PON網(wǎng)絡(luò)OLT上行鏈路數(shù)據(jù)優(yōu)化研究

劉柱輝

（中國電信股份有限公司東莞分公司，廣東 東莞 523000）

PON網(wǎng)絡(luò)OLT上行鏈路數(shù)據(jù)優(yōu)化研究

劉柱輝

（中國電信股份有限公司東莞分公司，廣東 東莞 523000）

本文結(jié)合通信運營商的PON網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量日益增長的情況，對PON網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的瓶頸節(jié)點進(jìn)行分析，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)組件架構(gòu)，以達(dá)到挖掘PON網(wǎng)絡(luò)潛在資源，提升網(wǎng)絡(luò)承載能力為目的，為用戶提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的寬帶網(wǎng)絡(luò)與使用感知。

寬帶；PON網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)承載能力優(yōu)化

1 引言

寬帶互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過近幾年的高速發(fā)展，從極具發(fā)展?jié)摿Φ膯我煌ㄐ艠I(yè)務(wù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿诤嫌脩魳I(yè)務(wù)需求的主體業(yè)務(wù)，成為現(xiàn)階段中國電信運營商的業(yè)務(wù)增長點。中國電信集團(tuán)商們都確立了高寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展策略，從而使寬帶用戶迅猛增長，特別是大客戶量也急劇增長，客戶已不滿足于普通的寬帶接入業(yè)務(wù)模式，增值業(yè)務(wù)（包括VPN、ITV流媒體、實時游戲等）的需求正在迅速擴(kuò)大，差異化需求日漸明顯。隨著寬帶用戶的數(shù)量與帶寬需求的增加，網(wǎng)絡(luò)五個層面（CR出口層，BR核心層、BAS城域網(wǎng)核心層、SW匯聚層、OLTDSLAM接入層）的帶寬瓶頸壓力正不斷增大。

圖1 城域網(wǎng)五層轉(zhuǎn)三層架構(gòu)描述

因此，需要通過簡化網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)扁平化三層架構(gòu)，減少瓶頸限制尤為重要，見圖1。以求提升網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)處理能力，全面支持百兆、千兆寬帶業(yè)務(wù)及提供全覆蓋的賬號經(jīng)營業(yè)務(wù)支撐。本文重點分析現(xiàn)實OLT接入層（PON網(wǎng)絡(luò)）的狀態(tài)和特點，并依據(jù)一定的科學(xué)優(yōu)化原則和方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，有效利用現(xiàn)有資源，確保業(yè)務(wù)的健康有序發(fā)展，確保能在激烈的競爭中保持網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先的優(yōu)勢。

2 PON網(wǎng)優(yōu)化工作概述

本文所說的PON網(wǎng)絡(luò)，是指覆蓋城市接入層、為全市各類用戶提供高寬帶（通常是超越銅纜20Mbit/s以上，甚至達(dá)100、1000Mbit/s）接入的寬帶通信網(wǎng)絡(luò)。對現(xiàn)在電信運營商而言，PON網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是其信息化基礎(chǔ)設(shè)施的主要組成部分；從技術(shù)和運營模式來看，PON網(wǎng)絡(luò)是提升用戶接入層與電信核心層網(wǎng)絡(luò)的高速接入。

PON網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目的是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)的可用性、安全性和可延伸性，使PON網(wǎng)絡(luò)能夠更好地滿足用戶的需要，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。主要體現(xiàn)如下幾點：

(1)使PON光接入網(wǎng)具備更好的延伸性。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和用戶的需求在不斷變化之中，原來規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)不可能永遠(yuǎn)滿足不斷發(fā)展的業(yè)務(wù)需求。通過對PON網(wǎng)絡(luò)實施優(yōu)化，正確評估網(wǎng)絡(luò)承載能力和業(yè)務(wù)需求，及時發(fā)現(xiàn)潛在的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展問題，才能根據(jù)實際情況不斷修正網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方案，使網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)平滑擴(kuò)展。因此，解決OLT上聯(lián)擁塞問題：按“先緊急后一般”的原則，通過OLT的10G上聯(lián)MSE，快速解決OLT上聯(lián)GE瓶頸，全面提供百兆/千兆寬帶業(yè)務(wù)的接入能力。

(2)利用PON光接入網(wǎng)資源的合理更新替換。網(wǎng)絡(luò)資源的合理配備和有效使用是提高數(shù)據(jù)接入承載網(wǎng)投資效益比的兩個重要的因素。一方面將部分DSLAM設(shè)備退網(wǎng)，騰空光路資源，機房空間資源，安排OLT鏈路進(jìn)行優(yōu)化擴(kuò)容；另一方面收斂部分OLT設(shè)備，由于這些設(shè)備屬于早期OLT設(shè)備，主要下帶FTTB設(shè)備，帶寬提升空間較少，集中在保留BAS上，通過光改的進(jìn)程，最終過渡到FTTH模式。

(3)PON光接入網(wǎng)性能分析和進(jìn)一步的科學(xué)規(guī)劃，推動市場業(yè)務(wù)經(jīng)營發(fā)展。通過對PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，對網(wǎng)絡(luò)中各種參數(shù)、流量的采集和分析，將有利于更全面、深入地了解網(wǎng)絡(luò)運行現(xiàn)狀，為實現(xiàn)電信賬號經(jīng)營重點業(yè)務(wù)發(fā)展方向奠定基礎(chǔ)，確保市場網(wǎng)絡(luò)片區(qū)內(nèi)的OLT設(shè)備能盡快上線具備NAT能力的MSE設(shè)備，促進(jìn)賬號經(jīng)營業(yè)務(wù)規(guī)模發(fā)展。

3 PON網(wǎng)優(yōu)化架構(gòu)組建

工欲善其事必先利其器，通過了解PON網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作要求，那么后續(xù)需要制定出基本的架構(gòu)流程。主要包括改造PON網(wǎng)三個方面架構(gòu)：優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)組織團(tuán)隊架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃層次架構(gòu)以及PON接入割接實施架構(gòu)。

（1）網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)：由電信運營商網(wǎng)運部組織，各專業(yè)參與，組建了專項工作團(tuán)隊，成立割接指揮組和割接操作小組，包括網(wǎng)運、設(shè)維維護(hù)中心、資源中心、線維中心和各片區(qū)相關(guān)專業(yè)負(fù)責(zé)人，明確各部門詳細(xì)工工作要求。

（2）PON網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃層次架構(gòu)：OLT以直掛MSE為主，原接交換機的OLT改為直掛MSE；OLT就近接入MSE，通過新建MSE，解決原來OLT出現(xiàn)跨區(qū)接入BAS的情況；OLT在管道條件充裕下，雙物理路由，要求不同溝同纜。

（3）PON割接流程實施架構(gòu)：割接人員準(zhǔn)備工作，鏈路調(diào)測確認(rèn)；MSE、OLT側(cè)資源確認(rèn)；業(yè)務(wù)狀況評估。割接計劃安排，割接前必須發(fā)起服務(wù)前置工作；服務(wù)前置通過后，割接組織部門發(fā)文通知，經(jīng)過審批通過后方可組織割接；割接完成后，務(wù)必進(jìn)行充分業(yè)務(wù)測試，遺留問題務(wù)必通報次日通信保障人員；次日必須安排專人進(jìn)行業(yè)務(wù)保障。

4 PON網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實施前考慮

由于割接工作涉及多個部門合作才可以使到工作可以順暢實施，通過多次電信內(nèi)部討論，兼顧前后臺的關(guān)注點，以及專業(yè)部門需要把控工作節(jié)點。

（1）結(jié)合市場發(fā)展情況，對PON網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)適度超前，能夠滿足一定量的突發(fā)性業(yè)務(wù)。要結(jié)合相關(guān)的業(yè)務(wù)場景，規(guī)定預(yù)留網(wǎng)絡(luò)承載空余率，可根據(jù)季度業(yè)務(wù)放裝情況定義。

（2）結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源。針對網(wǎng)絡(luò)利用有兩種場景：第一種為OLT上行優(yōu)化：PON網(wǎng)絡(luò)有兩條以上的鏈路,要求OLT到BAS上行雙鏈路改造接入10G的MSE，實現(xiàn)流量的負(fù)荷分擔(dān)。一方面提升網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)，另一方面實現(xiàn)鏈路忙時的利用率負(fù)荷分擔(dān)。第二種為對PON口的ONU用戶進(jìn)行跨OLT割接分流。把一個PON口的ONU，按照帶寬業(yè)務(wù)承載情況分析，把業(yè)務(wù)量大的PON口，割接到同機房OLT設(shè)備上。

（3）要求網(wǎng)絡(luò)具有先進(jìn)性、可延伸性、安全性。通過工程規(guī)范現(xiàn)網(wǎng)接入層、匯聚層、核心層之間具備網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容能力，把網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作逐步按層實施。見圖2。

圖2 接入層、匯聚層、核心層劃分

（4）以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，充分滿足語音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，逐步實現(xiàn)到用戶端的QoS管理、控制。

（5）PON網(wǎng)絡(luò)要逐步由接入型向匯聚型過渡，改變OLT設(shè)備在城域網(wǎng)中的位置，將OLT設(shè)備作擔(dān)當(dāng)二層交換機角色，實現(xiàn)直掛MSE，構(gòu)建邏輯和物理層次清晰的三層路由網(wǎng)絡(luò)和二層接入網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在電信運營商建設(shè)OLT基本采用直掛MSE上行方式，實現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)的簡易接入，減少瓶頸環(huán)節(jié)。

5 PON網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)細(xì)化

5.1 基于MSE-OLT優(yōu)化

OLT屬于PON網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分，負(fù)責(zé)對業(yè)務(wù)接入控制點ONU設(shè)備進(jìn)行匯接并提供從PON網(wǎng)絡(luò)到核心數(shù)據(jù)網(wǎng)的出口，見圖3MSE-OLT割接鏈路分解圖。

圖3 MSE-OLT割接鏈路分解圖

OLT的多條上行鏈路分別連至匯聚設(shè)備BAS（如SE800,ME60）。這里需要解決問題：OLT雙上聯(lián)到匯聚設(shè)備后引入了1G鏈路反復(fù)擴(kuò)容問題，而鏈路過多，容易引起網(wǎng)絡(luò)成環(huán)；其次也容易出現(xiàn)MAC地址漂移情況，因為同一個數(shù)據(jù)包從設(shè)備的原來①號上行鏈路流出后，又經(jīng)環(huán)路從原來②號上行鏈路流進(jìn)，將使得OLT交換芯片從兩個端口學(xué)到相同的MAC，最終造成報文轉(zhuǎn)發(fā)錯誤。

為了消除環(huán)路，OLT接入MSE設(shè)備，要求采用SmartLink（或叫SMARTGROUP）技術(shù)，該技術(shù)是一種應(yīng)用于雙上行鏈路組網(wǎng)技術(shù)，通過10G雙鏈路上行提供可靠高效的備份和業(yè)務(wù)快速切換機制的解決方案。雙上行組網(wǎng)是目前常用應(yīng)用組網(wǎng)之一，該組網(wǎng)可以通過生成樹協(xié)議或者快速生成樹協(xié)議來阻塞冗余鏈路，起到備份作用。在兩條鏈路正常的情況下，兩條鏈路的流量會進(jìn)行流量的負(fù)荷分擔(dān)。當(dāng)其中一條鏈路故障時，將流量切換到另外一條鏈路。SmartLink解決方案應(yīng)用到接入網(wǎng)中，針對雙歸屬組網(wǎng)，實現(xiàn)雙鏈路冗余互為備份及快速遷移，既能實現(xiàn)高可靠性，又能保證高速收斂。另外一方面采用SmartLink的方案可以實現(xiàn)鏈路添加，而不需要進(jìn)行業(yè)務(wù)中斷，直接在把新開鏈路捆綁到新的GROUP組內(nèi)。

5.2 分流優(yōu)化工作要點

從以上的分流工作探討中，整個分流工作的重點是放在割接前的準(zhǔn)備與割接中的經(jīng)驗積累，因此總結(jié)出幾點要點：

（1）按照流程實施工作，資料整理人員要先準(zhǔn)確無誤地整理集成資料，再把資料交給割接施工部門施工，這一步是十分重要的。前提是保證數(shù)據(jù)的五元組與用戶資料一一對應(yīng)。

（2）割接前期，確保割接鏈路可以正常使用，割接前必須進(jìn)行光路光衰、連通測試確認(rèn)。

（3）割接MSE、OLT備件板卡有儲備，確保割接意外時可以更換。

（4）割接進(jìn)度要控制在一定的范圍內(nèi)，根據(jù)施工隊的施工能力和割接流程的處理能力，提供合適OLT數(shù)量的割接給施工隊，目的是減少用戶受數(shù)據(jù)分流優(yōu)化影響。

（5）針對專線業(yè)務(wù)的IP地址，例如PON專線、視頻監(jiān)控、WIFI業(yè)務(wù)、賬號經(jīng)營等涉及需要使用地址池的要優(yōu)先考慮規(guī)劃。

（6）割接前的資料要再次檢查、更新。因為用戶資料的變更是每天都在進(jìn)行的，如遷移用戶業(yè)務(wù)、拆機等等，為保證割接資料100%準(zhǔn)確，割接前一天重新核對一遍用戶賬號與五元組參數(shù)資料是十分必要的。

（7）OLT鏈路割接優(yōu)化工作盡量在一個鎮(zhèn)分內(nèi)，這樣可以避免跨鎮(zhèn)區(qū)割接。若出現(xiàn)跨鎮(zhèn)區(qū)割接，需要對端鎮(zhèn)區(qū)維護(hù)人員配合對接，在鏈路比對準(zhǔn)確性上會有所降低。

（8）割接OLT影響數(shù)量，控制在一隊施工隊伍（3～4人），一次割接6臺OLT的工作量（30分鐘基本可以完成一臺OLT割接到MSE，工作時間為0點～6點），防止割接過程中出錯，影響用戶使用。

（9）由于數(shù)據(jù)管控部門割接涉及用戶的加解綁操作，割接后1個工作日，對割接網(wǎng)元進(jìn)行業(yè)務(wù)確認(rèn)，并進(jìn)行電子函件發(fā)文與服務(wù)前置工作。

（10）固化FTTB的網(wǎng)元IP分拆割接的模式，工程割接實施后，需進(jìn)行網(wǎng)管數(shù)據(jù)修改及資源系統(tǒng)數(shù)據(jù)修改，否則影響后續(xù)業(yè)務(wù)新裝。

（11）必須要服從網(wǎng)絡(luò)操作監(jiān)控部門指揮，確認(rèn)ONU狀態(tài)正常后，由當(dāng)?shù)鼐诌M(jìn)行業(yè)務(wù)測試，施工部門接到通知方可離場，后續(xù)3日內(nèi)做好PON網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化保障工作。

6 光網(wǎng)優(yōu)化割接存在的問題

盡管現(xiàn)在PON網(wǎng)OLT的優(yōu)化工作在各運營商中已經(jīng)進(jìn)行得熱火朝天，但也在優(yōu)化工作中發(fā)現(xiàn)了不足的地方。

（1）PON寬帶網(wǎng)絡(luò)承載IPTV等寬帶增值新業(yè)務(wù)的能力不足，PON網(wǎng)大規(guī)模開展組播業(yè)務(wù)，仍沒有充足經(jīng)驗，現(xiàn)電信運營商多在BAS上開通了組播。

（2）PON網(wǎng)中VPN的功能不強，用戶較少，沒有得到充分利用。面對銀行ATM、校園網(wǎng)絡(luò)、政企客戶組網(wǎng)的應(yīng)用不足。

（3）現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)匯聚層點大量采用OLT接入方式，OLT屬于二層匯聚設(shè)備，交換機性能成為發(fā)展的瓶頸；連接三層交換機MSE配置的10GE端口緊缺，已不能滿足數(shù)據(jù)信息化、IPTV等業(yè)務(wù)的高帶寬接入需求。

（4）匯聚層寬帶接入層設(shè)備需要提升規(guī)劃性，從OLT下帶的FTTB與FTTH的流量與業(yè)務(wù)發(fā)展缺乏業(yè)務(wù)感知和業(yè)務(wù)分流的能力來解決業(yè)務(wù)的集中接入和管理問題。

（5）PON網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)人員是今后電信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)運營維護(hù)的主力，但電信網(wǎng)運線還沒有具備執(zhí)行這么龐大工程的割接技術(shù)隊伍，培訓(xùn)工作是本項目成功與否的重點工作之一。

7 結(jié)語

通過優(yōu)化與建設(shè)，將大大提升寬帶PON網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)能力，但是寬帶PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化是一個任重道遠(yuǎn)的工作，寬帶業(yè)務(wù)和應(yīng)用的迅速發(fā)展，將推進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入一個全新的局面。電信運營商必須從實際出發(fā)，去探索一條適合自己的寬帶城域網(wǎng)建設(shè)思路，建設(shè)可以適應(yīng)新時代要求、可盈利、可持續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺。

[1]章劍．光纜線路帶業(yè)務(wù)割接技術(shù)及應(yīng)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

劉柱輝(1979-)，男，廣東東莞人，學(xué)士，工程師，研究方向為光接入網(wǎng)新技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用。