基于PON技術(shù)光接入網(wǎng)的運(yùn)行、管理和維護(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4 Mbit/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(yíng)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(guó)電信運(yùn)營(yíng)商從2007年年底開(kāi)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(guó)電信一家運(yùn)營(yíng)商EPON設(shè)備的集采規(guī)模就已經(jīng)達(dá)到1 000萬(wàn)線(其中不包括各省公司自行采購(gòu)的數(shù)量)。對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商，在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)基于EPON技術(shù)的綜合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，都面臨著運(yùn)行維護(hù)方面的巨大挑戰(zhàn)。

2 PON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(yíng)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(wèn)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(guò)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?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/管理">管理)之外，運(yùn)營(yíng)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(guò)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(cè)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

PON EMS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(kāi)通。針對(duì)FTTB場(chǎng)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(kāi)通效率，可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)，PON EMS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(guò)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，隨之而來(lái)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò)所設(shè)定的閾值時(shí)告警。該功能可以有效告知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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(cè)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(yíng)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(cè)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(guò)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(guò)啟用三重?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(guò)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(guò)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(wèn)題是賬號(hào)與端口綁定的問(wèn)題：針對(duì)不同業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商將為用戶分配不同的賬號(hào)和物理端口，通過(guò)綁定，運(yùn)營(yíng)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(yǔ)音業(yè)務(wù)(SIP協(xié)議)由于采用DHCP認(rèn)證方式，應(yīng)采用DHCP Option82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。