OTN设备范文（精选6篇）
OTN设备 第1篇
随着信息产业的蓬勃发展, 数据业务进入爆炸式增长阶段, 对传送网络提出了高带宽、高可靠性、开放的接口等一系列新的需求, 这使得传统的SDH+WDM网络结构受到了严峻的挑战。为此, ITU-T在1998年前后提出了基于大颗粒进行组网、调度和传送的新型技术, 即光传送网 (Optical Transport Network, OTN) 的概念。
目前, OTN技术日益成熟, OTN产品不断升级, 功能也不断强大。为了更好地理解和维护新型OTN设备, 本文从设备实现的角度出发, 对接口映射、交叉、光子集成和保护恢复等几个关键技术进行了探讨与分析, 为设备选用、网络维护提供参考。
二、接口映射技术
ITU-T G.709定义了三种不同速率的OTU-k (k=1, 2, 3) , 任意OTU-k帧均为4*4080的定帧长块状帧, OTN通过将客户信号映射进OPUk净荷区 (4*3808) , 实现对客户信号的封装和传送。不同客户信号的映射方式如下:
(1) 对于速率固定的SDH业务, OTN设备将业务流完整地封装在净荷区, 不做任何处理。
(2) 对于10GE业务, 比较典型的有以下三种映射方式。一种是采用如同STM-64的标准映射方式, 直接将业务流映射到OTU2净荷区, OTN的发送速率达到11.1Gb/s, 这种方式能实现全bits透明传送, 处理方式简单, 但由于不是产业标准的10.7Gb/s, 需要专用的线路侧接口和交叉矩阵。第二种是采用Mac透明映射, 它将10GE-LAN信号帧结构的前导码、帧定位字节以及包间隙去掉, 只透传Mac帧, 然后映射到GFP帧, 最后再映射到OTU2帧, 这种方式可以与SDH 10G混用线路侧接口和交叉矩阵, 缺点是不能实现全bits透明传送。业内还有较为流行的第三种映射方案, 它保留了10GE-LAN信号帧结构的前导码和帧定位字节, 但是会将包间隙去掉, 然后将数据封装进一种GFP帧, 将前导码和帧定位字节封装进另一种类型的GFP, 最后将所有信息映射到OTU2帧里。总之, 三种映射方式各有优缺点, 但无论如何, OTN无疑是现阶段唯一可以实现10GE全速传送的承载体。关于10GE业务实现不同程度的透明传输, 可参照ITU-T G.sup43补充建议。
(3) 而对于GE、40GE、100GE以太网业务等, ITU-T也做了一些相关规范, 关于以太网业务与标准OTU-k帧的速率匹配问题、承载以太网业务的OTN帧的标准化映射问题也在积极的讨论、研究、完善中。在全IP演进的大环境下, OTN承载全业务尤其是以太网业务的标准化已经受到越来越多的关注, 对40GE、100GE甚至更高级别以太网业务的承载及支持能力也成为新型OTN设备关注的重要指标。
三、交叉技术
从广义层面上讲, 现阶段OTN交叉模块主要分为纯电层、纯光层和光电混合一体三种实现方式, 但目标依然是全光交叉。
3.1光交叉
基于光交叉设备构成的光传送网, 集交换、传输和故障恢复于一体, 具有可扩展性和可重构性、可更加透明地传输信号流。光交叉的应用主要分基于空间的和基于波长的。ROADM是发展较为成熟的光交叉设备。目前, 光域的线路方向 (维度) 可支持到8个, 单方向一般支持4010 Gb/s的传送容量, 交叉容量大, 适于大颗粒业务的调度。此外, 光交叉无需进行O-E-O转换, 从而大大降低网络成本, 容量大时有成本优势。但采用光交叉时, 传输距离受限于色散、OSNR、非线性等光传输特性, 而且初期投入高。对于光交叉设备来说, 本文认为研制的核心难点技术主要有:全光波长转换技术、全光3R再生技术以及光交叉矩阵技术。
3.2电交叉
随着半导体技术的发展, 电交叉芯片规模越来越大, 而光交叉由于受技术、成本等因素的制约, 电交叉也会有一定的发展空间。
目前OTN电交叉的实现方式主要基于ODUk, 采用O-E-O技术使得传输距离不再受色散等光特性的限制, 有着强大的OTN开销支持, 支持智能控制平台, T比特量级时可支持子波长级交叉。但电交叉其交叉容量低于光交叉, 容量低时成本较低, 容量高时成本很高。
四、光子集成技术
传统的WDM系统是采用器件分离的方式, 一套设备往往包含OTU、OMU、ODU等等。对单波为40G的系统来说, 如果要传送10个40G信号, 就需要将10个发送OTU分别连接到OMU上, 对端则将ODU各路信号分别连接到10个接收OTU。这样的设备不仅子框多、功耗强, 而且分散的结构不利于实现交叉。而采用光子集成技术的目的就是要将如上所有功能集成到一个芯片上。目前已经有40对OTU的集成芯片。可以想象, 如果每个OTU支持40G的速率, 那么一个芯片就具有1600G的容量, 它集成了发送端和接收端分别40个激光器、40个光电检测器、40个调制器和40个阵列波导, 共计320个器件。配置了这种芯片的线路板卡提供了一个波长带宽池, 配置了这种多个板卡的设备就形成了一个大的波长带宽池, 初步解决了线路资源的接入问题, 是实现新型OTN设备灵活调度功能的基础。
采用光子集成技术, 可减小设备的体积和功耗, 同时省去了设备内和设备间大量的尾纤连接, 减少了网络的故障点, 节省了运维成本, 也使得OTN网络实现交叉甚至ASON功能成为可能。
光子集成技术是光网络技术中的一次重大创新, 在当今以节能减排为目标的绿色通信驱动下, 光子集成技术将是新型OTN发展的重要方向。
五、保护恢复技术
ITU-T关于环网络的标准G.873.2中只描述了基于ODUk的共享环。目前, OTN设备可以在电域、光域提供不同的保护恢复技术。电域支持基于ODUk的子网连接保护 (SNCP) 、环网共享保护等;光域支持光通道1+1保护、光通道共享保护和光复用段1+1保护等。不同的保护方式应根据具体的应用环境以及成本来选择, 它们之间的特点、保护层次如表1所示。
当然, OTN网络也可以采用基于控制平面的智能控制技术。目前部分厂家的OTN设备已实现了基于波长的部分智能控制功能。随着OTN技术的发展与逐步规模应用, 以光通道和ODUk为调度颗粒基于控制平面的保护恢复技术将会逐渐完善并实现应用。
六、总结
OTN设备互联互通性能研究 第2篇
在多业务大带宽传送需求的大力驱动下, 光传送网络在全业务的适配能力、强大的管理维护能力、高效的业务调度能力以及网路保护恢复能力等方面得到了迅速发展。目前, 光传送网 (Optical Transport Network, OTN) 技术已经从最初仅采用大带宽容器传送大容量时分复用业务为主的传送网络架构逐步演进为采用更加灵活的大带宽容器传送多种类型业务的新型传送网络架构, 解决了网络中混合业务的承载问题, 使得网络部署更加灵活经济[1]。随着网络规模的扩大, 不可避免地会面临多厂家设备共同组网的现象。因此, 本文以OTN技术为基础, 从管理能力、保护方式和业务类型3个方面对设备间的互联互通性能进行了重点分析, 提出了相应的解决思路。
1 OTN技术概述
1.1 OTN网络结构
OTN技术是一种将光域和电域相融合的技术, 既不是单纯的电域技术, 也不是单纯的光域技术, 光域中有多种不同的技术选择, 可以根据实际应用而定。
OTN网络可以分为光通道层 (Optical Channel, OCh) 、光复用段层 (Optical Multiplex Section, OMS) 和光传输段层 (Optical Transmission Section, OTS) , 其中光通道层又可进一步分解为数字化的光通道传送单元 (Optical channel Transport Unit, OTU) 、光通路数据单元 (Optical channel Data Unit, ODU) (含光通路净荷单元 (Optical channel Payload Unit, OPU) ) 等电域子层[2]。
1.2 OTN开销定义
OTN采用标准的帧结构传输数据, 帧结构定义为4行4 080列, 其中帧开销定义为4行16列 (见图1) , 主要由帧定位 (FAS) 、复帧定位 (MFAS) 开销、OTUk开销、ODUk开销和OPUk开销组成。
在光层子域中, 光传送模块 (Optical Transport Module, OTM) 的开销信号由OTS、OMS和OCh的开销组成, 通过光学监控通道来传送。
1.3 OTN业务接口
随着OTN容器以及映射方式规范的逐步完成, 目前OTN设备可以按照标准方式接入绝大多数客户业务, 如以太网业务、接入网业务等, 同时对于未来可能出现的新型业务, OTN技术同样具备完善的接入能力 (采用通用映射规程、多种ODUk粒度等) 。
为了满足以各种不同速率将业务灵活接入的需求, OTN接口标准中增加了对ODUflex帧结构的定义。共包含2种ODUflex容器, 一种是基于固定比特速率 (Constant Bit Rate, CBR) 业务的ODUflex, 可以支撑2.5 G到104 G的CBR业务, CBR业务通过同步映射封装到这种ODUflex;另一种是基于包业务的ODUflex, 可以支撑1.25 G到104 G的包业务, 包业务通过GFP封装到ODUflex。因此OTN技术的客户业务适配能力日趋完善, 具备未来新业务适配的可扩展能力。但是对于由不同厂家设备组成的OTN网络而言, 对各种业务互联互通性能的支持能力也成为人们关注的重点之一。
2 互联互通需求分析
本文主要从管理功能、保护功能和业务传输能力3个方面对不同厂家OTN设备间互联互通的性能进行探讨和分析。
2.1 管理能力互通
国际电信联盟组织仅定义了通信设备网管应具备的基本功能, 但是对具体的实现策略并没有明确要求, 各厂商在网管系统的设计研发上有很多自有的特性, 其中设备之间、网管与设备之间的数据传输通常会采用私有协议, 因此不同厂家的设备网管系统在开发平台、架构、管理界面上存在很大的不同。
2.2 保护功能互通
根据网络层级的不同, OTN保护包含基于电层和光层的保护恢复能力[3]。其中基于电层的保护功能是在ODUk层面的子网连接保护 (Sub Network Connection Protection, SNCP) 和环网保护, 基于光层的保护功能主要包括光线路保护、光复用段1+1保护、光通道1+1保护、基于OCh的共享环网 (OCh Spring) 保护方式等。
本文重点讨论基于ODUk层面的保护互通能力。
2.2.1 基于ODUk的SNCP保护
基于ODUk的SNCP保护定义了3种不同的保护方案[4]:利用固有监视的ODUk子网连接保护 (SNCP/I) 、利用非介入监视的ODUk子网连接保护 (SNCP/N) 、利用子层监视的ODUk子网连接保护 (SNCP/S) , 这3种方案的监控层级和触发倒换的告警条件有所区别。目前, 各厂家对SNCP/I, SNCP/N, SNCP/S 3种保护方式的支持能力不尽相同, 其中对SNCP/N的支持力度最高。
SNCP保护模式总体可以分为1+1和M:N 2种。1+1保护:一个工作信号由一个独立的保护实体进行保护, 保护倒换只发生在宿端, 在源端进行永久桥接。M:N保护:N个工作ODUk共享M个保护ODUk资源, 通常情况下M取值为1, 也就是由一个单独的保护实体保护N个工作业务信号。只有在请求保护倒换时, 首端才建立桥接, 需要启动自动保护倒换 (Automatic Protection Switching, APS) 协议。
ODUk开销中APS域的前3个字节承载着APS信道, 比特编码的定义如图2所示。OTN线性保护的类型由APS信道第1个字节的高4位表征, 其具体的有效保护类型是:000x (1+1单向倒换, 无APS信道) 、100x (1+1单向倒换, APS信道) 、101x (1+1双向倒换, APS信道) 、110x (1:n单向倒换, APS信道) 、111x (1:n双向倒换, APS信道) 。保护类型字节为缺省值 (全零) 时表示1+1的单向倒换[5]。各厂家可能在APS协议中定义一些私有的规则, 对互联互通造成困难。
2.2.2 基于ODUk的环保护
ODUk Spring保护, 通过占用2个不同的ODUk通道, 实现对所有站点间多条分布式业务的保护, 只能用于环网结构, 仅支持双向倒换, 在业务上下路节点发生保护倒换动作。因为环保护在触发倒换时, 需要启动APS协议, 因此不同厂家OTN设备间实现环保护功能的互联互通较为困难。
2.3 基于OTUk的NNI接口互通
ITU-T G.709中定义了多种不同业务映射复用到标准OTUk帧结构中的方法, 按照该项标准的要求, 各厂家设备对同步数字体系 (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) 、以太网和光纤通道 (Fiber Channel, FC) 等多种类型业务的接入能力不断增强。但是对于一些颗粒度较小的业务 (如STM-1/4) , 不同厂家在进行映射复用时采用的方法会稍有不同, 对基于OTUk的网络节点接口 (Network Node Interface, NNI) 互通造成一定困难。业务信号的映射见表1所列。
SDH与OTN都定义了标准的帧结构格式, 从表1中可以看出, 高速率业务 (如STM-16/64/256、10GE LAN/WAN等) 映射到OPU1/2/2e/3的过程均采用标准异步映射规程或比特同步映射规程映射方式, 但是在低速率业务 (如STM-1/4、GE) 是通过通用映射规程映射完成。在ITU-T G.709中对通用映射规程算法进行了详细的说明, 客户数据块采用基于sigma/delta算法的数据/填充方式映射到OTUk的帧结构中, 在映射过程中根据公式进行计算, 其中部分参数可以根据实际情况自行定义。当选择的参数值不同, 业务的复用/解复用算法就会出现差异, 各厂家如果采用的设计算法不同就可能导致对接时出现业务不通或运行不稳定的情况。
3 互联互通的实现方式分析
通过上述对管理能力、保护功能和业务类型3方面在互联互通时需要考虑因素的分析, 在实际应用中要想实现各个层面的互联互通, 需要综合考虑多方面的影响因子, 必须经过详细的研究和开发过程, 实现方案非常复杂。但是在实际组网过程中, 不可避免地会遇到不同厂家OTN设备共同组成网络的情况, 因此必须结合实际网络结构和承载业务类型进行分析, 提出合理建议。
3.1 管理能力
对于网管管理能力而言, 实现互联互通是最难的, 涉及各厂家对网管系统架构的设计理念, 通过互联互通实现不同厂家设备的统一管理并不容易, 目前无论是运行商还是各行业的专用OTN网络中均未实现网管系统的互通。
但是仅就业务运行状态或故障分析而言, 可以利用OTUk帧开销中的TCM管理功能, 基于级联、重叠和嵌套3种模式的TCM管理可以实现在不同设备间的互通, 对运行维护提供了一定的有利条件。
3.2 保护方式
实现不同厂家OTN设备间保护功能的互通需考虑分析以下3个方面的因素:一是采用的保护模式和触发保护倒换的告警/误码条件一致;二是保护体系结构要匹配, 包括单端和双端倒换、返回和不返回倒换的选择方式相同;三是网络中应用的保护模式不需要启动APS协议, 即1+1单端倒换保护方式。只有当保护方式和各项结构细节配置完全一致时, 才有可能实现SNCP保护功能的互通。
3.3 业务层面
3.3.1 基于OTUk的NNI接口对接
在映射复用方式相同的设备之间, 可以直接通过基于OTUk的NNI接口进行光口对接 (见图3) , 减少业务传输过程中多次的复用/解复用环节, 在一定程度上可以减少设备板卡配置, 优化网络结构。但同时需要引起注意的是, 由于业务的承载使用了多个厂家的设备, 因此需要根据业务的重要性合理选择保护方式, 确保选择的保护方式在各厂家间也能顺利实现互联互通, 从而有效保障业务传输的安全性和稳定性。
3.3.2 业务接口对接
对于无法通过OTUk白光口实现互联互通的业务, 可以在各厂家设备所处网络的边界处以业务接口的方式进行对接, 采用分段方式实现业务的跨域传输, 基于业务接口的连接如图4所示。
4 测试验证
鉴于OTN标准还在继续发展和完善的过程中, 许多新的业务接入和传输能力还在研究发展中, 各厂家的设备开发、设计、生产也在完善过程中, 因此对于上述提出的互联互通解决方案在实际应用中还需要通过具体的测试予以验证[6]。
在测试方案的制定中, 建议首先测试业务的互通能力 (见图5) , 以确定哪些业务类型可以是基于OTUk的网络接口的跨域传输, 然后再重点针对这些业务类型进行保护方式、传输性能、传输稳定性的测试 (见图6) 。对于仅能通过业务接口互通的业务, 其保护能力在业务接口处终结, 因此只需确认各传输段内的保护功能正常工作即可, 无需进行全程测试。
5 结语
OTN技术作为骨干光传输网络的主流技术, 集成了SDH、波分复用等多项技术的优点, 在管理能力和传输能力上有了很大提升。本文以OTUk帧结构、OTN组网技术等关键技术为基础, 分析研究不同厂家OTN设备互联互通性能, 可在一定程度上实现各级通信网络间资源共享, 尤其是在地震、雪灾等特殊灾难的紧急抢险中, 为业务快速恢复提供了一种新的解决思路。
摘要：光传送网 (OTN) 技术标准的不断完善成熟, 促使其成为骨干光传输网中被广泛应用的传输体制。虽然各类标准已经对技术细节进行了详细定义, 但是各厂家在设备的软硬件设计、自定义字节的使用等方面还存在一些差异, 对不同厂家设备间的互联互通造成了困难。文章从管理能力、保护功能和设备接口等方面对OTN设备在实际应用中实现互联互通的可能性进行了详细分析, 并结合应用场景介绍了测试验证方法, 为实现OTN设备互联互通提供了解决思路。
关键词：OTN,互联互通,性能
参考文献
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OTN设备的应用维护及故障处理 第3篇
OTN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) 设备情况: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
1、OTN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80%, 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。
(4) 季度维护操作:检查服务器供电情况、及服务器与设备的连接情况, 确保监控信号正常。
1.2 设备侧维护
(1) 维护人员在例行维护时需要做以下工作:1) 需要每两星期清洁防尘网以保证设备正常散热;2) 测试公务电话, 通过公务电话拨打其他各站点的公务号码, 检查其他网元的公务电话是否有响铃, 在通话过程中话音应该清晰、无杂音。
(2) 当出现单板故障, 需要更换单板, 维护人员一定要带上防静电手腕操作, 以防对设备产生损坏, 拆除单板接口上的跳线, (如果跳线密集, 应该使用拔纤器) , 拔下的光纤端面或者接口不要直对眼睛, 激光强度很大会对眼睛造成伤害, 拔下的光纤带上防尘帽, 如果设备光纤有灰尘, 需要清除时, 一定要先关闭激光器, 然后用檫纤盒或者清洁带、无尘棉签清理。
(3) 需要在设备侧进行硬件环回操作时, 首先测量输出光口的光功率, 然后根据单板的接收光功率范围, 选择适当的固定光衰减器, 最后使用光纤跳线连接单板的输出光口和输入光口进行环回。
2、故障定位的思路
故障定位遵循“先外部, 后传输:先单站, 后单板;先线路, 后之路;先高级, 后低级的思路。
(1) 先外部, 后传输。在定位故障时, 应首先排除外部的可能因素, 如光缆断纤、链路损耗大。
(2) 先单站, 后单板。在定位故障时, 应首先正确判断故障出现在哪个网元上, 然后再分析是网元中的哪个单板。
(3) 先线路, 后支路。线路板的故障会引起支路板的异常告警, 所以应遵循, 先线路后支路。
(4) 先高级, 后低级。根据告警级别, 首先处理高级别的告警, 如紧急告警、重要告警, 这些告警已经严重影响业务, 必须先处理高级别的告警, 保证主要业务先回复, 然后再处理低级别的告警, 如次要告警和提示告警。
3、常见的故障分类
(1) 光缆链路故障, 包括光缆中断、链路损耗大。
(2) 设备故障:包括OTU, FIU、ODU/OMU BA/LA SCC等器件损坏以及因环境、湿度等原因影响到单板的正常工作。
(3) 尾纤故障:包括尾纤断、尾纤损耗大, 法兰盘接头或者尾纤端面或者光接口有灰尘, 都会造成故障。
(4) 机房电源故障:包括市电长时间停电, PIU故障。
(5) 网管系统故障:包括设备与网管之间的物理连接, 计算机中病毒所致、操作系统、客户端文件异常等原因, 都会造成监控中断。
4、故障的处理方法
(1) 信号流分析法:先分析业务信号流向, 根据业务信号流向逐点排查故障。通过业务信号流的分析, 可以较快地定位到故障点。举例说明:
分析判断:B站客户设备接收无光或接收到大量误码, 由图所示, B站客户设备接收的业务信号流向为:A站客户设备A站OTUA站MUXA站OAB站OAB站DEMUXB站OTUB站客户设备, 可能的故障原因包括:1) 站信号发送部分有问题。2) 光路问题 (包括光纤和光纤接头) 。3) 站信号接收部分有问题。
先对A站的OTU单板告警和性能进行分析, 如果OTU单板客户侧接口有接收无光告警或接收光功率过低时, 则故障点可能出在A站客户设备的光发送端或客户设备到OTU单板的光纤跳线, 或是OTU单板的客户侧接收模块。如果A站OTU单板客户侧的输入光功率正常, 再检测输出光功率是否正常, 如不正常则故障点在OTU单板。如果A站OTU单板的输出光功率也没有问题, 观察A站MUX板的输出光功率是否有很大的变化。如果A站上的波数比较多的话, 丢失其中的一波不会使功率发生大的变化, 所以需要把MUX板的MON口信号接入MCA板, 查询是否发生掉波告警。由于MUX板主要工作器件是无源器件, 损坏的可能性不大, 因此如果MCA板检测到该波信号丢失, 最可能出故障的地方是连接OTU单板和MUX板的光纤跳线。OA板有输入、输出光功率检测功能。如果出现故障, 受到影响的业务不会仅仅是其中一波, 所以故障出在OA板的可能性很小。在B站, 按此信号流向进行分析:B站OAB站DEMUXB站OTU单板B站客户设备。B站的信号流分析方法与A站的分析方法类似。
(2) 仪表测试法:仪表测试法一般用于排除传输设备外部问题以及与其他设备的对接问题。对于主信号的光功率, 可以通过检测“MON”口的输出光功率, 来判断设备信号状态, 通过光谱分析仪判断单波光功率是否正常, 平坦度是否正常。信噪比是否符合设计要求、中心波长偏移是否超出指标要求。
OTN设备 第4篇
一、OTN光传输网概述
ONT概念是国际电信联盟电信标准化部门 (TTU-T) 于1998年首次提出的, 它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的客户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护。ONT运用于电网通信中具有几个方面的优势, 一是其从静态的点到点WDM演进成动态的光调度设备, 能够在电网通信中提供大颗粒传输功能, 而且具备良好的运维管理能力, 实现多业务透明传送, 并且能够支持控制平台的加载。OTN作为新兴网络形式, 其不仅能够实现WDM的诸多功能, 而且还能够弥补WDM在日常运行中的缺陷, 这使得其在未来的发展中必将取代WDM。
二、电力通信中OTN常见故障及处理
2.1子波道失帧
在OTN日常运行中, 如果出现子波道告警, 则表明通信系统在光路上检测到了帧丢失现象。通常来说产生这种故障现象的原因是信号收光太低, 超过容限范围, 接受信号存在噪声干扰, 后者线路模块存在硬件故障, 这些因素都会导致子波道失帧故障的产生。在判断和处理这类故障时, 首先需要判断是否外部因素的原因, 在排除外部因素之后再对单站工作情况进行检测, 查看有无LOF告警并查看告警信息类型和处理方法。子波道故障时将其关闭并进行切换, 然后处理告警信息。
2.2板卡或模块失效
当波分设备模块存在以下硬件故障时, 板卡或模块将会在系统中显示失效状态, 以及设备硬件故障状态:一是带宽复用模块 (BMM) 故障, 二是支路适配模块 (TAM) 故障, 三是管理控制模块 (MCM) 故障, 四是数字线路模块 (DLM) 故障, 五是支路光模块 (TOM) 故障, 六是风扇 (FAN) 故障, 当以上硬件故障发生时, 设备将无法正常运行, 需要进行更换。一般来说, 系统在正常运行中由于板卡温度过高而产生告警, 进而使硬件损坏, 进而是光模块无法正常工作, 这就需要板卡更换来恢复正常通信。
2.3光模块收发容限导致电路异常
在电网通信系统中的OTN设备上, 其对光性能容限的要求很高, 光性能容限一定程度上影响了OTN设备运行的质量和稳定性, 因此在系统和设备的调试中必须确保光口的性能值符合OTN设备的要求, 否则很容易导致系统中的电路异常故障的产生。在光线路正常运行中, 如果线路上的衰耗超出允许范围, 将直接影响子波波道情况, 造成业务中断。此外, 业务端口的收光范围、GE模块收光链路等同样需要确保合适的收发光容限, 否则将会导致电路异常, 进而致使系统通信中断。因此在系统设备调试时, 需要确保线路侧光盘和业务侧模块适合的光容限。
2.4网元脱管
当电力通信系统中的网元脱管故障发生时, 波分设备会发出equipment fail告警, 进而导致数据通信网及信息外网全部中断。在网元脱管故障的诊断和处理中, 可将MCM进行切换来确定哪些网元脱管, 然后将交换机上的网线重新拔插来诊断网管数据的传输方式, 进而确定故障的具体位置。在经过ping地址以及检验网管信息传输的位置等方式, 对传输网络进行检验, 确保网管信息在带内与带外都可传输, 且可以对网元进行实时操作。
三、设备正常运行中的注意事项
在通信设备日常的运行中, 需要对通信网络系统进行维护和日常检修, 包括定期检查子波道的运行情况, 检查各子波道的性能值是否符合系统要求, 是否存在故障隐患, 并及时排除隐患, 确保子波道状态正常;对OTN设备进行定期的清洁和保养维护, 使OTN设备始终处于正常环境、正常温度、正常清洁度的状态下运行, 确保OTN设备的各个面板没有高温告警;每天观察和巡视机房温度、湿度、清洁度环境, 以及各电路工作状态, 确保整个系统始终处于稳定的运行状态。
参考文献
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OTN设备 第5篇
1 光传送网 (OTN) 概述
光传送网是在光层采用波分复用 (WDM) 技术对网络进行组织运用的传送网。相对SDH而言, OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送。新一代“数字传送体系”和“光传送体系”的协议有G.872、G.709、G.798等。OTN将解决传统WDM网络组网能力弱、保护能力弱等问题。
从电的角度来分析, OTN与SDH技术的相似地方在于分级多路复用、多业务适配、故障定位、保护倒换等。同时OTN进行了很多业务与技术的创新, 尤其在高速数据传输方面, 如提供2.5Gb/s、10Gb/s直到40Gb/s业务的传送, 支持前向纠错技术, 支持在多层次网络的每一级进行监视等。
从光的角度来分析, OTN的分层结构由光信道层、光复用段层、光传送段层构成, 完成光通道连接的重组, 为灵活的多波长网络选路重新安排光复用, 处理光复用段开销, 为段层的运行和维护提供光复用段的检测和管理功能。
2 OTN超高速传输技术的基本要求及其方案
当前光缆骨干网主要是40G WDM传输系统, 但是随着数据业务量的不断增长, 40G在未来进行多业务承载时也将会捉襟见肘, 因此对于100G WDM超高速传输技术的需求迫在眉睫。
光缆网升级到100Gbit/s OTN系统主要实现以下五个方面要求:
一是支持50GHz的通道间距;
二是色散 (CD) 容限±700ps/nm;
三是偏振模色散 (PMD) 容限10ps (DGD平均值) ;
四是能够在现有的DWDM网络和OTN网络中平滑升级;
五是不对现有的DWDM通道信号产生重大串扰代价。
100Gb/s传输有两个方案可以考虑:
一是单波波分复用方案。这个方案的条件是:支持50GHz信号间隔;光传输中继距离达到1000km～1500km, 可重构的光分插复用器级联数达到6个, 对于城域网而言, 可重构的光分插复用器级联数要求更多。
二是反向多路复用方案, 它首先将多个网络的带宽合并到一个虚拟逻辑通路, 在此基础上再进行大容量的高速数据通信。可实现的方法有两种:10个10Gb/s多路复用方案, 它主要采用外围接口控制技术。3个40Gb/s方案多路复用方案, 这个方案的基础是已经相对成熟的40Gb/s波分复用传输技术。
3 OTN超高速传输技术应用方式
3.1 光缆波分复用系统全程采用OTN接口及其技术
就设备而言, 当前光缆波分复用系统基本上采用了OTN结构, OTN接口符合G.709标准, 可以实现不同系统的互联互通。在光缆波分复用系统中采用OTN技术, 可实现点对点的故障和性能监测, 可完成用户信号的透明传送, 逐步在光缆波分复用系统中采用标准OTN接口及其技术, 可以为未来引入100Gb/s的超高速数据传输做准备。
3.2 长距离传输采用OTN交叉设备
当前长途光缆骨干网的中心节点面临着越来越大的数据处理需求, 主要是因为长途IP网的数据量的激增, 因此必须在网络中应用大容量的OTN交叉设备以提高中继线路的利用率和网络运行质量。
采用OTN交叉设备, 可以优化现有光缆网的拓扑网络结构, 可以实现大颗粒线度波长通道业务的快速开通, 可以提供基于自动交换光网络的多种保护恢复方式, 提高骨干传送网的可靠性。另外, OTN交叉设备提高了网络生存性, 因为其灵活保护恢复机制有效解决网络中继线路故障问题, 减少全部依赖路由器保护场景下的过多链路数量要求, 提高链路利用率。
3.3 短距离传输中采用OTN交叉设备
在城域网接入层, GE接口数量大量增加, 大量GE业务需要及时传送到宽带接入服务器及SR上, 因此在接入层采用OTN交叉设备后, 把GE业务直接和宽带接入服务器及SR相连, 这样做可以大大节省光纤资源, 同时OTN交叉设备有助于管理城域网接入层带宽资源。在城域网边缘层, 业务颗粒和接口需求更加复杂, 15 5M/622M/1G/2.5G/10G等不同速率同时存在, 小颗粒业务要在单个光波长实现复用, 以达到充分利用带宽的目的, 必须采用OTN交叉设备, 由于其小颗粒业务的接入能力, 以及带宽的充分利用性, 对以上问题能有效解决。
4 结语
OTN设备 第6篇
随着电网规模化、智能化、信息化的不断发展,承载在电力通信网上的业务种类和数量快速增长,所需的传输带宽也在不断扩大。这种背景下发展的OTN (光传送网,Optical Transport Network)技术,整合了密集波分复用技术和SDH/MSTP技术;其通过对大颗粒业务的交叉复用、管理配置和多种用户信号的封装及透传,实现了多业务、大容量、全透明的传输功能[1,2]。
江苏电网采用华为研发的整套OTN技术组建省级电力通信骨干传输网,主环带宽达到400 Gbit/s,支持2.5 Gbit/s和10 Gbit/s的SDH业务或以太网业务光信号的直接接入,能够传输不同波长的80波载波信号,最大接入波长的速率可达100 Gbit/s。组建的整个环网采用了光波长共享保护(OWSP),通过占用2个不同的波长实现对所有站点间一路分布式业务的保护,有效地解决了电力通信系统存在的光缆资源、网络架构、业务带宽和网络安全等方面的问题。
OTN设备涉及众多波道的光电转换,设备功耗大,对供电的可靠性要求高,故OTN交叉复用部分常采用分区供电;而且,OTN设备的交叉复用部分和线路传输部分是分立的,虽一般并存于同一机柜中,但需各自独立供电。故OTN设备的供电输入路数一般较多,空开容量较大,对机房动力环境要求较高。
1 OTN设备基本组成及供电方式
我们以华为开发的OSN系列产品为例,介绍OTN设备的基本组成及其供电方式。华为生产的OTN设备由OptiX OSN 8800智能光传送平台(简称OSN8800)和OptiX OSN 6800智能光传送平台(简称OSN6800)2个部分组成。OSN8800实现业务接入、封装映射和波长调制等功能,OSN6800实现波道解复用、光信号放大、信道调制等功能。OSN8800和OSN6800之间通过光尾纤进行信号传输。
由于OSN8800对波长的调制解调都是通过光电转换实现,且当接入的业务量较大时,功耗往往较高。故在设备供电中,OSN8800采用两分区均衡供电,即OSN8800供电需要2路输入,加上备用供电,总共需要4路输入(如图1所示)。
而OSN6800功耗相对较小,采用集中1路供电,加上备用供电,总共需要2路输入(如图2所示)。
但是,由于采用环网组建,1个OTN网元将对应东、西向至少2个方向的信号流,所以1套OTN网元往往至少需要东、西向2台0SN6800设备。
以1套OTN网元由1台0SN8800和东、西向2台OSN6800设备组成为例,则其子架直流配电总共需要8路输入(如图3所示)。当1个站点需要安装多套OTN设备时,供电输入路数将以8的倍数上升,很多电力通信站点难以提供如此多的电源分配单元。
此外,华为原厂机柜配发的PDU (Power Distribution Unit,电源分配单元)空开容量为63 A、32 A,其中0SN8800使用63 A,OSN6800使用32 A。而目前电力通信直流分配柜配置的空开容量一般最大也仅为63A,若直接和OTN设备子架PDU空开相连,则不符合直流系统空气开关级差配台保护的需要。
故需对OTN设备供电方案进行优化和改进,提出一种既满足设备运行需要,又能适应现有电力通信机房的供电方案。
2 OTN设备子架PDU输入连接方式
若按照OTN设备子架PDU每路供电都对应独立输入的方式,则所需电源输入路数将会以8的倍数呈现,不仅直流分配屏空开端子数量难以满足,还会增加运维的复杂度,误动、误操作的风险也会上升。为了降低所需的电源输入路数,我们采用新的供电连接方式,对PDU输入进行适当并接。
仍以1台0SN8800和2台0SN6800设备组成为例,总共需要8路输入,主、备各4路。显然,可选择的PDU输入并接方式有2种:一种是4路全并接,另一种是两两并接。以下主要是针对这2种方式进行阐述并得出最后结论。
2.1 4路全并接方式
4路全并接方式是指PDU输入4路全部并接,这种连接方式下,只需要提供主、备各1路,总共2路输入即可(如图4所示)。这种连接方式大大减少了电源输入路数,简化了OTN设备电源供电的复杂度,便于操作和维护。
但是,据实验测量,现配置的一套OTN设备满负荷运行大约需要通过60 A的电流,而电力通信站点内直流电源分配屏提供的空开容量最大一般仅为63 A。按照直流系统空气开关级差保护的要求,且考虑到以后设备扩容的需要,将4路输入合并为1路输入的方式无法保证OTN设备的正常运行。因此,4路并接、1路输入的方式在现有动力环境下无法实现。
经过改进,可再增加1路输入,改为4路并接、2路并联输入的方式。这种连接方式下,需要提供主、备各2路,总共需要4路输入(如图5所示)。这种连接方式同样减少了电源输入路数,而且两路输入负载均衡,共同分流,理论上能够承载达到100 A的电流负载,可以满足OTN设备的正常运行。
但是,这种连接方式存在着安全隐患:当其中一路输入正常,另一路输入由于故障断开时,OTN设备仍然可以在一段时间内维持正常运行,无告警发生。此时,运维人员无法通过设备网管信息,实时掌握供电输入的故障状态,导致缺陷不能及时处理,埋下了安全隐患。因此,这种连接方式对OTN设备也是不可取的。
2.2 两两并接的方式
两两并接的方式是指将电源输入的4路两两并接,从而需要主、备各2路输入,总共4路输入,减少了输入路数。两两并接有2种实现方式。
第一种是将对应OSN8800左右分区的2个输入并接,将剩余的2台OSN6800的2个输入并接(如图6所示)。据实验测量,现配置的1台OSN8800满负荷运行大约需要通过50 A的电流,而电力通信站点内直流电源分配屏提供的空开容量最大一般仅为63 A。按照直流系统空气开关级差保护的要求,而且考虑到以后设备扩容的需要,将OSN8800左右分区的2个输入空开并接的方式无法保证OTN设备的正常运行。而将对应2台OSN6800的输入并接也是不合理的,因为一旦输入故障断开,则该OTN设备环网的东、西向2个信号都将失电中断,配置的环网保护也将失效,整个站点将被迫“下线”。因此,这种两两连接方式是不合适的。
第二种两两并接方式是将OSN8800的左右分区供电输入各与1台OSN6800的输入并接。据实验测量,现配置的1台OSN8800左右分区满负荷运行大约需要各通过25 A的电流,而OSN6800大约需要通过5 A的电流;如此测算,在这种并接方式下,通过每路输入的电流约30 A,直流电源分配屏提供的63 A空开可以满足直流系统空气开关级差保护的要求。而且将2台OSN6800分配到2个不同输入空开下,也最大限度地保证了环网保护的实现。但是,这种并接方式在现有原厂安排的PDU输入空开排列下,需要进行跨接实现,接线不可靠也不美观。
经过进一步改进,将PDU空开排列顺序稍作调整,从左至右,按照OSN8800左分区,西向OSN6800,OSN8800右分区,东向OSN6800排列(如图7所示)。这样就能使得并接的2个空开邻近,且可以使用原厂配发的短接铜片进行并接,安全、可靠且美观。
综上分析,我们采用两两并接、4路输入的方式,具体实现是以OSN8800的左右分区输入各与1台OSN6800输入并接,以此达到OTN设备输入路数简化的目的。
3 OTN设备子架PDU空开容量设置
OTN设备子架PDU空气开关容量的原厂配置OSN8800左右分区为63A,OSN6800为32A。直流空气开关常见额定电流规格有1A、2A、3A、6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A,每相邻两者之间为一个级差。直流空气开关上下级之间必须保证2～4个级差,这是为了防止直流空气开关越级跳闸,造成事故扩大[3,4]。而电力通信站点内直流电源分配屏提供的空开容量最大一般仅为63 A,按照级差要求,OTN设备子架PDU空气开关容量必须下降2～4个级差;同时,考虑到以后设备扩容的需要,配电盒空气开关所带负载电流也应在其容量以下2～4个级差内。
在上一节我们已经选择的子架PDU输入连接两两并接方式的前提下,可以将OTN设备子架PDU空气开关容量重新进行设置。前文已经提到,现配置的1台OSN8800左右分区满负荷运行大约需要各通过25 A的电流,而OSN6800大约需要通过5 A的电流。因此,按照级差要求,我们将OTN设备子架PDU空气开关容量调整如下:OSN8800左右分区为40 A,OSN6800为20 A (如图8所示)。
这样设置能够保证PDU空气开关容量向上级在直流电源分配屏空开容量(63A)的2个级差之下,向下级在其所承载负载电流的2个级差之上,确保了OTN设备的安全稳定运行。
4 OTN设备子架PDU正极接地
通信设备的直流供电一般采用-48 V;以大地为零电位参考点,在电力通信站点通信直流电源供电中,常常将电源正极进行工作接地。电力通信设施的有关规定要求通信直流电源正极在电源设备侧和通信设备侧均应良好接地[5,6]。
按照正极在通信设备侧接地的要求,我们需要将OTN设备子架PDU的8路正极输入全部工作接地,而如果每路输入全部引出接地线,又会带来施工繁杂且不美观等问题。因此,对于正极接地,我们仍然采用两两并接的方式,每两个相邻正极引出一根接地线即可。最终的OTN设备供电方案示意图如图9所示。
5 总结与展望
通过对OTN设备子架PDU输入接线的设计和空开容量的重新设置,我们对OTN设备供电方案进行了优化和改进,提出了一种既能满足设备运行需要,又能适应现有电力通信机房的供电方案。在设备安装过程中,工作人员反映此种供电方案便于施工,而且安全可靠、整洁美观。在近3个月的试运行过程中,运维人员反映OTN设备供电正常运行,电源系统操作简明,对应关系明确,空开的状态能实时地反映到设备网管告警中,满足了实际调度运行的需要。
随着智能电网的建设和企业信息化管理的提升,各类新业务不断涌现,电力通信设备承载的数据量日益扩大,对动力环境的要求也不断提高,因此必须确保供电电源的安全、稳定、可靠,才能确保通信网各类系统的安全稳定运行。
参考文献
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