD信号，所以DCD针脚的高频感应方波信号会导致异步单元CPU资源大量消耗，甚至死锁。针对这一特点,在对新转报系统的日常运行维护中，应避免感应方波信号干扰异步单元正常工作。

同时，要规范自动转报系统的运行维护，在取消转报系统异步业务时，应同时拆除相应端口的连线或设备，避免意外原因干扰设备正常工作。

4结语

本文通过日常运行维护中的一个故障实例分析，希望借此抛砖引玉，和大家一起分享一些设备维护的经验。目前，民航“十二五”规划正在逐步实施中，为了提高空管保障的水平,空管业务的传输设备不断升级和更新，平面通信网络性能也不断完善和提高。在新设备逐渐取代旧设备的过程中，特别应注意研究传输设备通信模块的电气特性，多与厂家沟通、了解并尽可能多地掌握新系统设备的技术特点和设计理念，尽快地熟悉和深入了解新设备的各种特性，不断积累维护经验，以提高自身的设备保障能力。

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