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浅析光传输网的误码性能及应用_通信工程毕业论文范文

发布时间:2015-01-26 来源:人大经济论坛
浅析光传输网的误码性能及应用_通信工程毕业论文范文  浅析光传输网的误码性能及应用  渭南网络维护中心   杨碧芹  摘要:在分析了误码对各类业务影响的基础上,主要阐述了在光传输网维护中误码性能参考标准、误码检测机理、网管采集原理及在实际排障中的应用。  关键词:传输网、误码性能、开销字节、网管  1  引言  随着各类新业务量的迅猛增长,传输容量、传输设备也在不断地增加,光通信传输网从初期的点对点PDH光系统到 SDH自愈环光系统一直发展到现在的DWDM,其上所承载的业务由原来单一的话音业务到现在的IP业务、DDN业务、专线出租业务、视频业务等等,其业务不仅对带宽提出了更高的要求,同时也对通道质量同样提出了更高的要求,而在目前光传输系统中,误码是影响传输通道质量的重要因素,是表征传输质量标准的重要指标,现从以下几方面谈谈传输网中的误码性能。2  误码对各类业务的影响  所谓误码,就是在数字通信系统中,接收端通过接受判决再生后产生的比特流中,某些比特发生了差错,是传输信息的质量产生了损伤。不同的业务对通道误码率的要求不同,当超过一定门限后,就会对业务产生影响,对话音业务会产生掉话现象或电话难打现象;对数据业务会产生丢包、错包现象等;对图像业务会产生画面出现马赛克或定格等现象,可见误码对业务影响是如此之大,那么在光传输网维护当中,我们应参考什么样的误码性能标准。  3  误码性能的参考标准  ITU-T有两个建议规定误码性能,G821以误码(比特差错)事件为基础的规范,而G826以误快(块差错)事件为基础的规范。  G821定义的误码性能事件有:  ·ES(误码秒):在1秒时间周期内,有一个或更多差错比特;  ·SES(严重误码秒):在1秒时间周期的比特差错比≥10-3;  G821定义的误码性能参数有:  · ESR(误码秒比):在一个固定测试时间间隔上的可用时间内, ES与总秒数之比;  · SESR(严重误码秒比):在一个固定测试时间间隔上的可用时间内,SES与总秒数之比;  G821定义的误码性能指标:   一个国际ISDN全长为27500KM的HRX连接误码性能指标为:      表一   64Kbit/s国际ISDN连接误码性能指标(RPO)      G826误码性能事件和参数:  事件的定义::  ·EB(误块):在一块中有一个或多个差错比特;  ·ES(误块秒):在一秒中有一个或多个误块时,就称该秒为误块秒;  ·SES(严重误块秒):在一秒中含有≥30%的误块或至少有一个缺陷;  ·BBE(背景误块):发生在SES以外的误块。  参数的定义:  ·ESR(误块秒比): 在一个确定的测试时间内,可用时间内的ES与总秒数之比;  ·SESR(严重误块秒比): 在一个确定的测试时间内,可用时间内的SES与总秒数之比;  ·BBER(背景误块比): 在一个确定的测试时间内,可用时间内背景误块与总块数扣除SES中的所有块后剩余块数之比。  G.826的性能指标:  以上ITU-T  G.826建议是规范数字传输网误码网络性能指标,它一般用统计术语来描述,并要求长期测试至少一个月来检验。在工程验收和实际维护中,建议用M.2100(PDH)、M.2101(SDH)来规范传输网数字通道和复用段维护指标。该建议端到端基准性能指标是G.826规范值的一半。因采用短时间的维护检测结果来判断优劣,只有采用更严格指标才能保证电信网的长时间性能指标合格。《维护规程》中所有短期测试的性能限值都是依此为基础导出的。《维护规程》还指出CRC-4校验的计数值与2Mb/s 速率所统计得到的ES和SES事件之间的等效关系为: 1秒钟内若有大于或等于1个CRC-4差错计数,它等效于1个ES; 1秒钟内若有大于或等于805个CRC-4差错计数,它等效于1个SES+1个ES。 4  误码与开销     SDH帧结构中,用于误码检测的开销字节有:B1、B2、B3、V5、M1、G1等,借助SDH帧结构中的开销字节传递告警、性能信息,使得SDH系统具有在线告警和误码监测能力,从SDH或DWDM的网管在线检测中可轻易了解整个网络的性能,对检测到的事件(异常和缺陷)进行近端或远端评估,及时发现各种隐患。熟悉各种开销功能,对于日常维护和排障非常有用。再生段RS、复用段MS、高阶通道HP、低阶通道LP各种开销与告警的对应表如                                      下:                                                                            注: ·异常:在线异常状态用于确定不处于缺陷状态的SDH通道差错性能,一个BIP-n检出一个误块就认为是异常。       · 缺陷:在线缺陷状态用来确定可能发生在通道中的性能变化,在1秒钟1个或多个缺陷导致一个SES。  ·RDI::远端缺陷指示;REI:远端差错指示; DEG: 信号劣化  RFI :远端故障指示;TCM:串联指示 ;  EXC: 误码越限  渭南本地传输网基本采用了中兴ZXSM2500 II 、ZXSM380、ZXSM390 SDH设备,现以该设备为例,详细说明误码开销字节在实际维护中的应用:  B1  该字节用于再生段误码的检测,此误码多与光路有关。B1误码不传递,在接收端终结,且无远端概念。B1的检测在收端进行,发端不检测。B1误码的产生原因有以下几种:由于光板接收光功率过强或过弱导致;或由于系统本身造成,如光板收发光模块,时钟板及时钟质量的问题;也有可能是由于网管在再生段插入误码未解除导致。B1在REG、ADM、TM网元类型光接口板上都会终结。当B1误码记数超过门限值,则上报为B1性能超值告警。有B1 BBE、B1 ES、B1 SES、B1UAS等     B2  该字节用于复用段误码的检测,监测两站复用段之间的路由。B2误码不传递,在接受端终结。B2的检测在收端进行,发端不检测。B2误码一般伴随B1产生而产生,因此,在解决B2误码前应首先解决B1误码。在收端检测B2误码的同时,通过复用段远端误码块指示字节,发端网元同时上报B2  FE数值告警(FEES/FEBBE/FESES/FEUAS)。因此,一般某网元的B2的BBE/ES/SES/UAS与对端网元的B2  FEBBE/FEES/ FESES/FEUAS伴随产生。      B3  该字节用于高阶通道的误码检测,只监测两站间某高阶通道间的路由。它负责监测VC4在STM-N帧中传输的误码性能,监测机理与B1,B2类似。B3误码是传递的,在整个通道的终点终结。一般某网元的B3的BBE/ES/SES/UAS与对端网元的B3  FEBBE/FEES/FESES/FEUAS伴随产生。      V5  该字节用于低阶通道的误码检测。一般某网元的V5的BBE/ES/SES/UAS与对端网元的V5  FEBBE/FEES/ FESES/FEUAS伴随产生。该告警是中兴Ⅱ型机设备网管常见告警之一,刷新告警消失后不久又重复出现。该误码又名通道误码,一般因EP1板接口故障引起,需要重新配置故障时隙来解决。 5  SDH网管误码性能管理及在爱立信网管中的应用  性能管理主要负责监视网络的性能,完成传送中通道和有关网元实际运行中的质量数据,为维护人员提供评价、分析、预测的手段。其主要功能如下: 5.1 性能数据的采集和存储  性能数据的采集通过检测SDH的开销字节(SOH和POH)来获得性能参数,并设置性能门限,如果发现性能异常则产生性能告警事件。性能数据分为15分钟和24小时两种周期采集和上报。管理系统存储一段时间内的性能历史纪录,分别存放在相应的15分钟和24小时寄存器中。  需要收集和监测的性能基本参数有:ES(误块秒)、SES(严重误块秒)、BBE(背景误块)、码违例(CV)等。 5.2 性能门限的管理  当传送实体的性能降低到预定的水平时,利用门限机制可以方便的自动产生性能事件报告。管理系统可以对各种性能事件分别设置15分钟和4小时门限,门限值可以在0到最大值之间设定、修改。但性能事件突破门限值时,应产生有关性能越限告警信号。 5.3 性能数据的报告  管理系统可以在不影响寄存器内容的前提下,将存放在各寄存器中的性能数据收集起来并提供报告。性能数据的报告可以按指定的参数、传输方向、累计周期进行上报。报告的形式有以下几种模式:定期上报、请求上报、禁止/允许上报、性能越限自动报告,通过相关设置实现。 5.4 性能的显示和分析     管理系统将收集到的性能数据以直观的形式显示出来,并能对各种性能数据进行分析,从而确定传输的性能。性能数据的显示方式:包括有文本方式、报表方式和图形方式的显示。 显示的类别可以按指定的时间间隔,指定的性能参数,指定的再生段、复用段和通道,根据各种组合条件给出性能数据的统计显示。显示的内容至少应包括:监视对象的名称、数据收集的时间间隔(15min或24h)、数据值(如ES、SES、UAS等)、数据收集的起止时间,等等。  关于爱立信网管中的性能管理  省内陕南环采用爱立信2.5G传输设备,下面利用620-2网元为例,简单介绍一下单个网元性能测试步骤: 现用本地终端登陆打开620-2网元; 测试低阶通道VC12性能:选择63X2M支路板,点击Channels—port—path term data---Enable既可测的15分钟或24小时近端(Near End)与远端(Far End)的ES、 SES 、BBE等数据; 测试高阶通道VC4性能:选择STM-1E电板,点击Channels—General ----port—AU4---Path Term Data---Enable既可测的15分钟或24小时近端(Near End)与远端(Far End)的ES、 SES 、BBE等数据; 测试再生段RS性能:选择STM-1E电板,点击Channels—General—RS Peformeance----Enable既可测的15分钟或24小时近端数据; 测试复用段MS性能:选择STM-1E电板,点击Channels—General—MS Peformeance----Enable既可测的15分钟或24小时近端数据和远端数据;  通过测得数据,分析通道、复用段、再生段是否工作正常。 6  误码性能在实际排障中的应用  误码在传输领域一直是个较为头痛的问题,据统计大约60%的故障有误码引起,按照15分钟性能检测到误码块数量来分的,误码可分为少量误码和大量误码。一般15分钟内误码块数量如少于10个,则认为是少量误码。按照连续出现误码的时间间隔长短,误码又可分为突发性误码和持续性误码。其中突发性少量误码(也称零星误码)很难进行故障定位,只有经过长期性能分析、深入了解误码性能基本原理,并在实际维护和排障中进行综合运用,方可水落石出。  误码类故障处理通常有两大步:定位到网元或网段;在网元或网段内找出故障源进而排除。一般引起误码的原因有: ●外部原因:光纤接头不清洁或连接不正确;光纤性能劣化,损耗过高;设备接地不好;设备附近有强烈干扰源;设备散热不好,工作温度过高;DDF架接触不良等。 设备原因:交叉板与光板、支路板配合不好;时钟板同步性能不好;单板失效或性能不好等。 本人在实际维护中处理过多起误码类故障,现举两例。 [案例一]光板故障导致B1、B2性能超值。  [系统概述]   渭南区内北环共有七个站:1、2、3、4、5、6、7号站都是ZXSM2500 II  ADM设备,组成MSP环,集中性业务,1号站为中心站,其他站到1号站下有业务,网络图如图一。     图一                                                                                                                                                                                                                                                                    图二  图二     [故障现象]  在区北环网管上查看到5号站收1号站的11#  OI16板报B1、B2性能超值,而且不断累加,其余各站正常。 [故障分析和排除]      晚上23:30,首先双方先观察各站设备温度是否过高,经观察正常,然后让5号站拔掉对1号站的光纤,出现复用段保护倒换,不影响业务,之后让两端清洁光纤接头及设备光接头,用光功率计测量收光功率-14dB正常,之后让其恢复光纤。在网管上观察业务倒换成功,再查该5号站的11#  OI16板性能,仍报B1、B2性能超值。说明与光接头、光功率无关。由于当时无备板,且已深夜,业务影响不大,故决定让5号站将本站5#光板与11#光板互倒,障碍随之转移,故判断为5号站的11#  OI16板有问题,将板复原位,通知5号站取备板,第二天更换原11#光板,恢复光路,在网管观察5号站11#光板性能,仍然上报B1、B2性能超值,但数值明显减少,且15分钟无累加值,感到很奇怪,随怀疑1号站5#光板光发模块是否也有故障,晚上在1号站拔断5# OI16板光纤,观察业务倒换成功后,对5#光板自环,上报B1、B2性能值。既确认1号站5#光板光发模块也有故障,更换5#光板后,在网管观察数天,无B1、B2性能超值上报。上述误码障碍,经过数天处理,终于有了圆满的结果。 [结论和建议]   由此可见,平时发生故障点通常只有一个,但可能还有一个潜在的故障点,虽然不一定是引起故障的主要原因,但会是故障处理过程中有些现象难以解释,维护人员应深入思考。引起光路误码的原因很多,首先排除外部原因,例如温度、光纤接头、设备接地等原因,然后定位是否为光板原因,不仅可能是光板光收的原因,也有可能是光板光发原因,或是 CSC、时钟板。所以当发生类似上述障碍后,首先将故障点准确地定位,是极其重要和关键的。再将故障点准确的定位到单站后,就可以集中精力,通过数据分析、硬件检查、更换单板等手段来排除故障。 [案例二]设备温度过高导致网管上报B2,B3 BBE/ES/SES [系统概述]   渭南区内南环共有五个站:1(渭)、2(华)、3(阴)、4(潼)、5(大)号站,都是ZXSM2500 II  ADM设备,组成MSP环,集中性业务,1号站为中心站,至其余各站均下一个VC4. 网络图如图二 [故障现象]  我方交换机房值班人申告渭南至华县、华阴、潼关、大力各县的大部分电路不可用,经传输室值班人员挂表测试发现电路有误码,查看区南环网管发现:各站LP16板上有大量的“B2,B3 BBE/ES/SES性能值”上报,同时有“复用段信号劣化”和“B2,B3 BBE/ES/SES性能超值”告警。与之相对应对端LP16板上有大量的“B2,B3 FEBBE/FEES/FESES性能值”上报,同时有“复用段远端缺陷指示”和“B2,B3  FEBBE/FEES/FESES性能超值”告警. [故障分析和排除]  由于有B2/B3性能值上报,是复用段的告警。首先通知各站检查机房环境和设备运行状况。经检查与联系发现除渭南站外其余各站机板温度都较高(烫手),通知各站尽快清洁架内风扇及防尘网,20分钟后,各站反映设备温度已降下来,观察网管性能和告警指示,故障完全消除。故障原因:由于LP16板温度过高,芯片不能正常工作而产生误码。 [结论和建议]  环境因素对设备运行起着至关重要的作用,所以《光缆传输设备维护规程》对环境温、湿度有明确规定,由于北方灰尘较大,尽管机房采用全封闭式,但是灰尘仍然较大,维护中兴传输设备一定要定期(一周)清洁设备架内防尘网,检查风扇运行情况,从而保证设备的正常运行。 7  结束语  误码是影响传输网的一个重要指标,其实数字传输损伤是个相当复杂的物理现象,CCITT指出除误码外,还有抖动、漂移、时延等指标,如要对传输网性能进行全面评估,还要综合各方面的因素,有待进一步的讨论。
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