一種PON系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

劉繼平

[摘 要]為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和生存性，目前PON系統(tǒng)的保護(hù)通常保護(hù)的是OLT的PON口到ONU的上聯(lián)口之間的光路，由于受到已有光纜線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的限制，無(wú)法對(duì)OLT整體設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。本文主要介紹了PON系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)以及基于雙PON口ONU跨不同OLT的保護(hù)方案，在一些特別重要的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的ONU可以分別在不同的OLT上注冊(cè)，而對(duì)兩臺(tái)OLT則通過(guò)定期同步配置，達(dá)到對(duì)OLT設(shè)備的整體保護(hù)。

[關(guān)鍵詞]PON；OLT；保護(hù)光網(wǎng)絡(luò)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.096

[中圖分類(lèi)號(hào)]TN929.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）04-0-02

0 引 言

隨著光進(jìn)銅退和光纖入戶(hù)的普遍實(shí)施，PON技術(shù)由于其技術(shù)的可靠和實(shí)用性，以及較為合理的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，PON接入技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都得到了大量的應(yīng)用。由于PON技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，PON系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的設(shè)備和鏈路故障，會(huì)造成大面積通信中斷，引起用戶(hù)的不便，因此對(duì)PON系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)是非常必要的。

1 PON技術(shù)的簡(jiǎn)介

PON技術(shù)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，它的系統(tǒng)由OLT、ONU以及光分配網(wǎng)絡(luò)組成。其下行采用廣播方式、上行采用TDMA方式，可以承載語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)以及電視信號(hào)的傳輸。xPON技術(shù)具有速率高、部署方便、可實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)接入、節(jié)約光纖資源、便于升級(jí)擴(kuò)容和便于日常維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)。

2 PON系統(tǒng)的保護(hù)技術(shù)

目前，通用的保護(hù)技術(shù)是ITU-T G.984中規(guī)定的A、B、C、D共4種保護(hù)類(lèi)型，實(shí)際應(yīng)用中還有一種光纖全保護(hù)類(lèi)型。A和B兩種模式的保護(hù)范圍是從OLT的PON口到分光器之間的這一部分光路的保護(hù)，兩者的區(qū)別在于是否將OLT的PON接口也納入到冗余保護(hù)中。而類(lèi)型C和D的保護(hù)范圍是從OLT的PON口到ONU的PON口之間的全部光路，兩者的區(qū)別在于是否將ONU的PON口納入到保護(hù)范圍內(nèi)。

2.1 A、B類(lèi)保護(hù)

A類(lèi)保護(hù)類(lèi)型主要是OLT使用單個(gè)PON口，而PON口內(nèi)置1×2光開(kāi)關(guān)，在ODN中采用2∶N分光器，在分光器與OLT之間建立2條相對(duì)獨(dú)立的并互為備份的光路，OLT定期檢測(cè)線(xiàn)路狀態(tài)，當(dāng)主用光路發(fā)生故障時(shí)，切換至備用光路。

B類(lèi)保護(hù)類(lèi)型在OLT上采用兩個(gè)PON口，分為主用和備用，備用的PON口處于冷備狀態(tài)，在光網(wǎng)絡(luò)上采用2∶N分光器，在分光器和OLT之間同時(shí)連接2條相對(duì)獨(dú)立并備份的光路，由OLT定期檢測(cè)線(xiàn)路狀態(tài)以及PON口狀態(tài)，當(dāng)主用光路和PON口發(fā)生故障時(shí)，OLT立即倒換PON口和光路。

2.2 C、D類(lèi)保護(hù)

C類(lèi)保護(hù)類(lèi)型是在OLT上使用兩個(gè)PON口，而主備用PON口互為熱備份；ONU的PON口前內(nèi)置1×2光開(kāi)關(guān)；采用2個(gè)1∶N光分路器，在ONU和OLT之間建立2條獨(dú)立的、互相備份的光纖鏈路；由ONU檢測(cè)線(xiàn)路狀態(tài)，一旦主用光纖鏈路發(fā)生故障，由ONU完成倒換。

D類(lèi)保護(hù)類(lèi)型是OLT上的硬件配置和分光器都與C類(lèi)相同，在ONU上采用2個(gè)PON口，系統(tǒng)采用熱備份保護(hù)方式。

2.3 光纖全保護(hù)

兩臺(tái)主備用OLT的PON端口均處于工作狀態(tài)；使用2個(gè)1∶N光分路器；在ONU側(cè)采用2個(gè)PON口，由ONU檢測(cè)線(xiàn)路狀態(tài)，倒換由ONU完成，ONU注冊(cè)在不同的OLT上。當(dāng)然在設(shè)備硬件條件支持的情況下，根據(jù)不同的需要采用不同的保護(hù)方式。對(duì)普通小區(qū)的用戶(hù)，在實(shí)際中一般不考慮保護(hù)，但對(duì)于比較重要的企事業(yè)單位用戶(hù)，為確保用戶(hù)通信暢通，必須選用相應(yīng)的保護(hù)方式。

3 全保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 全保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法

OLT是PON系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，OLT下掛的所有ONU的數(shù)據(jù)都必須由OLT轉(zhuǎn)發(fā)。PON網(wǎng)絡(luò)中的配置數(shù)據(jù)或者配置文件都在OLT上保存和備份，目前相關(guān)機(jī)構(gòu)使用的OLT可以同時(shí)提供數(shù)量較多的PON口，而光網(wǎng)絡(luò)中多采用一級(jí)分光或者二級(jí)分光。即便如此，如果OLT設(shè)備出現(xiàn)上聯(lián)接口故障、設(shè)備停機(jī)、配置文件丟失或者掉電等故障時(shí)，就會(huì)發(fā)生大面積的電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中斷。而文中提出的A、B、C、D四種保護(hù)方式都不能做到全程保護(hù)，只有光纖全保護(hù)才能做到。在實(shí)際工作中，為了進(jìn)一步提高重要單位和站點(diǎn)的安全性以及穩(wěn)定性，相關(guān)機(jī)構(gòu)采用在2個(gè)不同的OLT上，不同的2個(gè)PON口與ONU組成環(huán)狀的全保護(hù)組網(wǎng)方式，而具有雙PON口的ONU分別連接到OLT的PON口與ONU的上聯(lián)PON口組成的2條光路上，這樣可以實(shí)現(xiàn)OLT到ONU的全保護(hù)，無(wú)論是OLT和OLT的PON口、分光器還是光纜出現(xiàn)故障都不影響ONU的正常使用，在環(huán)狀的保護(hù)方式下，切換時(shí)間小于50 ms。

3.2 全保護(hù)的應(yīng)用

在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)重要單位用戶(hù)的保護(hù)必須予以考慮，以水電廠辦公樓和采油十一廠辦公樓的接入為例，這兩處綜合接入都采用烽火科技的AN5006-20小型化高密度插板式PON MDU設(shè)備，其可以采用系統(tǒng)全程保護(hù)的方式進(jìn)行。

AN5006-20的PON上聯(lián)盤(pán)主要完成上聯(lián)及PON相關(guān)的功能。它將主控盤(pán)上行數(shù)據(jù)通過(guò)PON芯片轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的格式，然后經(jīng)過(guò)光模塊發(fā)送給局端OLT，同時(shí)也將OLT下行數(shù)據(jù)發(fā)送給主控盤(pán)，同時(shí)還支持光路主、備倒換，強(qiáng)制倒換，光功率檢測(cè)等功能。

AN5006-20上聯(lián)接口的冗余保護(hù)功能支持上聯(lián)光口的1：1保護(hù)。一旦檢測(cè)到主用光路上收無(wú)光時(shí)，系統(tǒng)在50 ms內(nèi)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒換到備用光路。

3.2.1 跨OLT的組網(wǎng)方案

基于全保護(hù)的目的，涇河園站共有兩臺(tái)烽火AN5006OLT，兩臺(tái)OLT都處于正常工作狀態(tài)，兩臺(tái)OLT均提供上聯(lián)端口通過(guò)中興ZXMPM721與匯接BAS連接。AN5006-20ONU的兩個(gè)上聯(lián)口通過(guò)不同的光路連接兩臺(tái)OLT。對(duì)ONU而言，在兩臺(tái)OLT上都注冊(cè)成功，但是在數(shù)據(jù)配置上區(qū)別主備用，ONU的數(shù)據(jù)只在主用OLT上進(jìn)行數(shù)據(jù)透?jìng)鳎琌NU在選擇OLT時(shí)遵從配置時(shí)的優(yōu)先順序。ONU的上行數(shù)據(jù)只會(huì)從主用PON口傳輸至主用OLT，下行數(shù)據(jù)從主用OLT的PON口下發(fā)至ONU的主用上聯(lián)PON口。通過(guò)物理連接和數(shù)據(jù)配置保護(hù)，從而使OLT、PON口以及光路都得到保護(hù)，當(dāng)主用OLT發(fā)生停機(jī)、掉電、鏈路斷開(kāi)等故障時(shí)，ONU的所有業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)立刻倒換至備用OLT上，從而實(shí)現(xiàn)重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備的通信業(yè)務(wù)保護(hù)。

3.2.2 主、備用OLT的配置

在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)全保護(hù)后，為了確保ONU從主用OLT切換至備用OLT時(shí)達(dá)到無(wú)縫切換，使用戶(hù)無(wú)感知，那么在主、備用OLT上就要做同樣的數(shù)據(jù)配置、VLAN透?jìng)饕约巴綌?shù)據(jù)設(shè)置。ONU就好像是下掛在同一個(gè)OLT上工作一樣，ONU的兩個(gè)上聯(lián)口的內(nèi)外層VLAN相同，為了主備用OLT在切換時(shí)達(dá)到無(wú)縫切換，必須確保兩臺(tái)OLT上的配置數(shù)據(jù)和同步設(shè)置相同。ANM2000系統(tǒng)負(fù)責(zé)兩臺(tái)OLT配置數(shù)據(jù)的同步，同時(shí)對(duì)ONU兩個(gè)上聯(lián)PON口數(shù)據(jù)進(jìn)行下發(fā)。在做到以上配置后，為確保告警、性能分析、注冊(cè)信息在兩臺(tái)OLT上達(dá)到同步，還需要在兩臺(tái)OLT上通過(guò)EMS口進(jìn)行直連，在未出現(xiàn)切換的情況下，采用定期人為同步配置或者采用內(nèi)置定時(shí)器定期采集PON口數(shù)據(jù)通過(guò)EMS口進(jìn)行同步。

3.2.3 主、備用OLT的PON口切換

當(dāng)OLT檢測(cè)到主用PON口出現(xiàn)異常時(shí)，諸如收無(wú)光、光功率低、丟包率高等情況，主用PON口會(huì)處于關(guān)閉狀態(tài)，那么該P(yáng)ON口下掛的ONU就會(huì)掉線(xiàn)，這時(shí)掉線(xiàn)的ONU的主用上聯(lián)PON口就會(huì)無(wú)光告警并立刻倒換至備用上聯(lián)PON口，然后上聯(lián)至備用OLT進(jìn)行注冊(cè)，從而確保數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)恢復(fù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文重點(diǎn)介紹了常見(jiàn)的PON的保護(hù)方案和一種可以對(duì)OLT設(shè)備整體進(jìn)行冗余保護(hù)的PON全保護(hù)方案。起通過(guò)ONU分別在兩臺(tái)OLT上注冊(cè)，兩臺(tái)OLT形成互為備份的關(guān)系，利用ONU設(shè)備的1∶1保護(hù)機(jī)制，使ONU可以在兩臺(tái)OLT之間無(wú)縫切換，最大限度地保護(hù)重要單位用戶(hù)的通信暢通。

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