随着100G技术的成熟及大量部署，成本不再是主要问题，业务的快速保护及故障的快速定界和定位成为主要挑战。通过路由器和传输的OAM（Operation Administration and Maintenance）协同技术解决了骨干网故障定界和定位的难题，并为快速保护倒换奠定了基础。
一、100G规模商用的趋势和挑战
成本将不再是100G规模部署的首要问题
随着Web2.0时代的到来，尤其是视频在互联网上的快速蓬勃发展，全球网络流量呈现出一种爆炸性增长的趋势。据互联网流量监测机构Telegeography发布的最新报告显示，全球互联网流量已经连续两年增长62%。而目前的2.5G和10G端口已经远远不能满足未来网络的需求。在运营商骨干网络，100G已经开始部署，并逐渐成为建设的主流，100GE的成本下降很快，因此成本将不再是运营商关注的首要问题。传送和数通融合的网络中，如何快速故障定界、定位的运维问题成为100G网络建设的首要挑战。
可靠性和运维依旧是100G时代骨干网的主旋律
运营商骨干网络由核心路由器和长途波分共同构成，两者基本是由不同的部门进行运维和管理。一旦骨干网络出现故障，路由器和波分设备可能都会有所动作，会导致整个网络告警泛滥，业务恢复速度慢，给骨干网络承载的所有业务带来灾难性的影响。
图1：以太接口对接故障模拟分析
如图1所示，如果在线路A存在信号劣化，并达到影响业务的程度，由于波分对业务层不感知，误码引入点将很难定界和定位；如果B点出现故障，由于OTN和以太属于不同的技术领域，OAM上是分离的层次，故障无法传递，将导致路由器的业务不能快速触发保护，从而影响用户的业务体验；如果在C点出现故障，由于是以太域，OTN无法感知和传递，存在单通的可能。以上故障现象都给骨干网的运维带来巨大挑战。
100G技术及标准现状
目前路由器100G速率端口没有定义POS接口，IEEE802.3ba标准只定义了100GE接口，。传送技术中，OTN（G.709）也正逐渐取代SDH/SONET成为新的传输网络标准，这就意味在100G时代初期阶段，路由器和波分之间是两个OAM领域，将无法达到10G/40G网络的OAM能力（路由器POS接口+SDH+WDM）。虽然以太网技术已经被广泛应用，并且成为整个通信网络中最重要的技术之一，但是以太网在OAM维护方面的能力一直比较薄弱。
虽然目前有很多OAM标准，比如以太OAM有802.1ag、Y.1731、802.3ah，MPLS OAM有Y.1711，OTN OAM有G.709等，但是各个技术领域中的OAM技术在实际网络中需要分层、分段部署才能实现E2E OAM技术的覆盖。而且，各领域OAM标准缺少体系化的互联互通机制，各厂家产品支持的标准完备程度不一致，无法形成完整的E2E OAM方案，导致在故障检测、定位、定界中存在各种各样的盲区，极大地降低了网络的运维效率，增加了OPEX。因此，运营商需要一个完整的E2E OAM方案来克服这些困难。
也许有人认为802.1ag（IEEE提出的一个用于Carrier Ethernet网络中进行错误管理的标准）和Y.1731（ITU-T发布的关于以太网OAM的建议书）均是端到端OAM的标准，因此提出路由器和波分设备均部署这两个协议之一的办法。但是我们必须注意，802.1ag不支持性能检测，对性能劣化类故障不能进行准确定位；并且802.1ag不支持AIS，不支持告警抑制，当大量VLAN的CCM（Continuity Check Messages）报文存在时，会出现大量告警；最后，CCM用于保护倒换的场景下，发送周期为3.3ms，对路由器的硬件要求非常高，因此成本高。
Y.1731虽然弥补了802.1ag在性能检测上的不足，却仍然无法完成以太链路的性能故障定位，比如出现丢包时，无法准确定位到是Router A侧的以太链路丢包还是Router B侧的以太链路丢包。
因此，100GE接口要想在骨干网得到成熟广泛的应用，其OAM能力必须要有所改进，对端到端跨技术领域实现快速故障通告，故障告警指示，误码性能监测和性能数据统计。
二、100G网络的E2E OAM方案
802.1ag+Y.1731_AIS 方案
图2：802.1ag+Y.1731_AIS 方案
如图2所示，802.1ag和Y.1731_AIS只在路由器和波分之间部署，波分网络仍然利用G.709 的OTN OAM能力，并且波分设备支持OTN_AIS到Y.1731_AIS的映射转换，以及CCM的RDI到OTN_BEI的映射。当图中A点出现故障或丢包时，WDM1可以检测出来，并将此结果象传递接力棒一样，一直传递到路由器A，这样就实现了端到端的故障传递，从而为快速保护倒换奠定了基础。
这种方案要求路由器，波分设备支持以太网OAM技术，并且波分设备要支持OTN告警到以太OAM AIS的转换。部署时，需要在路由器及波分设备上的各个OAM维护点进行相应的OAM配置。
Local Fault/Remote Fault方案
图3：Local Fault/Remote Fault方案
如图3所示，路由器采用IEEE 802.3ae（10GE）和IEEE 802.3ba（40GE/100GE）标准中定义的以太PHY层故障通告码流Local Fault（简称LF）/Remote Fault（简称RF）功能，波分使用OTN的OAM与LF/RF联动实现E2E OAM能力。在发生故障时，波分会根据故障位置，对封装进ODUk时隙的以太信号增加PHY层LF码流，和透传RF码流。路由器在收到LF/RF时，会快速触发路由器的保护倒换。
这种方案需要路由器支持LF/RF检测，波分支持OTN告警和LF/RF的联动。但是这些都是设备本身硬件自动完成的，默认支持，并不需要额外进行特殊配置。其端到端的故障通告速度也是非常快的。
各路由器及波分厂家推出的100GE接口，必须支持IEEE 802.3ba标准中的LF/RF功能，以实现多厂家互通时的端到端故障通告。华为路由器和波分产品当前都已支持了10GE/40GE/100GE接口的LF/RF功能。
LF/RF方案是当前易部署的E2E OAM方案，并且有较好的故障通告性能。该方案完全可以替代BFD和LPT实现端到端故障快速通告，触发路由器的快速保护倒换。
三、E2E 100G 网络的故障定界及定位
目前多数运营商的骨干波分和骨干路由器是分开维护的，而且每天面临着海量的告警信息。以欧洲某运营商为例，每天波分层面的告警有6000多个，而路由器层面告警有2万多个，导致根源告警被淹没，无法及时找到告警根源并定位问题。
图5：跨层故障定位
如图5所示，通过结合以太LF/RF告警和OTN告警，在发生故障时能够通过唯一的告警列表，判断和定位故障点发生的位置。华为统一网管U2000可以实现路由器与波分网络的统一管理，通过跨层告警的根因分析，快速向客户显示引起网络故障的根因告警。
四、华为产品已实现100G网络规模商用
华为路由器和波分产品充分利用现有的以太网和OTN OAM技术和标准，在数通和传送网络之间架起了一座互通的桥梁，消除了OAM盲区，真正实现了骨干网络的端到端OAM。结合华为统一网管，极大地提升了运营商的运维效率，降低了运维OPEX，为运营商骨干网络的可靠运维奠定了坚实的基础。
华为100G路由器和波分已经在全球多个领先运营商的骨干网络中进行了部署， 成功合作通过了严格的100G OAM互通测试。 
