某地市本地网分组网络故障分析及优化建议

刘明勇　张晓鹏

摘 要：根据网络规划和设备特性，本文结合某地市本地传送网分组网络建设及运行维护实践，对分组网络易出现的故障进行研究，并提出网络优化扩容的建议，避免类似故障再次发生，将类似故障发生的可能性降到最低。

关键词：分组网络;设备特性;网络优化

中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）31-0013-04

Fault Analysis and Optimization Suggestion of

Packet Network in Local Network in a City

LIU Mingyong ZHANG Xiaopeng

（Luoyang Branch of China United Network Communications Limited，Luoyang Henan 471000）

Abstract： According to network planning and equipment characteristics， this paper combined the construction and operation and maintenance practice of local transmission network packet network in a city， studied the faults easily occurring in the packet network， and put forward the suggestion of network optimization and expansion， avoided the recurrence of similar faults， and minimized the possibility of similar faults.

Keywords： packet network;device characteristics;network optimization

1 分組网络概述

近年来，传输技术逐步与其他相关业务层技术走向融合，形成了下一代网络。传输设备不仅可以提供网络节点接口（NNI），也可以提供用户节点接口（UNI），特别是分组设备、MSTP设备，可以直接提供TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点，满足各种不同用户的需求[1]。

2 某地市本地网分组网络现状

目前，本地网络分组传送网采用核心层、汇聚层、边缘层的三层网络结构进行组网，核心层网络以口字型为主，汇聚节点采用口字型结构或双直连方式上连核心节点，核心汇聚层网络采用10GE速率设备组网，采用核心汇聚档设备[2]。

2.1 核心层

目前，本地网中移网的RNC和RAN CE分别设置在A局、B局和C局。为满足移网业务的回传，在A局、B局各新增1台分组核心设备，2台设备负荷分担互为保护，设备之间采用1条10GE链路连接。同时，A局、B局和C局各设置2台分组落地设备，用于155M和GE等低速率电路终端，落地设备与A局和B局核心设备采用“口”字型10GE链路连接，与移网RAN CE采用“口”字型GE链路对接，与RNC采用155Mb/s光口直接对接。本地网分组网核心层网络结构见图1，核心层设备配置见表1。

2.2.1 市区汇聚层。某地市通常有市区汇聚机房多个，在此列举分别为D局、E局、F局、G局、H局、I局。在汇聚层D局、E局、F局、G局、H局、I局6个节点各配置1台汇聚层分组设备;D局与E局、F局与G局、H局、I局节点设备分别组网，采用10GE链路通过裸光纤“口”字型上联至A局、B局核心节点设备。

2.2.2 郊县汇聚层。某地市共有郊县汇聚机房多个，其中大部分郊县具备新局、老局汇聚机房，在此列举分别为J县局1、J县局2、K县局1、K县局2、L县局1、L县局2、M县局1和M县局2。汇聚层在4个县新局、老局各设置2台汇聚层分组设备，2台设备采用10GE链路通过市-县OTN系统“口”字型上联至A局和B局核心分组设备。

本地网分组网汇聚层网络结构见图2，汇聚层设备配置见表2。

2.3 边缘接入层

①结构。边缘层采用环+链方式组网，城区基站原则上跨2个汇聚节点，乡镇基站下挂在乡镇支局所。本地网市区和郊县分组网边缘接入层网络结构分别见图3和图4。

②速率。主要采用GE速率组环。边缘接入层汇聚设备配置情况和接入设备配置情况见表3和表4。

3 主要设备特性

分组设备同时支持传统IP/MPLS和MPLS-TP双栈协议，实现动态三层网络和各种业务的高效承载与传送;边缘接入层根据所承载的业务特点，灵活选择三层或二层设备。根据目前的技术和设备现状，为实现端到端的业务管理和保护，核心、汇聚、接入层优选同时支持传统IP/MPLS和MPLS-TP双栈协议的设备。

3.1 综合业务承载与传送

多提供TDM业务（E1、CSTM-1）的电路仿真、各种以太网业务（包括Eline、ELAN、ETree）、MPLS L3VPN业务的综合业务承载与传送，提供规定的以太网接口、PDH接口、SDH接口等，满足各种业务承载传送的性能要求。

3.2 快速保护倒换

提供端到端或分段的网络保护，支持基于控制平面的网络保护与恢复，提供双归保护与业务网络的对接保护。根据业务需求和故障模式实现网络内部50ms以内的保护倒换。

3.3 OAM机制

提供网络内LSP、PW、链路及业务层面端到端的OAM机制，并提供对接入链路的OAM机制。实现告警信息的实时监测，实现故障管理、故障定位、性能监测等OAM功能。

3.4 QoS机制

为各种业务提供服务质量保障，并实现流量分类和流量标记、流量监管（Policing）、流量整形（Shaping）、拥塞管理、队列调度、连接允许功能等QoS功能，具备层次化QoS的能力。

3.5 同步

以同步以太网或外部定时方式提供频率同步，保证CES业务频率同步透传。

3.6 路由与信令

在核心汇聚层支持三层动态路由协议，包括IGP（OSPF、IS-IS）和EGP（BGP4/MP-BGP），并支持动态信令，包括RSVP-TE和LDP。

3.7 网管系统

提供完善的网管系统，采用图形化界面实现拓扑管理、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。通过北向接口与上层网管系统相连，实现端到端的业务配置、故障定位和性能监测等功能。

4 设备主要故障分析

4.1 汇聚A档设备8端口万兆单板故障分析

4.1.1 故障現象。E局汇聚A档设备的4号槽位8端口万兆板，关键芯片故障，造成该板的所有端口频繁闪断，造成该设备脱管闪断。该单板下挂的单链，共2个接入设备所挂的FE业务中断。

4.1.2 故障处理过程。关闭E局汇聚设备上联至核心B局核心设备的4号1端口的激光器，E局汇聚设备停止间歇性托管，监控恢复正常，打开此端口激光器。在E局汇聚设备上通过show lldp en 命令可查询到邻居关系，并且收、发光均正常，分别ping四号单板1号端口的对端端口（市区接入设备e）IP地址，发现其目的地址均可到达，但都有丢包。由此判断E局汇聚设备四号单板存在异常，立即更换此单板。单板更换完成后、E局市区接入设备e设备均恢复正常监控，基站FE业务全部恢复正常。确认故障由此单板引起。

4.1.3 故障影响的业务。该设备下挂的单链设备节点，共2个接入设备所承载的无线基站FE业务中断。

4.1.4 故障处理结果。更换故障单板，重新开通业务，随后对故障单板进行研发分析，始终无法启动，则将E局汇聚设备的4号槽位8端口万兆板返厂维修。

4.1.5 对故障的分析。由于网络结构上市区接入设备e、市区接入设备f为支链，无法配置保护路由，故E局汇聚设备单板出现故障后，无法实现网络保护，导致市区接入设备e、市区接入设备f业务中断。本地网分组网边缘接入层（市区）故障分析见图5。

4.2 汇聚设备48GE光口板故障分析

4.2.1 故障现象。K县局1汇聚设备1号线卡48GE光口板单板脱位，造成该单板下挂2个链，共4个接入设备所承载的4个无线基站FE业务中断。

4.2.2 故障处理过程。县局维护人员15：30左右发现故障后，经插板、整机重启后发现该单板仍然未启动。稍后，市区网管机房值班人员确认单板无法启动后，县局维护人员调整光路，将两个支链通过局间中继跳接后挂接到K县局2汇聚设备上，随后经机房值班人员配合，将业务数据割接到K县局2汇聚设备上，19：00左右无线FE业务恢复。

4.2.3 故障影响的业务。该设备下挂的单链设备节点，共4个接入设备所承载的无线基站FE业务中断。

4.2.4 故障处理结果。无线基站FE业务割接完成后，将K县局1汇聚设备1号线卡48GE光口板单板返厂维修。

4.2.5 对故障的分析。由于网络结构上县城接入设备e、县城接入设备f、县城接入设备g为支链节点，无法配置保护路由，故K县局1汇聚设备单板出现故障后无法实现网络保护，导致县城接入设备e、县城接入设备f、县城接入设备g业务中断。由于K县局1汇聚设备仅配置1块48GE光口板，县级维护单位没有备板，需要局间跳接上联业务、局间光缆纤芯使用率高、光缆跳接使用时间较长。近3小时的业务恢复时间对业务网影响面较大。本地网分组网边缘接入层（郊县）故障分析见图6。

5 网络优化扩容的建议

5.1 网络结构

接入层网络应组建环路，不具备条件组织链路，但是避免长链。环路上节点所承载业务具备双路由上行，可以避免由于汇聚设备单板故障导致业务中断的情况发生。

本地网市区接入设备e、市区接入设备f、县城接入设备e、县城接入设备f、县城接入设备g应及时通过光缆建设实现优化成环，避免市区、县城等重要区域基站业务因为分组设备故障而中断。本地网分组网边缘接入层优化扩容建议见图7。

5.2 设备端口容量

网络建成中设备端口数量应考虑适度冗余，设备单个端口发生故障后，能及时调整端口，减少业务中断时间。单端设备业务侧同一速率单板尽量配置2块以上，单板故障发生后，便于业务调整与恢复。

本地网每端县局汇聚设备应增加1块GE速率的支路板，减少不同局址的设备相互割接调整接入环路或链路。

5.3 备品备件

根据分组设备各单板故障率、稳定性，考虑具备一定数量的备品备件。

5.4 提高分组网络安全性

随着网络建设，分组传送网将是一个规模较大的网络，涉及核心、汇聚、边缘、接入层等多个层面，涉及移动、交换、数据、支撑等多个业务网。应从清晰网络结构、减轻网络维护压力、降低网络运维成本的角度出发，确定网络建设优化方案，提高网络使用效率、网络安全性和网络监控效果。

参考文献：

[1]龚倩.分组传送网[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]徐荣，邓春胜.分组传送技术与测试[M].北京：人民邮电出版社，2009.