一种PON系统保护技术的应用分析

刘继平

[摘 要]为了提高网络的可靠性和生存性，目前PON系统的保护通常保护的是OLT的PON口到ONU的上联口之间的光路，由于受到已有光缆线路和网络建设成本的限制，无法对OLT整体设备进行保护。本文主要介绍了PON系统的保护技术以及基于双PON口ONU跨不同OLT的保护方案，在一些特别重要的节点，该节点的ONU可以分别在不同的OLT上注册，而对两台OLT则通过定期同步配置，达到对OLT设备的整体保护。

[关键词]PON；OLT；保护光网络

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.096

[中图分类号]TN929.1 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）04-0-02

0 引 言

随着光进铜退和光纤入户的普遍实施，PON技术由于其技术的可靠和实用性，以及较为合理的价格优势，PON接入技术在各个行业都得到了大量的应用。由于PON技术的持续发展，PON系统中的关键节点的设备和链路故障，会造成大面积通信中断，引起用户的不便，因此对PON系统进行保护是非常必要的。

1 PON技术的简介

PON技术是一种点到多点的光纤接入技术，它的系统由OLT、ONU以及光分配网络组成。其下行采用广播方式、上行采用TDMA方式，可以承载语音、网络以及电视信号的传输。xPON技术具有速率高、部署方便、可实现多业务接入、节约光纤资源、便于升级扩容和便于日常维护管理等优点。

2 PON系统的保护技术

目前，通用的保护技术是ITU-T G.984中规定的A、B、C、D共4种保护类型，实际应用中还有一种光纤全保护类型。A和B两种模式的保护范围是从OLT的PON口到分光器之间的这一部分光路的保护，两者的区别在于是否将OLT的PON接口也纳入到冗余保护中。而类型C和D的保护范围是从OLT的PON口到ONU的PON口之间的全部光路，两者的区别在于是否将ONU的PON口纳入到保护范围内。

2.1 A、B类保护

A类保护类型主要是OLT使用单个PON口，而PON口内置1×2光开关，在ODN中采用2∶N分光器，在分光器与OLT之间建立2条相对独立的并互为备份的光路，OLT定期检测线路状态，当主用光路发生故障时，切换至备用光路。

B类保护类型在OLT上采用两个PON口，分为主用和备用，备用的PON口处于冷备状态，在光网络上采用2∶N分光器，在分光器和OLT之间同时连接2条相对独立并备份的光路，由OLT定期检测线路状态以及PON口状态，当主用光路和PON口发生故障时，OLT立即倒换PON口和光路。

2.2 C、D类保护

C类保护类型是在OLT上使用两个PON口，而主备用PON口互为热备份；ONU的PON口前内置1×2光开关；采用2个1∶N光分路器，在ONU和OLT之间建立2条独立的、互相备份的光纤链路；由ONU检测线路状态，一旦主用光纤链路发生故障，由ONU完成倒换。

D类保护类型是OLT上的硬件配置和分光器都与C类相同，在ONU上采用2个PON口，系统采用热备份保护方式。

2.3 光纤全保护

两台主备用OLT的PON端口均处于工作状态；使用2个1∶N光分路器；在ONU侧采用2个PON口，由ONU检测线路状态，倒换由ONU完成，ONU注册在不同的OLT上。当然在设备硬件条件支持的情况下，根据不同的需要采用不同的保护方式。对普通小区的用户，在实际中一般不考虑保护，但对于比较重要的企事业单位用户，为确保用户通信畅通，必须选用相应的保护方式。

3 全保护的实现

3.1 全保护的实现方法

OLT是PON系统中的关键设备，OLT下挂的所有ONU的数据都必须由OLT转发。PON网络中的配置数据或者配置文件都在OLT上保存和备份，目前相关机构使用的OLT可以同时提供数量较多的PON口，而光网络中多采用一级分光或者二级分光。即便如此，如果OLT设备出现上联接口故障、设备停机、配置文件丢失或者掉电等故障时，就会发生大面积的电话网络中断。而文中提出的A、B、C、D四种保护方式都不能做到全程保护，只有光纤全保护才能做到。在实际工作中，为了进一步提高重要单位和站点的安全性以及稳定性，相关机构采用在2个不同的OLT上，不同的2个PON口与ONU组成环状的全保护组网方式，而具有双PON口的ONU分别连接到OLT的PON口与ONU的上联PON口组成的2条光路上，这样可以实现OLT到ONU的全保护，无论是OLT和OLT的PON口、分光器还是光缆出现故障都不影响ONU的正常使用，在环状的保护方式下，切换时间小于50 ms。

3.2 全保护的应用

在实际生产中对重要单位用户的保护必须予以考虑，以水电厂办公楼和采油十一厂办公楼的接入为例，这两处综合接入都采用烽火科技的AN5006-20小型化高密度插板式PON MDU设备，其可以采用系统全程保护的方式进行。

AN5006-20的PON上联盘主要完成上联及PON相关的功能。它将主控盘上行数据通过PON芯片转换成对应的格式，然后经过光模块发送给局端OLT，同时也将OLT下行数据发送给主控盘，同时还支持光路主、备倒换，强制倒换，光功率检测等功能。

AN5006-20上联接口的冗余保护功能支持上联光口的1：1保护。一旦检测到主用光路上收无光时，系统在50 ms内可实现自动倒换到备用光路。

3.2.1 跨OLT的组网方案

基于全保护的目的，泾河园站共有两台烽火AN5006OLT，两台OLT都处于正常工作状态，两台OLT均提供上联端口通过中兴ZXMPM721与汇接BAS连接。AN5006-20ONU的两个上联口通过不同的光路连接两台OLT。对ONU而言，在两台OLT上都注册成功，但是在数据配置上区别主备用，ONU的数据只在主用OLT上进行数据透传，ONU在选择OLT时遵从配置时的优先顺序。ONU的上行数据只会从主用PON口传输至主用OLT，下行数据从主用OLT的PON口下发至ONU的主用上联PON口。通过物理连接和数据配置保护，从而使OLT、PON口以及光路都得到保护，当主用OLT发生停机、掉电、链路断开等故障时，ONU的所有业务和数据立刻倒换至备用OLT上，从而实现重要节点设备的通信业务保护。

3.2.2 主、备用OLT的配置

在实现业务全保护后，为了确保ONU从主用OLT切换至备用OLT时达到无缝切换，使用户无感知，那么在主、备用OLT上就要做同样的数据配置、VLAN透传以及同步数据设置。ONU就好像是下挂在同一个OLT上工作一样，ONU的两个上联口的内外层VLAN相同，为了主备用OLT在切换时达到无缝切换，必须确保两台OLT上的配置数据和同步设置相同。ANM2000系统负责两台OLT配置数据的同步，同时对ONU两个上联PON口数据进行下发。在做到以上配置后，为确保告警、性能分析、注册信息在两台OLT上达到同步，还需要在两台OLT上通过EMS口进行直連，在未出现切换的情况下，采用定期人为同步配置或者采用内置定时器定期采集PON口数据通过EMS口进行同步。

3.2.3 主、备用OLT的PON口切换

当OLT检测到主用PON口出现异常时，诸如收无光、光功率低、丢包率高等情况，主用PON口会处于关闭状态，那么该PON口下挂的ONU就会掉线，这时掉线的ONU的主用上联PON口就会无光告警并立刻倒换至备用上联PON口，然后上联至备用OLT进行注册，从而确保数据业务恢复。

4 结 语

本文重点介绍了常见的PON的保护方案和一种可以对OLT设备整体进行冗余保护的PON全保护方案。起通过ONU分别在两台OLT上注册，两台OLT形成互为备份的关系，利用ONU设备的1∶1保护机制，使ONU可以在两台OLT之间无缝切换，最大限度地保护重要单位用户的通信畅通。

主要参考文献

[1]韩倩，程友清，柏帆.一种改进的PON保护组解决方案[J].电视技术，2012（11）.

[2]杨柳，汪骏飞.一种跨OLT的PON保护技术[J].光通信研究，2011（4）.

[3]烽火通信科技股份有限公司.一种基于PON系统的OLT设备定制方法：中国，CN201410399017.9[P].2014-11-26.