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1、OTN 告警介绍及故障定位方法告警介绍及故障定位方法1OTN 帧结构简介帧结构简介1.1OTN 产生的背景产生的背景目前随着通信行业的发展，对光网络的要求越来越高，要求光网络所承载的信息量也越来越大，承载的客户信号种类也各种各样，包括 SDH、ATM、以太网、IP 等多种信号都要求能在光网络中快速、高效、透明、可靠的传输。为此，国际电信联盟 ITU 制订光传送网 OTN 的相关标准，来指导 OTN 的发展。光传送网 OTN 是下一代光网络的发展方向。OTN 设备主要完成的功能就是将客户信号封装在 OTN 的相应帧格式中，透明、高效的进行传输，同时，通过相应的 OTN 开销对信号的好坏进行检测。
2、因此，理解好 OTN 开销对深入理解 OTN 设备有着重要意义。ITU-T 在 G.709 标准中规定了 OTN 的帧格式和映射方式，；在 G.798 标准中规定了设备的功能特性。因此，本手册主要以 G.709 和 G.798 为标准，结合我司 M820V2.5 设备和 ZXONE 8X00 设备，主要讲述我司设备 OTN 开销的实现以及检测。1.2OTN 的网络层次的网络层次光传送网 OTN 的一个主要特征就是网络的层次化。将光传送网划分为多个网络层次，每个层次之间彼此互为服务层与客户层。客户信号在不同层次之间进行传输，每一层次都有着自己的开销，用于检测本层次信号的好坏。根据 ITU-T 的
3、 G.709 规定，OTN 分为客户信号层、光通道净荷单元（OPU）、光通道数据单元（ODU）、光通道传送单元（OTU）、光通道层（OCH）、光复用段层（OMS）、光传输段层（OTS）。以上各层之间，前者是后者的客户层，后者是前者的服务层。下面是对各层的简单说明：1.客户信号层：该层主要指 OTN 网络所要承载的局方信号，主要包括：SDH、以太网、IP 业务等。2.光通道净荷单元 OPU：该层主要是用来适配客户信号以便使其适合在光通道上传输，即：承载客户信号的“容器”。该层的开销主要用来指示客户信号映射到 OTN 信号的过程。3.光通道数据单元 ODU：该层是由 OPU 层和 ODU 层相关开
4、销构成的，该层的开销可以支持对传输信号质量端到端的检测。4.光通道传送单元 OTU：该层是在光路上传输信息的基本单元结构，有 ODU 层和OTU 层相关开销构成。5.光通道层 OCH：该层是具有特定波长和特殊帧格式的光信号，其中特殊帧格式即定义的 OTU 层。6.光复用段层 OMS：该层为经过合波处理的多波长光信号。7.光传输段层 OTS：该层是经过 OA 放大等处理后的光信号。由于层次化是 OTN 网络的主要特点，因此，熟悉各层次结构对于理解 OTN 标准十分重要。下图是 OTN 各层次图，以我司设备为例，指出各层的具体位置。客客户户信信号号层层O P U层层O D U层层O T U层层O
5、C H层层O M S层层O T S层层客 户 层服 务 层clientOHOHOHFECclientOPUODUOptical ChannelOptical Multiplex SectionOptical Transmission Section Non-associated overhead Optical Supervisory ChannelOPUODUOTUOChOMSOTSOptical Transport ModuleOCh = Optical Channel ODU = Optical Data UnitOPU = Optical Payload UnitOTU = Optic
6、al Transport UnitclientclientOHOHOHOHOHOHFECFECclientclientOPUOPUODUODUOptical ChannelOptical ChannelOptical Multiplex SectionOptical Multiplex SectionOptical Transmission SectionOptical Transmission Section Non-associated overhead Optical Supervisory ChannelNon-associated overhead Optical Superviso
7、ry ChannelOPUODUOTUOChOMSOTSOptical Transport ModuleOCh = Optical Channel ODU = Optical Data UnitOPU = Optical Payload UnitOTU = Optical Transport UnitM820V2.5 设备 OTN 各层次举例CD2LD2O M UO D UOBAOPACD2LD2OTS层OMS层OCH层 OTU2层 ODU2层OPU2层客户信号层（SDH）STM-64STM-64在这需要指出的是 OTS 层、OMS 层和 OCH 层是纯粹的光信号，虽然 G.709 中定义了相
8、关的开销，但是目前几乎所有的设备制造商都没有涉足。因此，我们重点关注的应是 OPU层、ODU 层以及 OTU 层的相关开销。OTN 各层还有不同的速率级别，即通常采用 OPUk、ODUk、OTUk 的形式来表示 OTN 各层（k=0、1、2、3），ODU0 对应 1.25G 速率级别可以用来封装 GE 信号；ODU1 对应2.5G 速率级别可以用来封装 STM-16 信号；ODU2 对应 10G 速率级别；ODU3 则对应40G 速率级别。1.3OTN 的帧结构的帧结构OTN 的帧结构与 SDH 的帧结构不同，OTUk 的帧是由 4 行 4080 列的字节组成。每一个 OTUk 帧都可以看成相
9、应 ODUk 加成 OTU 的开销所构成，而每一个 ODUk 也同样可以看成是由相应的 OPUk 加上 ODU 的开销所构成。下图是一个 OTUk 帧的示意图：帧帧定定位位字字节节FEC O D U开开销销O P U 开开 销销净净荷荷区区 （承承载载客客户户业业务务）11223344567891011121314 15 163824 38254080O T U开开销销上图所示中，紫色区域为 OTUk 帧的帧头区；红色区域为 OTU 层开销；蓝色区域为ODU 层开销；绿色区域为 OPU 层开销；黄色区域为 OTUk 帧的净荷区。详细的开销示意图如下图所示：下面就分别对各区域开销做简单介绍。1.
10、帧定位字节：G.709 中规定，每一个 OTUk 的帧头有 6 个帧定位字节（FAS）和一个复帧定位字节（MFAS）组成。帧定位开销既可用于 OTUk 也可以用于 ODUk，当设备收到的 OTUk 帧或 ODUk 帧的帧定位字节出现错误时，设备上报 OTU 帧丢失（对于 ODU 帧则上报 ODU-LOFLOM）；如果出现复帧错误，则会上报 OTU 复帧丢失的告警。需要特别指出的是，无论是帧丢失还是复帧丢失，都按业务失效处理。2.OTUk 的开销：如图 2-3 所示，OTUk 的开销实际上有两部分组成，一部分是 7 个字节的开销，另一部分是最后附加的 FEC 纠错开销，这里重点介绍 OTUk 的
11、 7 个字节开销。OTUk 的 7 字节开销主要三部分组成：3 字节的段检视开销（SM）、2 字节的通用通信通道（GCC0）以及 2 字节的预留段（RES）。与我们业务密切相关的是SM 段的开销。SM 段开销有 3 个字节组成，第一个字节为路径踪迹标示符（TTI），第二个字节为比特间插校验码 BIP-8，最后一个字节则由 4 位的后向差错指示/后向输入定位错误指示（BEI/BIAE）、1 位后向缺陷指示（BDI）、1 位的输入定位错误（IAE）以及 2 位的预留比特所组成，示意图如下：891011121314GCC0RESTTIBIP-8BEI/BIAEBDI IAERES路径踪迹标示符（TT
12、I）是由 64 个字节组成，用来指示路径踪迹防止错连。我司的设备既可以在源端人为设置 TTI 的期望值，也可以检测上游传递过来的 TTI 值，当所受到的TTI 值与网管设置的期望值不一致时，则上报 TTI 失配告警。比特间插校验码 BIP-8 是用来检测 OTUk 帧中的传输错误的，当收到的 BIP-8 值与上游发来的 BIP-8 值不一致，则设备会统计 BIP-8 个数，以表示上游传过来的信号中有误码存在。后向差错指示/后向输入定位错误指示（BEI/BIAE）是用来向上游指示错误或对齐错误的，当设备收到 BIP-8 误码时，会向上游回送同样数量的 BEI 作为错误指示；如果设备收到帧对齐错误
13、 IAE 时，在统计 IAE 秒的同时，会向上游回送同样数量的 BIAE。后向缺陷指示（BDI）是用来向上游传送反向失效指示的。当设备收到业务失效信息时，会向上游回送 BDI，以表示收到的信号失效。注意:TTI、BDI、BIP-8、BEI、IAE 以及 BIAE 等开销，不仅仅是在 OTUk 开销中存在，同样在ODUk 层开销和 TCMi 层开销中也存在，它们的意义是一样的，只是用来检测不同的网络层次，因此，在工程中遇到相关告警或性能统计，一定要首先明确是哪一层次的。下图是我司设备层次的举例说明：COMB/CH1COMB/CH1LD2/LO2LD2/LO2电交叉电交叉实纤 客户侧业务LD2/L
14、O2LD2/LO2实纤 电交叉客户侧业务SM段SM段TCMi段（可人为设置）TCMi段（可人为设置）TCMi段（可人为设置）PM段3.ODUk 的开销：G.709 中规定的 ODUk 的开销比较复杂，如图 2-3 所示，ODUk 的开销主要由3*14 个字节组成，这里主要说明一下与业务关系密切的开销。在 ODUk 开销中最为重要的开销有两组，即：3 字节长的 PM 段开销和 3 字节长的 TCMi 开销。ODUk 通道段监视 PM 段开销和串联监视 TCMi 段开销与 OTUk 中 SM 开销类似，主要的区别在于 PM 和 TCMi 开销中有 3 比特位的状态标示符（STAT），而 SM开销中
15、是预留位（RES）。G.709 中规定的串联监视 TCM 一共有 6 个，即TCM1TCM6，由于其开销地位完全相同，故本文中统一用 TCMi 来表示 6 个TCM 层开销。下图是 PM 和 TCMi 的开销示意图：123TTIBIP-8BEIBDISTAT12345678图 1-1 TCMi 段开销示意图123TTIBIP-8iBEI/BIAEiBDISTATi12345678PM 层和 TCMi 层中的 TTI、BIP-8 等开销的意义与 SM 中一致，不再重述。这里主要说明一下状态标志符（STAT）的含义。状态标示符 STAT 主要由 3 个比特位组成，由二进制表示一共有 8 个不同状态
16、。ODUk PM 及 TCM 状态位含义见下表。 PM STAT 取值含义000预留作未来国际标准使用001正常的通道信号010预留作未来国际标准使用011预留作未来国际标准使用100预留作未来国际标准使用101维护信号：ODUk-LCK110维护信号：ODUk-OCI111维护信号：ODUk-AISTCMi STAT 取值含义000源端无串联连接监视001源端有串联连接监视，无 IAE（正常信号）010源端有串联连接监视，有 IAE011预留作未来国际标准使用100预留作未来国际标准使用101维护信号：TCMi-LCKTCMi STAT 取值含义110维护信号：TCMi-OCI111维护信号：TCMi-AIS这里需要重点关注的是维护信号，根据 G.709 的规定，定义了三种维护信号AIS、OCI 和 LCK。当下插这三种维护信号时，设备将会以特殊码型来替代出帧定位字节外的全部业务信号（AIS 全部置为 111、OCI 置为 110、LCk 置为101），此时，业务应为失效处理。关于维护信号的更多内容，将在后续章节中进行详述。4.OPUk 的开销：G.
