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SDH告警及性能事件产生原理

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SDH告警及性能事件产生原理

本章介绍SDH（SynchronousDigitalHierarchy）业务的告警、性能事件产生原理以及在故障定位中的应用。

包括：

●基本概念

●SDH告警信号间的抑制关系

●SDH低阶部分业务信号流及告警、性能事件的产生

●SDH性能事件产生和检测

1.1基本概念

在SDH的帧结构中有着丰富的开销字节，包括再生段开销、复用段开销、通道开销。

正是借助于这些开销字节传递的告警、性能事件，使得SDH系统具有很强的在线告警和误码监测能力。

通过对这些告警信息的产生方式和检测方式的了解，可以做到对故障的快速定位。

SDH告警信号流程如图1-1所示。

图1-1SDH告警信号流程图

1.1.2术语

术语

解释

图例

下行信号流

指信号流向为SDH接口→交叉板→PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）接口这条路由。

上行信号流

指信号流向为PDH接口→交叉板→SDH接口这条路由。

高阶部分

由于在该信号流程中，交叉板不处理任何开销字节。

为了表述具有层次性，我们以它为界线，SDH接口←→交叉板部分的信号流为高阶部分。

低阶部分

交叉板←→PDH接口的信号流为低阶部分。

1.1.3两种通用告警

术语

解释

AIS（AlarmIndicationSignal）告警

对下一级电路插全“1”，告知该信号不可用。

常见的AIS告警有MS_AIS、AU_AIS、TU_AIS、E1_AIS等。

RDI（RemoteDefectIndication）告警

指示对端站检测到LOS（LossOfSignal）、AIS、TIM（TraceIdentifierMismatch）等告警后，而传给本站的回送告警。

常见的告警有MS_RDI、HP_RDI、LP_RDI等。

注意：

并不是某站有告警就说明该站有问题，只能说明该站检测到了告警。

而引起该告警产生的原因可能来自于对端站或其它原因。

如实际中光纤断裂引起的R_LOS、对端站交叉板坏引起本站HP_LOM（高阶通道复帧丢失）告警等。

1.1.4告警管理

告警的上报过程如下：

●单板检测到告警，并上报给主机软件；

●主机软件将告警上报给T2000Server；

●用户通过T2000Client从T2000Server中查询告警。

在这个过程中，告警需要通过三层过滤，才最终被T2000保存下来，这三个过滤分别是：

告警屏蔽、告警自动上报和告警过滤。

另外，告警反转也影响告警的上报。

1.告警屏蔽

对网元或网元的某块单板，可以设置所有告警的屏蔽状态。

如果某告警被设为屏蔽状态，相应的网元或单板将不再监视该告警。

2.告警自动上报

在网元上设置了允许告警的自动上报，则设备侧告警产生后立即上报给网管。

网管上弹出告警板，用户可在告警板中查看此条告警信息，不需要主动进行查询。

对一些不必要的告警可以设置为不自动上报，以减少大量的告警信息对网管性能产生影响。

3.告警过滤

告警过滤是在网管上实现的，不会影响网元侧告警。

根据告警过滤的配置，对上报的告警进行接收或丢弃。

对告警过滤的设置是针对某个网元进行的。

如果设置告警过滤的状态为“使能”，则网管将丢弃该告警，不记入网管数据库中；如果设置为“禁止”状态，则接收该告警并记入网管告警数据库中。

4.告警反转

告警反转有三种模式：

不反转、自动恢复、人工恢复。

下面分别进行介绍。

不反转模式即告警正常监视状态，为缺省值。

在告警模式设置为不反转时，设置某端口告警反转使能会返回失败，即不能在不反转模式下使能某一端口的告警反转。

自动恢复模式下设置某端口告警反转使能，如果该端口当前实际无告警，则返回失败。

如果该端口当前实际有告警，设置成功，进入反转模式。

此时如果告警结束，则该端口的告警反转允许状态自动结束，转为告警反转禁止。

注意，此时端口告警反转状态自动变化，与网管数据不一致，是正常的。

自动恢复模式下设置某端口告警反转禁止，不论该端口当前告警状态如何，该端口的上报告警状态恢复到与实际告警状态一致。

人工恢复模式下设置某端口告警反转使能，不论该端口当前告警状态如何，该端口的上报告警状态都立即转变为与实际告警状态相反，即实际有告警时不上报告警，实际没有告警时上报告警。

在设置端口告警反转禁止之前，无论告警状态如何变化，都维持这种告警相反的状态。

人工恢复模式下设置某端口告警反转禁止，不论该端口当前告警状态如何，该端口的上报告警状态恢复到与实际告警状态一致。

设置告警反转需要注意的问题如下。

●单板告警状态不变（包括告警灯），指示设备实际运行状态；

●告警反转的设置是基于端口的；

●告警反转是在网元主机上完成的，主机和网管的数据是一致的，都是告警反转之后的告警状态。

而直接查询单板上的告警数据，则返回结果是实际的告警状态。

1.2SDH高阶部分信号流中告警、性能事件的产生和检测

根据故障定位中“先线路，后支路；先高级，后低级”的原则，SDH接口与交叉单元间产生的告警、性能事件是我们在维护过程中应首先关心的焦点，因为通常情况下，正是这段高阶部分产生的告警、性能事件引起了低阶告警、性能事件的上报。

这段路由中信号流如图1-2所示。

图1-1SDH接口与交叉单元间告警信号产生流程图

&说明：

根据各开销字节在STM-N帧结构中的处理位置，将其分为四个大的模块：

再生段开销、复用段开销、高阶通道开销及低阶通道开销。

其中前两个模块出问题，通常会影响所有的高阶通道，而最后一个模块中的开销字节出问题则只是针对某一个高阶通道。

以下将采取分模块的方式对信号的流程和各开销字节处理进行表述。

1.2.2下行信号流

1.帧同步器和再生段开销处理器

这部分主要处理的与告警、性能事件相关的再生段开销有：

帧定位字节（A1、A2）、再生段追踪字节（J0）、误码校验字节（B1）。

告警信号流程如下：

●光接收

从光路上来的STM-N光信号进入线路板的光接收模块后，首先经过光电转换，被恢复成电信号送往帧同步器和扰码器处理。

在这过程中，光电转换模块会对该信号进行检测，如果发现输入信号无光、光功率过低或光功率过高以及输入信号码型不匹配时会上报R_LOS告警。

产生R_LOS告警后，系统只有在本站的接收光模块连续检测到2个正确的码型图案，并且同时没有检测到新的R_LOS告警产生时，SDH设备才会退出R_LOS状态而进入正常状态。

发生R_LOS告警时，系统会对下一级电路插入全“1”信号。

●A1、A2和J0字节检测

帧同步器接收到从光电转换模块发来的STM-N信号后，根据该信号中的A1、A2字节来完成对帧定位信号的捕捉，同时从中提取线路参考同步定时源，发送给时钟板进行时钟锁定。

正常情况下，A1值恒为F6H，A2值恒为28H，但如果连续5帧检测到错误的A1、A2值，将上报R_OOF告警。

如果R_OOF告警持续超过3ms，则上报帧丢失告警R_LOF并下插全“1”信号。

在R_LOF状态下，若连续1ms以上又处于定帧状态，那么设备又回到正常状态。

J0字节用于确认再生段两端处于连续的连接状态，要求收发两端的J0字节完全匹配，如果不匹配，则会上告J0_MM追踪识别符失配告警。

扰码器主要完成STM-N信号中除A1、A2和J0字节以外其它字节的解扰。

●B1字节检测

再生段开销处理器提取STM-N信号中的其它再生段开销字节进行处理。

其中最重要的为B1字节。

如果从STM-N信号中恢复出的B1字节和接收到的前一个STM-N帧中的BIP-8计算结果不一致，则上报B1误码。

如果B1误码超过门限10-3（默认值），就产生B1_EXC告警。

当连续出现10个再生段严重误码秒SES（SeverelyErroredSecond）（一秒内误码块达到30％）后，则认为发生再生段不可用事件RSUAT（RegeneratorSectionUnavailableEvent）。

与此同时，在该部分会将F1、D1-D3和E1这些与告警、性能事件无关的字节送往主控模块和开销模块。

2.复用段开销处理器

这部分主要处理的与告警、性能事件相关的复用段开销字节有：

自动保护倒换通路字节（K1、K2）、复用段误码监视字节（B2）、复用段远端误块指示（M1）。

信号流程如下：

●K1、K2字节检测

复用段开销处理器提取STM-N信号中的复用段开销字节进行处理并完成SF（SignalFail）和SD（SignalDegrade）检测，将D4-D12、S1和E2送往主控单元和开销单元，同时利用K1、K2字节和主控单元、交叉单元共同实现MSP（MultiplexSectionProtection）保护功能。

如果检测到K2字节中b6-b8是111，则上报MS_AIS告警并下插全“1”信号。

如果检测到K2字节中b6-b8是110，则上报MS_RDI告警。

●B2字节检测

如果从STM-N信号中恢复出的B2字节和前一个STM-N帧（除再生段开销外的所有比特）的BIP-24计算结果不一致，则上报B2误码。

同时根据M1字节判断是否上报MS_REI告警，MS_REI传递的是由B2字节检出的错误间插比特块数目。

如果B2误码超过门限10-6（默认值），则会产生B2_SD告警。

如果B2误码超过门限10-3（默认值），就有B2_OVER告警产生。

在复用段保护情况下，B2_SD和B2_OVER告警会引发复用段保护倒换。

当B2连续10秒检测到复用段严重误码秒SES，则认为发生复用段不可用事件MSUAT（MultiplexSectionUnavailableEvent）。

3.指针处理器和高阶通道开销处理器

这部分主要处理的是高阶指针调整和高阶通道开销，与指针调整有关的字节是H1、H2、H3，而与告警、误码相关的字节有高阶通道追踪字节（J1）、信号标记字节（C2）、高阶通道误码监视字节（B3）、通道状态字节（G1）、复帧位置指示字节（H4）。

其信号告警流程如下：

●H1、H2检测

指针处理器根据每一路AU-4的H1、H2字节进行指针解释和指针调整，完成频率和相位校准以及容纳网络中的相位抖动和漂移的功能，同时定位每一路VC-4并送到相应高阶通道开销处理器。

如果检测到AU指针H1和H2字节全为“1”，则上报AU_AIS告警，并下插全“1”信号。

如果H1和H2字节代表的指针值非法（不在正常范围0～782内），连续8帧收到非法指针，则上报AU_LOP（管理单元-指针丢失）告警并下插全“1”信号。

如果发生AU指针正调整，则MSA（MultiplexSectionAdaptation）的PJCHIGH计数增加1。

如果发生AU指针负调整，则MSA的PJCLOW计数增加1。

●J1、C2、B3和G1字节检测

高阶通道开销处理器对接收的N路VC-4中的高阶通道开销HPOH（HigherOrderPathOverhead）字节进行处理。

对其中各字节处理方式如下：

如果检测到J1字节和预定值不同，则上报HP_TIM告警，并下插全“1”信号。

如果检测到C2字节为00，则上报HP_UNEQ告警，并下插全“1”信号。

如果检测到C2字节和预定值不同，则上报HP_SLM告警，并下插全“1”信号。

目前我国使用的净负荷结构为TUG（TributaryUnitGroup）结构，对应其结构的C2预定值为02。

如果从HPOH恢复出的B3字节的计算结果和前一帧VC-4信号的BIP-8计算结果不一致，则上报B3误码。

在STM-N（N≤4）低阶SDH接口板中，从VC-4中提取TU-12信号需要H4字节指示当前的TU-12是当前复帧的第几帧。

如果检测到H4字节非法，则上报HP_LOM告警，并下插全“1”信号和正常的H4字节。

如果检测到字节G1字节中b5为1，则上报HP_RDI告警，根据字节G1（b1-b4）的取值是否为1-8，判断是否上报HP_REI告警。

当B3连续10秒检测到严重误码秒SES，则认为发生了高阶虚容器不可用事件HVCUAT（HigherOrderVCUnavailableEvent）。

其它开销字节F3、K3、N1保留使用。

最后，经过上述处理后的N路STM-1净负荷送往交叉板进行高阶通道和低阶通道的交叉连接。

1.2.3上行信号流程

如果说在高阶部分下行信号流中主要完成开销字节的提取和终结的话，那么我们可以认为在该部分的上行信号流中，主要完成的工作则是开销字节初始值的生成和向对端站回传告警信号。

1.指针处理器和高阶通道开销处理器

从交叉板来的N路STM-1净负荷信号首先送往高阶通道开销处理器。

高阶通道开销处理器产生N路高阶通道开销字节，同N路净负荷一起送往指针处理器。

沿上行方向完成高阶通道开销字节的设置功能（包括J1、C2、B3、G1、F2、F3和N1）。

如果在下行信号流中检测到有AU_AIS、AU_LOP、HP_UNEQ或HP_LOM（HP_TIM和HP_SLM可选）告警，则将G1字节中b5设置为1，送出HP_RDI告警回送给远端。

如果在下行信号中检测到有B3误码，并根据检测的误码值，将G1字节b1-b4设置为相应的误码值（从1～8），送出HP_REI告警回送给远端。

H4字节在上行方向不处理。

指针处理器产生N路AU-4指针，将VC-4适配为AU-4，其中AU-4指针由H1、H2字节表示，然后由复用处理器将N个AU-4复接成STM-N信号送往复用段开销处理器。

2.复用段开销处理器

复用段开销处理器对接收到的STM-N信号设置MSOH（MultiplexSectionOverhead）字节，包括K1、K2、D4-D12、S1、M1、E2和B2字节。

如果在下行信号流中检测到有R_LOS、R_LOF或MS_AIS告警，则设置K2字节中b6-b8为110，送出MS_RDI告警回送给远端。

如果在下行信号流中检测到有B2误码，则利用M1字节送出MS_REI告警回送给远端。

3.帧同步器和再生段开销处理器

再生段开销处理器完成再生段开销字节的设置，包括A1、A2、J0、E1、F1、D1-D3和B1字节，将完整的STM-N电信号送往帧同步器及扰码器。

帧同步器和扰码器将STM-N电信号进行扰码，然后由电光转换模块将STM-N电信号转换为STM-N光信号送出光接口。

1.3

SDH低阶部分业务信号流及告警、性能事件的产生

PDH业务主要包括1.5Mbit/s、2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s这几种速率的业务。

不同速率的PDH业务间，由于所使用的通道开销字节不同，其告警信号的产生稍有不同。

下面先以2Mbit/s业务为例，说明PDH接口与交叉板间信号流的处理和告警的产生，其告警信号流示意图如图1-3所示。

图1-12MPDH接口与交叉单元间告警信号产生流程图

在上图中，鉴于各部分对开销字节处理的不同特点，也将其划分为几个大的功能模块，它们依次为高阶通道适配HPA（HigherOrderPathAdaptation）、低阶通道终端LPT（LowerOrderPathTermination）、低阶通道适配LPA（LowerOrderPathAdaptation）和异步物理接口PPI（PDHPhysicalInterface）。

下面我们将以这些功能模块为索引对告警信号流作介绍。

1.3.2下行信号流程

1.高阶通道适配功能块（HPA）和低阶通道终端功能块（LPT）

这部分是低阶部分的重点，因为绝大多数的低阶开销字节都是在这里得到处理的，它们是低阶通道指针指示字节（V1、V2、V3）、V5字节、低阶通道识别符（J2）。

从交叉板来的VC-4信号送到HPA。

HPA把VC-4解映射成VC-12，每一个VC-12的指针都被解码，以便在VC-4和VC-12之间提供以字节为单位的帧偏信息。

在TU-12组装处的节点时钟与本地基准时钟不同时，这一过程就需要进行连续不断的指针调整。

在下行信号流中就会检测到有TU指针正调整TUPJCHIGH、TU指针负调整TUPJCLOW。

在下行方向，如果检测到H4复帧字节序列错，则上报HP_LOM。

如果检测到低阶指针字节V1、V2值为全“1”，则上报TU_AIS告警，如果检测到V1、V2值为不合法，则上报TU_LOP告警，发生这两个告警都会往下一功能块插入全“1”信号。

此外，如果接收到TU_AIS，除在向下的数据中插入AIS信号以外，同时需要回送告警LP_RDI，即将V5字节的b8比特置为“1”。

VC-12信号流送到LPT单元进行V5字节处理。

V5字节的时隙结构组成如图1-4所示。

图1-1V5字节结构图

在下行信号流中检测V5字节的b5-b7比特，作为信号标记上报。

如果为000，则表示低阶通道未装载LP_UNEQ，并往下一级电路插入AIS信号。

如果信号标记失配，则上报LP_SLM，并往下一级电路插入AIS信号。

在V5字节的b8中通道RDI信息将被终结，并上报“远端告警指示”。

检测V5字节的误码监测比特位b1、b2，对VC-12计算BIP-2。

对现行帧计算出来的BIP-2值将与下一帧中恢复出来的V5的b1、b2进行比较，不一致则上报LPBBE。

同时，V5字节中的b3比特被恢复出来，如果为“1”，表示检测到远端有BIP-2差错，作为LPFEBBE上报。

而V5字节b4比特没有使用。

当BIP-2监测中发现连续出现10个严重误码秒SES后，则认为发生低阶虚容器不可用事件LVCUAT（LowerorderVCunavailableevent）。

与此同时，还会将低阶通道识别符J2字节恢复出来，并检测收到的J2字节的值和预期收到的值是否相等，若不等，则上报LP_TIM告警。

2.低阶通道适配功能块LPA和异步物理接口模块PPI

经过上述处理后的C-12数据送到LPA，在这里，用户数据流和相关时钟参考信号一起从容器中恢复出来，并被送到PPI作为数据和定时参考。

经过LPA处理后的数据和时钟，送到PPI，形成传输2048kbit/s信号。

1.3.3上行信号流程

1.低阶通道适配功能块LPA和异步物理接口模块PPI

E1电信号进入PPI后，经过时钟提取和数据再生，送往映射和解映射处理器，同时进行抖动抑制。

PDH接口模块检测并终结T_ALOS告警。

当检测到T_ALOS告警时，将往上一级电路插全“1”信号。

LPA完成对数据进行适配功能。

如果接收到E1_AIS，则上报E1_AIS告警。

T_ALOS会导致E1_AIS告警，但有T_ALOS可抑制E1_AIS。

如果上行数据速率偏差过大，会造成低阶通道发送侧FIFO（FirstInFirstOut）溢出，上报LP_TFIFO。

2.高阶通道适配功能块（LPA）和低阶通道终端功能块（LPT）

LPT的功能为在C-12中插入POH（PathOverhead），合成VC-12。

LPT将“信号标记”插入V5字节的b5-b7比特；对前一复帧数据计算BIP-2，并将结果置于本帧V5字节的b1、b2比特；如果在下行信号处理流程中检测到下行数据有“通道终端误码”，则V5字节的b3比特将在下一帧被置为“1”，产生回送告警LP_REI。

HPA将VC-12适配为TU-12再映射到高阶的VC-4，送往交叉板。

VC-12与VC-4之间以字节为单位的帧偏移由一个TU-12指针指示。

每帧决定一个V（V1、V2、V3、V4其中一个）字节，每4帧组成一个复帧，用来确定V字节值的H4字节也在这儿产生。

1.3.434M/140M电接口告警信号和2M电接口告警信号的区别

对于34Mbit/s和140Mbit/s等速率的PDH业务，其信号处理流程与2Mbit/s业务基本相同。

但也存在一些区别，如下几例：

1.同类型的告警，名称不同

在2Mbit/s电接口板中，其PDH接口外部信号丢失告警为T_ALOS告警，但在34Mbit/s电接口板中，则用P_LOS告警，表示PDH接口外部信号丢失，而在140Mbit/s电接口板中，该告警用EXT_LOS来表示。

在2Mbit/s电接口板中，下行信号流中检测信号为全“1”会上报TU_AIS告警，而在34Mbit/s电接口板中，则上报E3_AIS告警。

而在140Mbit/s电接口板用C4_R_LAISD表示在下行方向检测到净荷为全“1”，而用C4_T_LAISD表示在上行方向检测到净荷为全“1”。

EXT_LOS告警会导致C4_T_LAISD的产生。

2.告警和性能事件监视所使用到的通道开销字节不同

在34Mbit/s接口板和140Mbit/s接口板中采用的通道开销字节为：

B3、J1、C2和G1字节。

其中B3字节作为误码监视用，使用偶校验的BIP-8码。

其作用与V5字节的b1-b2相同。

J1字节作用与J2字节相同。

C2字节为信号标记字节，其作用与V5字节的b5-b7相同。

G1字节用于产生告警回传，其结构图如图1-5所示。

图1-1G1字节结构图

其中，G1字节的b1-b4编码含义为：

0000-1000分别表示有0至8个误码，1001-1111表示没有误码。

1.4

SDH告警信号间的抑制关系

下面我们给出几个主要告警间的抑制关系，如图1-6所示。

图1-1主要告警抑制树

箭头上方的高级别告警将屏蔽箭头下游的低级别告警。

这样我们在定位故障时，就能首先将注意力集中放在高级别的告警上。

1.5

SDH性能事件产生和检测

SDH网的性能事件包括误码、抖动，抖动导致设备进行指针调整，下面介绍误码和指针调整。

1.5.1误码

1.产生机理

在SDH系统中，误码检测是采用比特间插奇偶校验的方法，即用B1、B2、B3、V5字节对再生段、复用段、高阶通道和低阶通道的校验矩阵进行奇偶校验。

B1字节用于再生段层误码监测，使用偶校验的比特间插奇偶校验码。

B1字节的工作机理：

发送端对本帧（第N帧）加扰后的所有字节进行BIP-8偶校验，将结果放在下一个待扰码帧（第N+1帧）中的B1字节。

接收端将当前待解扰帧（第N-1帧）的所有比特进行BIP-8校验，所得的结果与下一帧（第N帧）解扰后的B1字节的值相异或比较，若这两个值不一致则异或有1出现，根据出现多少个1，则可监测出第N帧在传输中出现了多少个误码块。

B2字节用于复用段层的误码监测，B2的工作机理与B1类似。

B1字节是对整个STM-N帧信号进行传输误码检测的，一个STM-N帧中只有一个B1字节，而B2字节是对STM-N帧中的每一个STM-1帧的传输误码情况进行监测，STM-N帧中有N×3个B2字节，每三个B2对应一个STM-1帧。

检测机理是发端B2字节对前一个待扰的STM-1帧中除了RSOH（RegeneratorSectionOverhead）（RSOH包括在B1对整个STM-N帧的校验）的全部比特进行BIP-24计算，结果放于本帧待扰STM-1帧的B2字节位置。

收端对当前解扰后STM-1的除了RSOH的全部比特进行BIP-24校验，其结果与下一STM-1帧解扰后的B2字节相异或，根据异或后出现1的个数来判断该STM-1在STM-N帧中的传输过程中出现了多少个误码块。

可检测出的最大误码块个数是24个。

B3字节负责监测VC-4在STM-N帧中传输的误码、性能事件，也就监测140Mbit/s的信号在STM-N帧中传输的误码、性能事件。

监测机理与B1、B2相类似，只不过B3是对VC-4帧进行BIP-8校验。

V5具有误码校测，信号标记和VC-12通道状态表示等功能，V5字节通过b1~b3检测VC-12在STM-N帧中传输