PON的应用及维护

马雪霞

摘要：在宽带接入网中引入GPON系统，不仅能提高宽带速度和综合业务能力，还可以有效地保证通信质量。本文介绍了GPON的概念和基本结构，在理论联系实际的基础上，总结出重要OLT的替换割接方案、OLT双上联链路保护改造、整治重载PON口工作、ONU弱光整治等一系列维护措施。

关键词：GPON;OLT;ONU;弱光整治

中图分类号：TN929.1    文献标识码：A     文章编号：1007-9416（2018）10-0000-00

1 绪论

何为 xPON 技术？xPON 技术是采用波分复用技术，以光纤为传输介质，可开通视频监控、语音、宽带、集客专线等业务，具备前所未有的高带宽和极其远的传输距离等优势，可以在很大程度上满足用户的上网需求。

xPON技术有两种，一种是EPON技术，另一种是GPON技术，2000年底，IEEE通过成立802.3ah即第一英里以太网（EFM，Ethernet for the First Mile）工作组的方式进行EPON的标准化工作。EPON技术包括VLAN虚拟局域网、优先级及全双工通信技术，这种方式的优点是技术简单、面向用户、协议成熟，有QoS业务质量保证、DBA动态带宽分配及加密等功能。

在2002年9月份，FSAN组织首次给GPON 下了定义，明确指出GPON就是1 G比特无源光网络，带宽高于1Gb/s。GPON技术具备的上行带宽是EPON的2.3倍，下行带宽是EPON的1.3倍。GPON技术提供更高的带宽速率，可以承载语音、视频、高清网络TV等，是目前三网合一的最佳方案[3]。GPON正逐渐成为通信系统的主流技术， 为用户提供了更高的带宽、更快的速率、更好的服务质量以及更高的性价比。

2 GPON的基本结构

2.1 GPON的组成

GPON网络的基本结构非常简单，包括光线路终端、光网络单元和光分配网络，其中光线路终端简称OLT，光网络单元简称ONU，光分配网络简称ODN。在GPON网络中，光分配网络是由光缆、光连接器和POS光分路器等组成的无源的光配线网，其中无源光分路器简称POS，POS可以是一个或多个光分路器的级联。光线路终端和光网络单元要连接电源，是有源设备。GPON的基本结构如图1所示。

GPON系统的拓扑结构共有三种形式，分别是星形拓扑、总线拓扑和树形拓扑。每种拓扑结构特点不同，在选择拓扑结构时要考虑客户使用要求、地理位置、兼容性、经济性等因素，来选择合适的拓扑结构，结合实际情况，锦州公司GPON网络采用树形方式。

2.2 GPON各组成部分的作用

光线路终端OLT在GPON网络中占据中心节点的位置，光线路终端是GPON系统的汇聚层，是整个GPON系统的枢纽。OLT通过一个或多个光分配网络，实现与ONU之间的连接、通信及管理，是光接入网的网络侧接口。光线路终端与光网络单元之间是主从的通信关系。光线路终端下行是通过POS与PON口连接，来实现通信业务的接入。光线路终端上行是通过GE光口或FE以太网接口，上行到城域网和NGN软交换承载网，完成数据业务、固话业务的通信。

光分配网络的主要功能是完成光信号功率的分配任务，为光线路终端与光网络单元之间提供光连接通道。光分配网络在一个OLT和一个或多个ONU间提供一条或多条光通道，每个光通道被限制在一个特定波长窗口内。

光網络单元ONU在GPON网络中处于用户侧，是光接入网的用户侧接口。

光线路终端OLT与光网络单元ONU之间相互交换数据时，从OLT到ONU下行方向的信号处理是采用广播方式，OLT发送的信号通过ODN来实现点到多点的广播，将需要传递的数据信息送到ONU，确保系统中的每个ONU都能收到OLT传递出的数据信息，并取出发给自己的信息。从ONU到OLT上行方向的信号处理是采用时分复用的方式，传递的数据信息被分成不同的时隙，一个ONU发送的数据信息只能传输到达OLT，而不会到达其他ONU。

3 锦州GPON的应用及维护

3.1 锦州GPON系统的现状

目前锦州分公司的GPON网络建设模式主要以FTTH为主，早期建设中投放了部分FTTB，设备故障率高，维修不便，所以未来的建设中家客全部采用光纤到户FTTH模式，只有少数集客采用光纤到楼FTTB模式。

铁通现网GPON家客融入移动网络是大势所趋，势在必行。GPON融合采取分两步走的方案：

第一步融合铁通全部存量用户，已将铁通的五台9312交换机下全部业务割接到就近移动9312交换机，与铁通的BAS设备互联，这样既不影响铁通自有电话业务和专线业务，也能妥善解决补缆周期长及OLT端口不足带来的问题。

第二步优化组网结构，已完成OLT的上联端口扩容并补缆，就近接入移动9312交换机，实现GPON网络结构合理性。

在2016年12月20日，顺利实现了铁通新制局和中心局GPON的宽带业务融合;在2016年12月28日，铁通泰康局、古塔局顺利实现了GPON的宽带业务割接;在2017年1月10日，把铁通公司的自营业务包括办公室的互联网、营业厅的互联网和视频监控等相关遗留账号修改至铁通出口并修改radius认证，至此按时完成了铁通所有存量用户的融合工作，割接过程中搬迁了5台9312交换机，融合了铁通46台OLT下所有存量家宽用户。

为了便于后续移动对GPON网管的维护及管理，已将新网管放到移动侧管理，通过修改OLT的管理IP地址把铁通OLT调通至移动侧网管服务器上，在移动侧OLT网管上添加设备，移动侧直真系统采集服务器数据，将采集到的信息传送到移动侧资管，资管重新录入CVLAN、SVLAN、POS及POS端口等关联数据，自激活流程调用资管数据与PBOSS及OLT网管系统进行数据交换，目前锦州中兴和华为网管融合及替换工作均已完成。

3.2 大业务量OLT的替换及割接

目前铁通锦州公司有12台OLT承载ONU数量超过2000，其中有三台OLT承载用户数已经超过5000户。ONU数量超过2000说明该OLT覆盖的综合业务接入区的家客业务发展较好，同时也体现了存在的隐患问题，由于辽宁移动公司定义OLT脱管影响2000户为重大故障，这些大业务量的OLT存在可能引发重大故障的隐患，鉴于以上情况计划新增OLT替换这些大业务量的OLT，并对大业务量OLT数据进行分离割接。

铁通锦州分公司现网有三台华为OLT用户超过5000户，重要OLT如表1所示。

针对此项问题正在进行同机房OLT的新建工作，待建成入网后，并将部分用户进行分离割接处理，降低OLT用户数量。现在主要问题是公司的光缆资源匮乏，扩容工作具体完成时间需依据补缆工作完成时间。

方案一：新建同厂家OLT。

如在超过2000用户的华为OLT旁，新建一华为OLT，在新的OLT入网后，可将原OLT上部分数据迁移到新OLT，保证用户业务正常。

对于超过4000用户的还需考虑向两台以上OLT进行数据分离，保证单个OLT用户数量控制在2000以下，以减小重大故障发生的概率。

方案二：新建异厂家OLT。

在超过2000用户的华为OLT旁，新建一中兴OLT，在新的OLT入网后，需制作割接脚本，认证方式包括两种：LOID方式认证和MAC地址方式认证，手动添加网管数据，使用户ONU在PON口下物理割接后能自动认证，华为网管上有大量的ONU为老版本，例如HG8110型号的ONU不支持异厂家解耦，需要现场更换型号。

新建同厂家的设备可以兼容原OLT所承载ONU，进行业务分离时数据制作简单快捷，设备之间数据迁移方便;而新建异厂家OLT制作数据繁琐，对于新增的数据可采取批量操作，在条件不允许的情况下，只能采用异厂家OLT。因为中兴OLT支持批量添加数据，若只能采用异厂家OLT，宜采用中兴OLT。

3.4 OLT双上联LACP链路保护改造

OLT双上联两条链路定义为：物理双路由和负载分担，若单点链路断容易导致大批量OLT退服，必须加强核查上联路由，重点核查重要OLT的上联路由，保证上联改造效果。覆盖用户数超过5000的OLT称为重要OLT，重要OLT的定义是根据上行流量及用户数判定，且流量及用户数随时变化。 重要 OLT应通过2*10G板卡直连BRAS，OLT上联至BRAS不同端口的多条链路应配置负载均衡，避免忙闲不均。

根据集团要求OLT双上联要求物理双路由，在整改过程中，注意同路由核查。为保证家客OLT上行链路负载均衡，OLT上联家客链路尽量保证为偶数条，OLT上联链路扩容时，如家客4GE上联OLT超限，可扩容为双10GE上联，不采取6GE、甚至8GE上联的情况。

3.4.1 OLT双上联保护改造方案

链路汇聚控制协议LACP是将2条或多条物理链路组合形成一条逻辑的链路，在网络出现故障或其他原因断开其中一条或多条链路时，剩下的链路还可以工作，或者启用备份链路。

为保证OLT业务安全运行，优化上联链路承载，OLT必须配置双上联链路，做LACP链路聚合，OLT的上联链路中断时可上报告警。目前，锦州地市的GPON设备上联为93交换机，组网方式采用双上联模式进行OLT上联链路保护。即一端通过裸纤直接连接交换机，一端上联传输PTN660/PTN680設备后，再接入城域网。在实际工作中，往往出现传输PTN侧设备脱管而导致其下端OLT设备出现断局现象，主用链路断开，导致其下端OLT设备出现断局。

为解决此问题，在不改变现网组网方式的基础上，通过各厂家链路聚合LACP技术，采用LACP协议实现对GPON设备上联链路进行检测，实现业务负荷分担，实现GPON设备上联链路的动态备份，防止由于某侧链路断开导致其下端OLT设备出现断局的问题，以实现两端口间的动态备份。

锦州市区中心、泰康、新制、古塔、市府、中心2，郊县的凌海一局1框、新黑山、北宁一局、凌海一局2框、义县三局共计11台OLT设备和城域网设备在同一机房内，全部采用主控板与备控板各占用一对GE光口，通过裸纤方式上联至各自局内S9306的不同板卡、不同端口;采用链路聚合，如下图2所示。

具体实施过程中，需要GPON侧、传输网、城域网三方合作制作数据，要求实现不同板卡、不同端口的1+1保护，完成LACP链路双上联的启用。

（1）三方确认需要配置聚合链路的具体端口，保证端口物理属性一致，且vlan配置一致;

（2）在GPON设备上通过串口，登录超级终端进行数据制作 ;

（3）同时在上联93交换机上进行数据制作，两端协议一致，链路启用状态好。

锦州公司采用此种方式，成功的完成了大部分OLT设备的LACP启用，解决了前期由于主用链路故障而导致OLT断局的问题，提高了设备的运行效率。

3.4.2 OLT双上联保护改造进度

锦州铁通现网49台OLT中，已实现29个OLT局双上联LACP保护链路，提升了网络建设和维护安全。还有20台OLT未实现双上联，其中有5个为非重要OLT，6台贝尔OLT，5台重要OLT，这5台重要OLT不能改造原因如下：

三保局-OLT012-HW-MA5680T，因为三保局要搬迁，暂未出设。

锦州南站局-OLT022-HW-MA5680T，南站-梁屯之间补缆已完成，但无出局光缆。

薛家局-OLT024-HW-MA5680T，薛家-移动北园之间补缆已完成，但无出局光缆。

马华局-OLT027-HW-MA5680T，马华-梁屯之间补缆已完成，但无出局光缆。安居局-OLT008-HW-MA5680T，燃气公司-解放路五号箱之间正在补缆改造，尚未完成。

目前锦州还有5台重要OLT未实现双上联，均因原铁通光缆不足导致，现正在增补光缆，待光缆增补工作完成后完成双上联。

大虎山西居宅-OLT004-ZX-C300 OLT上联不同的9312交换机，上联不同的BAS，由于VLAN不同，所带的用户数量差异较大，所以产生端口流量差异，下一步重新规划数据均匀分配流量。

3.4.3 OLT双上联存在问题

目前OLT上联存在的问题主要有两个方面，一是对现有OLT上联采用PTN方式的，改双上联传输为裸纤或OTN方式;二是对OLT上联收光低于-15dB进行处理。在处理这些问题的过程中，首先由家客提出需要整改OLT上联方式的OLT名称（优先提出市区、县城OLT的设备名称），提出收光低于-15dB的OLT名称及光口。

在OLT双上联保护改造工作中，要注意新增重要OLT的双上联情况，在流量采集系统中，维护端口的别名字段，要区分语音口、集客端口，后续可根据流量系统上联端口利用情况，核查OLT双上联资源是否正确。

3.5 整治重载PON口工作

单PON口下用户数超过64户或分光比大于64的PON口称重载PON口，很多小区在新装用户时不注意分光比的限制，不注意弱光ONU的影响，出现大量重载PON口，重载PON口过多，用户数超过64户易造成末端光衰过大，严重影响弱光ONU考核指标，整治重载PON口工作刻不容缓。整治措施，对单PON口下分光比超过1：64的用户进行拆分，如一级分光器为1：16、二级分光器为1：8，可将一级分光器拆分为两个1：8分光器，其中部分用户可割接到新的PON口。

拆分用户时要求装维人员与网管密切配合，双方确定好具体端口，再同时操作。目前华为、中兴机型都有PON口割接功能，操作前要做好数据备份，确保割接工作准确无误。

需要注意的是在资管中存在垃圾数据也会导致分光比超限，要定期及时清理资管中的垃圾数据。以后的工作中要加强整治重载PON口的关注度，及时核查实际情况，对端口占有率>65%且小区实装率<50%的小区，尽快发起扩容工程，完成重载PON口整治工作，在城域网规划、建设和验收环节上把好关，装机或扩容时严禁出现单PON口重载情况。

3.6 ONU弱光整治

ONU弱光是指接收光功率低于-27dBm的情况，存在ONU弱光的危害，可造成家客异常掉线，用户上网质量较差。ONU弱光功率占比需<3% ，要求50M、100M、IPTV用户ONU弱光=0 。

在实际工作中分析发现，造成ONU弱光的主要原因如下：

（1）大容量OLT割接工作未完成，导致资管数据ONU重复，造成资管ONU数量不准确。

（2）单PON口下分光比大于1：64时，导致铁通融合小区的高负荷、高分光比，造成末端光衰过大，现存超分光比的PON口约340个，目前弱光ONU数量较多。

（3）分光箱箱体老化、漏水等原因导致熔纤盘、分光器外露，易造成光衰增大。

（4）单个家客装机线路问题，比如预留皮线光缆过长、缠绕或折叠过多等。

进行ONU弱光整治时，根据弱光ONU所在OLT端口、分光器端口等信息，共性问题在主干侧处理;个性问题根据ONU的SN码信息与GPON网管和家客资源数据匹配出用户的地址信息及联系方式，再联系客户，测试光路。结合弱光次数及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分类整理工作，针对占比较高的大容量OLT，制定了分流方案，可在网管上使用PON口迁移命令，将需整改的OLT部分PON口业务分流到新建OLT或就近OLT，降低原OLT承载的负荷，解决弱光的同时也降低了分光比。在使用PON口迁移命令前，一定要做好数据备份，尤其是烽火设备容易发生数据丢失现象，需要手动添加业务数据。

也可先期使用批量命令操作，在新的OLT上制作好各项数据，然后与现场装维人员密切配合进行倒纤，确保分流工作准确无误。操作步骤如下：

1）制作批量命令：对原PON口下用户进行分类，若原PON口有家宽、语音用户，注意备份好相应数据，对于SFU用户，在目的OLT上分配新的CVLAN，对于HGU用户，保留原CVLAN不变，制作命令文本。需要注意的是原PON口下原有集客业务和FTTB不能迁移。

2）在新的OLT上执行批量命令操作，数据加载完成后，先把OLT告警抑制，再通知线路动纤，同时在3A平台进行解绑操作，确认用户上线，各项业务正常，再把告警抑制恢复。通知相关资管部门割接的PON口及SVLAN，进行相关数据修改。

（2）单PON口ONU弱光整治，处理不合格PON口，对单PON口下分光比超过1：64的问题进行拆分，把个别ONU改到其他PON口或其他就近OLT中，目前已拆分了100多个超分光比的PON口，以减小因分光比超1：64造成的弱光ONU数量。更换大量发送光功率为3-6dBm的Class C+光模块，光模块发光值更大，提高了单PON口下部分弱光ONU的接收光功率值。

（3）对涉及弱光ONU用户较多的小区，更换大量箱体损坏的分光箱，更换光衰过大的光缆，包括主缆和副缆，有效地降低了ONU弱光占比。

（4）单个家客ONU弱光整治，到用户家里整治末端ONU，清理受损和不规范缠绕光纤，检查线路连接件问题，降低现网ONU弱光比例。对于新装机用户，要求裝机人员控制皮线光缆长度和跳点数，对ONU光功率进行严格控制，达到光功率门限，才能进行工单竣工，杜绝新装机ONU弱光。

通过上述一系列改进整治工作，优化了GPON网络结构，促进了GPON网络更加高效稳定地运行，使用户获得更好的网络体验。

4 結语

在科技发展的带动下，GPON技术在通信接入网系统中得到了日益广泛的应用，较好地利用了网络通道的带宽。采用GPON技术，极大地提升了互联网的可靠性、带宽速率和运行质量，在节约成本的同时，可以满足不同用户的个性化业务需求，真正地实现了可盈利、可维护、可运营技术上的要求。

参考文献

[1] 孙雪梅.以太无源光网络原理与展望[J].山东通信技术，2003，23（4）：23～36.

[2] 符丽嫣.下一代光接入网关键技术[J].科技创新导报，2008，（2）：2.

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