宜昌廣電OTN系統(tǒng)維護(hù)及故障檢修

蔣利民，劉啟罡

（1.湖北省廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 宜昌分公司，湖北 宜昌 443000；2.宜昌三峽廣播電視臺(tái)，湖北 宜昌 443000）

1 宜昌廣電OTN系統(tǒng)應(yīng)用情況

宜昌廣電光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）系統(tǒng)始建于2013年，目前已建成城域內(nèi)環(huán)4個(gè)站點(diǎn)、縣市環(huán)路10個(gè)站點(diǎn)，開通18個(gè)10 Gb/s波道。受廣電干線光纜資源的限制，目前宜昌廣電OTN城東傳輸網(wǎng)的遠(yuǎn)安站點(diǎn)和五峰站點(diǎn)為單鏈路傳輸，安全保障受到一定的限制，也成為縣市OTN系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用需完善的地方。宜昌廣電OTN拓?fù)錇榄h(huán)網(wǎng)相切結(jié)構(gòu)，分為城域環(huán)網(wǎng)、縣市東環(huán)和縣市西環(huán)，采用華為OSN8800設(shè)備。從目前的結(jié)構(gòu)和傳輸容量看，雖然OTN系統(tǒng)并未覆蓋湖北省宜昌市全境且大多數(shù)站點(diǎn)僅為單波道傳輸，但其在全業(yè)務(wù)IP化推送、智能調(diào)度以及安全傳輸?shù)确矫嫒跃哂兄匾饔谩?/p>

隨著全省技術(shù)一體化建設(shè)，業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)于傳輸系統(tǒng)容量的需求越來越大。為了順應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)中承載的業(yè)務(wù)帶寬也應(yīng)逐步由小顆粒的1 Gb/s向10 Gb/s過渡。宜昌廣電OTN系統(tǒng)的傳輸容量和顆粒度越來越難以滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)擴(kuò)展的需求，面對(duì)OTN這樣大容量業(yè)務(wù)的推送，只能采取多個(gè)GE通道捆綁的方式臨時(shí)應(yīng)對(duì)[1]。對(duì)于OTN系統(tǒng)擴(kuò)容，除了在原傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完善遠(yuǎn)安、五峰兩個(gè)站點(diǎn)的環(huán)路結(jié)構(gòu)并確保安全外，還將擴(kuò)展城市內(nèi)環(huán)的猇亭、中南、清江以及葛洲壩站點(diǎn)。擴(kuò)容后，環(huán)網(wǎng)上所有站點(diǎn)將實(shí)現(xiàn)兩波道傳輸。

2 OTN系統(tǒng)日常維護(hù)

目前，宜昌廣電OTN系統(tǒng)承載著直播電視、寬帶及專網(wǎng)等干線級(jí)傳輸重任，必須及時(shí)處置網(wǎng)管上報(bào)的各類報(bào)警信息，確保各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)正常。對(duì)于OTN系統(tǒng)的維護(hù)必須常態(tài)化、制度化，從而確保網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸。根據(jù)華為技術(shù)有限公司的技術(shù)指導(dǎo)意見，湖北省廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司宜昌分公司（以下簡(jiǎn)稱宜昌分公司）傳輸監(jiān)控中心每日安排專人巡查OTN系統(tǒng)告警日志，并通過華為U2000網(wǎng)管系統(tǒng)查詢光通道及光監(jiān)控信道光功率變化狀態(tài)。查詢告警日志如圖1所示，查詢WDM性能如圖2所示。

圖1 查詢告警日志

圖2 查詢WDM性能

3 OTN系統(tǒng)故障檢修

華為OTN系統(tǒng)的光轉(zhuǎn)換單元（Optical Transform Unit，OTU）單板通過內(nèi)置偽隨機(jī)二進(jìn)制序列（Pseudo-Random Binary Sequence，PRBS）功能，提供OTU板內(nèi)（客戶側(cè)）環(huán)回、波分側(cè)內(nèi)環(huán)回以及波分側(cè)外環(huán)回檢測(cè)，能夠判斷并顯示鏈路狀態(tài)，同時(shí)替代簡(jiǎn)單的儀表檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)通斷、誤碼狀態(tài)，顯著降低對(duì)儀表的依賴。靈活運(yùn)用系統(tǒng)提供的各項(xiàng)測(cè)試功能，為快速定位故障提供準(zhǔn)確的依據(jù)[2]。

OTN系統(tǒng)具備子網(wǎng)連接保護(hù)（SubNetwork Connection Protection，SNCP）功能，當(dāng)出現(xiàn)常見的光纜中斷故障時(shí)，通過查詢光監(jiān)控信道或光通道光功率能迅速定位光纜斷點(diǎn)的網(wǎng)元[3]。宜昌廣電OTN系統(tǒng)運(yùn)行4年以來，除了常見的光纜中斷、光功率失衡以及SNCP切換異常等故障外，還出現(xiàn)過一些對(duì)于業(yè)務(wù)傳輸保障和線路調(diào)測(cè)具有代表性的故障。以O(shè)TN傳輸系統(tǒng)中兩例特殊故障的檢修為例，對(duì)故障原因進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的處置方案。

3.1 案例一（光纜鏈路正常，OTN上其他業(yè)務(wù)正常，IPQAM設(shè)備重啟后無流量）

某日凌晨接報(bào)秭歸廣電的電話，得知秭歸機(jī)房更換不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系統(tǒng)恢復(fù)供電后，其他與OTN相連的設(shè)備上電啟動(dòng)后數(shù)據(jù)正常，IPQAM設(shè)備重啟后無流量。

接報(bào)故障后登陸華為U2000網(wǎng)管，查詢宜昌和秭歸兩端OTN設(shè)備運(yùn)行情況正常，檢查線路側(cè)板卡和支路側(cè)板卡對(duì)應(yīng)端口光功率均正常，利用遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控（Remote Network Monitoring，RMON）性能瀏覽功能查詢對(duì)應(yīng)的OTN端口流量為宜昌發(fā)秭歸單向64 b/s，用以太網(wǎng)測(cè)試功能測(cè)試兩端設(shè)備對(duì)應(yīng)端口收發(fā)包正常。以上數(shù)據(jù)表明OTN通道暢通，故障應(yīng)和交換機(jī)組播傳輸協(xié)議相關(guān)，組播源端口未收到返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)包導(dǎo)致發(fā)送數(shù)據(jù)關(guān)閉。為了進(jìn)一步驗(yàn)證鏈路狀況，筆者將秭歸OTN設(shè)備上的支路側(cè)板卡光口打上內(nèi)回環(huán)，宜昌本端端口RMON性能分析顯示數(shù)據(jù)不再是單向傳輸，而是收發(fā)正常。將內(nèi)回環(huán)解開恢復(fù)正常傳輸，原故障端口在1 min內(nèi)恢復(fù)到正常的700 Mb/s流量傳輸速率，故障解除。此類故障在傳統(tǒng)的交換機(jī)通信系統(tǒng)比較少見，出現(xiàn)故障時(shí)將發(fā)送端交換機(jī)端口關(guān)閉重啟或采用遠(yuǎn)程端口環(huán)回均能恢復(fù)正常。故障處理完畢后，筆者曾與華為技術(shù)有限公司的技術(shù)支持人員和中國(guó)鐵通集團(tuán)有限公司傳輸局相關(guān)技術(shù)人員交流過故障形成的機(jī)制，此類故障偶發(fā)于OTN系統(tǒng)傳輸組播流的應(yīng)用場(chǎng)景。

3.2 長(zhǎng)途傳輸站點(diǎn)主鏈路線路板卡BEFFEC-EXC報(bào)警

日常告警巡查過程中，發(fā)現(xiàn)興山站點(diǎn)主鏈路線路板卡頻繁出現(xiàn)BEFFEC-EXC報(bào)警，如圖3所示。

圖3 BEFFEC-EXC報(bào)警頁面

根據(jù)網(wǎng)管上的提示，判斷興山站點(diǎn)主鏈路傳輸指標(biāo)降低，檢查線路板收光功率-8 dbm正常，但實(shí)測(cè)前向糾錯(cuò)（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）前的誤碼率為3.28×10-5，指標(biāo)劣化嚴(yán)重。OTN系統(tǒng)線路板卡傳輸指標(biāo)查詢?nèi)鐖D4所示。

圖4 OTN系統(tǒng)線路板卡傳輸指標(biāo)查詢

興山站點(diǎn)的主鏈路來自秭歸光方向，主線路板光信號(hào)經(jīng)合波器與夷陵站點(diǎn)信號(hào)混合后由興山站點(diǎn)高功率光發(fā)射機(jī)TN11HBA發(fā)送至119 km外的秭歸站點(diǎn)，再由秭歸站點(diǎn)混合本站點(diǎn)信號(hào)放大后回到中控機(jī)房。由于宜昌廣電自身沒有興山至秭歸的光纜，秭歸與興山站點(diǎn)鏈路依靠聯(lián)通光纜搭建，總長(zhǎng)度119 km，接近兩站點(diǎn)無中繼傳輸?shù)臉O限距離。考慮到鏈路長(zhǎng)度和全程有10個(gè)光交箱跳接點(diǎn)，宜昌分公司建設(shè)OTN環(huán)網(wǎng)時(shí)在興山站點(diǎn)安裝了增益為29 dB的高功率放大板卡TN11HBA。出現(xiàn)故障報(bào)警后，通過網(wǎng)管查詢TN11HBA輸出光功率高達(dá)21 dBm，判斷為單通道峰值過高光纖受激散射產(chǎn)生非線性失真[4]。適當(dāng)降低霧渡河方向輸入光放板的增益，提升秭歸站點(diǎn)接收端光放板增益，維持各站點(diǎn)線路板的收光功率，將TN11HBA輸出光功率回退。經(jīng)仔細(xì)調(diào)整，當(dāng)HBA輸出功率降至18 dBm時(shí)，興山站點(diǎn)主路FEC糾錯(cuò)前的誤碼率穩(wěn)定為0。根據(jù)當(dāng)前的波道數(shù)換算，TN11HBA輸出光功率最終調(diào)整為15 dBm，興山主鏈路傳輸指標(biāo)恢復(fù)正常。

線路板卡BEFFEC-EXC報(bào)警屬于次要報(bào)警，也可視作重要安全隱患的預(yù)警[5]。出現(xiàn)此類故障時(shí)，需從3個(gè)方面入手檢查。一是用光譜分析板檢查光放板各通道光功率是否均衡、是否存在單波光功率峰值超標(biāo)的情況；二是檢測(cè)線路側(cè)板卡接收光功率是否正常；三是檢測(cè)光放大器合波光功率是否處于設(shè)備標(biāo)定的正常范圍。

4 結(jié) 論

大容量、多業(yè)務(wù)、高可靠是下一代廣播電視網(wǎng)的必然形態(tài)，隨著OTN系統(tǒng)進(jìn)入廣電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，為廣電全業(yè)務(wù)IP化安全高速傳輸?shù)於酥匾幕A(chǔ)。OTN融合了光層和電層的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于基層運(yùn)維人員也提出了更高的要求。無論技術(shù)如何進(jìn)步，安全運(yùn)行始終不能脫離系統(tǒng)化和制度化的維護(hù)，處理故障必須遵循科學(xué)分析、指標(biāo)驗(yàn)證、條理清晰的基本準(zhǔn)則。通過對(duì)2例特殊故障的處理流程進(jìn)行分析，從而為行業(yè)相關(guān)人員處理類似故障提供參考。