OTN承载的数据网业务闪断问题分析

裴俊芳

随着网络技术和智能终端的发展，IP业务逐渐成为最主流的业务类型，大颗粒业务需求也逐步增加，这种变化对传送网提出了大容量、粗管道、IP化和高可靠的要求。OTN（光传送网）网络由于具备大带宽承载的经济性，又能支持小颗粒业务灵活调度，现已成为铁路数通设备互联电路的主要承载系统。但是OTN网络的复杂度远高于SDH网络，从设备管理、业务发放、告警排障和资源管理各个方面都与SDH网络有很多差异，对通信维护人员的技术水平提出了更高的要求，维护人员不仅需要建立全程全网的概念，而且需要掌握各专业之间的关联和制约机制。本文首先介绍了光传送网的组网方式，然后通过一个案例来了解保护倒换的原理，分析数据网延迟时间与传输保护倒换间的关系，并提出方案以解决倒换过程对承载的数据网业务的影响。

1 组网

湖南省干OTN网络，由湘北环1、湘北环2、湘南环和塘豹链组成，光缆里程达2100 km，在每个环网和链中采用华为OSN8800系统设备搭建局干层的传输平台，每个环网是40波道、每个波道10 Gb/s，共400 Gb/s的光传送网。湖南省干OTN系统作为省级干线传输平台，可实现GE、2.5 Gb/s和10 Gb/s大颗粒业务的安全、可靠传送，主要承载SDH系统光口互联以及数据网设备间互联电路业务［1］。湖南省干OTN网络结构见图1。

图1 湖南省干OTN网络结构图

基于现有的组网方式，运用OTN传输系统的传输机制和保护原理，在光层采用光线路保护（OLP），在电层采用子网连接保护（SNCP）［2］。

2 案例分析

2.1 故障现象

数据网互联通道中断案例见图2。在对B站至F站区间进行备用光缆整治过程中，A、B站的DR（汇聚路由器）与上部站的CR（核心路由器）互联电路均出现闪断告警，并影响数据网上承载的防灾、电力业务。检查OTN网管告警情况，发现B和F站均上报OLP_PS倒换告警，C站收A站的业务上报ODU_SNCP_PS告警，表示ODU颗粒的SNCP保护倒换发生时产生该告警；A站去往D站和B站去往C、D站的3条业务均上报ODU_SNCP_STA_INDI（指示倒换组状态）告警，代表保护组主/备通道存在SF/SD（信号失效/劣化），同时数据网网管对应的4条电路分别产生ISIS（中间系统-中间系统）邻接改变和BFD（双向转发检测）会话宕机等异常告警。

图2 数据网互联通道中断

2.2 倒换分析

OTN的SNCP业务倒换时间≤50 ms，如果倒换正常，对业务不会造成影响，那为什么只有一条电路产生倒换，其他3条电路未产生倒换？SNCP倒换是否正常？还是由于OLP保护倒换不正常引发的业务中断等一系列问题有待分析解决。

2.2.1 OLP倒换

光线路保护控制由OLP单板实现，该单板包括耦合器和开关，分别完成对光信号的双发及选收功能。OLP提供对2路输入光信号（RI1、RI2）的功率检测，倒换依据为光功率，保护原理为双发选收和单端倒换。倒换触发条件有2种情况：①主或备用通道LOS告警（信号丢失）；②产生POWER-DIFF-OVER告警，即主备通道相对光功率差异值越限（默认为5 dB）［3］。

检查B站和F站OLP保护设置为单端倒换、恢复式，恢复等待时间600 s。在正常状态下，发送端OLP同时发送光信号到工作路径和保护路径，接收端OLP仅选收工作路径上的光信号［4］。通过对历史告警和性能分析，发现当时因光缆整治，B站和F站主用OLP收光功率均下降，导致站点B和F因主备光功率相对差异值大于5 dB产生了OLP倒换，从主通道倒换到备通道；主通道信号失效（SF）结束，进入WTR（等待恢复）状态，等待10 min后恢复到主通道，B站和F站OLP属于正常倒换。

2.2.2 SNCP倒换

SNCP保护运用电层交叉的双发选收功能，对线路板和OCh光纤进行保护，交叉粒度为ODUk信号。ODU为光数据单元，其中k=0，1，2，3，4，不同数字代表不同等级速率［5］。在图1中，A、B站分别去往C、D站的4条电路是A、B站DR（汇聚路由器）与上部站CR（核心路由器）的互联电路，配置为ODU0 SNCP的子网连接保护，其中“0”代表速率为1.25 Gb/s的GE信号。触发条件为单板不在位、OTU单板的信号失效/劣化（SF/SD）。SNCP信号流向见图3。

图3 ODUk SNCP信号流向

A站TOA同时发送信号到主、备NS2板，C站TOA板建立到主用NS2单板的电交叉连接，只有主用NS2单板的信号通过TOA板传送到客户侧设备。当主用NS2单板或线路光纤故障，由收端的各故障检测点上报事件，主控板比较并控制交叉板完成倒换动作，建立备用NS2单板到TOA板的电交叉，删除主用NS2单板到TOA板的电交叉，只有备用NS2单板的信号通过TOA板传送到客户侧设备［6］。

2.3 电路检查

2.3.1 电路状态

数据网互联电路均配置为ODU0 SNCP单端倒换、非恢复式，SD使能标识未打开。光通道不可用的门限为-16.0 dBm，A站去往C站的ODU0信号，由于C站主用NS2板收光功率降低到-16.6 dBm，低于门限而产生ODU_SNCP_PS倒换；检查C站SNCP倒换状态，A站经过F站去往C站的工作路由倒换至经G站的保护路由，当前通道为保护通道，工作通道当前状态是SF（信号失效），保护通道状态正常［7］。其他3条电路因单波收光功率为-12 dBm，虽然下降了4 dBm，但未低于不可用门限，电路发出ODU_SNCP_STA_INDI告警，表示工作通道存在信号劣化（SD），SD使能标识未打开，故没有发生SNCP倒换。上述4条电路的SNCP倒换过程未发现异常。

2.3.2 电路配置

检查A、B站去往C、D站的4条电路，电路流向见图1，配置为ODU0 SNCP，4条电路工作路由走短路径经F站去往C、D站，保护路由走长路径经G站去往C、D站。正常情况下C、D站从工作路由接收业务信号，因B站至F站光缆割接，引发4条电路同时出现倒换告警［8］。

2.3.3 查看24 h性能及日志

为了进一步分析A站去往C站的电路倒换至保护路由后通道性能是否正常，查看24 h性能显示C站备用NS2无误码，检查单板eqpt日志未发现硬件异常，进一步检查C站TOA板无相关告警，说明业务倒换至保护路由性能正常。

2.4 IP数据网告警分析

为什么在传输业务倒换正常的情况下，会同时影响到4条GE业务，通过检查发现路由器缺省情况下延迟时间（Hold off time）为0 ms，即接口状态变为Down后系统立即响应，造成重新生成路由表。

IP数据通信网通过光传输设备承载，光传输设备的倒换时间≤50 ms（保护嵌套除外），若IP数据通信网在传输设备发生倒换时同时感知接口Down并作出响应，则会进行2次路由收敛和倒换，进而影响通信网络的稳定性。具体过程：当IP层以下网络链路发生故障时，光传输设备和IP数据通信网都能感知到故障存在，如果在光传输设备完成倒换之前，IP数据通信网已完成路由协议收敛、流量切换、次优路径选择，那么当光传输设备完成倒换后，原最优路径又重新可用，于是IP数据通信网会再次进行路由协议收敛，这就要求IP数据通信网的延迟时间要大于光传输设备的倒换时间，即必须大于50 ms［9］。

经调查分析，防灾、电力等业务受到影响的原因：①4条电路的工作路由物理同路径，由于光缆整治，B站至F站主用光功率突降，造成4条电路均产生倒换告警；②数据网设备延迟时间默认为0 ms，只要收光有异常接口会立即宕掉并触发倒换，重新生成路由表，影响了该区段数据网设备承载的业务。

3 解决方案

将A、B站去往C站的工作路由，由经F站调整至经G站到达C站，保证DR去往CR的2条工作路由不存在物理同路径，优化后的数据网互联通道SNCP电路路由情况见图4。

图4 优化后的数据网互联通道SNCP电路路由情况

根据现网实际应用情况，路由器的延迟时间大于波分的保护倒换时间加波分的延迟时间，将路由器的延迟时间配置为200 ms，具体时间与波分设备倒换时间有关［10］。这样在传输链路发生故障倒换时数据网就不会感知，可以避免传输侧保护倒换引起的震荡。

4 结束语

随着高铁业务对带宽的需求越来越大，行车业务也逐渐由传输系统改至数据网系统承载，但数据网之间的互联始终还是离不开传输通道来建立连接。数据网互联电路是采用OTN的SNCP电层保护方式，比起光层的OLP保护来说更安全，也更复杂。SNCP保护有主备2条路径，在电路规划时需全面考虑路由走向问题，满足不同物理路径。通信网络结构复杂，行车业务承载在数据网系统，IP数据网业务承载在传输OTN系统，尽可能做到传输网、数据网的协同规划，以切实提高网络的可靠性。