OTN系列之帧结构(G.709)及告警介绍

杨明张/42198

OTN系列之帧结构(G.709)及告警介绍

前言OTN是什么？G.709又是什么？两者的关系是什么样的？为什么要学G.709、OTN？学习过程中我们主要关注哪些内容？Page2从一个网管界面说起Page3了解OTN的基础知识了解G.709协议的基本内容掌握G.709帧结构的关键字节掌握G.709的常见告警学习目标学习完本课程，您应该能够：Page4

第一章OTN概述第二章G.709介绍第三章G.709开销字节第四章OTN常见告警第五章1600G中的实现情况介绍课程内容Page5OTN基础知识SDH网络提供了多种业务的传输功能：PDH、IP、Ethernet；SDH提供丰富的保护、管理功能；WDM系统提高了带宽利用率、业务透明传输；

OTN网络融合SDH和WDM系统的优点，构造一个光传送网平台。SDH系统功能WDM系统功能OTN系统功能Page6OTN基础知识OTN光传送网（OpticalTransportNetwork）由光纤连接的一系列网络单元组成提供光通道承载任何客户信号、具有客户无关性提供客户信号的传输、复用、路由、管理、监控OTN借鉴SDH的开销思想，引入丰富的开销，使OTN真正具有OAM&P能力；OTN定义了OCH、OMSn、OTSn三个光层概念，其中OCH通过数字域的三个子层OPUk、ODUk、OTUk来实现；OTN定义了网络接口（域内、域间）；OTN引入了带外FEC，增强了线路的容差性；Page7OTN层次结构及接口分层：OCH、OMSn、OTSn接口：OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.mn表示最高容量时承载的波数；m表示速率，取值范围为1(OTU1)、2(OTU2)、3(OTU3)、12(OTU1和OTU2混传)、23(OTU2和OTU3混传)、123(OTU1、OTU2、OTU3混传)；r表示该OTM去掉了部分功能，这里表示去掉了OSC功能；0表示单波；OTM-nr.m加上OSC信号就变成了OTM-n.m；OTM-0.m是OTM-nr.m的一个特例

思考：OTM-40.123表示什么意思？ODUkOTUkVOMSnOTSnOTUkOPSnOTM-n.mOTM-0.m,OTM-nr.mReducedfunctionalityOTMinterfaceFullfunctionalityOTMinterfaceClients(e.g.STM-N,ATM,IP,Ethernet)OPUkOChOChrODUkPODUkTOChsubstructureOTUkVOTUkPage8OPSnOTUkOpticalChannel(OCh)OpticalChannelCarrier(OCC)OCCOCCOCCClientODUkFECOHOChTransportUnit(OTUk)OPUkOHOChDataUnit(ODUk)ClientOHOChPayloadUnit(OPUk)WrapperAssociatedoverheadOTN结构关联关系OPS0OpticalPhysicalSectionOTMOverheadSignalOpticalSupervisoryChannelOSCOOSOSCOHOHOHNon-associatedoverheadOMSnOTSnOpticalMultiplexSectionOpticalTransmissionSectionOTM-nr.m：n波分，无OSCOTM-0.mOTM-n.m：n波分，OSCOPUk、ODUk、OTUk

的k可取1、2、3。1表示2.5G、2表示10G、3表示40GPage9与WDM联系起来波分设备中的发送OTU单板完成了信号从client到OCC的变化；波分设备中的接收OTU单板完成了信号从OCC到client的变化波分设备中的合波模块（合波器、OADM的上波部分）完成了从多个独立的特定波长信号转换为主信道信号的过程，即OMSn（光复用段）的复用功能；波分设备中的分波模块（分波器、OADM的下波部分）完成了从主信道信号转换为多个独立的特定波长信号的过程，即OMSn（光复用段）的解复用功能主光路、光放之间是OTSn（光传送段）；Page10OTN网络接口用户网络接口：UsertoNetworkInterface(UNI)网络节点接口：NetworkNodeInterface(NNI)域间接口：InterDomainInterface(IrDI)域内接口：IntraDomainInterface(IaDI)

不同厂家设备间接口－betweenequipmentofdifferentvendors(IrVI)

相同厂家子网内接口－withinsubnetworkofonevendor(IaVI)OTMUNIOTMNNIIaDI-IrVIOTMNNIIaDI-IaVIOTMNNIIaDI-IaVINetworkOperatorBVendorXVendorYOTMNNIIrDINetworkOperatorCUSERAPage11小结什么是OTN？OTN的分层如何理解？OTN的OCh层包含哪些子层？k可取哪些值，分别表示什么？m、n、r、0呢？OTN的优势有哪些？Page12

第一章OTN概述第二章G.709介绍第三章G.709开销字节第四章OTN常见告警第五章1600G中的实现情况介绍课程内容Page13G.709介绍G.709是OTN中的协议之一项目SDHOTN建议的框架G.871元件和子系统G.661,G.662,G.663,G.671G.661,.662,G.663,G.671功能特性G.783,G.784,G.813,G.825,G.826,G.958,G.EPRMS

G.681,G.798物理层G.703,G.957,G.691G.691,G.692,G.664,G.959.1总体结构G.803,G.805G.872,G.873结构和映射G.707,G.832G.709管理G.774-x,G.784,G.831G.874,G.875G.709定义的是OTN的结构和映射Page14382540801781415161738241234ODUkOHOPUkPayloadOPUkOHOPUk－

光通道净荷单元ODUk－光通道数据单元ClientSignalmappedinOPUkPayloadClientSignal－客户信号OTUkFECOTUkOHOTUk－光通道传送单元Alignm帧定界K代表速率级别:12.5G210G340GG.709的帧结构Page15G.709帧结构与SDH帧结构对比SOHAUPTRSOHSTM-N净负荷9×N261×N13459SDH帧结构帧结构：4行、4080列，固定不变帧速率：可变20.420kHz(48.971s)forOTU182.027kHz(12.191s)forOTU2329.489kHz(3.035s)forOTU3包括：OPUk、ODUk、OTUk、FEC几个部分每秒8000帧帧结构：9行，270n列，长度可变帧速率：8000帧/秒，固定不变包括：段开销、指针、通道开销、净荷G.709帧结构Page16G.709速率与SDH对比Page17G.709的映射STM-NN=16、64、256IP、以太网信号G.709支持基于包的客户数据的封装不需要SDH或者10G以太网，可以直接封装IP信号使用GFP封装协议ATM信号G.709支持基于信元的客户信号的映射ATM映射到ODUk同映射到SDH一样简单测试信号非字节形式比特流未知比特速率的CBR信号Page18小结

G.709的帧结构是什么样的？

G.709与SDH的帧结构主要区别何在？Page19

第一章OTN概述第二章G.709介绍第三章G.709开销字节第四章OTN常见告警第五章1600G中的实现情况介绍课程内容Page20OTUk/ODUk/OPUk

开销(k=1,2,3)AlignmOPUkPayloadOPUkOHODUkOTUkOHPSIEXPTCMACTTCM5TCM4TCM3TCM2TCM1TCM6GCC1GCC2FTFLPMRESRESAPS/PCCSMRESGCC0FASMFASMapping&ConcatSpecificMapping&ConcatSpecific25501PTTTIBIP-812345678123PM12345678BEIBDISTAT12345678TCMiSTATTTIBIP-81234567812312345678BEI/BIAEBDI12345678MFAS:MultiFrameAlignmentSignalPCC:ProtectionCommunicationControlchannelPM:PathMonitoringPSI:PayloadStructureIdentifierRES:ReservedforfutureinternationalstandardisationSM:SectionMonitoringTCM:TandemConnectionMonitoringACT:Activation/deactivationcontrolchannelAPS:AutomaticProtectionSwichingcoordinationchannelEXP:ExperimentalFAS:FrameAlignmentSignalFTFL:FaultType&FaultLocationreportingchannelGCC:GeneralCommunicationChannelPage21OTUk/ODUk开销(k=1,2,3)复帧定位信号－MFAS（1Byte）,256帧构成一个复帧序列（256Byte）帧定位信号－FAS（6Bytes)OA1＝F6h，OA2＝28hPage22OTUk开销(k=1,2,3)OTUkSM开销中的BIP-8字节(1Byte)OTUkSM开销（3Bytes)Page23OTUk开销(k=1,2,3)OTUkSM开销中的后向错误指示和后向定帧错误(BEI/BIAE)

用于回送OTUk接收到的BIP-8错误和定帧错误（IAE），当为“1011”时表示BIAEOTUkSMBEI/BIAE

bits

1234BIAEBIPviolations0000false00001false10010false20011false30100false40101false50110false60111false71000false81001,1010false01011true01100to1111false0Page24OTUk开销(k=1,2,3)OTUkSM开销中的后向缺陷指示(BDI)用于回送OTUk接收到的信号缺陷（SD）状态；为“1”时表示缺陷状态，否则为“0”OTUkSM开销中的定帧错误开销（IAE）用于指示OTUk接收到的定帧错误状态；为“1”时表示定帧错误，否则为“0”Page25ODUk开销(k=1,2,3)ODUkPM开销中的BIP-8字节(1Byte)ODUkPM开销（3Bytes)Page26ODUk开销(k=1,2,3)ODUkPM开销中的后向错误指示和后向定帧错误(BEI)用于回送ODUk接收到的BIP-8错误ODUkPMBEI

bits

1234BIPviolations0000000011001020011301004010150110601117100081001to11110Page27ODUk开销(k=1,2,3)ODUkPM开销中的后向缺陷指示(BDI)用于回送ODUk接收到的信号缺陷状态；为“1”时表示缺陷状态，否则为“0”ODUkPM开销中的通道状态指示(STAT)用于指示ODUk通道状态PMbyte3,

bits

678Status000Reservedforfutureinternationalstandardization001Normalpathsignal010Reservedforfutureinternationalstandardization011Reservedforfutureinternationalstandardization100Reservedforfutureinternationalstandardization101Maintenancesignal:ODUk-LCK110Maintenancesignal:ODUk-OCI111Maintenancesignal:ODUk-AISPage28ODUk开销(k=1,2,3)ODUkTCMi开销（i＝1～6)开销功能同SM/PM开销功能基本类似，在此不再赘述Page29ODUk开销(k=1,2,3)ODUk自动保护倒换和保护通信通道开销(APS/PCC)通过MFAS复帧可以支持8种级别的保护嵌套MFASbit678APS/PCCchannelappliesto000ODUkPath001ODUkTCM1010ODUkTCM2011ODUkTCM3100ODUkTCM4101ODUkTCM5110ODUkTCM6111ODUkSNC/IAPSPage30ODUk开销(k=1,2,3)ODUk故障类型和故障位置开销（FTFL)256帧的FTFL字节构成256Byte的FTFL信息第0～127Byte为前向指示区域，第128～255Byte为后向指示区域前向和后向指示区域又分为3个子区域Page31ODUk开销(k=1,2,3)故障指示代码，FaultIndicationCode前向和后向运营商标识域，Forward/BackwardoperatoridentifierField指示前向和后向国家地区代码以及运营商代码FaultindicationcodeDefinition00000000NoFault00000001SignalFail00000010SignalDegrade00000011...11111111ReservedforfutureinternationalStandardizationPage32OPUk开销(k=1,2,3)OPUk区域的PSI和PT开销OPUk净荷结构标识（PSI）通过复帧构成256Byte的PSI信号，PSI[0]位于MFA＝“00000000”帧位置，PSI[1]位于MFA＝“00000001”帧位置，依此类推OPUk净荷类型（PT）位于PSI[0]位置，开销说明见下表Page33OPUk开销(k=1,2,3)MSB

1

2

3

4LSB

5

6

7

8Hexcode

(Note1)Interpretation0000000101Experimentalmapping(Note3)0000001002AsynchronousCBRmapping,see17.10000001103BitsynchronousCBRmapping,see17.10000010004ATMmapping,see17.20000010105GFPmapping,see17.30000011006VirtualConcatenatedsignal,see18(NOTE5)0001000010Bitstreamwithoctettimingmapping,see17.5.10001000111Bitstreamwithoutoctettimingmapping,see17.5.20010011020ODUmultiplexstructure,see190101010155Notavailable(Note2)0110011066Notavailable(Note2)1000xxxx80-8FReservedcodesforproprietaryuse(Note4)11111101FDNULLtestsignalmapping,see17.4.111111110FEPRBStestsignalmapping,see17.4.211111111FFNotavailable(Note2)NOTE1

–Thereare226sparecodesleftforfutureinternationalstandardization.RefertoAnnexA/G.806fortheproceduretoobtainoneofthesecodesforanewpayloadtype.NOTE2

–Thesevaluesareexcludedfromthesetofavailablecodepoints.ThesebitpatternsarepresentinODUkmaintenancesignals.NOTE3

–Value"01"isonlytobeusedforexperimentalactivitiesincaseswhereamappingcodeisnotdefinedinthistable.RefertoAnnexA/G.806formoreinformationontheuseofthiscode.NOTE4

–These16codevalueswillnotbesubjecttofurtherstandardization.RefertoAnnexA/G.806formoreinformationontheuseofthesecodes.NOTE5–Forthepayloadtypeofthevirtualconcatenatedsignaladedicatedpayloadtypeoverhead(vcPT)isused,see18.OPUk净荷类型（PT）开销说明：Page34与SDH开销的对比OTNSDH含义FASMFASSMTTIBIP-8BEIBDITCM1～6TTIiBIP-8iBEIiBDIiSTATiPMTTIBIP-8BEIBDISTATFTFLGCC1～2APS/PCCPSIPT映射特定JCNJOPJOOTNSDH含义帧对齐/定帧字节复帧对齐字节段监测踪迹标示BIP-8校验字节后向错误指示后向缺陷指示串联连接监测踪迹标示BIP-8校验字节后向错误指示后向缺陷指示通道监测BIP-8校验字节后向错误指示后向缺陷指示通用通信通道1～2自动保护倒换/保护通信通道净荷结构指示净荷类型指示调整控制负调整机会字节正调整机会字节A1/A2H4J0REIRDIN1/N2B1/B2B3K1/K2/K3D1~D12前向/后向故障类型/故障定位ODUkTCM状态ODUkPM状态AIS/LCK/OCIC1/C2S1/S2踪迹标示Page35小结G.709的开销分为几个部分？常用的开销字节是哪些？SM和PM的区别何在？与SDH的开销类比Page36

第一章OTN概述第二章G.709介绍第三章G.709开销字节第四章OTN常见告警第五章1600G中的实现情况介绍课程内容Page37OTN常见告警OTU-AISOTU-LOF/SM-BDIOTU-OOMSM-BIP8-OVER/SDSM-BEISM-TIMPM-TIMODU-AIS/PM-BDIPM-BIP8-OVER/SDPM-BEIPage38OTN常见告警OTUk-AIS整个OTUk信号为全1Page39OTN常见告警OTU-LOF/OUT-OOM/SM-BDI当下游单板连续5帧无法定位到FAS时，单板上报OTU-OOF当连续3ms无法定位FAS时，单板上报OTU-LOF，此时向上游单板回插SM-BDI当下游单板检测到的MFAS与预期的值不一致时，单板上报OTU-OOMPage40OTN常见告警SM-TIM/PM-TIM当下游单板检测实收的TTI与应收的TTI不一致时，单板上报TIM告警SM的TTI不一致，则上报SM-TIMPM的TTI不一致，则上报PM-TIM类似SDH的J0MM我司单板TTI默认为“空”Page41OTN常见告警ODUk-AIS

ODUk-AIS即除ODUk里除FTFL字节外，其余字节全为1，见下图黄色部分；当客户侧R-LOS时，波分侧下插ODUk-AIS（单板强制发光时，下游单板应报ODUk-AIS）；当下游单板检测到ODUk-AIS时，向上游单板回插PM-BDI告警指示信号（即向上游单板发送的信号中，PM第3字节的第5位置“1”）；检测是通过检测PM的第3字节的6~8位（STAT），如果检测到111，即认为是ODUk-AIS产生Page42OTN常见告警ODUk-OCI

ODUk-OCI采用重复的01100110填充整个ODUk帧，见橘红色部分；当单板检测到ODUk-OCI时，向上游单板回插PM-BDI告警指示信号（即向上游单板发送的信号中，PM第3字节的第5位置“1”）；检测是通过检测PM的STAT位，如果检测到110，即认为是ODUk-OCI产生；Page43OTN常见告警ODUk-LCK

ODUk-LCK采用重复的01010101填充整个ODUk帧，见粉色部分；当单板检测到ODUk-LCK时，则向上游单板回插PM-BDI告警指示信号；检测是通过检测PM的STAT位，如果检测到101，即认为是ODUk-LCK产生；Page44OTN常见告警PM-BDI当单板检测到ODUk-AIS、ODUk-OCI、ODUk-CLK其中之一时，向上游单板回插的告警。通过检测PM里的BDI比特位来判决的，如果BDI位为“1”，则认为是PM-BDI产生。Page45OTN常见告警SMBIP-8/PMBIP-8SMBIP-8和PMBIP-8计算的都是OPUk部分，包含OPUkOH（15行~3824行）；第i帧的SMBIP-8和PMBIP-8计算后的结果都是放在第i+2帧，默认的，我司SM/PMBIP8OVER门限是10E-3、SM/PMBIP8SD门限是10E-6Page46OTN常见告警SMBIP-8/PMBIP-8BIP8门限查询:cfg-get-bip8th:Bid,Port,th-type;th-type:bip-sm:SM段BIP8误码bip-pm:PM段BIP8误码BIP8门限设置:cfg-set-bip8th:Bid,Port,th-type,over-th,sd-th;误码越限等级5～7，默认值为7误码劣化等级1～5，默认值为4门限等级取值的含义为：1－1.0E-9，2－1.0E-8，3－1.0E-7，4－1.0E-6，5－1.0E-5，6－1.0E-4，7－1.0E-3Page47OTN常见告警SM-BEISM-BEI是后向错误指示，下游单板回插给上游单板的，用于指示SM里BIP-8检测到的误码数。比特含义如下：T1542540-00(114739)TTIBIP-8BEI/BIAEBDIRES12345678123SMIAE63320151631SAPIDAPIOperatorSpecificOTUkSMBEI/BIAE

bits

1234BIAEBIPviolations0000false00001false10010false20011false30100false40101false50110false60111false71000false81001,1010false01011true01100to1111false0Page48OTN常见告警PM-BEIPM-BEI是后向错误指示，下游单板回插给上游单板的，用于指示PM里BIP-8检测到的误码数。比特含义如下：ODUkPMBEI

bits

1234BIPviolations0000000011001020011301004010150110601117100081001to11110Page49告警抑制关系Page50小结常见告警有哪些？告警产生的机理Page51

第一章OTN概述第二章G.709介绍第三章G.709开销字节第四章OTN常见告警第五章1600G中的实现情况介绍课程内容Page521600G中实现情况介绍1600G中部分实现OTN功能的单板:LWF、LWFS、FDG、LBE、LBES、LOG、LOGS、LRF、LRFS、LWC1、TMR、TMRS、TMX、TMXS、TRC1、ETMX、ETMXS、LBF、LBFSPage531600G产品中常见单板告警说明OTU单板SSE3LWF(S)LOSODU-AISSM-BDI(注１)MS-AISSSE1LBF(S)-SDH业务LOSODU-AISSM-BDI(注１)MS-AISSSE1LBF(S)-10GE业务（透传）LOSODU-AISSM-BDI(注１)Link-ErrorSSE1LBE(S)LOSODU-AISSM-BDI(注１)Link-ErrorSSE2LWF(S)LOSODU-AISPM-BDIMS-AISSSE1LWF(S)LOSODU-AISPM-BDIMS-AISSSE1LWC1LOSODU-AISPM-BDIMS-AIS标准建议做法LOSLOF无LOF注1：根据建议规定，单板在收到ODU-AIS时应回插PM-BDI。由于上述单板处理芯片存在缺陷，会同时回插SM-BDI和PM-BDI，而1600G单板在SM-BDI和PM-BDI同时存在时，SM-BDI会抑制PM-BDI的上报（按建议不应抑制），故最终单板只上报SM-BDI。

1

2

3

4OTUOTU

客户侧设备

客户侧设备

1

2

3

4波分侧ALSDISABLEPage541600G产品中常见单板告警说明OUT单板SSE1TMX(S)SSE2TMX(S)4路全部LOS时ODU-AISSM-BDI（芯片缺陷）4路均为LOS/MS-AIS(客户侧ALS使能/禁止)某几路(<4)LOS对应通道Client-SF(客户侧)无对应通道LOS/MS-AIS(客户侧ALS使能/禁止)SSE1ETMX(S)-SDH业务4路全部LOS时ODU-AISSM-BDI（芯片缺陷）4路均为LOS/MS-AIS(客户侧ALS使能/禁止)某几路(<4)LOS时对应通道Client-SF(客户侧)无对应通道LOS/MS-AIS(客户侧ALS使能/禁止)SSE1LOG(S)8路全部LOS时ODU-AISSM-BDI（芯片缺陷）8路均为Link-Error（启动LPT）某几路(<8)LOS时对应通道Client-SF(客户侧)无对应通道Link-Error（启动LPT）SSE1FDG2路全部LOS时两个通道Client-SF(客户侧)无2路均为LOS/R-DATA-LOST(客户侧ALS使能/禁止)其中1路LOS时对应通道Client-SF(客户侧)无对应通道LOS/R-DATA-LOST(客户侧ALS使能/禁止)标准建议做法（SDH业务）N路全部LOS时无无N路全部为LOF某几路LOS时对应通道Client-SF(客户侧)无对应通道LOFOTUOTU客户侧设备

1

2

3

4客户侧设备客户侧设备客户侧设备波分侧ALSDISABLE

2

1

3

4Page55SSE1/E2/E3LWF(S)/SSE2LWC1/SSE1LBF(S)-SDH业务线路来的信号PM-BIP8-ERRORPM-BIP8-ERRORPM-BEI误码SM-BIP8-ERRORSM-BIP8-ERRORSM-BEI误码OTU-AISOTU-AISSM-BDIMS-AISOTU-LOFOTU-LOFSM-BDIMS-AIS断纤等无光时LOSSM-BDIMS-AISODU-AIS/LCK/OCIODU-AIS/LCK/OCISM-BDIPM-BDI（注1）MS-AIS

OTU

客户侧设备波分侧客户侧

1

2

3注1：E1/E2LWF(S)、SSE2LWC1回插的是PM-BDI，符合OTN标准。E3LWF（S）、E1LBF（S）回插的是SM-BDI，芯片缺陷。标准建议中，波分侧LOS、OUT-LOF/AIS、ODU-AIS/LCK/OCI时，应向客户侧插LOF。

1

2

3Page56SSE1LBE(S)/SSE1LBF(S)-10GE业务线路来的信号PM-BIP8-ERRORPM-BIP8-ERRORPM-BEIDATA-ERRORSM-BIP8-ERRORSM-BIP8-ERRORSM-BEIDATA-ERROROTU-AISOTU-AISSM-BDILINK-ERROTU-LOFOTU-LOFSM-BDILINK-ERR断纤等无光时LOSSM-BDILINK-ERRODU-AIS/LCK/OCIODU-AIS/LCK/OCISM-BDI（芯片缺陷）LINK-ERR

OTU

客户侧设备波分侧客户侧

1

2

3

1

2

3Page57SSE1TMX(S)/SSE2TMX(S)/SSE1ETMX(S)线路上来的信号PM-BIP8-ERRORPM-BIP8-ERRORPM-BEI无异常SM-BIP8-ERRORSM-BIP8-ERRORSM-BEI无异常OTU-AISOTU-AISSM-BDI所有通道均为MS-AISO