RODAM網絡開通測試和故障處理

邊慧娟，米 良

（1.中國聯(lián)合網絡通信有限公司 河北省分公司，河北 石家莊 050011；2.中國電信集團公司 河北省分公司，河北 石家莊 050800）

0 引 言

網絡通信的數(shù)字化轉型是所有通信運營商共同討論的話題，對現(xiàn)在通信網絡容量和速率要求越來越高。第一代光網絡是基于SONET/SDH 2.5G技術，網絡架構是點對點和環(huán)狀網絡，集中的業(yè)務種類無非是音頻和小速率數(shù)據[1]。隨著用戶對網絡帶寬需求增長，繼而出現(xiàn)了密集波分復用技術，從空間和容量上打破了SDH網絡的應用瓶頸[2]。近幾年IPTV、5G、云業(yè)務等大顆粒用戶需求出現(xiàn)，網購、網絡直播、自動駕駛等應用已經融入人們的生活。可重構光分叉復用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，ROADM）就是在這個需求背景下應運而生的，它可以遠程針對波長信號配置，動態(tài)指配每個波長信號的上路、下路或直通，實現(xiàn)波長信號的靈活調度。在精簡運維成本的大環(huán)境下，各大運營商都把ROADM設備納入骨干和核心網絡。中國聯(lián)通ROADM全光大網是全球第一個支持波長自動光交換網絡和光復用段保護協(xié)同的全光智能網絡[3-5]。在省際骨干網中，ROADM憑借低成本、高效率的優(yōu)勢得到了大量應用。本文分享了ROADM網絡開通測試的場景，就現(xiàn)網出現(xiàn)的告警初步探討，提出解決思路和方法，提高運維人員的網絡維護實戰(zhàn)能力。京津冀ROADM網絡拓撲分布情況如圖1所示。

圖1 京津冀ROADM網絡拓撲分布情況

1 網絡通信數(shù)字化轉型進展

通過數(shù)字化的轉型，將全新的科學技術進行推廣，將以5G技術為代表的新型科技運用到全國各行各業(yè)的生產發(fā)展中，進而帶動國家經濟增長。以5G通信技術的經濟發(fā)展情況為例，根據中國通信院的數(shù)據調查，5G在2020年所帶動的全國經濟收益超過了8 000億元。在這8 000億元的總效益中，有50%的收益得益于手機終端，還有25%為網絡建設投資，另外的25%為信息服務。中國通信院對于5G日后的經濟發(fā)展也做出了預測并指出，我國5G建設投資截止到2025年將達到1.2萬億元，同時網絡建設投資也將突破3.5萬億元。近年來我國的信息通信事業(yè)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，這種發(fā)展也推動了國家經濟社會實現(xiàn)數(shù)字化轉型[6]。

2 ROADM網絡站點工程開通測試

工程竣工測試是工程投入使用的重要環(huán)節(jié)，首先進行ROADM網元（Network Element，NE)全部物理連接，其中注意連接正確、清潔合規(guī)，然后開始竣工測試[7]。

2.1 關注主光路光性能參數(shù)

ROADM網絡投入使用和維護時，將可調式激光光源連接到東入口端口的（Tunable Laser Source，TLS），將信號射入NE。東入端口通過可變光衰減器（Variable Optical Attenuator，VOA）連接回西入端口。最終，光譜分析儀（Optical Spectrum Analyzer，OSA）連接到西出口端口，然后使用可調式激光光源測試網元開通的不同波長。由于波長數(shù)量可變化（取決設備廠家），波長數(shù)量會影響主光功率性能和信噪比等相關參數(shù)，因此測試時測試人員需要時刻關注并進行相應的調整。工程竣工光衰減測試物理連接指導圖如圖2所示。

圖2 工程竣工光衰減測試物理連接指導圖

2.2 驗證快速路由和分插端口

開通人員可通過再次使用TLS、VOA和OSA來測試NE的路由和端口。通過將TLS連接到VOA再連接到東入口端口，可模擬進入NE的低功率波長。此外，OSA需連接到東向單板或東向分插端口，TLS需同時掃描所有ROADM通道（已用的、未用的）。在測試每個通道時，應關注通道損耗結果應小于5 dB，同時最大線性度為1 dB。圖3為該測量的示例。測試ROADM網絡元素，網絡上ROADM網元開通了單波后，針對單波要進行性能參數(shù)鑒定，滿足常規(guī)性能達標[8]。

圖3 驗證端口物理連接指導圖

圖4為不同網元監(jiān)控節(jié)點OSA曲線示例。

圖4 不同網元監(jiān)控節(jié)點OSA曲線

曲線A提供了落線端口的視圖，需要在該點關注的性能參數(shù)包括平坦度、插入損耗和通道隔離。插入損耗大和光纖質量下滑有相關性，關注的性能參數(shù)包括功率下滑、線路誤碼增大、信噪比下滑。平坦度的驗證需要關注光放單板進行重新放大的場景中較高功率波長的放大情況，通道隔離要通過快速路徑的通道測試。曲線B代表快速路徑的視圖。鑒于其可能會影響相鄰的通道，通道隔離還是在竣工測試中關注的一個要點。添加波長場景時，測試人員一定要注意落線波長不能出現(xiàn)在快速路徑中。曲線C關注的測量參數(shù)是峰值功率和平坦度，通道峰值功率值比標準值小會使ROADM網元中VOA衰減值影響到主光路及所有通道性能參數(shù)，會影響業(yè)務開放的性能數(shù)值[9]。ROADM 性能測試最后環(huán)節(jié)，要可以看到ROADM NE是否已成功校準。曲線D提供了出口端口的視圖。通過測試儀表查看輸出的平坦度，可了解VOA和光功率監(jiān)測器（Optical Power Monitor，OPM）是否已成功校準。VOA的添加要考慮最低功率級別添加導致的通道功率異常問題。在開通測試過程中，任何連接不良或不潔連接器都會對總體OSNR產生重大影響，因此工程建設和日常工作中要注意常規(guī)操作的規(guī)范性。

2.3 測試ROADM網絡的支路信號

開通ROADM的核心網元，就必須驗證信號轉發(fā)功能。將業(yè)務信號接入ROADM NE的支路并形成10G OTN（GE）信號，使用成幀規(guī)程、虛級聯(lián)、鏈路容量調整規(guī)程以及光傳送網等技術將不同服務包含在一個波長中有效匯聚進入ROADM網絡的信息流，才能使每個波長達到最大。

2.4 接口規(guī)范測試

接口規(guī)范測試用于確定是否支持相應OTU速率以及被測設備能否正常同步恢復，以確保一個和多個供應商的設備之間相互兼容。測試信號將輸入到ROADM NE支路的光輸出口通過物理環(huán)回（光纖硬環(huán)或軟環(huán)）到入口端口，然后重新發(fā)送至被測設備。通過測試光功率、頻率和頻偏，來確保設備和信號的達標。

2.5 設備響應測試

被測設備允許插入錯誤信號和告警再檢測被測設備結果是否合格（和插入錯誤告警進行匹配），通過檢驗上行和下行被測設備的響應，可確保其在規(guī)范內工作。在這種特定網絡配置中，LOS將激發(fā)網絡端的光通道傳輸設備告警指示信號和光通道傳輸設備后向錯誤指示。通過告警的觸發(fā)來驗證響應度。

2.6 最終開通客戶電路

網元安裝完畢后進入調測階段[10]。首先是關注不同支路卡板配置正確性，通常業(yè)務開通中物理連接合規(guī)后業(yè)務仍無法使用，大多與配置不正確有關，例如速率兩端不一致、單板類型上架錯誤、波長匹配錯誤等。其次是確保具有端到端的電路連續(xù)性。通過網管和儀表關注誤碼性能參數(shù)、告警參數(shù)，并通過網管環(huán)回和儀表測試雙管齊下來保證業(yè)務的暢通并通過判斷斷點保證端到端的連續(xù)性。同時通過檢驗網絡的自動保護切換功能來把關服務提供商提供的備用設備是否滿足服務等級協(xié)議的要求。最后是長期的完整性測試，可通過24～72 h的誤碼率測試來完成。在工程初期本完整性測試需要留檔分析，形成竣工報告，為后期的網絡維護提供有力依據。

3 故障案例分析

ROADM-京津冀網管呈現(xiàn)承德張家口ROADM96波（100G）-1承德站在備件更換時，沒有拔下單板側藍色防塵塞直接將單板插入機框，形成光背損傷。同時網管上報INSERT_LOSS_HIGH/INSERT_LOSS_MID告警，實際鏈路插損比標定值高10 dB。ROADM-京津冀網管承德張家口ROADM96波（100G）-1拓撲圖如圖5所示。

圖5 ROADM-京津冀網管承德張家口ROADM96波（100G）-1拓撲圖

定位過程：①攜帶清潔工具進站準備清潔問題槽位，發(fā)現(xiàn)光背板防塵損傷，插入單板后防塵們無法打開；②清除背板上殘留的防塵門，確保單板插入后不用推開防塵門也能有效保證與背板接觸；③根據INSERT_LOSS_HIGH告警，確定異常鏈路的源和宿槽位；④再次清潔異常槽位的光背板和單板，插上監(jiān)測短板，重新同步異常路徑，告警消失后查看性能參數(shù)，確定告警結束。對于ROADM-京津冀網管京漢廣WDM80波（100G)-2，保定東風路站收容城所有通道業(yè)務丟失告警，如圖6所示。

圖6 ROADM-京津冀網管京漢廣WDM80波（100G)-2告警清單

網管告警信息如下：一是OSC_LOS（監(jiān)控信道信號丟失告警），監(jiān)控通道接收側無信號輸入時產生本告警；二是MUT_LOS（合波信號丟失告警），當單板的輸入合路光信號丟失時產生本告警；三是OTUK_SSF（OTUK服務層信號失效），K表示速率級別。

首先，分析是多波還是單波問題。多波故障只考慮合路信號，單波故障只需要關心單通道的問題，例如單板尾纖接觸不好、機房內跳纖不好等。其次，分析是雙向問題還是單向問題。雙向一般考慮光纜線路故障，單向一般考慮機房尾纖、放大器、線路單板以及支路單板等問題。最后，分析業(yè)務信號流程，該過程是日程維護和故障定位的關鍵和核心。主光信道出現(xiàn)業(yè)務中斷時，利用監(jiān)控通道來定位故障點。監(jiān)控通道和主光通道同時出現(xiàn)LOS告警時候，基本判定光線路或者機房內外纖口跳纖故障；監(jiān)控通道業(yè)務無R_LOS告警，但主光信道雙向出現(xiàn)MUT_LOS告警時，判定為機房內尾纖或者放大器故障。

根據以上思路和業(yè)務流程，網管告警三方結合，發(fā)現(xiàn)網管告警有共性點集中在保定和雄安新區(qū)OSC和主光路集中出現(xiàn)大量的MUT_LOS告警，采用故障定位處理原則先外部后傳輸，先網絡后網元的原則，基本確定本故障就在保定和容城段內，初步判定是光纜故障，通知機務和線務人員及時到場進行先光纜的調出和故障的恢復，故障處理到此完畢。

4 結 論

ROADM是一種在密集波分復用原理的基礎上實現(xiàn)動態(tài)上路、動態(tài)下路以及波長配置的設備，對于中繼設備也實現(xiàn)了遠程動態(tài)上下調配波長。實際現(xiàn)網中光纖連接非常復雜，網絡維護人員要清楚設備的物理連接，多參與業(yè)務開通測試，這對于日程維護和故障定位非常重要。在故障處理時，一定要按照正規(guī)操作流程和要求進行，例如佩戴靜電手環(huán)、使用清潔工具處理臟污等。