傳輸網(wǎng)絡誤碼分析及處理

屈斌

（河北移動公司，河北 石家莊 050021）

0 引言

運營商傳輸網(wǎng)目前以SDHPTNOTN承載為主，三種傳輸網(wǎng)絡要完成的工作基本相同，但工作原理有很大差異。SDH屬于硬管道，業(yè)務一經(jīng)分配和配置，通道獨享，通過幀開銷中的固定字節(jié)和比特來計算和監(jiān)測不同斷層的信號傳輸質(zhì)量并反饋，能夠提前發(fā)起預警；PTN屬于柔性通道，帶寬共享，通過在信號封裝解封裝的固定位置解析監(jiān)測傳輸?shù)男盘柊馁|(zhì)量，以監(jiān)控和發(fā)現(xiàn)誤碼；OTN網(wǎng)絡類似硬管道，也是通過不同的開銷比特來計算和監(jiān)測不同的斷層信號質(zhì)量[1]。

在熟悉和了解了傳輸網(wǎng)絡的誤碼監(jiān)控機理后，再深入學習各維護手冊上對于誤碼處理的措施和方法，應用到日常維護中，不斷的進行適應和更新，形成一套切實可行并可落地執(zhí)行的誤碼監(jiān)控、分析、處理的方法，在網(wǎng)絡運維中，由于傳輸網(wǎng)的組網(wǎng)復雜性，同時各廠家、各平面對于誤碼的監(jiān)控監(jiān)測、告警名稱有些不同，維護工程師對于此類誤碼故障的處理比較困難，相信采用此種方法和措施后，將會對網(wǎng)絡工程師處理誤碼類故障起到較好的技術指導和幫助作用。

1 研究背景

針對當前傳輸網(wǎng)誤碼類告警、性能事件較多，對承載的業(yè)務造成了一定影響，為分析誤碼類告警的產(chǎn)生原理，不同的誤碼類型對業(yè)務造成的不同影響，并進行有效地預防和整治優(yōu)化，特提出本研究課題。

2 誤碼產(chǎn)生原理及告警名稱和類型

2.1 SDH誤碼

（1）SDH誤碼產(chǎn)生原理。誤碼是指經(jīng)光接收機的接收與判決再生之后，碼流中的某些比特發(fā)生了差錯。SDH系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中，開銷字節(jié)B1、B2、B3、V5分別用于監(jiān)視再生段、復用段、高階通道和低階通道的誤碼。誤碼監(jiān)視采用比特間插奇偶校驗方式（BIP）的偶校驗。比特間插奇偶（BIP）校驗是一種監(jiān)視傳輸質(zhì)量的方法。其原理是：發(fā)送端將附加的奇偶信息插入發(fā)送信號中，接收端對同一奇偶性進行核算，并與信號中插入的奇偶信息相比較，如二者不一致，則表明傳輸過程中發(fā)生了差錯[2]。

（2）SDH誤碼產(chǎn)生的原因：

表1 SDH 誤碼產(chǎn)生的原因

（3）SDH誤碼告警和分類：

表2 誤碼相關的性能和告警事件

2.2 PTN誤碼

（1）PTN誤碼告警產(chǎn)生原理。通過計算以太鏈路錯誤包數(shù)占總包數(shù)的比率來產(chǎn)生誤碼越限（dEXC)/信號劣化（dDEG）事件，其比率門限值可以設置。

（2）PTN誤碼告警產(chǎn)生原因：

原因1：線路信號劣化；

原因2：輸入光功率不正常；

原因3：光纖頭表面不清潔；

原因4：對端或本端光模塊出現(xiàn)故障。

（3）PTN誤碼告警和分類：

表3 PTN 各廠家的誤碼告警及性能事件

2.3 OTN誤碼

（1）OTN誤碼產(chǎn)生原理

OTN誤碼監(jiān)視采用BIP-8編碼方式，編碼字節(jié)隨業(yè)務一起傳輸，信號誤碼監(jiān)視范圍包括SM/PM/TCMn三個層次，發(fā)送端產(chǎn)生BIP-8編碼置于各段的BIP-8開銷字節(jié)內(nèi)，接收端從信號取出BIP-8開銷后進行誤碼統(tǒng)計。

（2）OTN誤碼產(chǎn)生原因

原因1：光纜或合波部分的尾纖損耗過大或熔接頭反射指標不合格，或者尾纖接頭不清潔；

原因2：設備或單板溫度過高，使信號處理產(chǎn)生異常，產(chǎn)生誤碼；

原因3：DCM模塊配置不合理，在放大信號的同時，使噪聲成級數(shù)放大，信噪比降低；

原因4：合波信號光功率異常，光功率過高或過低都可能導致誤碼的產(chǎn)生；

原因5：光功率非線性；

原因6：設備到ODF架的法蘭盤損壞[3]；

原因7：PMD嚴重超標，偏振模色散，它的單位是ps／Km，典型值是0.3～0.5ps/Km，與傳輸光纖的質(zhì)量和長度有關，主要受雙折射和模式耦合兩個因素影響。

（3）OTN誤碼告警和分類：

表4 OTN 網(wǎng)絡與誤碼相關的性能和告警事件

3 不同業(yè)務場景下誤碼類告警的影響

（1）數(shù)據(jù)業(yè)務：數(shù)據(jù)通信中信息本身幾乎沒有冗余度，只要數(shù)據(jù)塊錯一個比特，可能會造成壞包，數(shù)據(jù)塊中錯一個比特或是錯多個比特串效果相同，會造成數(shù)據(jù)重傳及數(shù)據(jù)丟包。

（2）語音業(yè)務：語音通信中，連續(xù)的零星誤碼通常不會造成斷話影響，可能造成電話有雜音，音質(zhì)下降，一般可以容忍，但對于突發(fā)性大誤碼，則很有可能造成掉話或者閃斷等問題。

（3）視頻業(yè)務：視頻通信的數(shù)據(jù)往往是壓縮編碼以后的數(shù)據(jù)，而壓縮以后的數(shù)據(jù)對誤碼非常敏感，造成誤碼環(huán)境下恢復圖像質(zhì)量嚴重下降。

（4）政企專線：政企專線業(yè)務具體需要參照用戶具體傳輸?shù)臉I(yè)務情況，如數(shù)據(jù)，語音還是視頻等，可能造成業(yè)務閃斷、丟包等問題。

（5）IPTV：會造成IPTV接入用戶網(wǎng)速不穩(wěn)定，可能導致IPTV無法打開界面，視頻卡頓等現(xiàn)象。

4 誤碼類告警的監(jiān)控發(fā)現(xiàn)機制

4.1 告警監(jiān)控法

檢查現(xiàn)網(wǎng)誤碼類告警，無不說明原因的緊急級別告警；每條告警有合理存在的原因，確?，F(xiàn)網(wǎng)誤碼告警清零，不能清零的告警，必須確認原因。

4.2 性能監(jiān)控法

通過查詢設備及單板當前誤碼性能，判斷設備運行情況是否正常，及時排除故障：

（1）檢查OTU單板、支線路板的性能，收發(fā)光功率應在正常范圍之內(nèi)；

（2）檢查OTU單板、支線路板的性能，糾后誤碼率為0；同時，波分側(cè)15m/24h當前和歷史性能中，不可糾錯幀為0；

（3）數(shù)據(jù)業(yè)務檢查是否有異常RMON性能事件；

（4）定期查詢光功率：信號在通過傳輸系統(tǒng)的時候，光功率會產(chǎn)生一些變化。這些變化會影響傳輸線路上光信號的強度和靈敏度。光功率過高或者過低會損壞光器件或者產(chǎn)生誤碼，對業(yè)務造成影響[4]。

（5）PTN網(wǎng)管上創(chuàng)建了性能實例進行監(jiān)控。主要是監(jiān)控網(wǎng)元/單板運行狀況和網(wǎng)絡流量狀況。

單板性能：網(wǎng)元上的單板是否運行狀況，主要包括單板溫度，CPU和內(nèi)存利用率。

端口性能：包括端口所在鏈路是否有誤碼、錯包，以及端口上接收和發(fā)送的流量、帶寬利用率

激光器性能：監(jiān)控激光器工作是否正常，主要是關注激光器的功率、溫度和偏置電流等

4.3 工單系統(tǒng)派單

通過性能平臺，可以實時采集各網(wǎng)管系統(tǒng)上報的性能數(shù)據(jù)，其中包括光功率、溫度、誤碼等，按照提前設定的派單規(guī)則，過濾其中的誤碼性能數(shù)據(jù)，并按照誤碼告警名稱（SDH：B1-SD、再生段(RS)背景塊誤碼(BBE)越限、RS_SD;PTN: MAC_FCS_SD、 MAC_FCS_EXC、以太網(wǎng)物理接口(ETPI) 信號劣化(SD)、CRC_ERR;OTN: BEFFEC_EXC、15分鐘糾錯后誤碼越限告警、FEC_D_SD）將誤碼告警推送至故障管理平臺，故障管理平臺將故障按照規(guī)則進行過濾后，將需要派單的誤碼告警信息推送至工單系統(tǒng)，工單系統(tǒng)結(jié)合綜資數(shù)據(jù)，產(chǎn)生性能故障工單，分別對不同地市、不同網(wǎng)絡相關的設備和端口進行誤碼派單，同時通過IVR語音通知相關處理人員，督促進行處理。

5 提前預防、網(wǎng)絡優(yōu)化建議

5.1 誤碼的提前預防

（1）例行查詢誤碼性能：通過網(wǎng)管，定期查詢網(wǎng)元的誤碼性能事件，及時發(fā)現(xiàn)問題，以達到在誤碼還沒有嚴重到影響業(yè)務之間就處理完成的目的。

（2）例行查詢單板接收光功率：對于支持查詢光功率性能事件的單板，應例行查詢并記錄全網(wǎng)收光功率是否在合適的范圍之內(nèi)；并將本次查詢的數(shù)據(jù)，與歷史數(shù)據(jù)進行比較，如果數(shù)據(jù)有變化，應查明變化的原因[5]。

（3）關注機房環(huán)境和溫度：高溫會影響到設備的正常運行，尤其是高溫對時鐘晶振的影響大。如果機房溫度不能保持在合適的范圍內(nèi)，則可能會影響時鐘質(zhì)量，導致出現(xiàn)指針調(diào)整甚至是誤碼的情況。

5.2 誤碼的處理

誤碼的處理，常用的方法也先分析、后環(huán)回、再替換等：

（1）告警性能分析法：由于環(huán)回法對正常業(yè)務有影響，因此處理誤碼問題時，一般主要通過對誤碼性能、告警事件仔細分析，定位出故障點。

（2）逐段環(huán)回法：若條件允許，可使用環(huán)回法快速定位出故障站點。注意： 環(huán)回有可能造成ECC不通，要認真分析ECC，確認不會影響網(wǎng)管管理后再進行環(huán)回操作

6 結(jié)語

傳輸網(wǎng)是運營商的基礎網(wǎng)絡，傳輸網(wǎng)上承載的各種業(yè)務量越來越大，傳輸誤碼對業(yè)務感知造成了一定的影響。通過必要的監(jiān)控手段來及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中存在的性能隱患，并分類分級進行原因分析和處理，對改善業(yè)務性能，提升業(yè)務感知尤為重要。在實踐中，通過以上的方法和手段，可以解決處理網(wǎng)絡中大部分的誤碼性能事件和故障，對提升網(wǎng)絡健康度具有重要的價值。當然，由于作者技術水平有限，同時網(wǎng)絡技術的發(fā)展變化日新月異，文中所講的內(nèi)容可能會存在錯誤和紕漏，歡迎大家進行批評指正。