城域网100G 光传输系统实现客户接入链路告警

100G 波分传输系统的实现客户接入链路告警

新普矽谷科(北京)有限公司

摘要:为了确保一种小型化、低成本100G传输系统的可靠运行,提出了一种方案实现传输系统中的故障诊断和告警信息传递,分析了告警信息传递的关键技术和实现流程,并通过测试验证了告警信息传递的性能。

关键词:100G波分复用传输系统,链路告警传递,FPGA

随着云计算,移动4G/5G互联网,社交网站,电子商务和各种各样视频业务的兴起,网络容量需求剧增,传统的10G网络面临巨大挑战。近年来,拥有100GbE或100G光传送网(OTN)端口的交换机和路由器逐步进入大型数据中心,这使得作为支撑的光传输网也进入了100G时代。另一方面,光网络变得越来越复杂,光网络管理也越来越有必要。网络管理系统的存在对保证网络高效、安全和持续运转是必不可少的,网络管理的实施应能处理网络中的配置、故障、性能和安全等问题。

客户侧与线路侧告警信息处理过程,如下图:

通过网管进行端口配置

客户侧链路告警信息处理过程主要步骤如下:

① 客户侧CFP模块接收链路发生故障。

② CFP模块控制链路信息管脚直接与FPGA相连,一旦发生链路故障,CFP模块会立即产生一个告警信号。FPGA实时监控CFP管脚状态,一旦发现告警信息向两个方向传递,通过上游传递给本地设备,本地设备关闭CFP模块的发送光功率接口以阻止垃圾信息产生,这称为Tx-sync本地设备客户侧接入链路故障处理过程。同事,FPGA会把告警信息插入OTN帧开销中,通过线路侧SFP+模块传递到远端设备,一旦远端设备检测到告警信息,远端设备会关闭CFP模块的发送光功率接口,从而阻止设备向100G交换机或路由器发送垃圾信息,这称为远端设备客户侧接入告警信息处理过程。

③ 在链路恢复正常的过程中,链路信号的处理过程为:FPGA实时监控CFP管脚状态,一旦链路告警信号消失,链路回复信号也会同时向上游和下游进行传递,一方面本地设备检测到恢复信号会使得CFP工作正常,继续向交换机或者路由器发送信息;另一方面,远端设备通过检测OTN帧开销收到链恢复信息,远端设备CFP工作恢复正常。

线路侧链路告警信息处理过程主要步骤如下:

① 线路侧SFP+模块接收链路发生故障。

② SFP+模块的控制链路信息管脚直接与FPGA相连,一旦发生链路故障,SFP+模块会立即产生一个告警信号,FPGA实时监控SFP+管脚状态,一旦发现告警信息会把告警信号向两个方向传递,通过上游传递给远端设备,FPGA会把告警信息插入到OTN帧开销中,通过链路侧SFP+模块传递到远端设备。一旦远端设备检测到告警信号,远端设备会关闭CFP模块的发送光功率接口,从而阻止设备向100G交换机或者路由器发送垃圾信息,这称为Tx-sync远端设备线路侧接入告警信息处理过程。同时,FPGA向下游传递告警信息给本地设备,本地设备会关闭CFP模块的发送光功率接口以阻止垃圾信息产品,这称为本地设备线路侧接入链路故障处理过程。

③ 在链路回复正常的过程中,链路信号的处理过程为FPGA实时监控SFP+管脚状态,一旦链路告警信号消失,链路恢复信号也会同时向上游和下游传递,一方面本地设备检测到恢复信号会使CFP正常工作,继续向交换机或路由器发送信息;另一方面,远端设备通过检测OTN帧开销收到链路恢复信息,则远端设备CFP恢复正常工作。

Dying Gasp掉电告警过程处理主要步骤如下:

① 本地设备突发掉电故障

② 电源模块控制电源信息管脚直接与FPGA相连,若发生Dying Gasp故障,电源模块会立即产生一个告警信号,FPGA实时监控电源状态,一旦发现告警信息,FPGA即刻把告警信息插入到OTN帧开销中,通过线路侧SFP+模块传递到远端设备,远端设备检测到电源告警信息后,立刻切断电源或进行其他操作。

③ 电源恢复正常的过程为:FPGA实时监控电源管脚状态,一旦电源告警信号消失,链路恢复信号通过express channel快速传递到远端设备,远端设备通过检测OTN帧开销收到电源恢复信息,远端设备恢复正常工作。

测试结果与分析

为了验证告警传递性能,本文按照上文提及的测试环境进行了功能测试。通过拔出客户侧接入光纤产生告警故障,检查客户侧光模块的接收光功率来判断告警传递是否实现,具体测试结果如下表格:

表1设备A光模块接收光功率值

表2设备B光模块接收光功率值

其中LH1/1/1表示线路侧总接口,100G信号分成10路10G信号进行处理,lane1-lane2代表10个10G光模块。SH1/1/1指客户侧光模块接口,因为客户侧只有一个光模块CFP,但100G客户信号由4路光纤(每路25Gb/s)组成,所以分成lane1-lane4这四个通道。表1中,当客户侧光模块出现接收故障时,对应接收光功率为-50dBm,为了阻止客户侧向交换机/路由器发送垃圾信息,本地设备A客户侧关闭发送光功率接口,表现为设备A客户侧发送光功率为-50.0dBm.表2中,本地设备A把告警信息传递到远端设备B,在接收到告警信息后,远端设备关闭客户侧发送光功率接口用于组织垃圾信息产品,表现为设备B客户侧发送光功率为-50.0dBm。

参考文献

【1】贾真真,何文,史朝翔,常建新,高猛,《一种低成本100G传输系统的链路告警传递》

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