段超越，張志，晁夫君，劉迪

（中國電信股份有限公司山東分公司，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

山東省作為經(jīng)濟(jì)和文化大省，通信業(yè)務(wù)發(fā)展異常迅猛，對于運(yùn)營商來說，隨著5G的逐漸商用，不同的用戶也對業(yè)務(wù)提出了差異化的需求。而新的業(yè)務(wù)需求對傳輸網(wǎng)的承載能力也提出了更高的要求。為滿足業(yè)務(wù)低時(shí)延、大帶寬、網(wǎng)絡(luò)簡化的發(fā)展需要，OXC+ROADM組網(wǎng)方式已成為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)方向[1]。2019年10月建成全國首例OXC+ROADM組網(wǎng)方式的全光傳輸網(wǎng)絡(luò)，覆蓋全省17地市的所有核心機(jī)房全Mash組網(wǎng)，啟用光層ASON技術(shù)，減少各站點(diǎn)的尾纖串接，方便運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活配置。

1 技術(shù)介紹

1.1 OXC技術(shù)

OXC（Optical Cross Connect，光交叉連接）技術(shù)采用全光背板創(chuàng)新架構(gòu)，如圖1，解決了ROADM技術(shù)的復(fù)雜連纖所有可能引發(fā)的尾纖錯(cuò)連、尾纖故障須現(xiàn)場配合配查導(dǎo)致故障排查時(shí)間過長等問題。ON32、OT3232、DAPXF等板卡高度集成，減少了機(jī)房占用面積，降低了能耗，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重路由、故障定位與隔離等功能。減少了大量光層板卡之間的內(nèi)部光纖連接，相比傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)方案具有簡化運(yùn)維、可靠性高、時(shí)延低、業(yè)務(wù)靈活調(diào)度等特點(diǎn)[2]。

1.2 ROADM技術(shù)

ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，可重構(gòu)光分插復(fù)用器)是一種使用在密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)中的器件或設(shè)備，其作用是通過網(wǎng)管遠(yuǎn)程的重新配置，可以動態(tài)上路或下路業(yè)務(wù)波長，實(shí)現(xiàn)波長無關(guān)、方向無關(guān)的靈活業(yè)務(wù)調(diào)度[3]。

1.3 ASON技術(shù)

ASON（Automatically Switched Optical Network）技術(shù)是指在傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中添加一個(gè)控制平面，實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)連接自動交換功能，控制平面元件根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源使用一系列協(xié)議建立一個(gè)ASON域，動態(tài)的配置光傳輸網(wǎng)絡(luò)，打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)升級的很多限制，具有以下特點(diǎn)：①支持重路由和優(yōu)化時(shí)波長自動調(diào)整，可有效解決波長沖突問題。②新建業(yè)務(wù)支持端到端的業(yè)務(wù)自動配置，并且可自動分配波長。③支持Mesh組網(wǎng)保護(hù)、拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可生存性，豐富的路由選擇策略使得網(wǎng)絡(luò)可控可靠。④支持差異化服務(wù)，根據(jù)客戶層信號的業(yè)務(wù)等級決定所需要的保護(hù)等級。⑤支持流量工程控制，網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)客戶層的業(yè)務(wù)需求，實(shí)時(shí)動態(tài)地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)?，?shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的最佳配置。

2 OXC+ROADM組網(wǎng)與傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)對比測試

傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)方式主要以環(huán)形和鏈形為主，配以O(shè)MSP保護(hù)或單板1+1保護(hù)等，經(jīng)過多個(gè)站點(diǎn)的尾纖跳接和光電交叉轉(zhuǎn)換，增大了維護(hù)難度和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。為了測試OXC+ROADM組網(wǎng)方式與傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)方式是否提升網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的便捷性[4]，在OXC+ROADM組網(wǎng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)系統(tǒng)承載在相同站點(diǎn)與光纜路由的情況下對該網(wǎng)絡(luò)分別從時(shí)延、功耗、保護(hù)倒換時(shí)間等進(jìn)行了對比測試。

2.1 時(shí)延對比測試

測試方式：如圖2，開通A-B、A-C、A-D、A-E的業(yè)務(wù)，設(shè)定每個(gè)OMS段為固定的75km，進(jìn)行儀表測試對比驗(yàn)證，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位（單位ms），如表1。

表1 測試對比數(shù)據(jù)（單位：ms）

測試結(jié)果：OXC+ROADM組網(wǎng)時(shí)延在多數(shù)情況下小于傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)，分析主要原因：OXC+ROADM組網(wǎng)系統(tǒng)只在源宿端上下業(yè)務(wù)時(shí)進(jìn)行了光電交叉轉(zhuǎn)換，傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)為每個(gè)站點(diǎn)都需要進(jìn)行光電交叉轉(zhuǎn)換，而業(yè)務(wù)每經(jīng)過一次光電交叉轉(zhuǎn)換，業(yè)務(wù)時(shí)延會相對增加。OXC+ROADM組網(wǎng)系統(tǒng)系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)全程為光層的方向與波長調(diào)度，相較于傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)系統(tǒng)減少了光電交叉轉(zhuǎn)換，從而降低了時(shí)延[5]。

2.2 設(shè)備功耗對比測試

測試方式：①調(diào)整測試系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，通過功率測試儀，記錄此時(shí)設(shè)備的實(shí)際功耗P0；②添加1塊板卡，調(diào)整系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，記錄此時(shí)設(shè)備的實(shí)際功耗P1；③經(jīng)過對機(jī)房列頭柜電源讀數(shù)，對比OXC設(shè)備與ROADM光層設(shè)備和傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)功耗；④選取某核心機(jī)房OXC設(shè)備與某城域網(wǎng)ROADM系統(tǒng)光層設(shè)備和進(jìn)行功耗比對。⑤按照上述測量方法，依次增加單板，計(jì)量各系統(tǒng)的功耗值。

表2 測試中功能消耗表

測試結(jié)果：以上測試結(jié)果均為設(shè)備在輕載情況下的功耗，由測試結(jié)果可以看出ROADM與傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)方式功耗差異并不大，只有OXC設(shè)備功耗遠(yuǎn)小于其他組網(wǎng)設(shè)備功耗。

2.3 業(yè)務(wù)保護(hù)倒換時(shí)間對比測試

測試方式：①如圖3，光層ASON特性下分場景配置一條A-D的銀級智能業(yè)務(wù)：②業(yè)務(wù)路徑為A-B-C-D，A-B配有OMSP保護(hù)，預(yù)置路徑為A-E-F-G-D，波長選擇Ch1，在D打環(huán)，A端掛表，觀察業(yè)務(wù)連通性；③中斷A-B的主用光纖，通過儀表觀察業(yè)務(wù)是否恢復(fù)并記錄恢復(fù)時(shí)間；④繼續(xù)中斷A-B的備用光纖，通過儀表觀察業(yè)務(wù)是否恢復(fù)并記錄恢復(fù)時(shí)間；⑤將預(yù)置路徑刪除；⑥將智能業(yè)務(wù)調(diào)整為不可變波長，繼續(xù)②和③步驟，通過儀表觀察業(yè)務(wù)是否恢復(fù)并記錄恢復(fù)時(shí)間；⑦將智能業(yè)務(wù)調(diào)整為可變波長，繼續(xù)②和③步驟，通過儀表觀察業(yè)務(wù)是否恢復(fù)并記錄恢復(fù)時(shí)間；⑧選取間隔網(wǎng)元跳數(shù)不同的A-B業(yè)務(wù)，按照上述步驟重新測試并記錄恢復(fù)時(shí)間。

表3 測試時(shí)間中波長記錄表

測試結(jié)果：OMSP光跨段保護(hù)倒換時(shí)間可以達(dá)到50m以內(nèi)；銀級智能業(yè)務(wù)的重路由時(shí)間為秒級，在業(yè)務(wù)量輕載的情況下增加預(yù)置路由對倒換時(shí)間提升有限，可參照網(wǎng)絡(luò)資源自行選擇。

2.4 測試總結(jié)

通過測試對比能夠看出OXC+ROADM組網(wǎng)方式在一定程度上提升了傳輸質(zhì)量，使網(wǎng)絡(luò)更加智能化、靈活度更高、維護(hù)更加便利。但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展本身也是一把雙刃劍，在為我們提供更靈活、便利的同時(shí)也顯現(xiàn)出了一些其他的問題：①設(shè)備的高度集成，方便的同時(shí)設(shè)備級也為現(xiàn)網(wǎng)帶來了更大的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)；②網(wǎng)絡(luò)的高靈活性對維護(hù)人員提出了更高的專業(yè)訴求；③OXC+ROADM組網(wǎng)與傳統(tǒng)OTN組網(wǎng)的差異化，已不能用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)方式來維護(hù)它，急需一套有針對性的維護(hù)策略[6]。

3 維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及案例分享

自O(shè)XC+ROADM組網(wǎng)系統(tǒng)驗(yàn)收入網(wǎng)已試運(yùn)行9個(gè)月，維護(hù)期間遇到了諸多問題，相關(guān)案例及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)如下：

3.1 案例一

（1）問題描述：如圖4，A站點(diǎn)為OXC站點(diǎn)，B站點(diǎn)為ROADM站點(diǎn)，B站收A站備用光路上報(bào)MUT_LOS告警，排查系統(tǒng)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)告警是由于A站OXC設(shè)備某槽位ON32P單板備用通道發(fā)光跌落了20DB導(dǎo)致。

（2）原因分析：①檢查設(shè)備后臺日志，A站OXC設(shè)備某槽位ON32P單板備用光路業(yè)務(wù)信號單板側(cè)衰減是20dB（阻斷），而主機(jī)側(cè)衰減配置數(shù)據(jù)為0。分析主機(jī)和單板操作日志，確定出現(xiàn)問題的時(shí)間段沒有操作網(wǎng)元記錄，并且主機(jī)沒有給單板下發(fā)異常衰減配置（20dB），由此排除外部人工誤操作可能性；②繼續(xù)分析單板硬件，如圖5，通過DFX接口回讀衰減的DA值，與單板實(shí)際下發(fā)的驅(qū)動電流一致，由此確認(rèn)硬件器件正常（圖1）；③如圖6，為ON32P板卡的信號流圖，分析ON32P單板歷史光功率性能，發(fā)現(xiàn)OSC光口接收無光，上報(bào)OSC_LOS告警，確認(rèn)是上游OSC光模塊型號誤配導(dǎo)致。

ON32P OSC VOA具備自動調(diào)節(jié)功能，當(dāng)OSC模塊在出現(xiàn)OSC_LOS告警的時(shí)候，會以一分鐘的周期把自身VOA衰減設(shè)置一次最大值（20dB）和最小值（0dB），用于判斷是輸入光功率過高導(dǎo)致的OSC_LOS告警，還是光功率過低導(dǎo)致的告警，而現(xiàn)網(wǎng)出現(xiàn)問題的異常衰減值也比較有規(guī)律，均處于最大值和最小值，由此判定是OSC模塊調(diào)節(jié)VOA時(shí)誤調(diào)了主光路VOA衰減。OSC模塊上的VOA和主光路VOA共用IIC總線，三個(gè)衰減都掛在同一個(gè)IIC上。軟件在查詢和設(shè)置衰減的時(shí)候，使用了信號量控制，但是代碼排查發(fā)現(xiàn)軟件獲取了三個(gè)同名信號量。實(shí)際上，同一個(gè)IIC應(yīng)該用一個(gè)信號量控制，用以保證不同任務(wù)訪問和設(shè)置不會被相互干擾。而三個(gè)同名信號量，會造成互斥訪問和設(shè)置失效而產(chǎn)生時(shí)序紊亂的問題，也就是說，ON32P單板會概率性出現(xiàn)設(shè)置OSC VOA實(shí)際上設(shè)置了主光路的VOA的問題。

搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)，以較短的周期調(diào)節(jié)OSC模塊VOA衰減，同時(shí)查詢主光路衰減，ON32P單板都出現(xiàn)衰減異常變化，與現(xiàn)網(wǎng)現(xiàn)象基本一致。

（3）問題結(jié)論：ON32P單板軟件控制VOA衰減設(shè)置的信號量互斥存在問題，導(dǎo)致在OSC_LOS時(shí)，原本應(yīng)該調(diào)節(jié)OSC VOA，錯(cuò)誤的將衰減值調(diào)節(jié)到了主光路的VOA，導(dǎo)致主光路VOA衰減值發(fā)生變化，影響對應(yīng)鏈路業(yè)務(wù)。

（4）解決措施：板卡軟件打補(bǔ)丁后恢復(fù)。

3.2 案例二

（1）問題描述：如圖7有A-B-C三個(gè)站點(diǎn)承載一條A-C的100G電路，某日查看網(wǎng)管發(fā)現(xiàn)該電路單波處在重路由上。

（2）原因分析：查看原始路徑發(fā)現(xiàn)B-C前一日凌晨有調(diào)整纖芯割接，網(wǎng)管重路由時(shí)間與調(diào)整纖芯時(shí)間一致。ROADM系統(tǒng)對光層段衰耗要求比較嚴(yán)格，當(dāng)主通道性能浮動時(shí)，有幾率會觸發(fā)單波重路由，單波重路由在主通道性能恢復(fù)后無法自動倒回，需手動倒回。

（3）解決措施：ROADM網(wǎng)絡(luò)對段衰耗要求比較嚴(yán)格，必須使用精細(xì)化的維護(hù)才能確保其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的體現(xiàn)，日常維護(hù)和割接必須嚴(yán)格按照指標(biāo)完成，跨段的問題累計(jì)將直接導(dǎo)致倒換的失敗。針對這一問題，可利用華為網(wǎng)管SOM工具，導(dǎo)出光性能報(bào)表，重點(diǎn)關(guān)注光纖衰耗大于設(shè)計(jì)值的段落，并安排優(yōu)化工作。為更好的確保網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的安全性，對業(yè)務(wù)使用率超過50%的OMS段在維護(hù)中也要多加關(guān)注[7]。

3.3 案例三

（1）問題描述：如圖8有A-B-C三個(gè)站點(diǎn)，B-C段落承載6條100G業(yè)務(wù)，當(dāng)B-C之間發(fā)生光纜中斷時(shí)，導(dǎo)致現(xiàn)網(wǎng)6條100G業(yè)務(wù)中斷，觸發(fā)重路由，經(jīng)維護(hù)人員核實(shí)6條業(yè)務(wù)卻只恢復(fù)了5條。

（2）原因分析：建設(shè)網(wǎng)絡(luò)初期考慮到后期維護(hù)和資源準(zhǔn)確性的問題，規(guī)定在OXC+ROADM系統(tǒng)上開通業(yè)務(wù)時(shí)，將業(yè)務(wù)設(shè)置為禁止可變波長從路由。而B站只有兩個(gè)OMS段出口，當(dāng)B-C發(fā)生光纜中斷后，B站發(fā)生光層ASON倒換，當(dāng)協(xié)議發(fā)生后，因A-B原波長已經(jīng)被占用而其波長不可變導(dǎo)致重路由失敗。

（3）解決措施：將ROADM現(xiàn)網(wǎng)中所有智能路徑更改為可變波長，建立資源管理系統(tǒng)，制定重路由倒回策略，故障恢復(fù)后業(yè)務(wù)必須倒回原始路由，如需固化，應(yīng)將更改后路由更新至資源管理系統(tǒng)。

3.4 案例四

（1）問題描述：如圖9為OXC+ROADM組網(wǎng)方式示意圖，其中包含三種情況：①OXC直接對接ROADM站點(diǎn)，如OXC對接ROADM5；②OXC對接ROADM站點(diǎn)中間有一個(gè)中繼站，如OXC對接ROADM1、ROADM2、ROADM3；③OXC對接ROADM站點(diǎn)中間有兩個(gè)或多個(gè)中繼站，如OXC對接ROADM4。

OXC+ROADM組網(wǎng)系統(tǒng)啟用光層ASON后會發(fā)出8DB的白光，維護(hù)中我們發(fā)現(xiàn)與OXC對接的ROADM站點(diǎn)中間的OLA站都無法透傳8DB白光，并且上報(bào)CPW_OMS_TEL_OCHMIS告警，由于光層ASON需要8DB白光對光路進(jìn)行性能檢測來確認(rèn)光路性能。所以如果沒有8DB白光，會出現(xiàn)兩個(gè)問題：其他OMS段出現(xiàn)故障時(shí)，無法將業(yè)務(wù)重路由至該OMS段，比如：段落2發(fā)生光纜中斷故障，需要將受影響業(yè)務(wù)重路由，但是因?yàn)槠渌温涞?DB檢測白光無法透傳，光層ASON無法獲取該段落是否性能正常，所以無法重路由，導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。對現(xiàn)網(wǎng)的安全運(yùn)行造成了一定的安全隱患[8]。

（2）原因分析：經(jīng)過分析，設(shè)備硬件及軟件均正常，8DB白光無法透傳的原因?yàn)镺XC設(shè)備與下游站點(diǎn)對接的DAPXF板卡波數(shù)參數(shù)不匹配，OXC設(shè)備的波數(shù)參數(shù)為C96，DAPXF板卡參數(shù)為C80，當(dāng)波數(shù)參數(shù)不匹配時(shí)導(dǎo)致無法透傳8DB白光。

（3）解決措施：將與OXC下游站點(diǎn)的DAPXF板卡波數(shù)參數(shù)與OXC設(shè)備對應(yīng)。

4 結(jié)語

基于OXC技術(shù)的Mesh化組網(wǎng)改變了傳統(tǒng)的波分網(wǎng)絡(luò)布局，雖然前期設(shè)備和光纜的投資增加了，但是給后期的系統(tǒng)擴(kuò)容和業(yè)務(wù)開通提供了更大的便利。對于業(yè)務(wù)來說，從根本上解決了業(yè)務(wù)的保護(hù)問題，極大地提升了網(wǎng)絡(luò)的安全性。相信隨著維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的積累和資源管理系統(tǒng)的完善，很多問題也能夠迎刃而解。也希望本文對維護(hù)及網(wǎng)絡(luò)資源管理人員有所幫助，進(jìn)而構(gòu)建出更加“綜合、高效、智能”的傳輸網(wǎng)絡(luò)。