PTN網(wǎng)絡(luò)故障診斷流程故障定位思路探討

楊晶晶+程榮

摘 要： 針對PTN網(wǎng)絡(luò)的特點，結(jié)合目前電信網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展趨勢，在綜合考慮PTN網(wǎng)絡(luò)故障診斷處理方式的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個通用的PTN網(wǎng)絡(luò)故障診斷流程，對該故障診斷流程中故障定位部分的詳細(xì)設(shè)計思路以及具體實現(xiàn)方法做了進(jìn)一步的闡述，使該診斷方式能夠用于PTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行及時故障診斷。

關(guān)鍵詞： PTN網(wǎng)絡(luò)； 故障診斷流程； 故障定位； 專家系統(tǒng)知識庫

中圖分類號： TN915.07?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）03?0022?02

Discussion on fault location thought in PTN network fault diagnosis process

YANG Jing?jing1，2， CHENG Rong1

（1. Fiber home Communication Technologies Co.， Ltd.， Wuhan 430073， China；

2. Wuhan Research Institute of Post and Telecommunications， Wuhan 430074， China）

Abstract： Aiming at the feature of PTN networks， and combine with the development tendency of telecommunications network management in current， a general PTN network fault diagnosis process is designed， which is based on overall consideration of PTN networks fault diagnosis process method. The detailed design thought and implementation method of fault location during the fault diagnosis process are analyzed， so that the diagnosis can be carried out in a timely manner for PTN network to deal with the fault.

Keywords： PTN network； fault diagnosis process； fault location； expert system knowledge base

在電信事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，電信網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)正朝著綜合化、分布化、智能化的方向發(fā)展[1]。而故障管理作為網(wǎng)絡(luò)管理中最基本的功能之一，其智能化的要求也受到越來越多的關(guān)注。在PTN網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的依靠人工經(jīng)驗進(jìn)行故障診斷的方法正逐步向智能化方向演變。本文設(shè)計的故障診斷流程是根據(jù)專家們的故障處理經(jīng)驗，將以前人為的診斷過程固化成為流程和規(guī)范，讓系統(tǒng)代替人員操作，使人類專家的領(lǐng)域知識突破時間和空間的限制，在不同的地區(qū)和部門幫助故障處理人員及時的解決分組傳送網(wǎng)（PTN）網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的故障。

1 故障診斷流程總體介紹

在PTN網(wǎng)絡(luò)中，由于設(shè)備量以及業(yè)務(wù)量的巨大，一個故障的發(fā)生往往會伴隨產(chǎn)生大量的告警，要在如此眾多的告警中分析出故障發(fā)生的具體原因同時又要保證其分析效率，首先就需要對眾多的告警進(jìn)行一系列的處理，然后根據(jù)處理后的告警定位故障發(fā)生的大致范圍，最后再在這個范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的檢測，從而定位故障發(fā)生的具體原因，如圖1所示為故障診斷的整體流程圖。

在該故障診斷流程中，可以將故障診斷分為兩大部分，一部分為告警處理，另一部分為故障定位。告警處理部分主要是分析產(chǎn)生的眾多告警是否存在某種相關(guān)性關(guān)系[2]，在這里，把這種相關(guān)性關(guān)系稱作根源告警和衍生告警的關(guān)系，通過這種關(guān)系可以對告警進(jìn)行篩選，從而找到主要的告警即根源告警。在告警處理部分，告警校驗是保障，告警預(yù)處理分派是前提，告警相關(guān)性處理是關(guān)鍵，知識庫為告警相關(guān)性處理提供判定的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)[3]。故障定位部分是根據(jù)根源告警進(jìn)行相應(yīng)的性能，配置，告警以及操作管理維護(hù)（OAM）檢測，從而找到故障發(fā)生的具體原因。在故障定位部分，可以將故障的定位機(jī)制分為兩部分。一部分是通過性能配置以及相關(guān)的告警檢測定位到設(shè)備相關(guān)狀態(tài)的故障；另一部分利用PTN設(shè)備獨有的OAM檢測定位到鏈路發(fā)生的故障。

2 故障定位設(shè)計思路

在PTN網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備狀態(tài)以及鏈路狀態(tài)的相關(guān)故障是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的主要原因，所以要將故障定位到具體的原因就需要對這兩方面進(jìn)行具體檢查。首先進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的檢查，包括檢查設(shè)備相應(yīng)的性能，配置以及與該告警相關(guān)聯(lián)的其他告警，然后再利用OAM進(jìn)行鏈路狀態(tài)的檢查。

圖1 故障診斷流程圖

在進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢測時，由于不同的單盤或端口的性能，配置以及告警數(shù)據(jù)不同，所以在進(jìn)行故障定位的時候既要考慮到故障定位的效率，避免對所有設(shè)備的性能，配置以及相關(guān)的告警數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一檢查，同時又要保證其通用性，使其能夠囊括典型的性能，配置以及相關(guān)的告警數(shù)據(jù)，基于這兩者的考慮，特制定了故障場景。在故障定位場景中，將常見的故障制定成典型的場景，再根據(jù)場景的不同，將每個典型場景中需要檢查的性能，配置以及告警相關(guān)項的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類與總結(jié)，然后再依據(jù)一定的規(guī)則依次進(jìn)行性能，配置以及告警的檢測。

如果進(jìn)行了前一方面的檢測，但是并不能找到故障發(fā)生的具體原因，那么分析故障發(fā)生的具體原因可能并不在設(shè)備上，這時利用OAM檢測中的鏈路環(huán)回（LB）的方法可以對業(yè)務(wù)傳送的鏈路情況進(jìn)行分析，判斷是否是鏈路出現(xiàn)故障，從而對故障發(fā)生的原因進(jìn)行定位。

針對鏈路故障診斷，是利用OAM發(fā)送以及接收LB報文的情況來判斷。以前發(fā)送LB報文是利用人工的方式在每兩個網(wǎng)元之間進(jìn)行目的發(fā)送，現(xiàn)在根據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)穆窂?，將該業(yè)務(wù)路徑上的所有的網(wǎng)元都找出來，然后自動的根據(jù)距離的遠(yuǎn)近依次向該業(yè)務(wù)路徑中的每個節(jié)點網(wǎng)元都發(fā)送LB報文進(jìn)行檢測，根據(jù)接收到的LB報文的情況可以定位發(fā)生故障的鏈路。

如果所有項都檢查完成，但是發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)都是正確的，那么這時系統(tǒng)會給出其他的故障原因，這些其他的故障原因可能是由于外界的環(huán)境或者是人為的操作失誤引起的。

3 故障定位實現(xiàn)方法

故障定位部分實現(xiàn)的重點在于，故障定位場景的建立。這里故障場景的建立不僅包括典型場景的歸納還包括在進(jìn)行檢測時采用何種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢查。本文將常見的工程中需要覆蓋到的業(yè)務(wù)中斷類場景，業(yè)務(wù)性能劣化類場景以及其他類的場景進(jìn)行細(xì)化，概括出典型的場景見表1。

表1 故障場景

[1.溫度故障類＼&7.連接確認(rèn)信號丟失類＼&2.信號丟失類＼&8.高階通道蹤跡標(biāo)識適配類＼&3.激光器關(guān)斷＼&9.低階通道蹤跡標(biāo)識適配類＼&4.丟包類＼&10.光模塊不在位類＼&5.PK_LOS過限類＼&11.單盤失效類＼&6.CRC過限類＼&12.電源故障類＼&]

在故障定位場景中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查的時候，需要運用專家系統(tǒng)中知識庫建立的方法[4]，將故障定位場景中性能，配置以及相關(guān)告警檢查項的內(nèi)容采用一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范制定成相應(yīng)的規(guī)則[5]寫入知識庫中，然后在知識庫中根據(jù)指定的規(guī)則進(jìn)行逐一的檢查。由于場景以及場景中檢查的內(nèi)容不同，其規(guī)則也不同。雖然每個檢查項的判定規(guī)則不同，但是這些判定規(guī)則制定的標(biāo)準(zhǔn)是類似的，就是將設(shè)備在運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值與設(shè)備本身設(shè)置的數(shù)據(jù)值進(jìn)行大小比較，看看設(shè)備在運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值是大于，等于或是小于設(shè)備本身設(shè)置的數(shù)據(jù)值。由于每個檢查值的范圍不同，有可能是大于產(chǎn)生故障，有可能是小于產(chǎn)生故障，有可能是等于產(chǎn)生故障，不管比較的結(jié)果是怎么產(chǎn)生故障，但是其基本要求都是要求設(shè)備在正常的工作值范圍內(nèi)。

采用故障場景的方式來進(jìn)行故障檢查，可以大大的提高故障診斷的效率，但是由于目前場景的種類還不夠齊全，所以暫時不能分析不常發(fā)生的故障。但是，在知識庫中，這個故障場景具有自主學(xué)習(xí)的能力，知識庫中的故障場景還可以隨著經(jīng)驗的累積從而不斷的積累。故障處理人員只需要將首次不能分析的告警記錄在知識庫中，那么下次發(fā)生的時候便可以運用上次記錄的知識進(jìn)行相應(yīng)的分析。

4 結(jié) 語

本文運用專家系統(tǒng)知識庫的思想以及OAM檢測的思想制定了PTN網(wǎng)絡(luò)故障診斷中故障定位部分的流程，并詳細(xì)的介紹了該部分的設(shè)計思路與實現(xiàn)方法，提出了故障場景定位分析法去分析設(shè)備產(chǎn)生故障的原因。但是該系統(tǒng)依然存在一些不足之處，隨著日后技術(shù)的發(fā)展，相信故障定位智能化的程度會越來越高，幫助人們更加完善的管理PTN網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張曉穎.電信網(wǎng)絡(luò)管理的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢探索[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（24）：34?35.

[2] 馬秀麗，王紅霞，張凌云.網(wǎng)絡(luò)故障管理系統(tǒng)中告警相關(guān)性分析實現(xiàn)技術(shù)研究[J].沈陽理工大學(xué)學(xué)報，2009（3）：9?14.

[3] 吳揚揚，陳懷南.基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的通信網(wǎng)絡(luò)告警相關(guān)性分析模型[J].通信和計算機(jī)：中英文版，2004（1）：57?60.

[4] 邵軍力，張景，魏長華.人工智能基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000.

[5] MAS C， THIRAN P. A review on fault location methods and their application to optical networks [J]. Optical Network Magazine， 2001， 2（4）： 8?10.

[6] 董成根，吳今培，張其善.一種通信網(wǎng)絡(luò)故障主動管理方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（11）：124?126.

針對鏈路故障診斷，是利用OAM發(fā)送以及接收LB報文的情況來判斷。以前發(fā)送LB報文是利用人工的方式在每兩個網(wǎng)元之間進(jìn)行目的發(fā)送，現(xiàn)在根據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)穆窂剑瑢⒃摌I(yè)務(wù)路徑上的所有的網(wǎng)元都找出來，然后自動的根據(jù)距離的遠(yuǎn)近依次向該業(yè)務(wù)路徑中的每個節(jié)點網(wǎng)元都發(fā)送LB報文進(jìn)行檢測，根據(jù)接收到的LB報文的情況可以定位發(fā)生故障的鏈路。

如果所有項都檢查完成，但是發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)都是正確的，那么這時系統(tǒng)會給出其他的故障原因，這些其他的故障原因可能是由于外界的環(huán)境或者是人為的操作失誤引起的。

3 故障定位實現(xiàn)方法

故障定位部分實現(xiàn)的重點在于，故障定位場景的建立。這里故障場景的建立不僅包括典型場景的歸納還包括在進(jìn)行檢測時采用何種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢查。本文將常見的工程中需要覆蓋到的業(yè)務(wù)中斷類場景，業(yè)務(wù)性能劣化類場景以及其他類的場景進(jìn)行細(xì)化，概括出典型的場景見表1。

表1 故障場景

[1.溫度故障類＼&7.連接確認(rèn)信號丟失類＼&2.信號丟失類＼&8.高階通道蹤跡標(biāo)識適配類＼&3.激光器關(guān)斷＼&9.低階通道蹤跡標(biāo)識適配類＼&4.丟包類＼&10.光模塊不在位類＼&5.PK_LOS過限類＼&11.單盤失效類＼&6.CRC過限類＼&12.電源故障類＼&]

在故障定位場景中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查的時候，需要運用專家系統(tǒng)中知識庫建立的方法[4]，將故障定位場景中性能，配置以及相關(guān)告警檢查項的內(nèi)容采用一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范制定成相應(yīng)的規(guī)則[5]寫入知識庫中，然后在知識庫中根據(jù)指定的規(guī)則進(jìn)行逐一的檢查。由于場景以及場景中檢查的內(nèi)容不同，其規(guī)則也不同。雖然每個檢查項的判定規(guī)則不同，但是這些判定規(guī)則制定的標(biāo)準(zhǔn)是類似的，就是將設(shè)備在運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值與設(shè)備本身設(shè)置的數(shù)據(jù)值進(jìn)行大小比較，看看設(shè)備在運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值是大于，等于或是小于設(shè)備本身設(shè)置的數(shù)據(jù)值。由于每個檢查值的范圍不同，有可能是大于產(chǎn)生故障，有可能是小于產(chǎn)生故障，有可能是等于產(chǎn)生故障，不管比較的結(jié)果是怎么產(chǎn)生故障，但是其基本要求都是要求設(shè)備在正常的工作值范圍內(nèi)。

采用故障場景的方式來進(jìn)行故障檢查，可以大大的提高故障診斷的效率，但是由于目前場景的種類還不夠齊全，所以暫時不能分析不常發(fā)生的故障。但是，在知識庫中，這個故障場景具有自主學(xué)習(xí)的能力，知識庫中的故障場景還可以隨著經(jīng)驗的累積從而不斷的積累。故障處理人員只需要將首次不能分析的告警記錄在知識庫中，那么下次發(fā)生的時候便可以運用上次記錄的知識進(jìn)行相應(yīng)的分析。

4 結(jié) 語

本文運用專家系統(tǒng)知識庫的思想以及OAM檢測的思想制定了PTN網(wǎng)絡(luò)故障診斷中故障定位部分的流程，并詳細(xì)的介紹了該部分的設(shè)計思路與實現(xiàn)方法，提出了故障場景定位分析法去分析設(shè)備產(chǎn)生故障的原因。但是該系統(tǒng)依然存在一些不足之處，隨著日后技術(shù)的發(fā)展，相信故障定位智能化的程度會越來越高，幫助人們更加完善的管理PTN網(wǎng)絡(luò)。

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[6] 董成根，吳今培，張其善.一種通信網(wǎng)絡(luò)故障主動管理方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（11）：124?126.

針對鏈路故障診斷，是利用OAM發(fā)送以及接收LB報文的情況來判斷。以前發(fā)送LB報文是利用人工的方式在每兩個網(wǎng)元之間進(jìn)行目的發(fā)送，現(xiàn)在根據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)穆窂剑瑢⒃摌I(yè)務(wù)路徑上的所有的網(wǎng)元都找出來，然后自動的根據(jù)距離的遠(yuǎn)近依次向該業(yè)務(wù)路徑中的每個節(jié)點網(wǎng)元都發(fā)送LB報文進(jìn)行檢測，根據(jù)接收到的LB報文的情況可以定位發(fā)生故障的鏈路。

如果所有項都檢查完成，但是發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)都是正確的，那么這時系統(tǒng)會給出其他的故障原因，這些其他的故障原因可能是由于外界的環(huán)境或者是人為的操作失誤引起的。

3 故障定位實現(xiàn)方法

故障定位部分實現(xiàn)的重點在于，故障定位場景的建立。這里故障場景的建立不僅包括典型場景的歸納還包括在進(jìn)行檢測時采用何種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢查。本文將常見的工程中需要覆蓋到的業(yè)務(wù)中斷類場景，業(yè)務(wù)性能劣化類場景以及其他類的場景進(jìn)行細(xì)化，概括出典型的場景見表1。

表1 故障場景

[1.溫度故障類＼&7.連接確認(rèn)信號丟失類＼&2.信號丟失類＼&8.高階通道蹤跡標(biāo)識適配類＼&3.激光器關(guān)斷＼&9.低階通道蹤跡標(biāo)識適配類＼&4.丟包類＼&10.光模塊不在位類＼&5.PK_LOS過限類＼&11.單盤失效類＼&6.CRC過限類＼&12.電源故障類＼&]

在故障定位場景中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查的時候，需要運用專家系統(tǒng)中知識庫建立的方法[4]，將故障定位場景中性能，配置以及相關(guān)告警檢查項的內(nèi)容采用一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范制定成相應(yīng)的規(guī)則[5]寫入知識庫中，然后在知識庫中根據(jù)指定的規(guī)則進(jìn)行逐一的檢查。由于場景以及場景中檢查的內(nèi)容不同，其規(guī)則也不同。雖然每個檢查項的判定規(guī)則不同，但是這些判定規(guī)則制定的標(biāo)準(zhǔn)是類似的，就是將設(shè)備在運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值與設(shè)備本身設(shè)置的數(shù)據(jù)值進(jìn)行大小比較，看看設(shè)備在運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值是大于，等于或是小于設(shè)備本身設(shè)置的數(shù)據(jù)值。由于每個檢查值的范圍不同，有可能是大于產(chǎn)生故障，有可能是小于產(chǎn)生故障，有可能是等于產(chǎn)生故障，不管比較的結(jié)果是怎么產(chǎn)生故障，但是其基本要求都是要求設(shè)備在正常的工作值范圍內(nèi)。

采用故障場景的方式來進(jìn)行故障檢查，可以大大的提高故障診斷的效率，但是由于目前場景的種類還不夠齊全，所以暫時不能分析不常發(fā)生的故障。但是，在知識庫中，這個故障場景具有自主學(xué)習(xí)的能力，知識庫中的故障場景還可以隨著經(jīng)驗的累積從而不斷的積累。故障處理人員只需要將首次不能分析的告警記錄在知識庫中，那么下次發(fā)生的時候便可以運用上次記錄的知識進(jìn)行相應(yīng)的分析。

4 結(jié) 語

本文運用專家系統(tǒng)知識庫的思想以及OAM檢測的思想制定了PTN網(wǎng)絡(luò)故障診斷中故障定位部分的流程，并詳細(xì)的介紹了該部分的設(shè)計思路與實現(xiàn)方法，提出了故障場景定位分析法去分析設(shè)備產(chǎn)生故障的原因。但是該系統(tǒng)依然存在一些不足之處，隨著日后技術(shù)的發(fā)展，相信故障定位智能化的程度會越來越高，幫助人們更加完善的管理PTN網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

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[6] 董成根，吳今培，張其善.一種通信網(wǎng)絡(luò)故障主動管理方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（11）：124?126.