OTN告警介绍及故障定位方法

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：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。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。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。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。光通道层OCH：该层是具有特定波

4、长和特殊帧格式的光信号，其中特殊帧格式即定义的OTU层。光复用段层OMS：该层为经过合波处理的多波长光信号。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OHODUFECOpticalMultiplexSectionOPUODUOTUOCh=OpticalChannelODU=OpticalDataUnitOChOPU=OpticalPayloadUnitOTU=OpticalTransportUnitOMSOpticalTransmi

5、ssionSectionOTSM820V2.5设备OTN各层次举例OMS层OCH层OTU2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

6、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：123456789101112131415161234382438254080帧定位字节OTU开销ODU开销opU开销净荷区（承载客户业务FEC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：Cclunn141

7、E16FAShlFgGCCORESJCRESIcTTCH6TCIVK1FTFLRESJCTCM3TCM2TCMtPMEXPRESJCGCC1GCCSAPS/PCCRESPSINJO下面就分别对各区域开销做简单介绍。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

8、理。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侶IAE）、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：

9、891011121314TTIBIP-8GCC0RESBEI/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-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

10、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：3.ODUk的开销：G.709中规定的ODUk的开销比较复杂，如图

11、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1121314561718BEIBDISTAT

12、11213I4561718BEI/BIAEiBDISTATiPM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。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

13、串联连接监视，无IAE（正常信号）010源端有串联连接监视，有IAETCMiSTAT取值含义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：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

14、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。1.4OTUk,ODUk,OPUk的区别口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

15、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。

16、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1.5OTN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。GE业务的映射过程：GE信号一GFP-TOPU0ODU0OPU1ODU1OPU2ODU2OTU210GE-LAN业务的映射过程：

17、10GE-LAN信号一GFP-FOPU2ODU2OTU2STM-16业务的映射过程：STM-16信号一OPU1ODU1OPU2ODU2OTU2STM-64业务的映射过程：STM-64信号一OPU2ODU2OTU2上述映射过程是以M820V2.5和ZXONE8X00为例，熟悉客户信号的映射过程对理解单板的检测点和故障分析是很重要的。1.6PM/SM/TCM/OAC层SM,PM,TCM的作用范围口SM的范围：OTUk电再生时口PM的范围：非OTUk信号转换到OTUk时产生，OTUk转换为非OTUk时终结口TCM的范围：在整个PM范围内的一部分，起点和终点由用户决定。设置方法：发送口可设置运行或透传

18、，接收口可设置运行、监测或透传）SM,PM,TCM层主要告警1.6.2.1SM层主要告警：层告警名称告警名称产生条件及说明SMOTU_SM_TTI_TIMOTU层SM段信号踪迹字失配告警从SM开销中提取出接收到的TTI值，和网管设置的TTI期望值做比较，根据TTI比较模式确定实际值和期望值是否匹配，当不匹配时上报SM踪迹字失配告警SMOTU_LOFOTU帧丢失告警如果连续5帧无法找到预期的定帧字节则进入OOF状态，当OOF持续3ms后将产生，LOF告警SMOTU_LOMOTU复帧丢失告警复帧定位字节出错时，进入OOM状态，当OOM持续3ms，将产生LOM告警SM15M_SM_BBE_UP15分

19、钟SM背景误码块越限告警1帧中只要有一个BIP8，则计算一个背景误码块，当15分钟内累计误码块数超过网管设定的门限值后上报该告警SM24H_SM_BBE_UP24小时SM背景误码块越限告警网管对单板上报的SM背景误码块进行累加，当超过网管设定的门限值后上报该告警SMSM_DEGOTU层SM段DEG告警在指定的时间长度内连续出现误码大于性能劣化门限时，确认为出现DEG告警，其中时间长度和性能劣化门限均可由网管指定。SMOTU_AISOTUAIS告警见维护信号含义SMOTU_SM_BDIOTU层SM段BDI后向失效指示反向失效指示，一般接收口的OTUk帧检测到LOF或LOM时对应发送口会插入BDI

20、,用于告知上游节点，本节点接收出现问题。1.6.2.2PM层主要告警：层告警名称告警名称产生条件及说明PM15M_PM_BBE_UP15分钟PM背景误码块越限告警1帧中只要有一个BIP8，则计算一个背景误码块，当15分钟内累计误码块数超过网管设定的门限值后上报该告警PM24H_PM_BBE_UP24小时PM背景误码块越限告警网管对单板上报的SM背景误码块进行累力口，当超过网管设定的门限值后上报该告警PMPM_DEGODU层PM段DEG告警在指定的时间长度内连续出现误码大于性能劣化门限时，确认为出现DEG告警，其中时间长度和性能劣化门限均可由网管指定。PMODU_PM_TTI_TIMODU层PM

21、段踪迹字失配从PM开销中提取出TTI值，和网管设置的TTI期望值做比较，根据TTI比较模式确定实际值和期望值是否匹配，当不匹配时上报PM-TTI失配告警PMODU_PM_BDIODU层PM段BDI后向失效指示反向失效指示，一般接收口的ODUk帧检测到失效时对应发送口会插入BDI,用于告知上游节点，本节点接收出现问题PMODU_AISODUAIS告警见维护信号含义PMODU_LCKODULCK告警见维护信号含义PMODU_OCIODUOCI告警见维护信号含义PMODU_LOFLOMODULOFLOM告警该告警的出现意味着ODU的帧定位字节或者复帧定位字节错误或丢失，该告警一般不应该出现，一旦出现

22、该告警则说明单板板内部FPGA处理有问题或者背板针损坏PMOPU_PT_MISOPU净荷类型PT失配从PT开销中提取出TTI值，和网管设置的PT期望值做比较，根据PT比较模式确定实际值和期望值是否匹配，当不匹配时上报PT失配失配告警1.6.2.3TCM层主要告警：I=16层告警名称告警名称产生条件及说明TCMi15M_TCMi_BBE_UP15分钟TCMi背景误码块越限告警1帧中只要有一个BIP8，则计算一个背景误码块，当15分钟内累计误码块数超过网管设定的门限值后上报该告警TCMi24H_TCMi_BBE_UP24小时TCMi背景误码块越限告警网管对单板上报的SM背景误码块进行累加，当超过网

23、管设定的门限值后上报该告警TCMiTCMi_DEGTCMiDEG告警在指定的时间长度内连续出现误码大于性能劣化门限时，确认为出现DEG告警，其中时间长度和性能劣化门限均可由网管指定。TCMiTCMi_TTI_TIMTCMi层踪迹字失配从TCM开销中提取出TTI值，和网管设置的TTI期望值做比较，根据TTI比较模式确定实际值和期望值是否匹配，当不匹配时上报TCM-TTI失配告警TCMiTCMi_BDITCMi层BDI后向失效指示反向失效指示，一般接收口的ODUk帧检测到失效时对应发送口会插入BDI,用于告知上游节点，本节点接收出现问题TCMiTCMi_AISTCMiAIS告警见维护信号含义TCM

24、iTCMi_LCKTCMiLCK告警见维护信号含义TCMiTCMi_OCITCMiOCI告警见维护信号含义1.6.2.4OAC层主要告警：1.6.2.4.1GE/10GE业务OACRX_GFP_CSFGFP客户信号失效告警时隙交叉系统中，该告警为单板内部告警，一般不会上报，一旦上报该告警，说明单板内部处理有问题层告警名称告警名称OACLSYC同步丢失告警OACRX_GFP_LFDGFP同步丢失告警产生条件及说明GE端口的PCS子层实时的对接收到的10B编码进行分析，当连续收到4个无效10B码后接收端口同步丢失，上报该告警时说明接入的业务有问题GFP帧头不能锁定时上报GFP同步丢失告警，820V

25、2.4中如果没有背板交叉则客户侧输出端口上报该告警，从820V2.5开始的客户侧输出端口检测到持续的GFP管理帧时上报GFP客户信号失效告警，一般没有接入业务时上报该告警SDH业务层告警名称告警名称产生条件及说明OACLOF帧丢失告警在数据码流连续4帧检测不到有效的A1A2,就报告帧失步(OOF)；帧失步(OOF)持续24帧(3ms)就报告帧丢失告警，一般接入业务不正确或光功率不正常时会产生该告警OACJO_MISMATCHJ0失配从J0开销中提取出单板接收到的J0值，和网管设置的J0期望值做比较，当不匹配时上报J0失配告警OACMS_AIS接收信号MS_AIS与OTN-AIS类似，见维护信号

26、含义OACMS_RDIMSRDI告警反向失效指示，一般接收口检测到失效时对应发送口会插入BDI,用于告知上游节点，本节点接收出现问题OAC15M_RS_BBE_UP15分钟RS背景误码块越限告警当15分钟内累计接收B1误码块数超过网管设定的门限值后上报该告警OAC24H_RS_BBE_UP24小时RS背景误码块越限告警网管对单板上报的背景误码块进行累加，当超过网管设定的门限值后上报该告警OACRS_DEGRSDEG告警在指定的时间长度内连续出现误码大于性能劣化门限时，确认为出现DEG告警，其中时间长度和性能劣化门限均可由网管指定检测到失效检测到AIS2单板端口的定义：在M820V2.5设备和M

27、8x00设备中，ODUk的调度接收端口是指从光口到背板方向，ODUk调度发送端口是指从背板到光口方向。下图是背板端口的示意图：ODUK调度接收端口OAC狈9I-端0ODUK调度背板总线状发送端口态接收端口OAC狈9输出端口貲CH1背板电交叉.背板总线状态接收端口ODUK调度发送端口ODUK调度接收端口L02OCHW输入端口3维护信号的含义根据G.709的定义，OTN网络中存在三种维护信号，即：告警指示信号AIS、锁定指示信号LCK以及断开连接指示OCI。当出现这三种维护信号时，说明所在业务失效。3.1告警指示信号AIS：AIS是实际工程中最常遇到的一种维护信号，其根本作用传递告警信息，即将上游

28、业务失效的信息传递给下游或者是将服务层信号失效的信息传递给客户层。因此，遇到AIS告警要明白两点：一是本业务方向失效；二是故障点不在本检测点而应顺着业务流向向上游查找。此外，AIS是要在所在层中透传的，也就是说从产生之初开始一直到所在层结束，都会有AIS告警。ODUAIS插入条件:光层LOS、OUT层AIS、LOF、LOM、TTI失配、ODU层LOFLOM、下图是AIS产生和透传的示意图：告警上报告警上报3.2断开连接指示OCI：断断断断断断断断OCI断断OCIOCI告警是在M820V2.5设备和M8x00设备中新增加的，其主要目的是指示交叉连接的断开。也就是说遇到OCI说明本业务所在的路径上

29、游没有配交叉连接。通过OCI告警进行问题定位：没有配置交叉时单板对应的调度端口上报OCI告警，上游的OCI告警可以透传到下游站点，根据OCI告警上报的端口，判断交叉配置情况，如下图所示。从背板到光口方向没有配置交叉时，业务板调度发送端口上报OCI告警；A站点从CH1到LO2方向没有配置交叉时，A站点LO2调度发送端口及B站点LO2调度接收端口同时上报OCI告警。站点A站点BODUK调度ODUK调度ODUK调度ODUK调度接收端口发送端口接收端口发送端口0O一背板电交叉11光纤/-J亠背板电交叉pcC连接+fcCH1/ODUK调度ODUK调度发送端口接收端口LO2LO2ODUK调度ODUK调度发

30、送端口接收端口CH13.3锁定指示LCK：LCK一般是通过网管设置的，在正常应用下是不会有该告警产生的。LCK的主要作用是锁定该路径,表示该路径不再被使用。4业务单板常见告警单板的告警是定位故障的主要手段，因此，在本节中将主要介绍一些M820V2.5设备和M8x00设备中常见的告警，关于出现告警后具体的定位方法将在后文中举例详述。4.1服务层信号失效告警（SSF）：该告警是M820V2.5设备和M8x00设备中新增的告警，用来表示该检测点所监测层的服务层信号失效。比如线路侧接收端口业务失效时，对应的调度接收端口会上报SSF告警，出现该告警意味着业务的中断，并会下插维护信号AIS。服务层失效告警

31、上报时一定是业务方向的上游检测点有问题SSF告警优先级最高，当某端口上报SSF告警时会屏蔽掉其他告警。42信号劣化告警（DEG）：该告警的出现意味着当前信号质量的严重劣化。按照ITU-T标准的规定，我司设备可以检测SM层、PM层和TCMi层的BIP8,当收到信号的BIP8超过所设的DEG门限时，就会上报SM层、PM层或TCMi层的DEG告警。DEG门限可以通过网管设置。在DEGM（秒）的时间范围内，如果每秒种内错误帧占总帧数的百分比都超过DEGTHR（%）,则认为DEG告警产生。单板住能DEGM(秒】DEGTHRC%录少采集俣码亍数-CH1(SG0-2-26PMB旺背疑块聂玛于数件）315.0

32、D20殆总匪背盘块俱码平数f330.0D203MB日E背民块銀玛平数件】:13.0201M1EEE題块误码亍瓠們n贬旳匚胥昱块误审唸汨-15.DD20215.0D20厂忖讣布苛盘取逞码十勲汁315.QD20r：M4旳匚背乂境误Wr敦:T）:15.020TGM5315.0030T：附背旨境误时T歆:T）3I5.0D2043GFP相关告警:通用成帧程序GFP是用来承载以太网数据业务的一种成帧方式。一般分为GFP-T和GFP-F两种。目前，在M820V2.5设备和M8x00设备中，GE业务采用GFP-T的封装，10GE-LAN采用GFP-F的封装。GFP成帧是位于以太网业务和OPU帧之间的，也就是以太网业务先映射到GFP帧，然后再映射到OPU中，一般是由客