PON的應用及維護

馬雪霞

摘要：在寬帶接入網中引入GPON系統，不僅能提高寬帶速度和綜合業務能力，還可以有效地保證通信質量。本文介紹了GPON的概念和基本結構，在理論聯系實際的基礎上，總結出重要OLT的替換割接方案、OLT雙上聯鏈路保護改造、整治重載PON口工作、ONU弱光整治等一系列維護措施。

關鍵詞：GPON;OLT;ONU;弱光整治

中圖分類號：TN929.1? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

1 緒論

何為 xPON 技術？xPON 技術是采用波分復用技術，以光纖為傳輸介質，可開通視頻監控、語音、寬帶、集客專線等業務，具備前所未有的高帶寬和極其遠的傳輸距離等優勢，可以在很大程度上滿足用戶的上網需求。

xPON技術有兩種，一種是EPON技術，另一種是GPON技術，2000年底，IEEE通過成立802.3ah即第一英里以太網（EFM，Ethernet for the First Mile）工作組的方式進行EPON的標準化工作。EPON技術包括VLAN虛擬局域網、優先級及全雙工通信技術，這種方式的優點是技術簡單、面向用戶、協議成熟，有QoS業務質量保證、DBA動態帶寬分配及加密等功能。

在2002年9月份，FSAN組織首次給GPON 下了定義，明確指出GPON就是1 G比特無源光網絡，帶寬高于1Gb/s。GPON技術具備的上行帶寬是EPON的2.3倍，下行帶寬是EPON的1.3倍。GPON技術提供更高的帶寬速率，可以承載語音、視頻、高清網絡TV等，是目前三網合一的最佳方案[3]。GPON正逐漸成為通信系統的主流技術， 為用戶提供了更高的帶寬、更快的速率、更好的服務質量以及更高的性價比。

2 GPON的基本結構

2.1 GPON的組成

GPON網絡的基本結構非常簡單，包括光線路終端、光網絡單元和光分配網絡，其中光線路終端簡稱OLT，光網絡單元簡稱ONU，光分配網絡簡稱ODN。在GPON網絡中，光分配網絡是由光纜、光連接器和POS光分路器等組成的無源的光配線網，其中無源光分路器簡稱POS，POS可以是一個或多個光分路器的級聯。光線路終端和光網絡單元要連接電源，是有源設備。GPON的基本結構如圖1所示。

GPON系統的拓撲結構共有三種形式，分別是星形拓撲、總線拓撲和樹形拓撲。每種拓撲結構特點不同，在選擇拓撲結構時要考慮客戶使用要求、地理位置、兼容性、經濟性等因素，來選擇合適的拓撲結構，結合實際情況，錦州公司GPON網絡采用樹形方式。

2.2 GPON各組成部分的作用

光線路終端OLT在GPON網絡中占據中心節點的位置，光線路終端是GPON系統的匯聚層，是整個GPON系統的樞紐。OLT通過一個或多個光分配網絡，實現與ONU之間的連接、通信及管理，是光接入網的網絡側接口。光線路終端與光網絡單元之間是主從的通信關系。光線路終端下行是通過POS與PON口連接，來實現通信業務的接入。光線路終端上行是通過GE光口或FE以太網接口，上行到城域網和NGN軟交換承載網，完成數據業務、固話業務的通信。

光分配網絡的主要功能是完成光信號功率的分配任務，為光線路終端與光網絡單元之間提供光連接通道。光分配網絡在一個OLT和一個或多個ONU間提供一條或多條光通道，每個光通道被限制在一個特定波長窗口內。

光網絡單元ONU在GPON網絡中處于用戶側，是光接入網的用戶側接口。

光線路終端OLT與光網絡單元ONU之間相互交換數據時，從OLT到ONU下行方向的信號處理是采用廣播方式，OLT發送的信號通過ODN來實現點到多點的廣播，將需要傳遞的數據信息送到ONU，確保系統中的每個ONU都能收到OLT傳遞出的數據信息，并取出發給自己的信息。從ONU到OLT上行方向的信號處理是采用時分復用的方式，傳遞的數據信息被分成不同的時隙，一個ONU發送的數據信息只能傳輸到達OLT，而不會到達其他ONU。

3 錦州GPON的應用及維護

3.1 錦州GPON系統的現狀

目前錦州分公司的GPON網絡建設模式主要以FTTH為主，早期建設中投放了部分FTTB，設備故障率高，維修不便，所以未來的建設中家客全部采用光纖到戶FTTH模式，只有少數集客采用光纖到樓FTTB模式。

鐵通現網GPON家客融入移動網絡是大勢所趨，勢在必行。GPON融合采取分兩步走的方案：

第一步融合鐵通全部存量用戶，已將鐵通的五臺9312交換機下全部業務割接到就近移動9312交換機，與鐵通的BAS設備互聯，這樣既不影響鐵通自有電話業務和專線業務，也能妥善解決補纜周期長及OLT端口不足帶來的問題。

第二步優化組網結構，已完成OLT的上聯端口擴容并補纜，就近接入移動9312交換機，實現GPON網絡結構合理性。

在2016年12月20日，順利實現了鐵通新制局和中心局GPON的寬帶業務融合;在2016年12月28日，鐵通泰康局、古塔局順利實現了GPON的寬帶業務割接;在2017年1月10日，把鐵通公司的自營業務包括辦公室的互聯網、營業廳的互聯網和視頻監控等相關遺留賬號修改至鐵通出口并修改radius認證，至此按時完成了鐵通所有存量用戶的融合工作，割接過程中搬遷了5臺9312交換機，融合了鐵通46臺OLT下所有存量家寬用戶。

為了便于后續移動對GPON網管的維護及管理，已將新網管放到移動側管理，通過修改OLT的管理IP地址把鐵通OLT調通至移動側網管服務器上，在移動側OLT網管上添加設備，移動側直真系統采集服務器數據，將采集到的信息傳送到移動側資管，資管重新錄入CVLAN、SVLAN、POS及POS端口等關聯數據，自激活流程調用資管數據與PBOSS及OLT網管系統進行數據交換，目前錦州中興和華為網管融合及替換工作均已完成。

3.2 大業務量OLT的替換及割接

目前鐵通錦州公司有12臺OLT承載ONU數量超過2000，其中有三臺OLT承載用戶數已經超過5000戶。ONU數量超過2000說明該OLT覆蓋的綜合業務接入區的家客業務發展較好，同時也體現了存在的隱患問題，由于遼寧移動公司定義OLT脫管影響2000戶為重大故障，這些大業務量的OLT存在可能引發重大故障的隱患，鑒于以上情況計劃新增OLT替換這些大業務量的OLT，并對大業務量OLT數據進行分離割接。

鐵通錦州分公司現網有三臺華為OLT用戶超過5000戶，重要OLT如表1所示。

針對此項問題正在進行同機房OLT的新建工作，待建成入網后，并將部分用戶進行分離割接處理，降低OLT用戶數量。現在主要問題是公司的光纜資源匱乏，擴容工作具體完成時間需依據補纜工作完成時間。

方案一：新建同廠家OLT。

如在超過2000用戶的華為OLT旁，新建一華為OLT，在新的OLT入網后，可將原OLT上部分數據遷移到新OLT，保證用戶業務正常。

對于超過4000用戶的還需考慮向兩臺以上OLT進行數據分離，保證單個OLT用戶數量控制在2000以下，以減小重大故障發生的概率。

方案二：新建異廠家OLT。

在超過2000用戶的華為OLT旁，新建一中興OLT，在新的OLT入網后，需制作割接腳本，認證方式包括兩種：LOID方式認證和MAC地址方式認證，手動添加網管數據，使用戶ONU在PON口下物理割接后能自動認證，華為網管上有大量的ONU為老版本，例如HG8110型號的ONU不支持異廠家解耦，需要現場更換型號。

新建同廠家的設備可以兼容原OLT所承載ONU，進行業務分離時數據制作簡單快捷，設備之間數據遷移方便;而新建異廠家OLT制作數據繁瑣，對于新增的數據可采取批量操作，在條件不允許的情況下，只能采用異廠家OLT。因為中興OLT支持批量添加數據，若只能采用異廠家OLT，宜采用中興OLT。

3.4 OLT雙上聯LACP鏈路保護改造

OLT雙上聯兩條鏈路定義為：物理雙路由和負載分擔，若單點鏈路斷容易導致大批量OLT退服，必須加強核查上聯路由，重點核查重要OLT的上聯路由，保證上聯改造效果。覆蓋用戶數超過5000的OLT稱為重要OLT，重要OLT的定義是根據上行流量及用戶數判定，且流量及用戶數隨時變化。 重要 OLT應通過2*10G板卡直連BRAS，OLT上聯至BRAS不同端口的多條鏈路應配置負載均衡，避免忙閑不均。

根據集團要求OLT雙上聯要求物理雙路由，在整改過程中，注意同路由核查。為保證家客OLT上行鏈路負載均衡，OLT上聯家客鏈路盡量保證為偶數條，OLT上聯鏈路擴容時，如家客4GE上聯OLT超限，可擴容為雙10GE上聯，不采取6GE、甚至8GE上聯的情況。

3.4.1 OLT雙上聯保護改造方案

鏈路匯聚控制協議LACP是將2條或多條物理鏈路組合形成一條邏輯的鏈路，在網絡出現故障或其他原因斷開其中一條或多條鏈路時，剩下的鏈路還可以工作，或者啟用備份鏈路。

為保證OLT業務安全運行，優化上聯鏈路承載，OLT必須配置雙上聯鏈路，做LACP鏈路聚合，OLT的上聯鏈路中斷時可上報告警。目前，錦州地市的GPON設備上聯為93交換機，組網方式采用雙上聯模式進行OLT上聯鏈路保護。即一端通過裸纖直接連接交換機，一端上聯傳輸PTN660/PTN680設備后，再接入城域網。在實際工作中，往往出現傳輸PTN側設備脫管而導致其下端OLT設備出現斷局現象，主用鏈路斷開，導致其下端OLT設備出現斷局。

為解決此問題，在不改變現網組網方式的基礎上，通過各廠家鏈路聚合LACP技術，采用LACP協議實現對GPON設備上聯鏈路進行檢測，實現業務負荷分擔，實現GPON設備上聯鏈路的動態備份，防止由于某側鏈路斷開導致其下端OLT設備出現斷局的問題，以實現兩端口間的動態備份。

錦州市區中心、泰康、新制、古塔、市府、中心2，郊縣的凌海一局1框、新黑山、北寧一局、凌海一局2框、義縣三局共計11臺OLT設備和城域網設備在同一機房內，全部采用主控板與備控板各占用一對GE光口，通過裸纖方式上聯至各自局內S9306的不同板卡、不同端口;采用鏈路聚合，如下圖2所示。

具體實施過程中，需要GPON側、傳輸網、城域網三方合作制作數據，要求實現不同板卡、不同端口的1+1保護，完成LACP鏈路雙上聯的啟用。

（1）三方確認需要配置聚合鏈路的具體端口，保證端口物理屬性一致，且vlan配置一致;

（2）在GPON設備上通過串口，登錄超級終端進行數據制作 ;

（3）同時在上聯93交換機上進行數據制作，兩端協議一致，鏈路啟用狀態好。

錦州公司采用此種方式，成功的完成了大部分OLT設備的LACP啟用，解決了前期由于主用鏈路故障而導致OLT斷局的問題，提高了設備的運行效率。

3.4.2 OLT雙上聯保護改造進度

錦州鐵通現網49臺OLT中，已實現29個OLT局雙上聯LACP保護鏈路，提升了網絡建設和維護安全。還有20臺OLT未實現雙上聯，其中有5個為非重要OLT，6臺貝爾OLT，5臺重要OLT，這5臺重要OLT不能改造原因如下：

三保局-OLT012-HW-MA5680T，因為三保局要搬遷，暫未出設。

錦州南站局-OLT022-HW-MA5680T，南站-梁屯之間補纜已完成，但無出局光纜。

薛家局-OLT024-HW-MA5680T，薛家-移動北園之間補纜已完成，但無出局光纜。

馬華局-OLT027-HW-MA5680T，馬華-梁屯之間補纜已完成，但無出局光纜。安居局-OLT008-HW-MA5680T，燃氣公司-解放路五號箱之間正在補纜改造，尚未完成。

目前錦州還有5臺重要OLT未實現雙上聯，均因原鐵通光纜不足導致，現正在增補光纜，待光纜增補工作完成后完成雙上聯。

大虎山西居宅-OLT004-ZX-C300 OLT上聯不同的9312交換機，上聯不同的BAS，由于VLAN不同，所帶的用戶數量差異較大，所以產生端口流量差異，下一步重新規劃數據均勻分配流量。

3.4.3 OLT雙上聯存在問題

目前OLT上聯存在的問題主要有兩個方面，一是對現有OLT上聯采用PTN方式的，改雙上聯傳輸為裸纖或OTN方式;二是對OLT上聯收光低于-15dB進行處理。在處理這些問題的過程中，首先由家客提出需要整改OLT上聯方式的OLT名稱（優先提出市區、縣城OLT的設備名稱），提出收光低于-15dB的OLT名稱及光口。

在OLT雙上聯保護改造工作中，要注意新增重要OLT的雙上聯情況，在流量采集系統中，維護端口的別名字段，要區分語音口、集客端口，后續可根據流量系統上聯端口利用情況，核查OLT雙上聯資源是否正確。

3.5 整治重載PON口工作

單PON口下用戶數超過64戶或分光比大于64的PON口稱重載PON口，很多小區在新裝用戶時不注意分光比的限制，不注意弱光ONU的影響，出現大量重載PON口，重載PON口過多，用戶數超過64戶易造成末端光衰過大，嚴重影響弱光ONU考核指標，整治重載PON口工作刻不容緩。整治措施，對單PON口下分光比超過1：64的用戶進行拆分，如一級分光器為1：16、二級分光器為1：8，可將一級分光器拆分為兩個1：8分光器，其中部分用戶可割接到新的PON口。

拆分用戶時要求裝維人員與網管密切配合，雙方確定好具體端口，再同時操作。目前華為、中興機型都有PON口割接功能，操作前要做好數據備份，確保割接工作準確無誤。

需要注意的是在資管中存在垃圾數據也會導致分光比超限，要定期及時清理資管中的垃圾數據。以后的工作中要加強整治重載PON口的關注度，及時核查實際情況，對端口占有率>65%且小區實裝率<50%的小區，盡快發起擴容工程，完成重載PON口整治工作，在城域網規劃、建設和驗收環節上把好關，裝機或擴容時嚴禁出現單PON口重載情況。

3.6 ONU弱光整治

ONU弱光是指接收光功率低于-27dBm的情況，存在ONU弱光的危害，可造成家客異常掉線，用戶上網質量較差。ONU弱光功率占比需<3% ，要求50M、100M、IPTV用戶ONU弱光=0 。

在實際工作中分析發現，造成ONU弱光的主要原因如下：

（1）大容量OLT割接工作未完成，導致資管數據ONU重復，造成資管ONU數量不準確。

（2）單PON口下分光比大于1：64時，導致鐵通融合小區的高負荷、高分光比，造成末端光衰過大，現存超分光比的PON口約340個，目前弱光ONU數量較多。

（3）分光箱箱體老化、漏水等原因導致熔纖盤、分光器外露，易造成光衰增大。

（4）單個家客裝機線路問題，比如預留皮線光纜過長、纏繞或折疊過多等。

進行ONU弱光整治時，根據弱光ONU所在OLT端口、分光器端口等信息，共性問題在主干側處理;個性問題根據ONU的SN碼信息與GPON網管和家客資源數據匹配出用戶的地址信息及聯系方式，再聯系客戶，測試光路。結合弱光次數及ONU接收光功率，ONU弱光整治措施如下：

（1）OLT分流：目前已完成OLT分類整理工作，針對占比較高的大容量OLT，制定了分流方案，可在網管上使用PON口遷移命令，將需整改的OLT部分PON口業務分流到新建OLT或就近OLT，降低原OLT承載的負荷，解決弱光的同時也降低了分光比。在使用PON口遷移命令前，一定要做好數據備份，尤其是烽火設備容易發生數據丟失現象，需要手動添加業務數據。

也可先期使用批量命令操作，在新的OLT上制作好各項數據，然后與現場裝維人員密切配合進行倒纖，確保分流工作準確無誤。操作步驟如下：

1）制作批量命令：對原PON口下用戶進行分類，若原PON口有家寬、語音用戶，注意備份好相應數據，對于SFU用戶，在目的OLT上分配新的CVLAN，對于HGU用戶，保留原CVLAN不變，制作命令文本。需要注意的是原PON口下原有集客業務和FTTB不能遷移。

2）在新的OLT上執行批量命令操作，數據加載完成后，先把OLT告警抑制，再通知線路動纖，同時在3A平臺進行解綁操作，確認用戶上線，各項業務正常，再把告警抑制恢復。通知相關資管部門割接的PON口及SVLAN，進行相關數據修改。

（2）單PON口ONU弱光整治，處理不合格PON口，對單PON口下分光比超過1：64的問題進行拆分，把個別ONU改到其他PON口或其他就近OLT中，目前已拆分了100多個超分光比的PON口，以減小因分光比超1：64造成的弱光ONU數量。更換大量發送光功率為3-6dBm的Class C+光模塊，光模塊發光值更大，提高了單PON口下部分弱光ONU的接收光功率值。

（3）對涉及弱光ONU用戶較多的小區，更換大量箱體損壞的分光箱，更換光衰過大的光纜，包括主纜和副纜，有效地降低了ONU弱光占比。

（4）單個家客ONU弱光整治，到用戶家里整治末端ONU，清理受損和不規范纏繞光纖，檢查線路連接件問題，降低現網ONU弱光比例。對于新裝機用戶，要求裝機人員控制皮線光纜長度和跳點數，對ONU光功率進行嚴格控制，達到光功率門限，才能進行工單竣工，杜絕新裝機ONU弱光。

通過上述一系列改進整治工作，優化了GPON網絡結構，促進了GPON網絡更加高效穩定地運行，使用戶獲得更好的網絡體驗。

4 結語

在科技發展的帶動下，GPON技術在通信接入網系統中得到了日益廣泛的應用，較好地利用了網絡通道的帶寬。采用GPON技術，極大地提升了互聯網的可靠性、帶寬速率和運行質量，在節約成本的同時，可以滿足不同用戶的個性化業務需求，真正地實現了可盈利、可維護、可運營技術上的要求。

參考文獻

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PON Application and Maintenance

MA Xue-xia

（Zhongyi tietong co.， LTD.Jinzhou branch equipment maintenance class one，Jinzhou Liaoning 121000）

Abstract：The introduction of GPON system in broadband access network can not only improve broadband speed and comprehensive business capacity， but also effectively guarantee the communication quality. This paper introduces the concept and basic structure of GPON. On the basis of theory and practice， it summarizes a series of maintenance measures such as the replacement and cutover scheme of OLT， the protection transformation of OLT double upper link， the regulation of heavy duty PON port， and the treatment of ONU weak light.

Keywords： GPON ;OLT. ;ONU; Weak light regulation