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摘要：随着移动网络的飞速发展，进入21世纪后PON一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术,它打破了传统的点到点解决方法,在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,可以为用户提供优质、可靠、安全的语音、数据、视频三网合一业务接入。
关键词：GPON网络；接入网；应用；维护
中图分类号：TN915.6文献标识码：A文章编号：
1.GPON定义、系统组成及特点
1.1GPON系统组成
吉比特无源光网络(GPON)是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网，其典型拓扑结构为树型或星型，由网络侧的光线路终端（OLT）、光分配网(ODN)和用户侧的光网络单元（ONU）组成,其中ODN由光分路器和光纤线路等组成。OLT放置于业务接入中心节点,为接入网提供网络侧与城域网之间的接口,通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络;ONU放置于小区或楼内机房,为接入网提供用户侧的接口,提供语音、数据、视频等多业务流的接入,通过GE光口经ODN上联至OLT。
1.2GPON技术特点
高带宽和高传输效率,下行速率高达2.488Gbit/s,上行为1.244Gbit/s,可以满足运营商对未来业务的接入带宽需求,使用GEM的封装方式时,综合传输效率在93%以上。
单纤接入,使用单根光纤就可以满足用户的接入需求,可以大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源。
作为电信级的技术标准,对设备的互操作性能有详细的要求,对各种业务类型都能提供相应的QoS保证,GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能,光纤自动倒换时间小于50ms。
位于室外的光分配网中只有物理介质特性非常稳定的光纤和无源分光器,没有任何有源设备,使得网络具有高可靠性。
在接入网层面上提供一个统一的接入平台,节约了运营商维护和处理故障的成本。
2.PON系统的保护
PON系统的保护包括馈线光纤保护、OLT保护、OLT+馈线光纤保护和全保护四种方式。在OLT和ONU设备支持的前提下，可以根据实际需要采用相应的保护方式。对于普通用户，一般不考虑系统保护。全保护的成本较高，宜只对重要用户采用。
2.1馈线光纤保护
馈线光纤保护就是采用1:N或2:N光分路器，在分路器和OLT之间建立2条独立的、互相备份的光纤链路，一旦主用馈线光纤发生故障，通过人工改接的方式，在备用光纤链路可用的情况下切换至备用光纤的保护方式。
2.2OLT保护
OLT保护就是采用2:N的光分路器，在分路器和2个互为备份的OLT之间建立2条独立的光纤链路，一旦主用馈线光纤或OLT发生故障，在备用光纤链路和备用OLT可用的情况下自动切换至备用OLT的保护方式。
2.3OLT+馈线光纤保护
“OLT+馈线光纤保护”是采用两个PON端口(备用的PON端口处于冷备用状态)和2×N的光分路器，在分路器和2个互为备份的OLT的PON口之间建立2条独立的光纤链路，由OLT检测线路状态和PON端口状态，一旦主用光纤链路或OLT发生故障，由OLT完成倒换，自动切换至备用的光纤链路的保护方式。
2.4全保护
全保护就是PON系统对OLT、ODN、ONU均提供备份的保护方式，属于采用互为热备份保护方式。
3GPON日常维护
例行维护的目的是为了及时发现并消除设备运行过程中可能存在的隐患，采集数据进行网络分析和优化，使系统能够长期安全、稳定、可靠运行。根据维护时间频度的不同又分为以下几类：1、每日维护；2、每周维护；3、季度维护；4、年度维护。
在现场维护过程中，应该遵循以下基本原则：
1、保持机房整洁，
2、将设备正确接地。
3、不要随意插拔、复位或加载单板。
4、已故障的单板不能放在机柜内，避免引起其它故障。
5、按照要求使用防静电手腕或者防静电手套，避免设备受到静电放电的损害。
6、将所有还没有安装的单板或部件保存在防静电袋中。对单板的端口进行防静电控制。
7、建议在设备机房保留一些单板的安装材料（如吸塑盒、防静电袋等）以备使用。
8、现场维护完成后，确保机柜门关闭正常，以免引起意外事故。
4.1每周维护
4.1.1检查配置文件备份情况，需要保证出故障时可以恢复最近的数据。如果无法备份，检查传输方式以及服务器路径等配置。
4.1.2统计CPU的占有率，正常运行期间不会超过70%。如果单板频繁出现CPU占用率过高的情况：
1、检查设备数据配置是否合理，考虑减少用户的配置数量或扩大系统容量；
2、检查设备组网方式是否合理，是否存在环网而产生大量的广播报文；
3、是否出现网络攻击等。
4.1.3统计以太网上行端口性能，检查是否有大量CRC或者一段时间流量突然偏低。
4.2季度维护
4.2.1检查ONT配置是否有不匹配。尽量避免ONT实际能力与配置不一致。
4.2.2检查系统时间。使系统时间与北京时间尽量相同。
4.2.3检查传感器硬件状态是否正常，温湿度传感器、门禁传感器、烟雾传感器、以及用户自选传感器等。
4.2.4检查设备接地情况，检查地线连接是否正常和检查地阻值是否符合标准。请检查地线是否符合如下要求：
4.2.5检查风扇单元运行状态。
4.3年度维护
4.3.1主备倒换。主备板的各软件版本是否一致扣板数量与类型扣板故障或者主备板硬件故障等
4.3.2清洁MA5680T机柜防尘网与检查机柜外观。
5.华为MA5680T配置同一业务SVLAN下不同业务虚端口CVLAN重复引起家庭宽带接入不成功的故障实例
5.1故障现象
本地宽带接入基础网采用华为MA5680T、1:32分光器、HG850a传输设备构成,是目前FTTH家庭客戶接入的主要方式。
某大型住宅区家客报障称不能上网，电脑拨号提示“678”，而且同一日内收到类似的报障数起。维护人员现场发现ONU设备正常加电运行正常、与PC连接正常、账号密码无异常，判断是OLT上数据异常，导致客户账号不能在BASS认证服务器正常上线认证，修改OLT数据后故障消除。
5.2解决方案
原因排查：
1、ONU设备问题引起。
网管检查报障客户的ONU设备的上线状态为正常态，没有异常告警和性能事件,排除ONU设备问题引起业务不通。
2、ONU与PC连接问题引起。
现场网线测试仪显示网线线序正常。ONU以太网端口与PC间的连接指示灯正常，U2000网管检查ONU端口与客户PC的连接没异常，排除ONU与PC连接问题引起业务不通。
3、后台客户账号密码问题引起。
服务支撑室维护人员致电BASS认证中心，核查客户的上网账号密码是否存在错漏，现场掌握的上网账号密码正确，排除后台客户账号密码问题引起业务不通。
4、OLT数据配置问题引起。
GPON网管数据维护人员telnet上节点机楼OLT检查客户ONU数据，OLT上可以获取到客户PC的MAC地址，说明GPON数据通道正常；查看service-port业务虚通道，已配置成QinQ模式，但发现同一业务SVLAN下该客户ONU的CVLAN与某几个客户的CVLAN相同，发现相同CVLAN的几个客户ONU均有报障不能上网的情况；故得出故障原因是：在家客业务开通过程中，数据配置人员在同一SVLAN下重复配置了相同CVLAN后，导致了本次故障。
解决措施：
1、U2000网管人员检查ONU设备的上线状态，设备维护人员现场测试设备硬件、光路和配套连线，排查因末端设备外部原因导致客户业务不通。
2、通过前后台专业室维护人员的协助配合，排查因规划和认证口令不匹配导致的客户业务不通。
3、U2000网管维护人员对OLT和ONU数据进行逐段检查，查询相关数据，逐步分析业务通道情况和数据下发正确与否。
4、核对发现报障客户ONU数据有异常，重新规划客户CVLAN并重新下发ONU配置数据，客户能拨号成功，业务恢复，故障消除。
6.结束语
使用GPON技术在接入网层面上提供一个统一的接入平台,节约了运营商维护和处理故障的成本,可以在现阶段解决绝大部分FTTn的业务需求。同时,在运营商FTTn的应用中可以充分体现其广覆盖、高带宽、双纤保护等特点,并且位于室外的光分配网中只有物理介质特性非常稳定的光纤和无源分光器,没有任何有源设备,使得网络具有高可靠性。相信随着设备成本的降低,GPON在接入网中的应用会越来越广泛。
参考文献：
[1]EPON/GPON从原理到实践，郎为民，人民邮电出版社.
[2]Q／GDW523-2010吉比特无源光网络（GPON）技术条件，中国电力出版社.
[3]《OLT数据配置原则V1.0》，广东移动.
关键词：GPON网络；接入网；应用；维护
中图分类号：TN915.6文献标识码：A文章编号：
1.GPON定义、系统组成及特点
1.1GPON系统组成
吉比特无源光网络(GPON)是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网，其典型拓扑结构为树型或星型，由网络侧的光线路终端（OLT）、光分配网(ODN)和用户侧的光网络单元（ONU）组成,其中ODN由光分路器和光纤线路等组成。OLT放置于业务接入中心节点,为接入网提供网络侧与城域网之间的接口,通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络;ONU放置于小区或楼内机房,为接入网提供用户侧的接口,提供语音、数据、视频等多业务流的接入,通过GE光口经ODN上联至OLT。
1.2GPON技术特点
高带宽和高传输效率,下行速率高达2.488Gbit/s,上行为1.244Gbit/s,可以满足运营商对未来业务的接入带宽需求,使用GEM的封装方式时,综合传输效率在93%以上。
单纤接入,使用单根光纤就可以满足用户的接入需求,可以大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源。
作为电信级的技术标准,对设备的互操作性能有详细的要求,对各种业务类型都能提供相应的QoS保证,GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能,光纤自动倒换时间小于50ms。
位于室外的光分配网中只有物理介质特性非常稳定的光纤和无源分光器,没有任何有源设备,使得网络具有高可靠性。
在接入网层面上提供一个统一的接入平台,节约了运营商维护和处理故障的成本。
2.PON系统的保护
PON系统的保护包括馈线光纤保护、OLT保护、OLT+馈线光纤保护和全保护四种方式。在OLT和ONU设备支持的前提下，可以根据实际需要采用相应的保护方式。对于普通用户，一般不考虑系统保护。全保护的成本较高，宜只对重要用户采用。
2.1馈线光纤保护
馈线光纤保护就是采用1:N或2:N光分路器，在分路器和OLT之间建立2条独立的、互相备份的光纤链路，一旦主用馈线光纤发生故障，通过人工改接的方式，在备用光纤链路可用的情况下切换至备用光纤的保护方式。
2.2OLT保护
OLT保护就是采用2:N的光分路器，在分路器和2个互为备份的OLT之间建立2条独立的光纤链路，一旦主用馈线光纤或OLT发生故障，在备用光纤链路和备用OLT可用的情况下自动切换至备用OLT的保护方式。
2.3OLT+馈线光纤保护
“OLT+馈线光纤保护”是采用两个PON端口(备用的PON端口处于冷备用状态)和2×N的光分路器，在分路器和2个互为备份的OLT的PON口之间建立2条独立的光纤链路，由OLT检测线路状态和PON端口状态，一旦主用光纤链路或OLT发生故障，由OLT完成倒换，自动切换至备用的光纤链路的保护方式。
2.4全保护
全保护就是PON系统对OLT、ODN、ONU均提供备份的保护方式，属于采用互为热备份保护方式。
3GPON日常维护
例行维护的目的是为了及时发现并消除设备运行过程中可能存在的隐患，采集数据进行网络分析和优化，使系统能够长期安全、稳定、可靠运行。根据维护时间频度的不同又分为以下几类：1、每日维护；2、每周维护；3、季度维护；4、年度维护。
在现场维护过程中，应该遵循以下基本原则：
1、保持机房整洁，
2、将设备正确接地。
3、不要随意插拔、复位或加载单板。
4、已故障的单板不能放在机柜内，避免引起其它故障。
5、按照要求使用防静电手腕或者防静电手套，避免设备受到静电放电的损害。
6、将所有还没有安装的单板或部件保存在防静电袋中。对单板的端口进行防静电控制。
7、建议在设备机房保留一些单板的安装材料（如吸塑盒、防静电袋等）以备使用。
8、现场维护完成后，确保机柜门关闭正常，以免引起意外事故。
4.1每周维护
4.1.1检查配置文件备份情况，需要保证出故障时可以恢复最近的数据。如果无法备份，检查传输方式以及服务器路径等配置。
4.1.2统计CPU的占有率，正常运行期间不会超过70%。如果单板频繁出现CPU占用率过高的情况：
1、检查设备数据配置是否合理，考虑减少用户的配置数量或扩大系统容量；
2、检查设备组网方式是否合理，是否存在环网而产生大量的广播报文；
3、是否出现网络攻击等。
4.1.3统计以太网上行端口性能，检查是否有大量CRC或者一段时间流量突然偏低。
4.2季度维护
4.2.1检查ONT配置是否有不匹配。尽量避免ONT实际能力与配置不一致。
4.2.2检查系统时间。使系统时间与北京时间尽量相同。
4.2.3检查传感器硬件状态是否正常，温湿度传感器、门禁传感器、烟雾传感器、以及用户自选传感器等。
4.2.4检查设备接地情况，检查地线连接是否正常和检查地阻值是否符合标准。请检查地线是否符合如下要求：
4.2.5检查风扇单元运行状态。
4.3年度维护
4.3.1主备倒换。主备板的各软件版本是否一致扣板数量与类型扣板故障或者主备板硬件故障等
4.3.2清洁MA5680T机柜防尘网与检查机柜外观。
5.华为MA5680T配置同一业务SVLAN下不同业务虚端口CVLAN重复引起家庭宽带接入不成功的故障实例
5.1故障现象
本地宽带接入基础网采用华为MA5680T、1:32分光器、HG850a传输设备构成,是目前FTTH家庭客戶接入的主要方式。
某大型住宅区家客报障称不能上网，电脑拨号提示“678”，而且同一日内收到类似的报障数起。维护人员现场发现ONU设备正常加电运行正常、与PC连接正常、账号密码无异常，判断是OLT上数据异常，导致客户账号不能在BASS认证服务器正常上线认证，修改OLT数据后故障消除。
5.2解决方案
原因排查：
1、ONU设备问题引起。
网管检查报障客户的ONU设备的上线状态为正常态，没有异常告警和性能事件,排除ONU设备问题引起业务不通。
2、ONU与PC连接问题引起。
现场网线测试仪显示网线线序正常。ONU以太网端口与PC间的连接指示灯正常，U2000网管检查ONU端口与客户PC的连接没异常，排除ONU与PC连接问题引起业务不通。
3、后台客户账号密码问题引起。
服务支撑室维护人员致电BASS认证中心，核查客户的上网账号密码是否存在错漏，现场掌握的上网账号密码正确，排除后台客户账号密码问题引起业务不通。
4、OLT数据配置问题引起。
GPON网管数据维护人员telnet上节点机楼OLT检查客户ONU数据，OLT上可以获取到客户PC的MAC地址，说明GPON数据通道正常；查看service-port业务虚通道，已配置成QinQ模式，但发现同一业务SVLAN下该客户ONU的CVLAN与某几个客户的CVLAN相同，发现相同CVLAN的几个客户ONU均有报障不能上网的情况；故得出故障原因是：在家客业务开通过程中，数据配置人员在同一SVLAN下重复配置了相同CVLAN后，导致了本次故障。
解决措施：
1、U2000网管人员检查ONU设备的上线状态，设备维护人员现场测试设备硬件、光路和配套连线，排查因末端设备外部原因导致客户业务不通。
2、通过前后台专业室维护人员的协助配合，排查因规划和认证口令不匹配导致的客户业务不通。
3、U2000网管维护人员对OLT和ONU数据进行逐段检查，查询相关数据，逐步分析业务通道情况和数据下发正确与否。
4、核对发现报障客户ONU数据有异常，重新规划客户CVLAN并重新下发ONU配置数据，客户能拨号成功，业务恢复，故障消除。
6.结束语
使用GPON技术在接入网层面上提供一个统一的接入平台,节约了运营商维护和处理故障的成本,可以在现阶段解决绝大部分FTTn的业务需求。同时,在运营商FTTn的应用中可以充分体现其广覆盖、高带宽、双纤保护等特点,并且位于室外的光分配网中只有物理介质特性非常稳定的光纤和无源分光器,没有任何有源设备,使得网络具有高可靠性。相信随着设备成本的降低,GPON在接入网中的应用会越来越广泛。
参考文献：
[1]EPON/GPON从原理到实践，郎为民，人民邮电出版社.
[2]Q／GDW523-2010吉比特无源光网络（GPON）技术条件，中国电力出版社.
[3]《OLT数据配置原则V1.0》，广东移动.