PON网络线路热保护方法研究

栾会  张蕾   中国联合网络通信有限公司烟台市分公司

 [摘要] 随着光网络接入和城域传送网络的承载业务量和建设规模不断增加，PON网络及光纤有线类业务爆发式增长，有必要对其进行全程全方位的保护。本文先分析了目前PON网络组网状况，提出了对PON网络的保护方法以及对OLT PON口至ONU线路的保护方法。
[关键字] PON网络   线路保护  BRA

一、 引言
2013年8月17日，“宽带中国”实施方案的发布，标志着中国的宽带发展成为了国家级的战略。该方案部署了2013-2020年宽带发展的路径和目标[1]。通知提出了明确的发展目标:大幅提升我国的宽带水平，到2015年，基本实现农村宽带进乡入村、城市光纤到楼入户。部分发达城市宽带接入能力达到100Mbps（兆比特每秒），农村达到4Mbps，城市达到20 Mbps，宽带应用水平大幅提升。
在国家“宽带中国”战略的指引下，光网络接入和城域传送网络的承载业务量和建设规模不断增加。伴随着PON网络的高速发展，建设和应用过程中不断出现新问题。传统PON网络中，接入网与城域网设备之间是单路由接入与互联，传输链路由单一裸纤组成，缺少上行保护。链路只要出现故障，业务会马上中断。随着当前PON网络及光纤有线类业务爆发式增长，有必要对其进行全程全方位的保护。
二、 目前PON网络组网状况
OLT上联BRAS组网。当前PON网络的主要组网方式一般包括两种类型，即OLT窄带接入和OLT宽带接入，其中窄带接入主要是承载语音类业务，宽带接入承载相关的宽带业务。
窄带的接入方式主要有：（1）窄带由城域网承载；（2）窄带通过光纤直连的方式直接接入到软交换网络。宽带接入方式主要有两种：（1）光纤直连直接接入BRAS（2）通过城域网汇聚设备接入BRAS。接入层的网络主要是PON口接分光器，分光器按照场景的不同接入不同的ONU设备。
三、 PON网业务保护方法
上面介绍的窄带和宽带的接入方式都有上联口缺少保护的问题，因此，必须增加业务保护功能，以保障业务的可靠运行。业务保护方法主要有下面四种。
1、 OLT上联保护
将窄带接入上联至一台BRAS服务器实现OLT窄带的上联口保护。在OLT设备上行板卡侧配置两块上行板卡，BRAS与OLT的两块板卡之间通过LACP协议配置1+1保护[2]。OLT上行链路采用PTN网络上联至BRAS。发生故障时，其中任何一条上行板卡或上行链路出现中断，业务会在瞬间自动切换到另外一条上联传输链路，实现了热保护，用户感觉不到任何网络中断，从而提高了用户的使用感知。
2、 OLT上联使用两条中继上联至同一台BRAS
该方案与方案一相似，也需要在OLT侧配置两块上联板卡，上联路由不通过PTN网络，OLT上联中继承载在两条不同的光路路由上。此方案需要两条上联光路不同物理路由。其中任何一条上联光路出现问题，业务会自动倒换至另外一条链路，所承载的业务不会发生中断，用户同样感知不到任何网络故障。
3、 通过PTN上联至两台BRAS
该方案OLT侧不变，通过两条中继光路上联至两台不同的BRAS。两台BRAS间采用1：1或1：N保护。相比方案一的优势在于其中一台BRAS出现故障，业务会自动切换至另外一台，用户的业务会暂时中断，重现拨号后即可恢复业务。
4、 PTN双路由上联至两台BRAS(BFD+VRRP)
该方案OLT双上行至PTN设备。OLT至BRAS间分别建立不同的BFD，实时监测BRAS与OLT之间的链路。两台BRAS之间采用1+1保护，BRAS间的心跳报文经过PTN在OLT侧进行转发。BRAS与OLT间的BFD检测，监控BRAS至BRAS，BRAS至OLT之间的实时中继状态。其中任何一段链路出现故障，上行的OLT中继和BRAS进行统一的倒换，保证业务恢复。
以上方案都可以不同程度的对OLT上联中继进行保护。方案4的实施效果最好，但是企业为之付出的保护成本最高。
四、 OLT PON口至ONU线路的保护
1、 光纤冗余保护
此种方法需在OLT  一个PON处设置光开关，采用2：N光分路器，由OLT检测线路状态，倒换由OLT完成[3]。
2、 PON口及光纤冗余保护
此种方法是对PON口做冗余配置（备用PON口处于冷备用状态），采用2：N分光，由OLT实时检测PON口以及线路状态，业务倒换由OLT自动完成。
以上两种保护方式比较方案2比1效果好，但是会浪费双倍的PON口资源，投资也会相应增加。在配置PON网络线路保护时，设置的主备光缆要采用不同的物理路由，配置的光分路器的位置也应尽量靠近ONU以节约骨干光缆资源。
五、 结论
PON网络的使用价值即是可以用最少的投资来获得同等用户数量的高密度的网络接入方式，但是对于所有的接入方案来说，都需要其具备非常高的网络安全以及非常高的网络可靠性。对于通信运营商而言，网络建设在考虑建设成本的同时应该加上高性价比的网络保护方案，才能为用户提供最优质的体验和服务。
参考文献
[1] 周春柏,张璐. 《宽带中国江苏先行——中国电信江苏公司“宽带中国智慧江苏”建设扫描》.《中国电信业》.2013.11. P16-20
[2] 张峥华； 史辰； 朱德君. PON网络的全程全网保护方案研究与应用. 中国新通信. 2014年17期.P73
[3] 刘峰. 《EPON“手拉手”双链保护在电力配网中的应用探讨》. 《中外企业家》. 2012年13期. P134—P135
 
【作者信息：栾会，中国联合网络通信集团有限公司烟台分公司，电子邮箱：frank_zyy@126.com。】