PON网络OLT上行链路数据优化研究

刘柱辉

（中国电信股份有限公司东莞分公司，广东 东莞 523000）

PON网络OLT上行链路数据优化研究

刘柱辉

（中国电信股份有限公司东莞分公司，广东 东莞 523000）

本文结合通信运营商的PON网络数据流量日益增长的情况，对PON网络数据流的瓶颈节点进行分析，优化网络组件架构，以达到挖掘PON网络潜在资源，提升网络承载能力为目的，为用户提供稳定、优质的宽带网络与使用感知。

宽带；PON网络；网络承载能力优化

1 引言

宽带互联网经过近几年的高速发展，从极具发展潜力的单一通信业务逐步转变为融合用户业务需求的主体业务，成为现阶段中国电信运营商的业务增长点。中国电信集团商们都确立了高宽带业务的发展策略，从而使宽带用户迅猛增长，特别是大客户量也急剧增长，客户已不满足于普通的宽带接入业务模式，增值业务（包括VPN、ITV流媒体、实时游戏等）的需求正在迅速扩大，差异化需求日渐明显。随着宽带用户的数量与带宽需求的增加，网络五个层面（CR出口层，BR核心层、BAS城域网核心层、SW汇聚层、OLTDSLAM接入层）的带宽瓶颈压力正不断增大。

图1 城域网五层转三层架构描述

因此，需要通过简化网络，实现扁平化三层架构，减少瓶颈限制尤为重要，见图1。以求提升网络业务处理能力，全面支持百兆、千兆宽带业务及提供全覆盖的账号经营业务支撑。本文重点分析现实OLT接入层（PON网络）的状态和特点，并依据一定的科学优化原则和方法进行网络的优化，有效利用现有资源，确保业务的健康有序发展，确保能在激烈的竞争中保持网络领先的优势。

2 PON网优化工作概述

本文所说的PON网络，是指覆盖城市接入层、为全市各类用户提供高宽带（通常是超越铜缆20Mbit/s以上，甚至达100、1000Mbit/s）接入的宽带通信网络。对现在电信运营商而言，PON网络的建设是其信息化基础设施的主要组成部分；从技术和运营模式来看，PON网络是提升用户接入层与电信核心层网络的高速接入。

PON网络优化的主要目的是在现有网络的基础上进一步提高网络的稳定性、网络的可用性、安全性和可延伸性，使PON网络能够更好地满足用户的需要，为用户提供优质的服务。主要体现如下几点：

(1)使PON光接入网具备更好的延伸性。数据业务和用户的需求在不断变化之中，原来规划的网络不可能永远满足不断发展的业务需求。通过对PON网络实施优化，正确评估网络承载能力和业务需求，及时发现潜在的网络扩展问题，才能根据实际情况不断修正网络扩展方案，使网络实现平滑扩展。因此，解决OLT上联拥塞问题：按“先紧急后一般”的原则，通过OLT的10G上联MSE，快速解决OLT上联GE瓶颈，全面提供百兆/千兆宽带业务的接入能力。

(2)利用PON光接入网资源的合理更新替换。网络资源的合理配备和有效使用是提高数据接入承载网投资效益比的两个重要的因素。一方面将部分DSLAM设备退网，腾空光路资源，机房空间资源，安排OLT链路进行优化扩容；另一方面收敛部分OLT设备，由于这些设备属于早期OLT设备，主要下带FTTB设备，带宽提升空间较少，集中在保留BAS上，通过光改的进程，最终过渡到FTTH模式。

(3)PON光接入网性能分析和进一步的科学规划，推动市场业务经营发展。通过对PON网络的优化，对网络中各种参数、流量的采集和分析，将有利于更全面、深入地了解网络运行现状，为实现电信账号经营重点业务发展方向奠定基础，确保市场网络片区内的OLT设备能尽快上线具备NAT能力的MSE设备，促进账号经营业务规模发展。

3 PON网优化架构组建

工欲善其事必先利其器，通过了解PON网络优化工作要求，那么后续需要制定出基本的架构流程。主要包括改造PON网三个方面架构：优化网络组织团队架构、网络规划层次架构以及PON接入割接实施架构。

（1）网络组织结构：由电信运营商网运部组织，各专业参与，组建了专项工作团队，成立割接指挥组和割接操作小组，包括网运、设维维护中心、资源中心、线维中心和各片区相关专业负责人，明确各部门详细工工作要求。

（2）PON网络规划层次架构：OLT以直挂MSE为主，原接交换机的OLT改为直挂MSE；OLT就近接入MSE，通过新建MSE，解决原来OLT出现跨区接入BAS的情况；OLT在管道条件充裕下，双物理路由，要求不同沟同缆。

（3）PON割接流程实施架构：割接人员准备工作，链路调测确认；MSE、OLT侧资源确认；业务状况评估。割接计划安排，割接前必须发起服务前置工作；服务前置通过后，割接组织部门发文通知，经过审批通过后方可组织割接；割接完成后，务必进行充分业务测试，遗留问题务必通报次日通信保障人员；次日必须安排专人进行业务保障。

4 PON网络优化实施前考虑

由于割接工作涉及多个部门合作才可以使到工作可以顺畅实施，通过多次电信内部讨论，兼顾前后台的关注点，以及专业部门需要把控工作节点。

（1）结合市场发展情况，对PON网络的建设应适度超前，能够满足一定量的突发性业务。要结合相关的业务场景，规定预留网络承载空余率，可根据季度业务放装情况定义。

（2）结合现有的网络，充分利用现有网络资源。针对网络利用有两种场景：第一种为OLT上行优化：PON网络有两条以上的链路,要求OLT到BAS上行双链路改造接入10G的MSE，实现流量的负荷分担。一方面提升网络安全保护，另一方面实现链路忙时的利用率负荷分担。第二种为对PON口的ONU用户进行跨OLT割接分流。把一个PON口的ONU，按照带宽业务承载情况分析，把业务量大的PON口，割接到同机房OLT设备上。

（3）要求网络具有先进性、可延伸性、安全性。通过工程规范现网接入层、汇聚层、核心层之间具备网络扩容能力，把网络优化工作逐步按层实施。见图2。

图2 接入层、汇聚层、核心层划分

（4）以业务为导向，充分满足语音、视频、数据业务的发展需求，逐步实现到用户端的QoS管理、控制。

（5）PON网络要逐步由接入型向汇聚型过渡，改变OLT设备在城域网中的位置，将OLT设备作担当二层交换机角色，实现直挂MSE，构建逻辑和物理层次清晰的三层路由网络和二层接入网络。现在电信运营商建设OLT基本采用直挂MSE上行方式，实现PON网络的简易接入，减少瓶颈环节。

5 PON网络优化技术细化

5.1 基于MSE-OLT优化

OLT属于PON网络的核心组成部分，负责对业务接入控制点ONU设备进行汇接并提供从PON网络到核心数据网的出口，见图3MSE-OLT割接链路分解图。

图3 MSE-OLT割接链路分解图

OLT的多条上行链路分别连至汇聚设备BAS（如SE800,ME60）。这里需要解决问题：OLT双上联到汇聚设备后引入了1G链路反复扩容问题，而链路过多，容易引起网络成环；其次也容易出现MAC地址漂移情况，因为同一个数据包从设备的原来①号上行链路流出后，又经环路从原来②号上行链路流进，将使得OLT交换芯片从两个端口学到相同的MAC，最终造成报文转发错误。

为了消除环路，OLT接入MSE设备，要求采用SmartLink（或叫SMARTGROUP）技术，该技术是一种应用于双上行链路组网技术，通过10G双链路上行提供可靠高效的备份和业务快速切换机制的解决方案。双上行组网是目前常用应用组网之一，该组网可以通过生成树协议或者快速生成树协议来阻塞冗余链路，起到备份作用。在两条链路正常的情况下，两条链路的流量会进行流量的负荷分担。当其中一条链路故障时，将流量切换到另外一条链路。SmartLink解决方案应用到接入网中，针对双归属组网，实现双链路冗余互为备份及快速迁移，既能实现高可靠性，又能保证高速收敛。另外一方面采用SmartLink的方案可以实现链路添加，而不需要进行业务中断，直接在把新开链路捆绑到新的GROUP组内。

5.2 分流优化工作要点

从以上的分流工作探讨中，整个分流工作的重点是放在割接前的准备与割接中的经验积累，因此总结出几点要点：

（1）按照流程实施工作，资料整理人员要先准确无误地整理集成资料，再把资料交给割接施工部门施工，这一步是十分重要的。前提是保证数据的五元组与用户资料一一对应。

（2）割接前期，确保割接链路可以正常使用，割接前必须进行光路光衰、连通测试确认。

（3）割接MSE、OLT备件板卡有储备，确保割接意外时可以更换。

（4）割接进度要控制在一定的范围内，根据施工队的施工能力和割接流程的处理能力，提供合适OLT数量的割接给施工队，目的是减少用户受数据分流优化影响。

（5）针对专线业务的IP地址，例如PON专线、视频监控、WIFI业务、账号经营等涉及需要使用地址池的要优先考虑规划。

（6）割接前的资料要再次检查、更新。因为用户资料的变更是每天都在进行的，如迁移用户业务、拆机等等，为保证割接资料100%准确，割接前一天重新核对一遍用户账号与五元组参数资料是十分必要的。

（7）OLT链路割接优化工作尽量在一个镇分内，这样可以避免跨镇区割接。若出现跨镇区割接，需要对端镇区维护人员配合对接，在链路比对准确性上会有所降低。

（8）割接OLT影响数量，控制在一队施工队伍（3～4人），一次割接6台OLT的工作量（30分钟基本可以完成一台OLT割接到MSE，工作时间为0点～6点），防止割接过程中出错，影响用户使用。

（9）由于数据管控部门割接涉及用户的加解绑操作，割接后1个工作日，对割接网元进行业务确认，并进行电子函件发文与服务前置工作。

（10）固化FTTB的网元IP分拆割接的模式，工程割接实施后，需进行网管数据修改及资源系统数据修改，否则影响后续业务新装。

（11）必须要服从网络操作监控部门指挥，确认ONU状态正常后，由当地局进行业务测试，施工部门接到通知方可离场，后续3日内做好PON网络优化保障工作。

6 光网优化割接存在的问题

尽管现在PON网OLT的优化工作在各运营商中已经进行得热火朝天，但也在优化工作中发现了不足的地方。

（1）PON宽带网络承载IPTV等宽带增值新业务的能力不足，PON网大规模开展组播业务，仍没有充足经验，现电信运营商多在BAS上开通了组播。

（2）PON网中VPN的功能不强，用户较少，没有得到充分利用。面对银行ATM、校园网络、政企客户组网的应用不足。

（3）现有PON网络汇聚层点大量采用OLT接入方式，OLT属于二层汇聚设备，交换机性能成为发展的瓶颈；连接三层交换机MSE配置的10GE端口紧缺，已不能满足数据信息化、IPTV等业务的高带宽接入需求。

（4）汇聚层宽带接入层设备需要提升规划性，从OLT下带的FTTB与FTTH的流量与业务发展缺乏业务感知和业务分流的能力来解决业务的集中接入和管理问题。

（5）PON网专业网络人员是今后电信数据网络运营维护的主力，但电信网运线还没有具备执行这么庞大工程的割接技术队伍，培训工作是本项目成功与否的重点工作之一。

7 结语

通过优化与建设，将大大提升宽带PON网络的网络能力，但是宽带PON网络的优化是一个任重道远的工作，宽带业务和应用的迅速发展，将推进数据网建设进入一个全新的局面。电信运营商必须从实际出发，去探索一条适合自己的宽带城域网建设思路，建设可以适应新时代要求、可盈利、可持续发展的数据网络基础平台。

[1]章剑．光缆线路带业务割接技术及应用[J]．江西通信科技，2006(01)：26-28．

Research on OLT Uplink Data Optimization of PON Network

Liu Zhuhui
(China Telecommunications Co.Dongguan Branch,Dongguan 523000,Guangdong)

Combined with the increasing PON network data traffic of communication operators,this paper analyzes the weaknesses of PON network data flow,optimizes the network component architecture,in order to dig the potential resources of PON network,improve the network capacity,ultimately provide users with stable and fine broadband and use experience.

broadband;PON network;network capacity optimization

TN929.18

A

1008-6609(2017)10-0052-03

刘柱辉(1979-)，男，广东东莞人，学士，工程师，研究方向为光接入网新技术及相关应用。