邊慧娟，米 良

（1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)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(tuán)公司 河北省分公司，河北 石家莊 050800）

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是所有通信運(yùn)營(yíng)商共同討論的話題，對(duì)現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)容量和速率要求越來越高。第一代光網(wǎng)絡(luò)是基于SONET/SDH 2.5G技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，集中的業(yè)務(wù)種類無非是音頻和小速率數(shù)據(jù)[1]。隨著用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求增長(zhǎng)，繼而出現(xiàn)了密集波分復(fù)用技術(shù)，從空間和容量上打破了SDH網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用瓶頸[2]。近幾年IPTV、5G、云業(yè)務(wù)等大顆粒用戶需求出現(xiàn)，網(wǎng)購、網(wǎng)絡(luò)直播、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用已經(jīng)融入人們的生活?？芍貥?gòu)光分叉復(fù)用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，ROADM）就是在這個(gè)需求背景下應(yīng)運(yùn)而生的，它可以遠(yuǎn)程針對(duì)波長(zhǎng)信號(hào)配置，動(dòng)態(tài)指配每個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的上路、下路或直通，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)信號(hào)的靈活調(diào)度。在精簡(jiǎn)運(yùn)維成本的大環(huán)境下，各大運(yùn)營(yíng)商都把ROADM設(shè)備納入骨干和核心網(wǎng)絡(luò)。中國聯(lián)通ROADM全光大網(wǎng)是全球第一個(gè)支持波長(zhǎng)自動(dòng)光交換網(wǎng)絡(luò)和光復(fù)用段保護(hù)協(xié)同的全光智能網(wǎng)絡(luò)[3-5]。在省際骨干網(wǎng)中，ROADM憑借低成本、高效率的優(yōu)勢(shì)得到了大量應(yīng)用。本文分享了ROADM網(wǎng)絡(luò)開通測(cè)試的場(chǎng)景，就現(xiàn)網(wǎng)出現(xiàn)的告警初步探討，提出解決思路和方法，提高運(yùn)維人員的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)實(shí)戰(zhàn)能力。京津冀ROADM網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞植记闆r如圖1所示。

圖1 京津冀ROADM網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞植记闆r

1 網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)展

通過數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，將全新的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行推廣，將以5G技術(shù)為代表的新型科技運(yùn)用到全國各行各業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中，進(jìn)而帶動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。以5G通信技術(shù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況為例，根據(jù)中國通信院的數(shù)據(jù)調(diào)查，5G在2020年所帶動(dòng)的全國經(jīng)濟(jì)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(jī)終端，還有25%為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，另外的25%為信息服務(wù)。中國通信院對(duì)于5G日后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也做出了預(yù)測(cè)并指出，我國5G建設(shè)投資截止到2025年將達(dá)到1.2萬億元，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，這種發(fā)展也推動(dòng)了國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[6]。

2 ROADM網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)工程開通測(cè)試

工程竣工測(cè)試是工程投入使用的重要環(huán)節(jié)，首先進(jìn)行ROADM網(wǎng)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(cè)試[7]。

2.1 關(guān)注主光路光性能參數(shù)

ROADM網(wǎng)絡(luò)投入使用和維護(hù)時(shí)，將可調(diào)式激光光源連接到東入口端口的（Tunable Laser Source，TLS），將信號(hào)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(diào)式激光光源測(cè)試網(wǎng)元開通的不同波長(zhǎng)。由于波長(zhǎng)數(shù)量可變化（取決設(shè)備廠家），波長(zhǎng)數(shù)量會(huì)影響主光功率性能和信噪比等相關(guān)參數(shù)，因此測(cè)試時(shí)測(cè)試人員需要時(shí)刻關(guān)注并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。工程竣工光衰減測(cè)試物理連接指導(dǎo)圖如圖2所示。

圖2 工程竣工光衰減測(cè)試物理連接指導(dǎo)圖

2.2 驗(yàn)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(cè)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(jìn)入NE的低功率波長(zhǎng)。此外，OSA需連接到東向單板或東向分插端口，TLS需同時(shí)掃描所有ROADM通道（已用的、未用的）。在測(cè)試每個(gè)通道時(shí)，應(yīng)關(guān)注通道損耗結(jié)果應(yīng)小于5 dB，同時(shí)最大線性度為1 dB。圖3為該測(cè)量的示例。測(cè)試ROADM網(wǎng)絡(luò)元素，網(wǎng)絡(luò)上ROADM網(wǎng)元開通了單波后，針對(duì)單波要進(jìn)行性能參數(shù)鑒定，滿足常規(guī)性能達(dá)標(biāo)[8]。

圖3 驗(yàn)證端口物理連接指導(dǎo)圖

圖4為不同網(wǎng)元監(jiān)控節(jié)點(diǎn)OSA曲線示例。

圖4 不同網(wǎng)元監(jiān)控節(jié)點(diǎn)OSA曲線

曲線A提供了落線端口的視圖，需要在該點(diǎn)關(guān)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(zhì)量下滑有相關(guān)性，關(guān)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(yàn)證需要關(guān)注光放單板進(jìn)行重新放大的場(chǎng)景中較高功率波長(zhǎng)的放大情況，通道隔離要通過快速路徑的通道測(cè)試。曲線B代表快速路徑的視圖。鑒于其可能會(huì)影響相鄰的通道，通道隔離還是在竣工測(cè)試中關(guān)注的一個(gè)要點(diǎn)。添加波長(zhǎng)場(chǎng)景時(shí)，測(cè)試人員一定要注意落線波長(zhǎng)不能出現(xiàn)在快速路徑中。曲線C關(guān)注的測(cè)量參數(shù)是峰值功率和平坦度，通道峰值功率值比標(biāo)準(zhǔn)值小會(huì)使ROADM網(wǎng)元中VOA衰減值影響到主光路及所有通道性能參數(shù)，會(huì)影響業(yè)務(wù)開放的性能數(shù)值[9]。ROADM 性能測(cè)試最后環(huán)節(jié)，要可以看到ROADM NE是否已成功校準(zhǔn)。曲線D提供了出口端口的視圖。通過測(cè)試儀表查看輸出的平坦度，可了解VOA和光功率監(jiān)測(cè)器（Optical Power Monitor，OPM）是否已成功校準(zhǔn)。VOA的添加要考慮最低功率級(jí)別添加導(dǎo)致的通道功率異常問題。在開通測(cè)試過程中，任何連接不良或不潔連接器都會(huì)對(duì)總體OSNR產(chǎn)生重大影響，因此工程建設(shè)和日常工作中要注意常規(guī)操作的規(guī)范性。

2.3 測(cè)試ROADM網(wǎng)絡(luò)的支路信號(hào)

開通ROADM的核心網(wǎng)元，就必須驗(yàn)證信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功能。將業(yè)務(wù)信號(hào)接入ROADM NE的支路并形成10G OTN（GE）信號(hào)，使用成幀規(guī)程、虛級(jí)聯(lián)、鏈路容量調(diào)整規(guī)程以及光傳送網(wǎng)等技術(shù)將不同服務(wù)包含在一個(gè)波長(zhǎng)中有效匯聚進(jìn)入ROADM網(wǎng)絡(luò)的信息流，才能使每個(gè)波長(zhǎng)達(dá)到最大。

2.4 接口規(guī)范測(cè)試

接口規(guī)范測(cè)試用于確定是否支持相應(yīng)OTU速率以及被測(cè)設(shè)備能否正常同步恢復(fù)，以確保一個(gè)和多個(gè)供應(yīng)商的設(shè)備之間相互兼容。測(cè)試信號(hào)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(cè)設(shè)備。通過測(cè)試光功率、頻率和頻偏，來確保設(shè)備和信號(hào)的達(dá)標(biāo)。

2.5 設(shè)備響應(yīng)測(cè)試

被測(cè)設(shè)備允許插入錯(cuò)誤信號(hào)和告警再檢測(cè)被測(cè)設(shè)備結(jié)果是否合格（和插入錯(cuò)誤告警進(jìn)行匹配），通過檢驗(yàn)上行和下行被測(cè)設(shè)備的響應(yīng)，可確保其在規(guī)范內(nèi)工作。在這種特定網(wǎng)絡(luò)配置中，LOS將激發(fā)網(wǎng)絡(luò)端的光通道傳輸設(shè)備告警指示信號(hào)和光通道傳輸設(shè)備后向錯(cuò)誤指示。通過告警的觸發(fā)來驗(yàn)證響應(yīng)度。

2.6 最終開通客戶電路

網(wǎng)元安裝完畢后進(jìn)入調(diào)測(cè)階段[10]。首先是關(guān)注不同支路卡板配置正確性，通常業(yè)務(wù)開通中物理連接合規(guī)后業(yè)務(wù)仍無法使用，大多與配置不正確有關(guān)，例如速率兩端不一致、單板類型上架錯(cuò)誤、波長(zhǎng)匹配錯(cuò)誤等。其次是確保具有端到端的電路連續(xù)性。通過網(wǎng)管和儀表關(guān)注誤碼性能參數(shù)、告警參數(shù)，并通過網(wǎng)管環(huán)回和儀表測(cè)試雙管齊下來保證業(yè)務(wù)的暢通并通過判斷斷點(diǎn)保證端到端的連續(xù)性。同時(shí)通過檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)保護(hù)切換功能來把關(guān)服務(wù)提供商提供的備用設(shè)備是否滿足服務(wù)等級(jí)協(xié)議的要求。最后是長(zhǎng)期的完整性測(cè)試，可通過24～72 h的誤碼率測(cè)試來完成。在工程初期本完整性測(cè)試需要留檔分析，形成竣工報(bào)告，為后期的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)提供有力依據(jù)。

3 故障案例分析

ROADM-京津冀網(wǎng)管呈現(xiàn)承德張家口ROADM96波（100G）-1承德站在備件更換時(shí)，沒有拔下單板側(cè)藍(lán)色防塵塞直接將單板插入機(jī)框，形成光背損傷。同時(shí)網(wǎng)管上報(bào)INSERT_LOSS_HIGH/INSERT_LOSS_MID告警，實(shí)際鏈路插損比標(biāo)定值高10 dB。ROADM-京津冀網(wǎng)管承德張家口ROADM96波（100G）-1拓?fù)鋱D如圖5所示。

圖5 ROADM-京津冀網(wǎng)管承德張家口ROADM96波（100G）-1拓?fù)鋱D

定位過程：①攜帶清潔工具進(jìn)站準(zhǔn)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(jù)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(cè)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(jié)束。對(duì)于ROADM-京津冀網(wǎng)管京漢廣WDM80波（100G)-2，保定東風(fēng)路站收容城所有通道業(yè)務(wù)丟失告警，如圖6所示。

圖6 ROADM-京津冀網(wǎng)管京漢廣WDM80波（100G)-2告警清單

網(wǎng)管告警信息如下：一是OSC_LOS（監(jiān)控信道信號(hào)丟失告警），監(jiān)控通道接收側(cè)無信號(hào)輸入時(shí)產(chǎn)生本告警；二是MUT_LOS（合波信號(hào)丟失告警），當(dāng)單板的輸入合路光信號(hào)丟失時(shí)產(chǎn)生本告警；三是OTUK_SSF（OTUK服務(wù)層信號(hào)失效），K表示速率級(jí)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(hào)，單波故障只需要關(guān)心單通道的問題，例如單板尾纖接觸不好、機(jī)房?jī)?nèi)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(jī)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(wù)信號(hào)流程，該過程是日程維護(hù)和故障定位的關(guān)鍵和核心。主光信道出現(xiàn)業(yè)務(wù)中斷時(shí)，利用監(jiān)控通道來定位故障點(diǎn)。監(jiān)控通道和主光通道同時(shí)出現(xiàn)LOS告警時(shí)候，基本判定光線路或者機(jī)房?jī)?nèi)外纖口跳纖故障；監(jiān)控通道業(yè)務(wù)無R_LOS告警，但主光信道雙向出現(xiàn)MUT_LOS告警時(shí)，判定為機(jī)房?jī)?nèi)尾纖或者放大器故障。

根據(jù)以上思路和業(yè)務(wù)流程，網(wǎng)管告警三方結(jié)合，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)管告警有共性點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)后網(wǎng)元的原則，基本確定本故障就在保定和容城段內(nèi)，初步判定是光纜故障，通知機(jī)務(wù)和線務(wù)人員及時(shí)到場(chǎng)進(jìn)行先光纜的調(diào)出和故障的恢復(fù)，故障處理到此完畢。

4 結(jié) 論

ROADM是一種在密集波分復(fù)用原理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)上路、動(dòng)態(tài)下路以及波長(zhǎng)配置的設(shè)備，對(duì)于中繼設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)上下調(diào)配波長(zhǎng)。實(shí)際現(xiàn)網(wǎng)中光纖連接非常復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員要清楚設(shè)備的物理連接，多參與業(yè)務(wù)開通測(cè)試，這對(duì)于日程維護(hù)和故障定位非常重要。在故障處理時(shí)，一定要按照正規(guī)操作流程和要求進(jìn)行，例如佩戴靜電手環(huán)、使用清潔工具處理臟污等。