基于PON技術(shù)光接入網(wǎng)的運(yùn)用與維護(hù)

1、基于PON技術(shù)光接入網(wǎng)的運(yùn)用與維護(hù)1概述隨著IPTV、3D網(wǎng)絡(luò)游戲、在線視頻瀏覽、高清電影視頻下載等業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)和普及，傳統(tǒng)的ADSL寬帶接入技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足電信用戶對(duì)于4Mbit/s以上大帶寬的需求。眾所周知，PON技術(shù)已經(jīng)成為各大電信運(yùn)營商改造綜合性接入網(wǎng)，解決寬帶提速的主要接入技術(shù)。中國電信運(yùn)營商從2007年年底開始嘗試采用EPON技術(shù)進(jìn)行寬帶接入網(wǎng)改造，截至2009年年底，僅中國電信一家運(yùn)營商EPON設(shè)備的集采規(guī)模就已經(jīng)達(dá)到1000萬線（其中不包括各省公司自行采購的數(shù)量）。對(duì)于電信運(yùn)營商，在建設(shè)和運(yùn)營基于EPON技術(shù)的綜合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)過程中，都面臨著運(yùn)行維護(hù)方面的巨大挑戰(zhàn)。2PO

2、N網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)PON技術(shù)采用基于以太網(wǎng)技術(shù)的點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)的ADSL，它是一種全新的光纖接入技術(shù)。根據(jù)PON設(shè)備在電信運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的實(shí)際情況，目前面臨的主要問題集中在網(wǎng)管功能、安全保護(hù)、業(yè)務(wù)發(fā)放和故障診斷這4個(gè)方面。2.1網(wǎng)管功能經(jīng)過一段時(shí)間的接入網(wǎng)運(yùn)行和維護(hù)，對(duì)于PON網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理的要求除了最為基本的功能（包括拓?fù)?、配置、告警、性能及策略管理）之外，運(yùn)營商還提出了危險(xiǎn)操作提示、批量離線配置、業(yè)務(wù)配置模板、告警過濾及屏蔽、實(shí)時(shí)流量統(tǒng)計(jì)及告警、定時(shí)批量版本升級(jí)、定時(shí)/實(shí)時(shí)檢測網(wǎng)元在線狀態(tài)及數(shù)量等新的需求。（1）危險(xiǎn)操作提示當(dāng)PON網(wǎng)管人員進(jìn)行的操作會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生重大

3、影響時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)提供“危險(xiǎn)操作提示”功能。例如，當(dāng)PON網(wǎng)管人員進(jìn)行板卡添加或刪除時(shí)，由于針對(duì)有業(yè)務(wù)的PON業(yè)務(wù)板的刪除操作是被禁止的，因此必須有相應(yīng)的提示以起到警示作用。此外，PON系統(tǒng)必須支持全局的危險(xiǎn)操作提示，而不是僅針對(duì)某些業(yè)務(wù)板卡或端口。（2）批量離線配置PONEMS需要實(shí)現(xiàn)對(duì)ONU終端設(shè)備業(yè)務(wù)屬性和參數(shù)的離線配置。網(wǎng)管人員可以在ONU終端設(shè)備離線的狀態(tài)下，在EMS上根據(jù)已規(guī)劃的業(yè)務(wù)及資源配置規(guī)范進(jìn)行相關(guān)配置，并進(jìn)行標(biāo)識(shí)和保存配置文件。在ONU上線后將配置下發(fā)到ONU終端設(shè)備，完成業(yè)務(wù)開通。針對(duì)FTTB場景，MDU型ONU終端配置復(fù)雜，而且以太網(wǎng)用戶端口數(shù)量眾多，為提高業(yè)務(wù)開通效率，可

4、以采用離線配置方式。（3）業(yè)務(wù)配置模板由于基于PON技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)承載了多種業(yè)務(wù)，PONEMS集成了多業(yè)務(wù)管理和配置功能，因此，網(wǎng)管人員需要熟悉多種業(yè)務(wù)的配置，為了提高其工作效率，在EMS上需要集成相關(guān)業(yè)務(wù)配置的共同屬性形成相應(yīng)的業(yè)務(wù)配置模板。在實(shí)際業(yè)務(wù)配置時(shí)，只需要完成特定業(yè)務(wù)參數(shù)的配置便能實(shí)現(xiàn)快速的業(yè)務(wù)發(fā)放。但需要注意的是，業(yè)務(wù)配置模板一定要具有靈活性，就是要求相關(guān)參數(shù)可以靈活修改以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)和用戶需求，例如帶寬、限速等；同時(shí)需要具備通用性，即要求模板能夠針對(duì)多業(yè)務(wù)配置，減少模板的數(shù)量和下發(fā)次數(shù)。（4）告警過濾及屏蔽隨著寬帶接入網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)網(wǎng)部署的PON設(shè)備數(shù)量也不斷增加，

5、隨之而來的是大量不重要的PON設(shè)備告警會(huì)影響PON網(wǎng)管維護(hù)人員的正常管理工作。因此，要求PON設(shè)備具有完善的告警過濾和屏蔽功能，例如，要求OLT設(shè)備的以太網(wǎng)上聯(lián)端口和業(yè)務(wù)接口板PON端口的告警狀態(tài)能夠設(shè)置成“AUTO”狀態(tài)。在設(shè)備開通時(shí)初始狀態(tài)為“AUTO”，上聯(lián)端口收到光信號(hào)以及PON端口在第一個(gè)ONU上線后，相應(yīng)端口狀態(tài)自動(dòng)設(shè)置成打開狀態(tài)，否則處于“休眠狀態(tài)”（非關(guān)閉狀態(tài)）不接受任何告警。（5）實(shí)時(shí)流量統(tǒng)計(jì)及告警要求PON系統(tǒng)同時(shí)支持對(duì)OLT的上聯(lián)端口及PON端口流量進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)分析結(jié)果得出相應(yīng)的報(bào)表。并能夠?qū)ο鄳?yīng)端口設(shè)置流量帶寬占用率閾值，一旦流量超過所設(shè)定的閾值時(shí)告警。該功能

6、可以有效告知PON網(wǎng)管人員何時(shí)需要進(jìn)行端口及設(shè)備的擴(kuò)容升級(jí)。隨著PON承載業(yè)務(wù)應(yīng)用的不斷深入，還需針對(duì)每個(gè)用戶不同業(yè)務(wù)流量進(jìn)行分析，這種精細(xì)化的流量分析可以反映用戶的使用習(xí)慣，通過這些數(shù)據(jù)能方便地制訂一些個(gè)性化的業(yè)務(wù)套餐。（6）定時(shí)批量軟件版本升級(jí)要求PON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)ONU軟件版本核對(duì)及升級(jí)功能，通過在配置菜單中輸入目標(biāo)版本，隨后對(duì)目標(biāo)版本與ONU終端設(shè)備實(shí)際版本進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際版本和目標(biāo)版本不符時(shí)，能夠通過已制定策略自動(dòng)觸發(fā)軟件版本升級(jí)，且要求升級(jí)過程中不影響業(yè)務(wù)的使用。一旦升級(jí)成功，自動(dòng)重啟ONU設(shè)備完成新版本的應(yīng)用，如果多次升級(jí)失敗，ONU設(shè)備仍能使用原有軟件版本。（7）定時(shí)/實(shí)時(shí)檢測

7、網(wǎng)元在線狀態(tài)及數(shù)量基于PON技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)中PON設(shè)備終端數(shù)量巨大，電信運(yùn)營商需要有效統(tǒng)計(jì)網(wǎng)元的在線狀態(tài)，PON系統(tǒng)需要支持定時(shí)/實(shí)時(shí)檢測所有網(wǎng)元設(shè)備的在線狀態(tài)，并在PON網(wǎng)管上提示實(shí)際在線的網(wǎng)元數(shù)，通過結(jié)合應(yīng)在線網(wǎng)元數(shù)、不在線網(wǎng)元數(shù)以及不在線網(wǎng)元列表，進(jìn)行有效的網(wǎng)元管理。2.2安全保護(hù)目前基于EPON的寬帶接入網(wǎng)面臨的安全保護(hù)主要涉及用戶接入安全和設(shè)備冗余保護(hù)兩大方面。在用戶接入安全方面包括ONU終端設(shè)備接入及綁定、PON接口數(shù)據(jù)安全性、用戶與業(yè)務(wù)安全等。首先，接入設(shè)備安全主要是執(zhí)行對(duì)ONU設(shè)備的認(rèn)證和綁定，以防止非法ONU對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)的接入和攻擊，保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運(yùn)行；其次，通過啟用三

8、重?cái)噭?dòng)方法保證PON接口下行數(shù)據(jù)的安全；最后，在用戶與業(yè)務(wù)安全方面，通過賬號(hào)與端口綁定，將用戶的寬帶賬號(hào)與其所在EPON系統(tǒng)的物理端口進(jìn)行綁定，特定的賬號(hào)只能通過特定的端口實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，防止用戶寬帶賬號(hào)被盜用。此外，在EPON系統(tǒng)中，還可以利用VLAN或QinQ功能實(shí)現(xiàn)用戶和業(yè)務(wù)之間的隔離。在以上方面中，值得重視的問題是賬號(hào)與端口綁定的問題：針對(duì)不同業(yè)務(wù)，運(yùn)營商將為用戶分配不同的賬號(hào)和物理端口，通過綁定，運(yùn)營商可以在一定程度上有效防止盜用現(xiàn)象。對(duì)于PPPoE撥號(hào)上網(wǎng)業(yè)務(wù)，在基于EPON的FTTH/B/N/O接入網(wǎng)中，BRAS應(yīng)啟用賬號(hào)與用戶接入端口的綁定功能；對(duì)于IPTV和VoIP語音業(yè)務(wù)（SIP

9、協(xié)議）由于采用DHCP認(rèn)證方式，應(yīng)采用DHCPOption82實(shí)現(xiàn)用戶與接入線路（端口）的惟一標(biāo)識(shí)。在設(shè)備冗余保護(hù)方面，除了傳統(tǒng)的OLT設(shè)備主干光纖冗余保護(hù)、主控板冗余保護(hù)、OLT設(shè)備上聯(lián)板鏈路聚合保護(hù)、電源設(shè)備冗余保護(hù)之外，針對(duì)寬帶用戶及承載業(yè)務(wù)的特殊需要，還提出了OLT設(shè)備雙上聯(lián)保護(hù)的需求。OLT設(shè)備雙上聯(lián)保護(hù)：OLT應(yīng)支持上聯(lián)板的雙歸屬的保護(hù)功能，即OLT的兩個(gè)上聯(lián)鏈路分別連接到兩個(gè)不同的上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，在OLT檢測到一個(gè)主用上聯(lián)鏈路異常后，主動(dòng)切換到另外一個(gè)備用上聯(lián)鏈路。鑒于語音以及商用專線業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性、高優(yōu)先級(jí)和客戶體驗(yàn)的因素，可以考慮采用雙上聯(lián)保護(hù)。此時(shí)，OLT上聯(lián)端口主、備用方式

10、為主用端口發(fā)光、備用端口不發(fā)光（但是正常收光）、PON設(shè)備提供備用端口三層鏈路檢測功能，防止備用鏈路出現(xiàn)故障而無法實(shí)現(xiàn)主備倒換。OLT設(shè)備工程階段配置端口的檢測IP地址可作為三層鏈路檢測之用?，F(xiàn)網(wǎng)還需要根據(jù)實(shí)際需求規(guī)范三層鏈路檢測時(shí)間間隔、主備鏈路頻繁倒換后終止倒換機(jī)制等相關(guān)要求。2.3業(yè)務(wù)發(fā)放實(shí)現(xiàn)FTTH是電信運(yùn)營商推進(jìn)“光進(jìn)銅退”的最終目標(biāo)，隨著FTTH用戶規(guī)模的增加，電信運(yùn)營商需要實(shí)現(xiàn)快速、高效的資源派配、業(yè)務(wù)受理、業(yè)務(wù)發(fā)放和業(yè)務(wù)開通的流程，具體流程如圖1所示。圖為基于PON技術(shù)的FTTx寬帶接入業(yè)務(wù)開通流程（1）CRM系統(tǒng)進(jìn)行用戶的業(yè)務(wù)受理；（2）CRM系統(tǒng)調(diào)用資源管理功能進(jìn)行資源確認(rèn)

11、，形成客戶訂單；（3）CRM系統(tǒng)派發(fā)業(yè)務(wù)客戶訂單到服務(wù)開通系統(tǒng)，服務(wù)開通系統(tǒng)負(fù)責(zé)FTTx相關(guān)產(chǎn)品服務(wù)訂單的開通流程處理，服務(wù)開通系統(tǒng)負(fù)責(zé)派發(fā)FTTx資源配置單到資源系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)資源配置，派發(fā)激活工單到自動(dòng)激活系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)激活，派發(fā)外線施工單到施工調(diào)度進(jìn)行人工上門施工，派發(fā)綜合測試系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)開通質(zhì)量測試；（4）資源管理系統(tǒng)完成對(duì)設(shè)備、線路等網(wǎng)絡(luò)資源的配置，更新相應(yīng)資源的狀態(tài)；（5）自動(dòng)激活系統(tǒng)負(fù)責(zé)接入所有FTTx相關(guān)產(chǎn)品的平臺(tái)/網(wǎng)管，根據(jù)FTTx產(chǎn)品激活拆分規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)激活處理；（6）施工調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行具體施工調(diào)度派單，實(shí)現(xiàn)人工施工流程的IT管控；（7）綜合測試系統(tǒng)完成對(duì)業(yè)務(wù)激活后的實(shí)際質(zhì)量測試

12、，驗(yàn)證能否滿足業(yè)務(wù)開通的質(zhì)量要求；（8）測試通過后，服務(wù)開通系統(tǒng)向CRM系統(tǒng)發(fā)送竣工回單；（9）CRM系統(tǒng)在收到竣工回單后，派發(fā)計(jì)費(fèi)通知，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)負(fù)責(zé)FTTx相關(guān)產(chǎn)品的計(jì)費(fèi)采集與處理。從上述流程中可以看到，F(xiàn)TTx寬帶接入網(wǎng)業(yè)務(wù)的開通涉及的系統(tǒng)包括CRM系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、服務(wù)開通系統(tǒng)、自動(dòng)激活系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、施工調(diào)度系統(tǒng)、綜合測試系統(tǒng)、PONEMS網(wǎng)管、AAA認(rèn)證系統(tǒng)、軟交換系統(tǒng)、SHLR系統(tǒng)、IPTV管理平臺(tái)等。涉及的主要接口為I1接口：PONEMS北向接口，提供業(yè)務(wù)自動(dòng)激活功能。FTTx業(yè)務(wù)IT支撐總體架構(gòu)如圖2所示。圖為FTTx業(yè)務(wù)IT支撐架構(gòu)其中，接入網(wǎng)EMS系統(tǒng)北向接口的主要功能是

13、與相關(guān)OSS/BSS系統(tǒng)對(duì)接，將接入網(wǎng)EMS系統(tǒng)納入各級(jí)運(yùn)維支撐體系之中，除了實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)自動(dòng)發(fā)放外，還包括寬帶用戶測試、資源管理、告警管理及性能管理等功能。目前，PONEMS的北向接口支持多種功能類型，采用的接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議具備先進(jìn)性和開放性，并在行業(yè)內(nèi)普遍應(yīng)用。由于各類北向接口的接口性能和功能要求各不相同，因此應(yīng)按照不同需求選擇協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，見表1。圖為北向接口的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)2.4故障診斷（1）光鏈路診斷EPON系統(tǒng)應(yīng)支持光鏈路相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)測量功能，包括針對(duì)特定或者所有PON口/ONU的基于策略的光鏈路測量和診斷功能。具體要求如下。·OLT應(yīng)支持對(duì)其接收到的來自每個(gè)ONU的上行平均光功率進(jìn)

14、行測量的功能，在-30-10dBm范圍內(nèi)的測量精度不劣于±1dB，最小測量取樣時(shí)間不大于600ns。當(dāng)OLT接收到的來自某個(gè)ONU的上行光功率過低（低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的OLT靈敏度上限）或者過高（高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的OLT過載光功率下限），則OLT應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的光功率越限告警。·OLT還應(yīng)支持基于對(duì)PON接口下ONU的上行光功率的測量，實(shí)現(xiàn)光鏈路的故障診斷功能。故障診斷是指根據(jù)PON接口上接收到的各ONU的光功率分析光鏈路的衰減等指標(biāo)是否正常，并提供一定的鏈路故障的判斷功能。·OLT還應(yīng)提供對(duì)自身光模塊工作溫度、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率等參數(shù)的監(jiān)測。·ONU應(yīng)具備光收發(fā)機(jī)參數(shù)測量功能，包括光模塊工作溫度、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率和接收光功率等參數(shù)，ONU還應(yīng)支持對(duì)上述指標(biāo)測量值的內(nèi)部校準(zhǔn)。·當(dāng)ONU的光收發(fā)機(jī)的某個(gè)或者多個(gè)參數(shù)過低（低于所設(shè)置的閾值）或者過高（高于所設(shè)置的閾值），則ONU應(yīng)通過事件通告機(jī)制向OLT發(fā)送相應(yīng)的越限告警或越限警示。隨著電信運(yùn)營商“光進(jìn)銅退”