PON保護倒換技(jì)術

随著(zhe)PON網絡承載的業務種類越來越多(duō)，爲了保障工(gōng)程應用中業務的穩定性，應對各種通(tōng)信故障造成的業務中斷，就(jiù)需要實現PON保護倒換技(jì)術。本文主要介紹了OLT上(shàng)幾種不同類型的PON保護技(jì)術和描述了基于雙PON口保護方案的一(yī)些實現要點。所述方案倒換前後ONU保持在線且業務不中斷，時延小(xiǎo)于100ms，極大的保證了網絡穩定性。

引言

PON(Passive Optical Network) 是覆蓋最後一(yī)公裏的光(guāng)纖寬帶接入技(jì)術，其在光(guāng)分支點隻需要安裝一(yī)個簡單的光(guāng)分路(lù)器(qì)，因此具有節省光(guāng)纜資源、帶寬資源共享、無電磁幹擾、設備安全性高(gāo)，綜合建網成本低(dī)等優點。其中節省主幹光(guāng)纖是PON系統的一(yī)個非常大的優點，但這同時也帶來了一(yī)個較大的風險，一(yī)旦該 PON 系統中的主幹光(guāng)纖出現故障，将導緻連接至該主幹光(guāng)纖上(shàng)的所有光(guāng)網絡單元(ONU)同時出現業務中斷；除此之外，系統還存在連接主幹光(guāng)纖的光(guāng)模塊出故障、以及連接主幹光(guāng)纖的端口等出故障的可能(néng)性。爲了保障工(gōng)程應用中業務的穩定性，應對各種通(tōng)信故障造成的業務中斷，需要一(yī)種高(gāo)效、可靠的保護倒換方案，在主幹光(guāng)纖出現故障時，可以實現快速保護倒換，在盡可能(néng)短的時間内實現業務的恢複，不影響用戶的使用。

1、PON保護倒換技(jì)術介紹

1.1. PON保護概述

目前常用的PON保護技(jì)術是ITU—TG.984标準中定義的 A、B、C、D 4種保護類型。A和B兩種類型的保護範圍是從OLT的PON口到(dào)光(guāng)分路(lù)器(qì)之間的這一(yī)部分保護，兩者的區别在于是否将OLT的PON端口納入到(dào)保護範圍内。而類型C和D的保護範圍是從OLT的PON端口到(dào)ONU的PON端口之間的全部保護，兩者的區别在于是否将ONU的P0N端口納入到(dào)保護範圍内。

1.2. PON保護TYPE A

PON保護類型A主要是OLT使用單個PON端口，而PON端口内置1×2的光(guāng)開關，用于光(guāng)模塊的選通(tōng)，進而進行工(gōng)作線路(lù)的切換。在光(guāng)分配網(ODN)中采用2：N的光(guāng)分路(lù)器(qì)，在光(guāng)分路(lù)器(qì)與OLT之間建立2條相(xiàng)對獨立、互爲備份的光(guāng)纖鏈路(lù)，OLT進行定期線路(lù)狀态檢測，當主用光(guāng)鏈路(lù)發生(shēng)故障時倒換至備用光(guāng)纖鏈路(lù)。

1.3. PON保護TYPE B

PON保護類型B中OLT的兩個PON端口分别采用獨立的PON MAC芯片和光(guāng)模塊，标識爲主用PON端口和備用PON端口。主用的PON端口處于工(gōng)作狀态，備用的PON端口處于冷備份狀态。在ODN上(shàng)采用2：N的光(guāng)分路(lù)器(qì)，在光(guāng)分路(lù)器(qì)和OLT之間同時連接2條相(xiàng)對獨立、互爲備份的光(guāng)纖鏈路(lù)，OLT保證主用PON端口的業務信息能(néng)夠同步備份到(dào)備用PON端口，并定期進行線路(lù)狀态和PON端口運行狀态檢測，當主用光(guāng)纖鏈路(lù)或PON端口發生(shēng)故障時。OLT立即倒換到(dào)備用的PON端口和光(guāng)纖鏈路(lù)，備用PON端口能(néng)維持ONU的業務屬性不變，業務轉由備用鏈路(lù)承載。

1.4. PON保護TYPE C

PON保護類型C是在OLT上(shàng)使用兩個PON端口，而主備用PON端口互爲熱備份。ONU采用一(yī)個PON MAC和不同的光(guāng)模塊，PON端口前内置1×2的光(guāng)開關，采用2個1：N光(guāng)分路(lù)器(qì)，在ONU和OLT之間建立2條獨立的、互爲備份的光(guāng)纖鏈路(lù)。OLT保證主用PON端口的業務信息能(néng)夠同步備份到(dào)備用PON端口，ONU和OLT均檢測鏈路(lù)狀态，并根據鏈路(lù)狀态決定是否倒換。

1.5. PON保護TYPE D

PON保護類型D中OLT雙PON端口，ONU雙PON端口，主幹光(guāng)纖、光(guāng)分路(lù)器(qì)和配線光(guāng)纖均雙路(lù)冗餘。主、備用的OLT PON端口均處于工(gōng)作狀态。OLT保證主用PON端口的業務信息能(néng)夠同步備份到(dào)備用PON端口，使得保護倒換過程中，備用PON端口能(néng)維持ONU的業務屬性不變。ONU采用不同的PON MAC芯片和不同光(guāng)模塊。ONU應能(néng)保證主用PON端口的業務信息能(néng)夠同步備份到(dào)備PON端口，使得PON口保護倒換過程中，ONU能(néng)維持本地業務屬性不變。ONU的主、備用的PON端口均處于工(gōng)作狀态，PON口保護倒換過程中備用PON口不用進行ONU的初始化配置和業務屬性配置。ONU和OLT均檢測鏈路(lù)狀态，并根據鏈路(lù)狀态決定是否倒換。

1.6. PON保護4種類型方案選擇

上(shàng)面介紹了PON保護 A、B、C、D 4種類型的保護方案。其中A類保護類型的OLT的2個PON端口采用1個PON MAC芯片，通(tōng)過1×2的開關連接至2個光(guāng)模塊，實現2個PON 口的保護，該類隻适用于同一(yī)PON闆卡内的PON口間保護。C類和D類保護類型雖提供了全網的保護，使得系統的可靠性最好，但由于保護成本太高(gāo)，同時需要ONU設備也支持相(xiàng)應的PON保護功能(néng)，隻有特别高(gāo)端的用戶才能(néng)承受，所以在實際的工(gōng)程中幾乎沒有用到(dào)。考慮到(dào)接入成本和實用性，B類保護更經濟實用，B類保護中OLT的2個PON端口分别采用獨立的PON MAC芯片和光(guāng)模塊，實現2個PON端口的保護，适用同一(yī)OLT的任意2個PON端口間保護。

2、PON保護倒換功能(néng)實現

2.1 PON保護組

PON保護組由兩個接入PON端口組成，保護組成員的角色有兩種：work和protect。一(yī)個工(gōng)作端口和一(yī)個保護端口。在正常工(gōng)作狀态下(xià)，工(gōng)作端口承載業務。當工(gōng)作端口所在的光(guāng)纖鏈路(lù)發生(shēng)故障時，系統自(zì)動将工(gōng)作端口的業務切換到(dào)保護端口上(shàng)，保證業務的正常傳送。

2.2保護組成員狀态

保護組成員的狀态有兩種：active和standby。狀态爲active的端口轉發數據，狀态爲standby的端口不轉發數據。

2.3倒換類型

保護組發生(shēng)倒換的類型有兩種：由故障觸發的自(zì)動倒換和人爲執行的保護倒換，人爲執行的保護倒換也稱爲強制倒換。

(1)自(zì)動倒換是指在滿足倒換的條件(jiàn)下(xià)，OLT和ONU無需人爲幹預，自(zì)動進行光(guāng)纖鏈路(lù)倒換。

(2)強制倒換是指通(tōng)過在OLT上(shàng)運行force-switch，使得無論指定的目标成員是否正常都發生(shēng)光(guāng)鏈路(lù)倒換。

3、PON保護倒換技(jì)術關鍵點

爲了保證PON保護倒換後業務的平滑過渡，PON保護組中的初始化配置需要同步下(xià)發，以及保護組運行過程中的動态數據也需要進行同步。初始化配置是指在保護組中主PON端口上(shàng)的靜态業務配置信息，如VLAN、帶寬、語音(yīn)配置、組播視頻業務配置等。動态數據包括MAC地址學習表、組播成員組信息、DHCP綁定表、密鑰信息等。

3.1 配置同步

同一(yī)個ONU在保護組内的2個PON端口上(shàng)的配置要同步。配置同步的關鍵有如下(xià)2點:

1) 所有在主用PON端口上(shàng)認證的ONU要同步到(dào)備用PON端口中，讓ONU更新其在線狀态結構。主用PON端口模塊還應向備用PON端口模塊同步配置狀态信息，以避免配置重複下(xià)發影響業務。

2) 動态數據同步，動态數據同步指的是在數據改變時，從工(gōng)作态的PON端口将數據同步到(dào)備用态的PON端口。要求host cpu進行實時數據同步。

3.2 業務恢複

執行了PON端口的主備倒換後，原備用的PON端口變爲主用端口，且該PON端口下(xià)所有的PON相(xiàng)關配置以及ONU配置應和原工(gōng)作PON端口相(xiàng)同。在完成了PON保護倒換後，在新工(gōng)作PON端口正常可用的情況下(xià)，所有業務可自(zì)動恢複。

4、西(xī)迪特OLT産品PON保護倒換功能(néng)

随著(zhe)PON網絡承載的業務種類越來越多(duō)，爲了保障工(gōng)程應用中業務的穩定性，西(xī)迪特結合PON保護在實際工(gōng)程中的應用，考慮接入成本和實用性，已完善的支持了PON保護類型B，使用人員不需要關注當前工(gōng)作的是保護組的哪個PON口，所有操作都基于主用PON口就(jiù)可以。當保護倒換被觸發，備用端口狀态轉爲工(gōng)作狀态，接替主用PON口繼續承載業務。據我們所知，有些廠家的OLT實現的PON保護功能(néng)實際沒有實現保護倒換，隻是把主用端口的配置簡單的備份到(dào)備用的端口，這樣的結果就(jiù)是倒換後所有的ONU都會掉線，業務也會中斷，對運維人員會造成很大的困擾。然而，我們的OLT實現了真正的保護倒換，在PON端口滿載ONU的情況下(xià)也可以做到(dào)倒換前後ONU保持在線且業務不中斷，安全、快速的保證了網絡穩定性。

結束語：

随著(zhe)大數據、人工(gōng)智能(néng)、雲計算(suàn)、物(wù)聯網等信息技(jì)術的普及，PON技(jì)術憑借其技(jì)術的可靠和實用性，以及較爲合理的價格優勢，高(gāo)效支撐各行業數字化的發展。深圳市(shì)西(xī)迪特科技(jì)有限公司作爲專業的網絡接入産品供應商，将和全球各運營商網絡及行業共同提供可靠穩定的網絡部署，将更多(duō)的PON保護技(jì)術應用到(dào)産品中。同時也非常感謝廣大客戶選擇西(xī)迪特支持PON保護的OLT設備，一(yī)起探讨PON保護技(jì)術，共同推動全球數字化網絡穩健發展！