OTN告警介绍及故障定位方法

OTN告警介绍及故障定位⽅法

OTN告警介绍及故障定位⽅法

1 OTN帧结构简介

1.1 OTN产⽣的背景

⽬前随着通信⾏业的发展，对光⽹络的要求越来越⾼，要求光⽹络所承载的信息量也越来越⼤，承载的客户信号种类也各种各样，包括

SDH、ATM、以太⽹、IP等多种信号都要求能在光⽹络中快速、⾼效、透明、可靠的传输。为此，国际电信联盟ITU制订光传送⽹OTN的

相关标准，来指导OTN的发展。

光传送⽹OTN是下⼀代光⽹络的发展⽅向。OTN设备主要完成的功能就是将客户信号封装在OTN的相应帧格式中，透明、⾼效的进⾏传

输，同时，通过相应的OTN开销对信号的好坏进⾏检测。因此，理解好OTN开销对深⼊理解OTN设备有着重要意义。

ITU-T在G.709标准中规定了OTN的帧格式和映射⽅式，；在G.798标准中规定了设备的功能特性。因此，本⼿册主要以G.709和G.798为标

准，结合我司M820V2.5设备和

ZXONE 8X00设备，主要讲述我司设备OTN开销的实现以及检测。

1.2 OTN的⽹络层次

光传送⽹OTN的⼀个主要特征就是⽹络的层次化。将光传送⽹划分为多个⽹络层次，每个层次之间彼此互为服务层与客户层。客户信号在

不同层次之间进⾏传输，每⼀层次都有着⾃⼰的开销，⽤于检测本层次信号的好坏。

根据ITU-T的G.709规定，OTN分为客户信号层、光通道净荷单元（OPU）、光通道数据单元（ODU）、光通道传送单元（OTU）、光通

道层（OCH）、光复⽤段层（OMS）、光传输段层（OTS）。以上各层之间，前者是后者的客户层，后者是前者的服务层。下⾯是对各

层的简单说明：

1. 客户信号层：该层主要指OTN⽹络所要承载的局⽅信号，主要包括：SDH、以太⽹、

IP业务等。

2. 光通道净荷单元OPU：该层主要是⽤来适配客户信号以便使其适合在光通道上传输，

即：承载客户信号的“容器”。该层的开销主要⽤来指⽰客户信号映射到OTN信号的过程。

3. 光通道数据单元ODU：该层是由OPU层和ODU层相关开销构成的，该层的开销可

以⽀持对传输信号质量端到端的检测。

4. 光通道传送单元OTU：该层是在光路上传输信息的基本单元结构，有ODU层和OTU

层相关开销构成。

5. 光通道层OCH ：该层是具有特定波长和特殊帧格式的光信号，其中特殊帧格式即定义的OTU 层。

6. 光复⽤段层OMS ：该层为经过合波处理的多波长光信号。

7.

光传输段层OTS ：该层是经过OA 放⼤等处理后的光信号。

由于层次化是OTN ⽹络的主要特点，因此，熟悉各层次结构对于理解OTN 标准⼗分重要。下图是OTN 各层次图，以我司设备为例，指出

各层的具体位置。

客户信号层O P U 层O D U 层O T U 层O C H 层O M S 层O T S

层

客户层

服务层

OCh OPU ODU OTU

OCh OMS OTS

= Optical Channel ODU = Optical Data Unit

OPU = Optical Payload Unit

OTU = Optical Transport Unit

M820V2.5设备OTN各层次举例

客户信号层（SDH）

在这需要指出的是OTS层、OMS层和OCH层是纯粹的光信号，虽然G.709中定义了相关的开销，但是⽬前⼏乎所有的设备制造商都没有涉

⾜。因此，我们重点关注的应是OPU层、ODU层以及OTU层的相关开销。

OTN各层还有不同的速率级别，即通常采⽤OPUk、ODUk、OTUk的形式来表⽰OTN各层（k=0、1、2、3），ODU0对应1.25G速率级别

可以⽤来封装GE信号；ODU1对应2.5G 速率级别可以⽤来封装STM-16信号；ODU2对应10G速率级别；ODU3则对应40G速率级别。

1.3 OTN的帧结构

OTN的帧结构与SDH的帧结构不同，OTUk的帧是由4⾏4080列的字节组成。每⼀个OTUk帧都可以看成相应ODUk加成OTU的开销所构

成，⽽每⼀个ODUk也同样可以看成是由相应的OPUk加上ODU的开销所构成。下图是⼀个OTUk帧的⽰意图：

1

2

3

4

上图所⽰中，紫⾊区域为OTUk帧的帧头区；红⾊区域为OTU层开销；蓝⾊区域为ODU层开销；绿⾊区域为OPU层开销；黄⾊区域为

OTUk帧的净荷区。详细的开销⽰意图如下图所⽰：

下⾯就分别对各区域开销做简单介绍。

1. 帧定位字节：

G.709中规定，每⼀个OTUk的帧头有6个帧定位字节（FAS）和⼀个复帧定位

字节（MFAS）组成。帧定位开销既可⽤于OTUk也可以⽤于ODUk，当设备收到的OTUk帧或ODUk帧的帧定位字节出现错误时，设备上

报OTU帧丢失（对于ODU帧则上报ODU-LOFLOM）；如果出现复帧错误，则会上报OTU复帧丢失的告警。需要特别指出的是，⽆论是帧

丢失还是复帧丢失，都按业务失效处理。

2. OTUk的开销：

如图2-3所⽰，OTUk的开销实际上有两部分组成，⼀部分是7个字节的开销，另⼀部分是最后附加的FEC纠错开销，这⾥重点介绍OTUk的

7个字节开销。

OTUk的7字节开销主要三部分组成：3字节的段检视开销（SM）、2字节的通⽤通信通道（GCC0）以及2字节的预留段（RES）。与我们

业务密切相关的是SM段的开销。

SM段开销有3个字节组成，第⼀个字节为路径踪迹标⽰符（TTI），第⼆个字节为⽐特间插校验码BIP-8，最后⼀个字节则由4位的后向差

错指⽰/后向输⼊定位错误指⽰（BEI/BIAE）、1位后向缺陷指⽰（BDI）、1位的输⼊定位错误（IAE）以及2位的预留⽐特所组成，⽰意图

如下：

路径踪迹标⽰符（TTI）是由64个字节组成，⽤来指⽰路径踪迹防⽌错连。我司的设备既可以在源端⼈为设置TTI的期望值，也可以检测上

游传递过来的TTI值，当所受到的TTI 值与⽹管设置的期望值不⼀致时，则上报TTI失配告警。

⽐特间插校验码BIP-8是⽤来检测OTUk帧中的传输错误的，当收到的BIP-8值与上游发来的BIP-8值不⼀致，则设备会统计BIP-8个数，以

表⽰上游传过来的信号中有误码存在。

后向差错指⽰/后向输⼊定位错误指⽰（BEI/BIAE）是⽤来向上游指⽰错误或对齐错误的，当设备收到BIP-8误码时，会向上游回送同样数

量的BEI作为错误指⽰；如果设备收到帧对齐错误IAE时，在统计IAE秒的同时，会向上游回送同样数量的BIAE。

后向缺陷指⽰（BDI）是⽤来向上游传送反向失效指⽰的。当设备收到业务失效信息时，会向上游回送BDI，以表⽰收到的信号失效。

注意:

TTI、BDI、BIP-8、BEI、IAE以及BIAE等开销，不仅仅是在OTUk开销中存在，同样在ODUk层开销和TCMi层开销中也存在，它们的意义

是⼀样的，只是⽤来检测不同的⽹络层次，因此，在⼯程中遇到相关告警或性能统计，⼀定要⾸先明确是哪⼀层次的。

下图是我司设备层次的举例说明：

实纤实纤

3. ODUk的开销：

G.709中规定的ODUk的开销⽐较复杂，如图2-3所⽰，ODUk的开销主要由

3*14个字节组成，这⾥主要说明⼀下与业务关系密切的开销。

在ODUk开销中最为重要的开销有两组，即：3字节长的PM段开销和3字节长

的TCMi开销。

ODUk通道段监视PM段开销和串联监视TCMi段开销与OTUk中SM开销类似，主要的区别在于PM和TCMi开销中有3⽐特位的状态标⽰符

（STAT），⽽SM 开销中是预留位（RES）。G.709中规定的串联监视TCM⼀共有6个，即TCM1~TCM6，由于其开销地位完全相同，故

本⽂中统⼀⽤TCMi来表⽰6个TCM层开销。下图是PM和TCMi的开销⽰意图：

图 1-1 TCMi段开销⽰意图

PM层和TCMi层中的TTI、BIP-8等开销的意义与SM中⼀致，不再重述。这⾥主要说明⼀下状态标志符（STAT）的含义。状态标⽰符

STAT主要由3个⽐特位组成，由⼆进制表⽰⼀共有8个不同状态。ODUk PM及TCM状态位含义见下表。

这⾥需要重点关注的是维护信号，根据G.709的规定，定义了三种维护信号

AIS、OCI和LCK。当下插这三种维护信号时，设备将会以特殊码型来替代出帧

定位字节外的全部业务信号（AIS全部置为111、OCI置为110、LCk置为101），

此时，业务应为失效处理。关于维护信号的更多内容，将在后续章节中进⾏详

述。

4. OPUk的开销：

G.709中规定的OPUk的开销主要由包括净荷类型（PT）的净荷结构标识（PSI）、

与级联相关的开销、与客户信号映射到OPUk相关的开销构成。这⾥只需要重点

关注PT。

净荷类型PT代表了不同的业务映射类型，我司的设备不仅可以在源端设置期望

的PT值，⽽且在设备也可以检测到上游传递过来的PT值，当接受到的PT值与

⽹管设置的期望值不⼀致时，则上报PT失配告警。

注：当设备AIS⾮使能状态时，PT失配和TTI失配都不会影响业务。

1.4 OTUk,ODUk,OPUk的区别

OPUk帧是ODUk帧的⼀部分，ODUk帧是OTUk帧的⼀部分。即OTUk帧中，和业务映射相关的部分组成OPUk,OPUk加上⼀些维护管理

开销组成ODUk，⽽ODUk再加上⼀部分维护管理开销组成OTUk

OTUk帧是为了让ODUk帧能够在光纤中传输⽽设计的，ODUk帧中加上⼀些适应于外部传输的开销或处理操作就形成了OTUk帧，例如

FEC，SM开销，扰码等。

出现在设备外⾯的信号必然是OTUk帧，不可能是ODUk或OPUk帧

ODUk帧是OTUk帧的⼀部分，是电层处理时⽤到的帧格式，例如对OTUk做电再⽣处理时，必须将OTUk帧转换为ODUk帧，然后再从

ODUk转为OTUk帧。另外电层交叉调度也是在ODUk上实现的。电层的处理⽤不到OTUk帧中适⽤于外部传输的特征，所以应该将OTUk帧

做些简化后再进⾏，实际上OTUk帧去掉适⽤于外部传输的特性后就变成了ODUk帧。ODUk帧和OTUk帧分别有⾃⼰的开销，OTUk帧的开

销⾃然是在外部传输时⽤到的，⽽ODUk开销是在电层处理时⽤到的

OPUk帧是ODUk帧的⼀部分，OPUk帧是专门为了实现将业务装⼊OTUk帧⽽设计的。OPUk帧的主要功能就是把各种业务装OPUk帧的

净荷部分，然后再加上和业务映射有关的开销，例如字节调整开销和净荷类型指⽰

1.5 OTN⽹络中客户信号的映射与复⽤

客户信号的映射与复⽤过程⽐较复杂，这⾥不作详述，仅对过程做简单的叙述，如有需要可以参加G.709和G.798。

1. GE业务的映射过程：

GE信号—>GFP-T—>OPU0—>ODU0—>OPU1—>ODU1—>OPU2—>ODU2—>OTU2

2. 10GE-LAN业务的映射过程：

10GE-LAN信号—>GFP-F—>OPU2—>ODU2—>OTU2

3. STM-16业务的映射过程：

STM-16信号—>OPU1—>ODU1—>OPU2—>ODU2—>OTU2

4. STM-64业务的映射过程：

STM-64信号—>OPU2—>ODU2—>OTU2

上述映射过程是以M820V2.5和ZXONE 8X00为例，熟悉客户信号的映射过程对理解单板的检测点和故障分析是很重要的。

1.6 PM/SM/TCM/OAC层

1.6.1 SM,PM,TCM的作⽤范围

SM的范围：OTUk电再⽣时

PM的范围：⾮OTUk信号转换到OTUk时产⽣，OTUk转换为⾮OTUk时终结?TCM的范围：在整个PM范围内的⼀部分，起点和终点由⽤

户决定。设置⽅法：发送⼝可设置运⾏或透传，接收⼝可设置运⾏、监测或透传）

1.6.2 SM,PM,TCM层主要告警1.6.

2.1 SM层主要告警：

I = 1~6

1.6.

2.4 OAC层主要告警：1.6.2.4.1 GE/10GE业务

1.6.

2.4.2 SDH业务

2单板端⼝的定义：

在M820V2.5设备和M8x00设备中，ODUk的调度接收端⼝是指从光⼝到背板⽅向，ODUk调度发送端⼝是指从背板到光⼝⽅向。下图是背

板端⼝的⽰意图：

ODUK调度ODUK调度

3维护信号的含义

根据G.709的定义，OTN⽹络中存在三种维护信号，即：告警指⽰信号AIS、锁定指⽰信号LCK以及断开连接指⽰OCI。当出现这三种维护

信号时，说明所在业务失效。

3.1 告警指⽰信号AIS：

AIS是实际⼯程中最常遇到的⼀种维护信号，其根本作⽤传递告警信息，即将上游业务失效的信息传递给下游或者是将服务层信号失效的

信息传递给客户层。因此，遇到AIS告警要明⽩两点：⼀是本业务⽅向失效；⼆是故障点不在本检测点⽽应顺着业务流向向上游查找。此

外，AIS是要在所在层中透传的，也就是说从产⽣之初开始⼀直到所在层结束，都会有AIS告警。

ODU AIS插⼊条件:光层LOS、OUT层AIS、LOF、LOM、TTI失配、ODU层LOFLOM、

下图是AIS产⽣和透传的⽰意图：

检测到失效检测到AIS 告警上报

告警上报

3.2 断开连接指⽰OCI ：

OCI 告警是在M820 V2.5

设备和M8x00设备中新增加的，其主要⽬的是指⽰交叉连接的断开。也就是说遇到OCI 说明本业务所在的路径上游没有配交叉连接。

断断断断断断

断断OCI

断断OCI

通过OCI 告警进⾏问题定位：

没有配置交叉时单板对应的调度端⼝上报OCI 告警，上游的OCI 告警可以透传到下游站点，根据OCI 告警上报的端⼝，判断交叉配置情

况，如下图所⽰。

从背板到光⼝⽅向没有配置交叉时，业务板调度发送端⼝上报OCI 告警；

A 站点从CH1到LO2⽅向没有配置交叉时，A 站点LO2调度发送端⼝及

B 站点LO2调度接收端⼝同时上报OCI 告警。

站点A站点B

ODUK调度ODUK调度ODUK调度ODUK调度

3.3 锁定指⽰LCK：

LCK⼀般是通过⽹管设置的，在正常应⽤下是不会有该告警产⽣的。LCK的主要作⽤是锁定该路径，表⽰该路径不再被使⽤。

4业务单板常见告警

单板的告警是定位故障的主要⼿段，因此，在本节中将主要介绍⼀些M820V2.5设备和M8x00设备中常见的告警，关于出现告警后具体的

定位⽅法将在后⽂中举例详述。

4.1 服务层信号失效告警（SSF）：

该告警是M820V2.5设备和M8x00设备中新增的告警，⽤来表⽰该检测点所监测层的服务层信号失效。⽐如线路侧接收端⼝业务失效时，

对应的调度接收端⼝会上报SSF告警，出现该告警意味着业务的中断，并会下插维护信号AIS。服务层失效告警上报时⼀定是业务⽅向的

上游检测点有问题SSF告警优先级最⾼，当某端⼝上报SSF告警时会屏蔽掉其他告警。

4.2 信号劣化告警（DEG）：

该告警的出现意味着当前信号质量的严重劣化。按照ITU-T标准的规定，我司设备可以检测SM层、PM层和TCMi层的BIP8，当收到信号的

BIP8超过所设的DEG门限时，就会上报SM层、PM层或TCMi 层的DEG告警。DEG门限可以通过⽹管设置。

在DEGM（秒）的时间范围内，如果每秒种内错误帧占总帧数的百分⽐都超过DEGTHR(%)，则认为DEG告警产⽣。

4.3 GFP相关告警：

通⽤成帧程序GFP是⽤来承载以太⽹数据业务的⼀种成帧⽅式。⼀般分为GFP-T和GFP-F两种。⽬前，在M820V2.5设备和M8x00设备

中，GE业务采⽤GFP-T的封装，10GE-LAN采⽤GFP-F的封装。GFP成帧是位于以太⽹业务和OPU帧之间的，也就是以太⽹业务先映射

到GFP帧，然后再映射到OPU 中，⼀般是由客户侧单板（如：COMB、CH1、DSAC等）来完成的。

GFP相关告警⼀般主要有两种，即：GFP客户信号失效和GFP同步丢失。这两种告警只有在接⼊以太⽹业务时才会出现。GFP客户信号失

效告警意味着在GFP成帧之前以太⽹业务就已经失效，出现该告警多数是因为上游客户侧信号有问题；GFP同步丢失告警意味着故障点在

GFP成帧之后。有关这两种告警具体的定位⽅法将在后⽂中详述。

4.4 G-AIS告警：

该告警是M820V2.5设备和M8x00设备新增的告警，⽤于表⽰客户信号失效，相当于客户层的维护信号AIS，因此，只有客户侧单板（如：

COMB、CH1、CD2、CQ2、CO2）才会上报该告警。当接⼊SDH 业务时如果上游输⼊的客户信号失效，上游客户侧单板检测到客户信

号失效后采⽤维护信号G-AIS代替原有的客户信号向下游传递，此时在下游客户侧单板的输出⼝会上报G-AIS告警。⽬前只有具有外购

FRAMER芯⽚的CD2、CQ2、CO2单板实现了此功能。

4.5 后向缺陷指⽰BDI告警：

BDI告警是实际⼯程中最常见的告警之⼀，它的出现意味着反⽅向业务有失效的情况。遇到BDI告警

说明了两点：⼀，本⽅向业务是好的；⼆，反⽅向业务失效了。举个例⼦，有三个站点A、B、C，之间接

有双向业务。若A点上报了BDI告警，则查看下游节点B，发现B点也上报了BDI告警，则继续向下游找，

直到找到不上报BDI告警的节点C，说明节点C接收到了失效的业务并回插了BDI，此时应该由节点C开

始向上游查找业务失效点。

OUT BDI插⼊条件：光层LOS、OUT层LOF、LOM、TTI失配、AIS、

ODU BDI插⼊条件: OTUT层LOF、LOM、TTI失配、AIS、ODU层LOFLOM、AIS、OCI、LCK

检测到失效检测到AIS

告警上报

告警上报

4.6 背板层信号帧丢失/复帧丢失告警：

该告警是M820V2.5设备中新增的告警。在M820V2.5设备中⼀共有两个交叉板CSUB，分别放在7

槽位和8槽位。如果业务板有背板层状态帧丢失告警上报，说明有交叉板不在位或者失效的情况，此时查

看该告警上报的检测端⼝，如果是背板总线状态接收端⼝1上报的，则说明是7槽位CSUB单板有问题；

如果是背板总线状态接收端⼝2上报的，则说明是8槽位CSUB单板有问题。

8300有4块交叉板，采⽤2：2保护，对业务板来讲，背板端⼝1~4分别对应8~11槽位的交叉板，

这四块交叉板中只要有两块交叉板⼯作正常，系统就可以正常⼯作。对于820和8200这样的1：1保护系

统来讲，只要有⼀块交叉板有效，业务就正常；对于8300这样的2：2保护系统来讲，只要有2块交叉板

有效，业务就正常。

8200⼦架只要有1个交叉板正常运⾏就可以正常⼯作；8300⼦架只要有2个交叉板正常运⾏就可以

正常⼯作；8500⼦架只要有4个交叉板正常运⾏就可以正常⼯作；

如果交叉板的数⽬少于以上的1/2/4个，则业务板背板总线状态端⼝上报背板层信号帧丢失告警，表

⽰缺少⾜够的交叉板，⽽此时业务必定⽆法正常运⾏。当业务板上报该告警时，要检查交叉板数⽬是否正

确及交叉板是否正常运⾏。

4.7 多点连接时各点上报的告警：

4.7.1 情况⼀：

没有上业务,双向，没有配置交叉，线路侧光纤连接，

CH1:

客户侧输⼊端⼝：信号丢失、输⼊⽆光

客户侧输出端⼝：服务层信号失效

调度发送端⼝：ODU OCI告警

LO2:

调度发送端⼝： ODU OCI告警

调度接收端⼝： ODU OCI告警

线路侧发送端⼝：⽆告警

线路侧接收端⼝：⽆告警

4.7.2 情况⼆：

没有上业务，双向，配置交叉，线路侧光纤连接

CH1:

客户侧输⼊端⼝：信号丢失、输⼊⽆光

客户侧输出端⼝：GFP客户信号失效

LO2:

⽆告警

4.7.3 情况三：

CH1接⼊业务，双向，配置交叉，线路侧光纤连接

CH1：⽆告警

LO2：⽆告警

补充说明：

没有配置交叉时单板上报ODU OCI告警，LO2和CH1在调度发送端⼝（背板向光⼝⽅向）有检测点⽤于计算是否产⽣OCI，⽬前此告警⽐

较可信，⼀旦出现该告警可以认定是没有配置交叉。LO2⽐CH1特别之处是LO2在调度接收端⼝（光⼝向背板⽅向）有检测点，可以读取

维护信号OCI开销，⽤以检测上游有没有配置交叉；

5 常见故障的举例定位

5.1 服务层信号失效SSF告警：

遇到该告警时，最重要的⼀点就是搞清楚上报该告警端⼝的服务层是哪⼀层，然后就可以⽐较容易的

找出故障点。

情况⼀：线路侧单板的ODUK调度接收端⼝上报SSF

以LD2为例，⼀般情况下，LD2调度接收端⼝所检测的是ODUk层，因此，其服务层是OTU2层，

上报SSF也就意味着光⼝接收⽅向业务失效，此时线路侧接收光⼝多数会有失效告警（如：LOS、LOM、LOF、OUT-AIS等）。

情况⼆：客户侧或线路侧单板的ODUk调度发送⼝上报SSF

以M8x00的线路单板LO2为例，⼀般情况下，LO2调度发送⼝所检测的是ODUk层，⽽调度发送

⼝的ODUk业务是从背板过来的，因此，背板帧信号可以看成ODUk的服务层，上报SSF意味着背板帧

信号失效，此时多数情况是由于交叉板出现故障。

情况三：客户侧单板的OAC输出光⼝上报SSF

以COMB单板为例，其OAC侧的输出光⼝检测的是客户信号（如SDH或以太⽹业务），其服务层

可以认为是ODUk层，上报SSF意味着上游发过来的ODUk层已经失效，多数情况下其相应的ODUk调

度发送⼝会有告警上报（如：ODU-AIS、ODU-OCI等），此时故障点应继续向上游寻找。

5.2 GFP客户信号失效与GFP同步丢失：

以M8x00设备中CH1单板接⼊GE业务为例，说明遇到这两种告警的定位情况（COMB单板情况类似）。

断断断断断断断断断GFP断断断

上图是上报GFP客户侧信号失效的情况。如果CH1单板客户侧输出光⼝上报该告警，则说明上游对

应的客户侧信号失效，⼀般为没有正确接⼊业务，但整个波分设备是好的。

GFP同步丢失告警的产⽣在M820V2.4和M820V2.5设备中的处理是不⼀样的（M8x00设备与

M820V2.5设备处理⽅法是⼀致的）。在M820V2.4中，当上游客户侧单板DSAC到下游DSAC中间路径

出现故障，则下游DSAC客户侧输出光⼝就会上报GFP同步丢失。但在M820V2.5设备中，该情况则是

上报服务层信号失效。在M820V2.5设备中，如果COMB上报了GFP同步丢失告警，⼀般意味着上游出

现了业务接错的现象，即很有可能是将STM-16业务或者⽩光交叉给GE端⼝上。

5.3 ODU-LOFLOM告警：

该告警的出现意味着ODU的帧定位字节或者复帧定位字节错误或丢失。常见的情况是业务板的调度