一種PON系統保護技術的應用分析

劉繼平

[摘 要]為了提高網絡的可靠性和生存性，目前PON系統的保護通常保護的是OLT的PON口到ONU的上聯口之間的光路，由于受到已有光纜線路和網絡建設成本的限制，無法對OLT整體設備進行保護。本文主要介紹了PON系統的保護技術以及基于雙PON口ONU跨不同OLT的保護方案，在一些特別重要的節點，該節點的ONU可以分別在不同的OLT上注冊，而對兩臺OLT則通過定期同步配置，達到對OLT設備的整體保護。

[關鍵詞]PON；OLT；保護光網絡

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.096

[中圖分類號]TN929.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）04-0-02

0 引 言

隨著光進銅退和光纖入戶的普遍實施，PON技術由于其技術的可靠和實用性，以及較為合理的價格優勢，PON接入技術在各個行業都得到了大量的應用。由于PON技術的持續發展，PON系統中的關鍵節點的設備和鏈路故障，會造成大面積通信中斷，引起用戶的不便，因此對PON系統進行保護是非常必要的。

1 PON技術的簡介

PON技術是一種點到多點的光纖接入技術，它的系統由OLT、ONU以及光分配網絡組成。其下行采用廣播方式、上行采用TDMA方式，可以承載語音、網絡以及電視信號的傳輸。xPON技術具有速率高、部署方便、可實現多業務接入、節約光纖資源、便于升級擴容和便于日常維護管理等優點。

2 PON系統的保護技術

目前，通用的保護技術是ITU-T G.984中規定的A、B、C、D共4種保護類型，實際應用中還有一種光纖全保護類型。A和B兩種模式的保護范圍是從OLT的PON口到分光器之間的這一部分光路的保護，兩者的區別在于是否將OLT的PON接口也納入到冗余保護中。而類型C和D的保護范圍是從OLT的PON口到ONU的PON口之間的全部光路，兩者的區別在于是否將ONU的PON口納入到保護范圍內。

2.1 A、B類保護

A類保護類型主要是OLT使用單個PON口，而PON口內置1×2光開關，在ODN中采用2∶N分光器，在分光器與OLT之間建立2條相對獨立的并互為備份的光路，OLT定期檢測線路狀態，當主用光路發生故障時，切換至備用光路。

B類保護類型在OLT上采用兩個PON口，分為主用和備用，備用的PON口處于冷備狀態，在光網絡上采用2∶N分光器，在分光器和OLT之間同時連接2條相對獨立并備份的光路，由OLT定期檢測線路狀態以及PON口狀態，當主用光路和PON口發生故障時，OLT立即倒換PON口和光路。

2.2 C、D類保護

C類保護類型是在OLT上使用兩個PON口，而主備用PON口互為熱備份；ONU的PON口前內置1×2光開關；采用2個1∶N光分路器，在ONU和OLT之間建立2條獨立的、互相備份的光纖鏈路；由ONU檢測線路狀態，一旦主用光纖鏈路發生故障，由ONU完成倒換。

D類保護類型是OLT上的硬件配置和分光器都與C類相同，在ONU上采用2個PON口，系統采用熱備份保護方式。

2.3 光纖全保護

兩臺主備用OLT的PON端口均處于工作狀態；使用2個1∶N光分路器；在ONU側采用2個PON口，由ONU檢測線路狀態，倒換由ONU完成，ONU注冊在不同的OLT上。當然在設備硬件條件支持的情況下，根據不同的需要采用不同的保護方式。對普通小區的用戶，在實際中一般不考慮保護，但對于比較重要的企事業單位用戶，為確保用戶通信暢通，必須選用相應的保護方式。

3 全保護的實現

3.1 全保護的實現方法

OLT是PON系統中的關鍵設備，OLT下掛的所有ONU的數據都必須由OLT轉發。PON網絡中的配置數據或者配置文件都在OLT上保存和備份，目前相關機構使用的OLT可以同時提供數量較多的PON口，而光網絡中多采用一級分光或者二級分光。即便如此，如果OLT設備出現上聯接口故障、設備停機、配置文件丟失或者掉電等故障時，就會發生大面積的電話網絡中斷。而文中提出的A、B、C、D四種保護方式都不能做到全程保護，只有光纖全保護才能做到。在實際工作中，為了進一步提高重要單位和站點的安全性以及穩定性，相關機構采用在2個不同的OLT上，不同的2個PON口與ONU組成環狀的全保護組網方式，而具有雙PON口的ONU分別連接到OLT的PON口與ONU的上聯PON口組成的2條光路上，這樣可以實現OLT到ONU的全保護，無論是OLT和OLT的PON口、分光器還是光纜出現故障都不影響ONU的正常使用，在環狀的保護方式下，切換時間小于50 ms。

3.2 全保護的應用

在實際生產中對重要單位用戶的保護必須予以考慮，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設備，其可以采用系統全程保護的方式進行。

AN5006-20的PON上聯盤主要完成上聯及PON相關的功能。它將主控盤上行數據通過PON芯片轉換成對應的格式，然后經過光模塊發送給局端OLT，同時也將OLT下行數據發送給主控盤，同時還支持光路主、備倒換，強制倒換，光功率檢測等功能。

AN5006-20上聯接口的冗余保護功能支持上聯光口的1：1保護。一旦檢測到主用光路上收無光時，系統在50 ms內可實現自動倒換到備用光路。

3.2.1 跨OLT的組網方案

基于全保護的目的，涇河園站共有兩臺烽火AN5006OLT，兩臺OLT都處于正常工作狀態，兩臺OLT均提供上聯端口通過中興ZXMPM721與匯接BAS連接。AN5006-20ONU的兩個上聯口通過不同的光路連接兩臺OLT。對ONU而言，在兩臺OLT上都注冊成功，但是在數據配置上區別主備用，ONU的數據只在主用OLT上進行數據透傳，ONU在選擇OLT時遵從配置時的優先順序。ONU的上行數據只會從主用PON口傳輸至主用OLT，下行數據從主用OLT的PON口下發至ONU的主用上聯PON口。通過物理連接和數據配置保護，從而使OLT、PON口以及光路都得到保護，當主用OLT發生停機、掉電、鏈路斷開等故障時，ONU的所有業務和數據立刻倒換至備用OLT上，從而實現重要節點設備的通信業務保護。

3.2.2 主、備用OLT的配置

在實現業務全保護后，為了確保ONU從主用OLT切換至備用OLT時達到無縫切換，使用戶無感知，那么在主、備用OLT上就要做同樣的數據配置、VLAN透傳以及同步數據設置。ONU就好像是下掛在同一個OLT上工作一樣，ONU的兩個上聯口的內外層VLAN相同，為了主備用OLT在切換時達到無縫切換，必須確保兩臺OLT上的配置數據和同步設置相同。ANM2000系統負責兩臺OLT配置數據的同步，同時對ONU兩個上聯PON口數據進行下發。在做到以上配置后，為確保告警、性能分析、注冊信息在兩臺OLT上達到同步，還需要在兩臺OLT上通過EMS口進行直連，在未出現切換的情況下，采用定期人為同步配置或者采用內置定時器定期采集PON口數據通過EMS口進行同步。

3.2.3 主、備用OLT的PON口切換

當OLT檢測到主用PON口出現異常時，諸如收無光、光功率低、丟包率高等情況，主用PON口會處于關閉狀態，那么該PON口下掛的ONU就會掉線，這時掉線的ONU的主用上聯PON口就會無光告警并立刻倒換至備用上聯PON口，然后上聯至備用OLT進行注冊，從而確保數據業務恢復。

4 結 語

本文重點介紹了常見的PON的保護方案和一種可以對OLT設備整體進行冗余保護的PON全保護方案。起通過ONU分別在兩臺OLT上注冊，兩臺OLT形成互為備份的關系，利用ONU設備的1∶1保護機制，使ONU可以在兩臺OLT之間無縫切換，最大限度地保護重要單位用戶的通信暢通。

主要參考文獻

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