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光传送网中基于光功率分析的故障检测和定位机制
黄婷婷
北京邮电大学网络技术研究院，北京（100876）

摘 要：由于光传送网（OTN）的一些新特性，故障检测和故障定位成为 OTN 管理领域具
有挑战性的问题。本文提出了一种基于光功率分析的故障检测和故障定位机制。在故障检测
部分，本文提出了一种通过分析实时光功率数据来检测由于网络故障导致的性能下降的方
法，该方法还可以生成一个状态矩阵，以反映 OTN 中每个节点的光端口的光功率偏离情况。
在故障定位部分，本文提出了一种多点故障定位算法（MFLA），通过分析状态矩阵和交换
关系矩阵来定位故障。接着，本文给出的示例场景呈现了运用本文提出的机制来检测和定位
光纤链路故障和光交叉连接设备故障的结果，该结果表明本文提出的机制能有效的检测和定
位光传送中的单点和多点故障。
关键词：故障管理；故障检测和定位；光功率；状态矩阵

1 引 言
随着光传输技术的快速发展，未来的传送网络将逐步发展为全光网络。传统的以同步光
纤网络/同步数字体系（SONET / SDH 的）为基础的传送网采用环状的拓扑结构，密集波分
复用（DWDM）传送网络采用点对点的拓扑结构，而可重构光分/插复用器（ROADM）和
透明的光交叉连接设备（OXC）使得 OTN 采用新的网络拓扑结构成为可能，而且最大限度
地提高了网络的灵活性，节省了营运开支。
OTN 消除了传送网中中间传输节点的光电光转换，使得光传送网逐渐向全光网络
（AON）演进[1]。在 AON 中，WDM 信号的每个波长通道将直接在光层被添加，删除或路
由。然而，传统的性能参数，例如信号丢失（LOS）、帧丢失（LOF）等只能在电域测量，
行之有效的基于 SONET / SDH 的光电光转换节点中的误码率检测机制也不适用于光传送网
[2]。光传送网的新特性引起了在光传送网的管理研究领域中与光学性能参数监测相关的许多
问题。因此，在光传送网管理中，跟光学性能参数紧密关联的故障检测和故障定位机制成为
具有挑战性的问题[3]。
一般来说，光功率、光信噪比和通道中心波长是最重要的可准确测量的光性能参数。很
多论文[4]-[7]讨论了关于如何通过光性能监测来判定光域信号的质量的问题。在可准确测量的
光性能参数中，光功率是反映网络状态的最方便和最直接的性能参数。因此，通过对实时光
功率进行分析来检测和定位故障是一种理想的解决方案。
本文提出了一种基于实时光功率分析的故障检测和定位的机制。在故障检测部分，本文
提出了一种方