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浅谈广电网络OTN传输故障的快速处理作者：付饶来源：《科学与财富》2018年第24期摘要：阐述广电OTN传输网络维护过程中故障快速处理的思路和方法，通过对两种典型故障的详细分析，总结故障发生的原因，并提出具体的排查思路和方法，最后从便于维护和故障排查的角度提出一些OTN网络的日常维护建议。
关键词：广电网络；OTN；传输故障引言OTN就是光传送网络，是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道客户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护。
OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送与客户特性无关，即客户无关性。
与传统SDH网络相比，OTN 网络具有以下优势。
①更强的前向误码纠正（FEC）能力.②更多级别（6级）的串联连接监视（TCM）.③客户信号的透明传送.OTN网络是个庞大复杂的系统，OTN系统的网络层次多，业务关联多，任何一个环节都有可能发生故障，正是因为OTN网络有层次多的明显特点，导致OTN网络故障定位难，管理难，其主要表现为两点，一是故障发生时往往告警数量多尤其是会产生大量的关联告警，造成维护人员无从下手的感觉，二是有时故障发生却没有任何告警，只能摸索排查，故障定位耗时长，非常依赖于维护人员的经验，这两种现象给故障排查带来非常大的困难，下文就是这两种情况举例并分析说明1OTN故障的典型类型以我省干线OTN波分网络为例，省中心站有6个传输方向，9个设备机柜，27个设备子柜，914根设备连纤，整个省干线18个站点一共有4766根连纤。
以上还不含业务侧连纤，平均每个站尾纤数量达到265根。
如图1所示，为省干OTN网络上开通的一条千兆以太网GE通道业务波道图，LOG板为OTN单板，LSXR中继板。
该业务源端为哈尔滨站，业务宿端为牡丹江站，工作路由为短径，经省中心站到达牡丹江，保护路由为长径经牡丹江中继1、伊春等站点到达哈尔滨站，该业务的媒介层，该业务的工作路由方向历经3个站，38块单板，保护路由方向历经14个站，190块单板.当系统在以上任何一个节点发生故障时，由于OTN网络是基于光通道的业务传送，具有业务和告警关联性，底层故障会衍生出大量高层告警，或主要的告警衍生出大量的次要告警，一条告警的产生会引起业务的上下游站点单板检测，上报告警，这些告警都会在短时间内上，给故障定位带来许多干扰，如果是主光路故障，还会导致该光路承载的所有波道产生相同的告警，在用波道越多，告警就越多，有时候一个主光路故障能引起近千条告警，比如R-LOS、OCH-OCH-LOS-P、ODU2-PM-SSF、OUT2-SSF、OTS-LOS-P、OSC-LOS、MUT-LOS、CHAN-LOS、OMS-LOS-P等。
一起OTN故障分析与处理摘要：本文对南京供电公司发生的一起OTN南京至A变电站备用路由光纤两芯衰耗差值过大的故障进行分析排查，拆除了误装在中心站OTN设备激光器口处的光纤衰减器，并分析了故障产生的原因并提出相关建议。
关键词：OTN；光功率；光纤衰减器；衰耗引言OTN（OpticalTransportNetwork），是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。
OTN是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，处理的基本对象是波长级业务，将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。
由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术，可解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。
其中光纤接入是OTN业务的最主要的形式。
1 故障现象2016年1月4日中午12点32分，南京公司通信值班台接省信通下达缺陷单：国网OTN南京至A变电站备用路由光纤两芯衰耗差值过大，差值高达15.5dB，存在严重的安全隐患，需立即进行消缺。
2 故障处理2.1 故障初步分析故障位于为国网OTN南京至A变电站备用路由，是国网OTN江苏省公司至A 变电站备用2光路的一段中继，中继段两端站点分别为南京中心站和A变电站。
省公司《省公司至南京公司72芯普通光缆/F62&66》南京公司《南京公司-B变电站96芯普通光缆/F11&12》B变电站《B变电站-A变电站48芯ADSS光缆/F09&10》A变电站。
因南京地区所有进入中心站的光缆均在中心站负一楼光配机房落地，故在此产生第一个汇聚光配点；光缆从第一汇聚点处布放至三楼通信机房，在三楼通信机房的光配架处产生第二汇聚点；光缆最终通过OTN设备下方的光配与设备相连，故此处为第三汇聚点。
OTN设备的应用维护及故障处理摘要：OTN设备的应用解决了大颗粒带宽的传送与调度的难题，具有传输的信息量大、距离远、频带宽、质量高、抗干扰能力强等诸多优点。
因此，有效的做好日常的设备维护工作、确保设备正常安全的运行，是非常重要的。
本文对OTN设备出现的故障，进行简单的归纳和分析。
关键词：OTN设备应用维护故障处理0TN维护工作者必须要熟知系统的各方面情况，才能做好维护工作：（1）光缆线路情况：包括光缆的长度、芯数，光纤的衰耗值，以及备纤的一些情况。
（2）工程组网信息：包括熟悉本工程的组网情况、各局点的业务配置、波长配置、光纤走线、机房设备的摆放、设备的运行情况、并熟悉工程文档。
（3股备情况：包括设备的型号．配置情况、设备状态灯的情况，单板收发指标值、设备电源情况、以及设备的内部连接和ODF架的连接情况。
（4）仪表，工具的情况：OTN传输网络常用的工具有：光功率计、光时域分析仪（OTDR）、误码仪、衰减器，光纤跳线、标签纸等维护工作者要熟知仪器的使用方法一、0TN设备维护分类1.1网管侧维护要求网管维护人员对网管计算机上面产生的信息能够准确的查询，如查询告警、性能越限，光功率等基本参数、对出现的异常情况，如告警，性能数据等问题，能够对其进行分析做出初步的故障判断网管侧日常维护工作应该做到每日维护操作，每周维护操作，每月维护操作、每季度维护操作。
（1）日维护操作：做到每日查看当前报警，通过浏览当前告警，可以了解网络当前运行状态，在网络维护时需要及时更新告警信息，并根据告警的详细信息和处理建议做相应处理（2）周维护操作：检查服务器磁盘空间，状态，如果磁盘空间占用率超过8（P4，可能会影响网管系统的运行效率或导致服务器无法启动，这时应该清理磁盘空间。
对系统进行查杀病毒，避免服务器和计算机感染网络病毒，保证网管系统安全运行。
（3）月维护操作：备份系统文件，以备在系统发生瘫痪时尽快利用备份程序和数据恢复系统。
SYS PRACTICE 系统实践摘要：光传送网（OTN）技术凭借其距离远、信息量大、质量高的优势，逐渐取代了以往的SDH网络和WDM网络，弥补了以往传输网络的缺陷，功能更加强大。
和传统网络设备一样，OTN设备也会出现故障，也需要日常维护才能保证优良的性能。
作为OTN设备的管理人员，必须熟悉OTN 设备的故障，做好日常维护工作，才能确保OTN网络的正常使用。
关键词：OTN设备；应用维护；故障处理一、OTN设备的常见故障处理和维护（一）拉曼放大器故障处理和维护1.拉曼放大器容易出现的故障由于拉曼放大器持续保持高的工作功率，使得它对于线路的各项性能而导致的插损、全程损耗的回波损耗异常敏感，一旦光缆受到极端天气，例如强风、履冰等外力的影响后，由于过高的损耗，轻则会导致拉曼放大器预警，重则会导致拉曼放大器的泵浦停止工作，会导致整个系统的安全稳定运行受到影响。
2.拉曼放大器的日常维护（1）在实际运行维护中，要确保10km内的单点附件损耗要小于0.1 ～0.2d B，为了达到此要求，建议不要采用光纤连接器，为了实现对光纤的连接，避免烧毁元器件，直接用直熔的方法连接所有连续点。
要保证30km内的单点附加损耗小于0.4dB[1]。
（2）光纤接头清洁。
拉曼放大器必须定期更换，在更换时，必须对光纤连接器断面进行检查，要用酒精棉对光纤连接器断面进行清洁，在清洁后，要使用光纤检查器对拉曼放大器的FC接头进行检查。
在可以拔出光配盘的情况下，对法兰盘的尾纤接头一并进行清洁和检查。
如果经过检查发现清洁度达不到要求，必须对尾纤的跳线进行更换，然后再次进行清洁度的检查工作。
（3）告警的处理。
拉曼放大器在加电后，工作界面不能出现任何告警。
拉曼放大器常见的告警包括无OSC收光、无输入光、高背向反射。
（二）Y-Cable 倒换失败的故障处理和维护方法1.Y-Cable 倒换失败的故障。
用户的信号通过Y-Cable 分配到分为两个OUT客户侧，Y-Cable实现了对整个线路的保护，当主用路径发生故障时，会导致OUT客户侧自动关闭，这时会让OUT激光器自动打开，启动了备用路径，业务通过备用路径，瞬间恢复。
OTN技术体系介绍OTN技术体系，全称为光传输网络（Optical Transport Network），是一种高速、高容量的光纤传输技术，用于构建宽带传输网络。
OTN技术体系包括物理层、数据链路层、网络层和管理层，各层之间通过接口相互连接，实现数据的传输和管理。
OTN技术体系的物理层是指光纤物理链路，主要负责光纤传输的物理特性，如传输距离、带宽和传输速率等。
OTN采用波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术，将多个光信号叠加在一个光纤上，充分利用光纤的带宽资源。
OTN支持不同频率的光信号传输，如10G、40G和100G等，使得网络可以灵活地适应不同的传输需求。
数据链路层是OTN技术体系中的核心层，主要负责数据的封装和解封装，以及光信号的转发。
OTN采用波分复用技术将不同频率的光信号进行分解，然后将每个频率的光信号转换成相应的电信号。
在数据链路层，OTN将电信号进行封装，并添加必要的同步和纠错信息，然后将封装后的数据通过光纤传输。
网络层是OTN技术体系中的控制层，主要负责网络的路由和交换。
OTN网络采用多级交叉连接（MUlti-Stage Cross Connect，MUXC）技术，通过不同级别的交叉连接节点，将光信号从接入点传输到目的地。
网络层还负责对传输中的数据进行管理和控制，如路由选择、流量控制和负载均衡等。
管理层是OTN技术体系中的最上层，主要负责网络的监视、管理和维护。
管理层采用管理信息基础设施（Management Information Base，MIB）来存储和管理网络中的信息，通过交互式管理接口（InteractiveManagement Interface，IMI）实现与网络的交互。
管理层可以监视网络的性能和状态，识别和定位故障，并进行故障恢复和维护。
OTN技术体系的优点主要体现在以下几个方面。
首先，OTN具有高带宽和高速率的特点，可以满足大容量数据传输的需求。
OTN介绍及故障定位方法1 OTN帧结构简介1.1 OTN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。
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。
1.2 OTN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。
客户信号层O P U 层O D U 层O T U 层O C H 层O M S 层O T S层客户层服务层OCh OPU ODU OTUOCh OMS OTS= Optical Channel ODU = Optical Data UnitOPU = Optical Payload UnitOTU = Optical Transport UnitM820V2.5设备OTN各层次举例客户信号层（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。
1.3 OTN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：1234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. 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：TTI BIP-8GCC0RESBEI/BIAE BDI IAE RES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-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/LO2LD2/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 开销中是预留位（RES ）。
G.709中规定的串联监视TCM 一共有6个，即TCM1~TCM6，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 1-1 TCMi段开销示意图PM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。
ODUk PM及TCM状态位含义见下表。
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。
1.4 OTUk,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❑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❑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❑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帧的净荷部分，然后再加上和业务映射有关的开销，例如字节调整开销和净荷类型指示1.5 OTN网络中客户信号的映射与复用客户信号的映射与复用过程比较复杂，这里不作详述，仅对过程做简单的叙述，如有需要可以参加G.709和G.798。
