淺析光傳輸網(wǎng)的誤碼性能及應(yīng)用

1、淺析光傳輸網(wǎng)的誤碼性能及應(yīng)用  淺析光傳輸網(wǎng)的誤碼性能及應(yīng)用 渭南網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中心   楊碧芹 摘要：在分析了誤碼對各類業(yè)務(wù)影響的基礎(chǔ)上，主要闡述了在光傳輸網(wǎng)維護(hù)中誤碼性能參考標(biāo)準(zhǔn)、誤碼檢測機(jī)理、網(wǎng)管采集原理及在實際排障中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：傳輸網(wǎng)、誤碼性能、開銷字節(jié)、網(wǎng)管 1  引言 隨著各類新業(yè)務(wù)量的迅猛增長，傳輸容量、傳輸設(shè)備也在不斷地增加，光通信傳輸網(wǎng)從初期的點(diǎn)對點(diǎn)pdh光系統(tǒng)到 sdh自愈環(huán)光系統(tǒng)一直發(fā)展到現(xiàn)在的dwdm，其上所承載的業(yè)務(wù)由原來單一的話音業(yè)務(wù)到現(xiàn)在的ip業(yè)務(wù)、ddn業(yè)務(wù)、專線出租業(yè)務(wù)、

2、視頻業(yè)務(wù)等等，其業(yè)務(wù)不僅對帶寬提出了更高的要求，同時也對通道質(zhì)量同樣提出了更高的要求，而在目前光傳輸系統(tǒng)中，誤碼是影響傳輸通道質(zhì)量的重要因素，是表征傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)，現(xiàn)從以下幾方面談?wù)剛鬏斁W(wǎng)中的誤碼性能。2  誤碼對各類業(yè)務(wù)的影響 所謂誤碼，就是在數(shù)字通信系統(tǒng)中，接收端通過接受判決再生后產(chǎn)生的比特流中，某些比特發(fā)生了差錯，是傳輸信息的質(zhì)量產(chǎn)生了損傷。不同的業(yè)務(wù)對通道誤碼率的要求不同，當(dāng)超過一定門限后，就會對業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，對話音業(yè)務(wù)會產(chǎn)生掉話現(xiàn)象或電話難打現(xiàn)象；對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)會產(chǎn)生丟包、錯包現(xiàn)象等；對圖像業(yè)務(wù)會產(chǎn)生畫面出現(xiàn)馬賽克或定格等現(xiàn)象，可見誤碼對業(yè)務(wù)影響是如此之大，那

3、么在光傳輸網(wǎng)維護(hù)當(dāng)中，我們應(yīng)參考什么樣的誤碼性能標(biāo)準(zhǔn)。 3  誤碼性能的參考標(biāo)準(zhǔn) itu-t有兩個建議規(guī)定誤碼性能，g821以誤碼（比特差錯）事件為基礎(chǔ)的規(guī)范，而g826以誤快（塊差錯）事件為基礎(chǔ)的規(guī)范。 g821定義的誤碼性能事件有： es(誤碼秒)：在1秒時間周期內(nèi)，有一個或更多差錯比特； ses(嚴(yán)重誤碼秒)：在1秒時間周期的比特差錯比10-3； g821定義的誤碼性能參數(shù)有：  esr(誤碼秒比)：在一個固定測試時間間隔上的可用時間內(nèi)， es與總秒數(shù)之比；  sesr（嚴(yán)重誤碼秒比）：在一個固定測

4、試時間間隔上的可用時間內(nèi)，ses與總秒數(shù)之比； g821定義的誤碼性能指標(biāo)：  一個國際isdn全長為27500km的hrx連接誤碼性能指標(biāo)為:     表一   64kbit/s國際isdn連接誤碼性能指標(biāo)（rpo）     g826誤碼性能事件和參數(shù)： 事件的定義:： eb(誤塊)：在一塊中有一個或多個差錯比特； es(誤塊秒)：在一秒中有一個或多個誤塊時，就稱該秒為誤塊秒； ses(嚴(yán)重誤塊秒)：在一秒中含有30%的誤塊

5、或至少有一個缺陷； bbe(背景誤塊)：發(fā)生在ses以外的誤塊。 參數(shù)的定義: esr(誤塊秒比): 在一個確定的測試時間內(nèi)，可用時間內(nèi)的es與總秒數(shù)之比； sesr(嚴(yán)重誤塊秒比): 在一個確定的測試時間內(nèi)，可用時間內(nèi)的ses與總秒數(shù)之比； bber(背景誤塊比): 在一個確定的測試時間內(nèi)，可用時間內(nèi)背景誤塊與總塊數(shù)扣除ses中的所有塊后剩余塊數(shù)之比。 g.826的性能指標(biāo)： 以上itu-t  g.826建議是規(guī)范數(shù)字傳輸網(wǎng)誤碼網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，它一般用統(tǒng)計術(shù)語來描述，并要求長期測試至少一個月來檢驗。在工程驗收和實際

6、維護(hù)中，建議用m.2100(pdh)、m.2101(sdh)來規(guī)范傳輸網(wǎng)數(shù)字通道和復(fù)用段維護(hù)指標(biāo)。該建議端到端基準(zhǔn)性能指標(biāo)是g.826規(guī)范值的一半。因采用短時間的維護(hù)檢測結(jié)果來判斷優(yōu)劣,只有采用更嚴(yán)格指標(biāo)才能保證電信網(wǎng)的長時間性能指標(biāo)合格。維護(hù)規(guī)程中所有短期測試的性能限值都是依此為基礎(chǔ)導(dǎo)出的。維護(hù)規(guī)程還指出crc-4校驗的計數(shù)值與2mb/s 速率所統(tǒng)計得到的es和ses事件之間的等效關(guān)系為：1秒鐘內(nèi)若有大于或等于1個crc-4差錯計數(shù)，它等效于1個es；1秒鐘內(nèi)若有大于或等于805個crc-4差錯計數(shù)，它等效于1個ses+1個es。4  誤碼與開銷   

7、 sdh幀結(jié)構(gòu)中，用于誤碼檢測的開銷字節(jié)有：b1、b2、b3、v5、m1、g1等，借助sdh幀結(jié)構(gòu)中的開銷字節(jié)傳遞告警、性能信息，使得sdh系統(tǒng)具有在線告警和誤碼監(jiān)測能力，從sdh或dwdm的網(wǎng)管在線檢測中可輕易了解整個網(wǎng)絡(luò)的性能，對檢測到的事件（異常和缺陷）進(jìn)行近端或遠(yuǎn)端評估，及時發(fā)現(xiàn)各種隱患。熟悉各種開銷功能，對于日常維護(hù)和排障非常有用。再生段rs、復(fù)用段ms、高階通道hp、低階通道lp各種開銷與告警的對應(yīng)表如               &

8、nbsp;                      下：                           &nbs

9、p;                                               注： 異常：在線異常狀態(tài)用于確定不處于缺陷

10、狀態(tài)的sdh通道差錯性能，一個bip-n檢出一個誤塊就認(rèn)為是異常。      缺陷：在線缺陷狀態(tài)用來確定可能發(fā)生在通道中的性能變化，在1秒鐘1個或多個缺陷導(dǎo)致一個ses。 rdi:：遠(yuǎn)端缺陷指示；rei：遠(yuǎn)端差錯指示; deg: 信號劣化 rfi ：遠(yuǎn)端故障指示；tcm：串聯(lián)指示 ;  exc: 誤碼越限 渭南本地傳輸網(wǎng)基本采用了中興zxsm2500 ii 、zxsm380、zxsm390 sdh設(shè)備，現(xiàn)以該設(shè)備為例，詳細(xì)說明誤碼開銷字節(jié)在實際維護(hù)中的應(yīng)用： b1  該字節(jié)用于再生段誤

11、碼的檢測，此誤碼多與光路有關(guān)。b1誤碼不傳遞，在接收端終結(jié)，且無遠(yuǎn)端概念。b1的檢測在收端進(jìn)行，發(fā)端不檢測。b1誤碼的產(chǎn)生原因有以下幾種：由于光板接收光功率過強(qiáng)或過弱導(dǎo)致；或由于系統(tǒng)本身造成，如光板收發(fā)光模塊，時鐘板及時鐘質(zhì)量的問題；也有可能是由于網(wǎng)管在再生段插入誤碼未解除導(dǎo)致。b1在reg、adm、tm網(wǎng)元類型光接口板上都會終結(jié)。當(dāng)b1誤碼記數(shù)超過門限值，則上報為b1性能超值告警。有b1 bbe、b1 es、b1 ses、b1uas等    b2  該字節(jié)用于復(fù)用段誤碼的檢測，監(jiān)測兩站復(fù)用段之間的路由。b2誤碼不傳遞，在接受端終結(jié)。b2的檢測在收端進(jìn)行

12、，發(fā)端不檢測。b2誤碼一般伴隨b1產(chǎn)生而產(chǎn)生，因此，在解決b2誤碼前應(yīng)首先解決b1誤碼。在收端檢測b2誤碼的同時，通過復(fù)用段遠(yuǎn)端誤碼塊指示字節(jié)，發(fā)端網(wǎng)元同時上報b2  fe數(shù)值告警（fees/febbe/feses/feuas）。因此，一般某網(wǎng)元的b2的bbe/es/ses/uas與對端網(wǎng)元的b2  febbe/fees/ feses/feuas伴隨產(chǎn)生。     b3  該字節(jié)用于高階通道的誤碼檢測，只監(jiān)測兩站間某高階通道間的路由。它負(fù)責(zé)監(jiān)測vc4在stm-n幀中傳輸?shù)恼`碼性能，監(jiān)測機(jī)理與b1,b2類似。b3誤碼是傳遞的，

13、在整個通道的終點(diǎn)終結(jié)。一般某網(wǎng)元的b3的bbe/es/ses/uas與對端網(wǎng)元的b3  febbe/fees/feses/feuas伴隨產(chǎn)生。     v5  該字節(jié)用于低階通道的誤碼檢測。一般某網(wǎng)元的v5的bbe/es/ses/uas與對端網(wǎng)元的v5  febbe/fees/ feses/feuas伴隨產(chǎn)生。該告警是中興型機(jī)設(shè)備網(wǎng)管常見告警之一，刷新告警消失后不久又重復(fù)出現(xiàn)。該誤碼又名通道誤碼，一般因ep1板接口故障引起，需要重新配置故障時隙來解決。5  sdh網(wǎng)管誤碼性能管理及在愛立信網(wǎng)管中的應(yīng)用 性

14、能管理主要負(fù)責(zé)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的性能，完成傳送中通道和有關(guān)網(wǎng)元實際運(yùn)行中的質(zhì)量數(shù)據(jù)，為維護(hù)人員提供評價、分析、預(yù)測的手段。其主要功能如下：5.1 性能數(shù)據(jù)的采集和存儲 性能數(shù)據(jù)的采集通過檢測sdh的開銷字節(jié)（soh和poh）來獲得性能參數(shù)，并設(shè)置性能門限，如果發(fā)現(xiàn)性能異常則產(chǎn)生性能告警事件。性能數(shù)據(jù)分為15分鐘和24小時兩種周期采集和上報。管理系統(tǒng)存儲一段時間內(nèi)的性能歷史紀(jì)錄，分別存放在相應(yīng)的15分鐘和24小時寄存器中。 需要收集和監(jiān)測的性能基本參數(shù)有：es(誤塊秒)、ses(嚴(yán)重誤塊秒)、bbe(背景誤塊)、碼違例（cv）等。5.2 性能門限的管理 當(dāng)傳送實體的性能降低

15、到預(yù)定的水平時，利用門限機(jī)制可以方便的自動產(chǎn)生性能事件報告。管理系統(tǒng)可以對各種性能事件分別設(shè)置15分鐘和4小時門限，門限值可以在0到最大值之間設(shè)定、修改。但性能事件突破門限值時，應(yīng)產(chǎn)生有關(guān)性能越限告警信號。5.3 性能數(shù)據(jù)的報告 管理系統(tǒng)可以在不影響寄存器內(nèi)容的前提下，將存放在各寄存器中的性能數(shù)據(jù)收集起來并提供報告。性能數(shù)據(jù)的報告可以按指定的參數(shù)、傳輸方向、累計周期進(jìn)行上報。報告的形式有以下幾種模式：定期上報、請求上報、禁止/允許上報、性能越限自動報告，通過相關(guān)設(shè)置實現(xiàn)。5.4 性能的顯示和分析    管理系統(tǒng)將收集到的性能數(shù)據(jù)以直觀的形式顯示出來，并能

16、對各種性能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而確定傳輸?shù)男阅?。性能?shù)據(jù)的顯示方式：包括有文本方式、報表方式和圖形方式的顯示。 顯示的類別可以按指定的時間間隔，指定的性能參數(shù)，指定的再生段、復(fù)用段和通道，根據(jù)各種組合條件給出性能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計顯示。顯示的內(nèi)容至少應(yīng)包括：監(jiān)視對象的名稱、數(shù)據(jù)收集的時間間隔（15min或24h）、數(shù)據(jù)值（如es、ses、uas等）、數(shù)據(jù)收集的起止時間，等等。 關(guān)于愛立信網(wǎng)管中的性能管理 省內(nèi)陜南環(huán)采用愛立信2.5g傳輸設(shè)備，下面利用620-2網(wǎng)元為例，簡單介紹一下單個網(wǎng)元性能測試步驟：現(xiàn)用本地終端登陸打開620-2網(wǎng)元；測試低階通道vc12性能：選擇63x2

17、m支路板，點(diǎn)擊channelsportpath term data-enable既可測的15分鐘或24小時近端（near end）與遠(yuǎn)端（far end）的es、 ses 、bbe等數(shù)據(jù);測試高階通道vc4性能：選擇stm-1e電板，點(diǎn)擊channelsgeneral -portau4-path term data-enable既可測的15分鐘或24小時近端（near end）與遠(yuǎn)端（far end）的es、 ses 、bbe等數(shù)據(jù);測試再生段rs性能：選擇stm-1e電板，點(diǎn)擊channelsgeneralrs peformeance-enable既可測的15分鐘或24小時近端數(shù)據(jù);測試復(fù)用

18、段ms性能：選擇stm-1e電板，點(diǎn)擊channelsgeneralms peformeance-enable既可測的15分鐘或24小時近端數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)； 通過測得數(shù)據(jù)，分析通道、復(fù)用段、再生段是否工作正常。6  誤碼性能在實際排障中的應(yīng)用 誤碼在傳輸領(lǐng)域一直是個較為頭痛的問題，據(jù)統(tǒng)計大約60%的故障有誤碼引起，按照15分鐘性能檢測到誤碼塊數(shù)量來分的，誤碼可分為少量誤碼和大量誤碼。一般15分鐘內(nèi)誤碼塊數(shù)量如少于10個，則認(rèn)為是少量誤碼。按照連續(xù)出現(xiàn)誤碼的時間間隔長短，誤碼又可分為突發(fā)性誤碼和持續(xù)性誤碼。其中突發(fā)性少量誤碼（也稱零星誤碼）很難進(jìn)行故障定位，只有經(jīng)過

19、長期性能分析、深入了解誤碼性能基本原理，并在實際維護(hù)和排障中進(jìn)行綜合運(yùn)用，方可水落石出。 誤碼類故障處理通常有兩大步：定位到網(wǎng)元或網(wǎng)段；在網(wǎng)元或網(wǎng)段內(nèi)找出故障源進(jìn)而排除。一般引起誤碼的原因有：外部原因：光纖接頭不清潔或連接不正確；光纖性能劣化，損耗過高；設(shè)備接地不好；設(shè)備附近有強(qiáng)烈干擾源；設(shè)備散熱不好，工作溫度過高；ddf架接觸不良等。設(shè)備原因：交叉板與光板、支路板配合不好；時鐘板同步性能不好；單板失效或性能不好等。本人在實際維護(hù)中處理過多起誤碼類故障，現(xiàn)舉兩例。案例一光板故障導(dǎo)致b1、b2性能超值。 系統(tǒng)概述   渭南區(qū)內(nèi)北環(huán)共有七個站：1、2、3、4

20、、5、6、7號站都是zxsm2500 ii  adm設(shè)備，組成msp環(huán)，集中性業(yè)務(wù)，1號站為中心站，其他站到1號站下有業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)圖如圖一。    圖一                                  &

21、nbsp;                                                   

22、;                                                  &nbs

23、p;                                                 &nbs

24、p;                                                  &nb

25、sp;                     圖二 圖二  故障現(xiàn)象 在區(qū)北環(huán)網(wǎng)管上查看到5號站收1號站的11#  oi16板報b1、b2性能超值，而且不斷累加，其余各站正常。故障分析和排除     晚上23：30,首先雙方先觀察各站設(shè)備溫度是否過高，經(jīng)觀察正常，然后讓5號站拔掉對1號站的光纖，出現(xiàn)復(fù)用段保

26、護(hù)倒換，不影響業(yè)務(wù)，之后讓兩端清潔光纖接頭及設(shè)備光接頭，用光功率計測量收光功率-14db正常，之后讓其恢復(fù)光纖。在網(wǎng)管上觀察業(yè)務(wù)倒換成功，再查該5號站的11#  oi16板性能，仍報b1、b2性能超值。說明與光接頭、光功率無關(guān)。由于當(dāng)時無備板，且已深夜，業(yè)務(wù)影響不大，故決定讓5號站將本站5#光板與11#光板互倒，障礙隨之轉(zhuǎn)移，故判斷為5號站的11#  oi16板有問題，將板復(fù)原位，通知5號站取備板，第二天更換原11#光板，恢復(fù)光路，在網(wǎng)管觀察5號站11#光板性能，仍然上報b1、b2性能超值，但數(shù)值明顯減少，且15分鐘無累加值，感到很奇怪，隨懷疑1號站5#光板光發(fā)模塊是否也有

27、故障，晚上在1號站拔斷5# oi16板光纖，觀察業(yè)務(wù)倒換成功后，對5#光板自環(huán)，上報b1、b2性能值。既確認(rèn)1號站5#光板光發(fā)模塊也有故障，更換5#光板后，在網(wǎng)管觀察數(shù)天，無b1、b2性能超值上報。上述誤碼障礙，經(jīng)過數(shù)天處理，終于有了圓滿的結(jié)果。結(jié)論和建議  由此可見，平時發(fā)生故障點(diǎn)通常只有一個，但可能還有一個潛在的故障點(diǎn)，雖然不一定是引起故障的主要原因，但會是故障處理過程中有些現(xiàn)象難以解釋，維護(hù)人員應(yīng)深入思考。引起光路誤碼的原因很多，首先排除外部原因，例如溫度、光纖接頭、設(shè)備接地等原因，然后定位是否為光板原因，不僅可能是光板光收的原因，也有可能是光板光發(fā)原因，或是 csc、時鐘板。所以當(dāng)發(fā)生類似上述障礙后，首先將故障點(diǎn)準(zhǔn)確地定位，是極其重要和關(guān)鍵的。再將故障點(diǎn)準(zhǔn)確的定位到單站后，就可以集中精力，通過數(shù)據(jù)分析、硬件檢查、更換單板等手段來排除故障。案例二設(shè)備溫度過高導(dǎo)致網(wǎng)管上報b2,