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1、OTN告警介绍及故障定位方法1OTN帧结构简介1.1OTN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oOTN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。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
2、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ZXONE8X00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
3、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
4、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0A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。客户层服务层M820V2.5设备OTN各层次举例OMS层OCH层0TU2层0DU2层客户信号层(SDH)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
5、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;0DU2对应10G速率级别;0DU3则对应40G速率级别。1.3OTN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:净荷区(
6、承载客户业务FEC帧定位字节OTUMODUF销12340pU开销上图所示中,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:1FASMFASRESJC2RESTCMACTTCM6iTCM4FTFLRESJC3TCM3TCM2TCM1PMEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PCCREBPSINJOPJO.ColLinnRmVy1下面就分别对各区域开销做简单介绍。1.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
7、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
8、。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:1011121314TTIBIP-8GCC0RESPBEI/BIAEBDIIAERES路径踪迹标示符(TTI)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
9、-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侶IAE)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O
10、TUk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:实实纤客户侧业角.电交叉电交叉电交叉客户侧业务COMB/CH1LD2/LO2LD2/LO2LD2/LO2LD2/LO2COMB/CH1IIISM段ITCMi段(可人为设置IIIITCMi段(可人为设置IPM段I3.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
11、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:图1-1TCMi段开销示意图11213|4561718BEIBDISTAT11213|4561718BEI/BIAEiBDISTATiPM层和TCMi层中的TTI、BIP-8等开销的意义与S
12、M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。ODUkPM及TCM状态位含义见下表。PMSTAT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-AISTCMiSTAT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
13、标准使用101维护信号:TCMi-LCK110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.709中规定的OPUk的开销主要由包括净荷类型(PT)的净荷结构标识(PSI)、与级联相关的开销、与客户信号映射到OPUk相关的开销构成。这里只需要重点关注PT。净荷类
14、型PT代表了不同的业务映射类型,我司的设备不仅可以在源端设置期望的PT值,而且在设备也可以检测到上游传递过来的PT值,当接受到的PT值与网管设置的期望值不一致时,则上报PT失配告警。注:当设备AIS非使能状态时,PT失配和TTI失配都不会影响业务。1.4OTUk,ODUk,OPUk的区别OPUk帧是ODUk帧的一部分,ODUk帧是OTUk帧的一部分。即OTUk帧中,和业务映射相关的部分组成OPUk,OPUk加上一些维护管理开销组成ODUk,而ODUk再加上一部分维护管理开销组成OTUk口OTUk帧是为了让ODUk帧能够在光纤中传输而设计的,ODUk帧中加上一些适应于外部传输的开销或处理操作就形
15、成了OTUk帧,例如FEC,SM开销,扰码等。出现在设备外面的信号必然是OTUk帧,不可能是ODUk或OPUk帧口ODUk帧是OTUk帧的一部分,是电层处理时用到的帧格式,例如对OTUk做电再生处理时,必须将OTUk帧转换为ODUk帧,然后再从ODUk转为OTUk帧。另外电层交叉调度也是在ODUk上实现的。电层的处理用不到OTUk帧中适用于外部传输的特征,所以应该将OTUk帧做些简化后再进行,实际上OTUk帧去掉适用于外部传输的特性后就变成了ODUk帧。ODUk帧和OTUk帧分别有自己的开销,OTUk帧的开销自然是在外部传输时用到的,而ODUk开销是在电层处理时用到的口OPUk帧是ODUk帧的一部分,OPUk帧是专门为了实现将业务装入OTUk帧而设计的。OPUk帧的主要功能就是把各种业务装OPUk帧的净荷部