中国移动PON网络维护优化案例.doc
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中国移动PON网络优化案例
烽火通信科技股份有限公司
二○一○年十二月
目录
前言 3
第一章PON网络组网模型 3
1.PON网络上联IP城域网组网模型 3
1.1 光缆单路由直连IP城域网节点 3
1.2 光缆双路由连IP城域网节点 3
1.3 光缆双路由连IP城域网双节点（双上联） 3
1.4 通过PTN网络SNCP保护方式上联IP城域网 3
1.5 通过城域波分网络波道保护方式上联IP城域网 3
2.PON网络组网模型 3
1.6 无保护方式 3
1.7 TYPEB方式组网 3
1.8 TYPEC方式组网 3
第二章网络优化的目标和范围 3
2.1网络优化的目标：
3
2.2优化的范围：
3
第三章网络优化的原则及典型案例 3
3.1PON网络优化原则与建议 3
3.1.1组网优化原则 3
3.1.2驻地网优化原则 3
3.1.3光缆网优化原则 3
3.1.4设备配置优化原则 3
3.1.5VLAN、IP地址优化原则：
3
3.1.6 GEMPORT流限速与QOS规划建议 3
3.1.7PON网络用户接入要求 3
3.1.8网管系统的优化建议 3
3.2 PON网络优化应用案例 3
第四章软件管理办法 3
第五章PON网络备件配置原则 3
第六章 维护人员技术要求 3
第七章 应急方案的制定与演练 3
前言
中国移动进入全业务运营时代，大量的中小企业和家庭客户对宽带上网提出更高的需求。
中国移动为顺应这些需求，推出了以为PON网络接入为主的宽带接入业务，目前业务在快速发展之中。
各地的网络发展迅速，组网方式千差万别，如何让这些网络尽量的提供安全、稳定的服务？
如何让我们的PON网络具有相对的灵活性、一定的前瞻性和一定的创新能力？
如何提高维护的高效率？
带着这些问题，我们提出了对网络及维护进行优化，指导各地根据本地的实际情况来优化宽带接入网，力争做出精品网络，在市场竞争中取得更加优异的成绩，在客户中建立良好的口碑。
第一章PON网络组网模型
1.PON网络上联IP城域网组网模型
1.1光缆单路由直连IP城域网节点
图1-1光缆单路由直连IP城域网节点
本组网方案是OLT的以太网端口单路由直连IP城域网的节点
其特点是组网简单，建设成本低。
缺点是网络生存能力差，当OLT与IP城域网之间发生任一点光纤中断时，OLT下挂的所有业务中断。
本组网方式的安全性是最差的。
1.2光缆双路由连IP城域网节点
图1-2光缆双路由连IP城域网节点
本组网方案是OLT的两个以太网端口（最好是两个主备上联板的两个上联端口，不建议同个单板的两个上联口）连接城域网节点。
采用链路聚合（LACP技术）把两个以太网端口的容量变为一个两倍容量的主干端口。
两个端口业务实现负荷分担。
其特点是建设成本较高，优点是如果其中一个路由光纤或者相连的端口中断时，业务会倒到另一条链路，实现业务的保护，网络速度会下降（如果两个端口的总流量超过一个端口的容量情况下），但是对于上网业务，表现为网速减慢，业务不会中断。
如果两条光纤走不同的方向，考虑到现网的光纤物理路由，往往两个路由的距离相差要超过10公里，超出有些厂家设备的链路聚合能容忍的范围（容忍大概在3公里左右），另外光纤资源消耗翻倍。
所以链路聚合不适合双路由方式。
而线路故障的概率较高，如果两条光纤同沟甚至同缆，光缆同时断的概率较大。
该组网的最大隐患是当IP城域网节点瘫痪时，没有任何保护，OLT下挂所有业务全部中断。
1.3光缆双路由连IP城域网双节点（双上联）
图1-3光缆双路由连IP城域网双节点（双上联）
本组网方案是OLT两个以上联口分别直连IP城域网的两个节点设备端口，主备城域网节点启用VRRP协议，实现一主一备的保护，主用光纤断或者主用城域网节点瘫痪时，设备检测到故障3秒后倒换到备用的路由上，从而实现业务的保护。
这种组网方式下OLT光缆出局须两个方向，投资较大，配置较复杂。
安全性较高。
1.4通过PTN网络MPLSAPS保护方式上联IP城域网
本组网方案是通过PTN网络连接OLT和IP城域网节点，在PTN网络中实现MPLSAPS保护。
可以OLT双上联IP城域网双节点组网，也可以OLT单端口上联IP城域网单个节点方式组网。
考虑PTN路由一样且具备MPLS保护功能，建议使用后者组网。
其特点是建设成本较低，网络生存能力较强。
但前提是需要有PTN网络资源，且PTN网络组网为环形。
当PTN网络中一处光纤中断不影响PON网络业务运行。
1.5通过城域波分网络波道保护方式上联IP城域网
图1-5通过城域波分网络波道保护方式上联IP城域网
该组网特点是通过城域波分系统连接IP城域网节点和OLT设备，在城域波分系统中实现波道保护。
可以OLT双上联IP城域网双节点组网，也可以OLT单上联IP城域网节点方式组，考虑波分系统波导保护，建议选用后者组网。
考虑到波分系统建设成本高，建议OLT10GE上联时选择用波分系统联合组网。
该组网的缺点是投资大，但安全性高。
网络生存能力强，波道倒换时，PON用户几乎无感觉。
2.PON网络组网模型
1.6无保护方式
图2-1 无保护方式
l设备没有任何保护措施
l分光器到OUN之间光纤中断，单个ONU业务受影响
l分光器到OLT之间的主干光纤故障后，OLT的PON口下所有业务全部中断
l建设成本最低，资源消耗最少
1.7TYPEB方式组网
图2-2OLT端口备份
lOLT设备上有两个GPON接口.
l此种保护方式仅限于主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对主干光纤的保护。
l保护对象仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障，对其他类型的故障没有涉及，可能存在严重安全隐患，无法满足客户需求。
1.8TYPEC方式组网
图2-3全备份方式
lOLT和ONT上均有两个GPON接口。
OLT的GPON接口要工作在1:
1模式下。
l此种保护方式一种全保护光纤倒换方式，OLT与ONU之间有完全不同的两条通路，可以保证各种故障都得到恢复。
l当ONU的主用PON口或用户线路故障时，ONU会自动将业务倒换到备用PON口上，业务通过备用线路和OLT的备份端口上行。
业务基本不会中断。
l实现难度较大，成本较高。
l其中一个端口试种处于空闲状态，造成系统带宽利用率低。
综合以上三种组网方式，对于无保护的组网方式，没有任何保护，也无法避免业务中断，不建议使用。
对于全备份的组网方式保护最全面，但是考虑成本太高，而GPON接入主要在中小企业和家庭用户上网方面的接入。
不建议采用，当然如果需要接入大客户网络，甚至为客户提供企业互联专线，则可考虑采用这种组网方式。
而OLT端口备份的组网方式，只保护ODU到OLT这段，增加的投资不太高，但是可以实现主干光缆的保护，在现网中，故障一般是由于光缆中断或者衰耗大引起的，设备的故障量相对较少。
对主干光缆的保护实际能解决了大部分的故障所引起的问题。
优选OLT端口备份的组网方法。
【建议】:
以上是PON网络组网与PON上联城域网组网的典型模型。
各本地PON网络可以根据实际情况选取一种模式进行组网也可以结合多种组网的特点进行创新组网。
第二章网络优化的目标和范围
2.1网络优化的目标：
树立一个稳定、安全、优质的GPON网络，在保障网络稳定前提下，GPON网络具有相对的灵活性、一定的前瞻性和一定的创新能力。
网络的稳定：
不是单纯的从维护角度讲的（设备故障导致的网络问题不在此范围）。
更多的是充分考虑自然环境因素、网络调整扩容对用户的影响。
网络的灵活性：
主要表现在对突发事件有应对能力。
突然出现的流量增长、链路中断、网络质量下降等一系列突发事件，要有应对预案和处置方法。
对于形成一定规律性的事件，要形成手则，便于应对和处理。
网络的安全：
主要变现为网络面对各类故障时，有较强的生存能力，网络面对恶意攻击时对用户有较强的安全保护。
网络的前瞻性：
主要表现在网络在建设中要充分考虑未来客户的规模增长，选择合适的地点进行OLT布局，选择恰当的分光器和ONU。
网络的创新能力：
主要表现充分利用现网的PTN网络、SDH网络、城域波分网络现有网络资源的特点，进行灵活组网达到建设成本低，网络安全高的要求
2.2优化的范围：
主要包括一下几个方面
1.组网的优化
2.驻地网的优化
3.光缆网络优化
4.设备配置优化
5.逻辑资源优化
6.PON网络用户接入的要求
7.网管系统的优化
第三章网络优化的原则及典型案例
3.1PON网络优化原则与建议
3.1.1组网优化原则
1）根据网络实际特点，实现组网多样化，灵活化。
加强网络安全保障。
2）充分利用现有条件改善IP城域网与OLT之间路由安全。
3）选择安全性高的PON网络组网模型进行组网。
3.1.2驻地网优化原则
1）优化驻地网分光器和ONU的选点，减少人为因素和环境因素造造成对网络的影响。
2）根据用户规模、用户接入带宽的需求，客户的地理位置分布情况，合理选择分光器和ONU规模，既能满足当前用户接入需求，又能前瞻性满足未来用户规模的增加。
3）对于业务量不大且业务相对分散的地区，可考虑按FTTR（光纤到路边）方式建设驻地网。
4）对于部分地区驻地网光缆不足的情况，可以适当利用铁通铜缆资源进行最后一公里的用户接入。
3.1.3光缆网优化原则
1）根据接入光缆的分纤情况，确定主干和配线光缆段，适当补充用户引入光缆，光缆的纤芯在规划中考虑一定的阶梯变化，保障规划和设计的合理性；
2）光纤网络规划应确保结构层次清晰、便于维护管理。
3）接入主干、配线光缆尽量采用管道敷设以提高可靠性，充分利用现有管线资源优化路由。
重要主干光缆逐步向环形光缆网络升级。
4）提高现有管道的利用率，合理优化入局管道拥塞问题，根据需要用大芯数光缆更换小芯数光缆的敷设。
3.1.4设备配置及安放优化原则
1）合理选择OLT的位置，选择宽带用户分布密集的区域，注意OLT的覆盖规范，预估覆盖范围。
2）OLT电源接入建议采用双路电源接入；
3）OLT的主控板、上联板建议按1：
1或者1+1保护方式配置；
4）FTTB楼内多媒体机箱分布，尽量选择相对安静的多媒体机箱，避免扰民。
5）选择合适的ONU类型设备、合理的布局位置，尽量方便楼内综合布线要求，满足设备安放安全要求，满足用户接入需求。
6）ONU端口使用上保留一定的冗余，用于灵活调度和维护测试使用。
3.1.5VLAN、IP地址优化原则：
1）合理规划VLAN资源，通过VLANID能有效区分不同类型的业务，保障VLANID资源在同一交换域内满足业务的需求。
对普通VPN业务、WLAN业务、PPOE业务引入QINQ双层VLAN.
2）合理规划网管通信的IP地址和业务IP地址，网管通信遵循用私网IP的原则。
尽量不要采用与业务相关的地址进行运维方面的通信；应尽量将网络中所有设备的运维管理地址分配在一个子网、一个VLAN，并与业务数据隔离开。
3.1.6GEMPORT流限速与QoS规划建议
1）对于ONU，建议创建2个GEMPORT，一个GEMPORT用于宽带、组播等。
另外一个GEMPORT用于窄带业务。
2）PON口下挂ONU数量方面，为了保证带宽。
一般建议MDU不超过20个，而SFU不超过64。
对于MDU的带宽，通常情况下宽带上行TCONT配置50M，下行配置100M。
而窄带上下行都是10M。
而对于SFU，按照用户的需求可以为宽带创建多个带宽模板，上行速率4M，下行32M。
而窄带上下行配置1M的带宽模板。
3）为保证VOIP和IPTV等业务的服务质量，应在OLT、ONU和用户终端设备分别启用必要QOS策略。
3.1.7PON网络用户接入要求
1）PON网络适合用于WLAN、普通上网业务、中小型企业专线业务、普通VPN业务、普通语音业务、家庭或者中小型企业IPTV业务的接入
2）对于接入带宽超过500M的客户建议使用其他网络方式接入。
3）对于安全要求特别高的客户建议使用PTN\MSTP网络进行接入。
3.1.8网管系统的优化建议
网管通信系统目前主要有两种应用方式，分别是带内网管通信方式和带外网管通信方式。
1）带内网管特点：
带内网管建设成本低，但维护难度大，主要表现在上联链路发生故障时，网管通信会发生中断，存在监控盲区。
OLT等网元修改网管通信配置参数时，城域网需要进行相应数据更改。
不利于网管数据的规划和改进。
2）带外网管特点
PON带外网管安全保障高，发生故障时只需要传输专业单独处理即可，维护效率高，且可根据网络需要进行网管数据的改进，操作容易省时特点。
优化建议：
鉴于带内、带外网管的特点，在PON网络建设初期可考虑使用带内网管进行通信，随着网络的逐步壮大，带内网管局限性逐步体现的时候考虑建设带外网管系统。
可同时保留原有带内网管系统。
在带外网管的建设过程中可适当考虑利用PTN网络资源传送网管信息。
3.2PON网络优化应用案例
第四章软件管理办法
（一）在遵循集团下发相关软件管理办法基础上，为了加强中国移动GPON网络系统软件管理工作，确保网络安全、高效地运行，提高网络的运行质量与服务质量，保障全网新技术、新业务的应用和发展，特制定《中国移动通信集团GPON网络设备软件版本补丁许可流程》。
涉及的设备包括：
OLT、ONU等GPON设备相应的网管系统。
（二）根据软件提供的功能以及对现网的影响程度，中国移动GPON设备软件可以分为软件版本、软件补丁两大类。
（三）软件版本/补丁的许可流程如图1所示。
图1：
软件版本/补丁许可流程
第五章PON网络备件配置原则
1.PON网络备品备件列入各省本地传送网备件范畴，各省可根据实际需要进行集中配置与管理。
可以列为设备备件（OLT及ONU），光路备品（分光器）两部分。
2.根据备品备件配置标准建议如下：
类型
单板分类
配置数量
备注
OLT
上联单板
现网数量*5%
业务单板
现网数量*8%
外围配套单板
现网数量*2%
ONU
现网数量*10%
按不同型号整机配备
分光器
每种分光类型配置1-2个
备注：
原则上，OLT及分光器备品备件，建议由传输专业负责配置及日常管理，ONU备件由客户维护部门负责配置及日常管理。
各省根据实际维护结构调整分工。
3.备品备件需求分析每4个月进行一次，各省依据备品备件的需求量、使用率与实际备件数量进行比较，提出购置需求与预算，协调采购部门完成备品备购置，确保网络运行维护所需备品备件数量。
4.备品备件库（或中心）的设置，应该保证备件响应时间1.5小时内（除外围配套单板外）的要求，各省公司结合实际网络维护需求设置，各备品备件库（或中心）的服务区域由各省自行划定。
5.备件响应时间定义为从备件使用申请被批准时起至备件到达所需地时止。
备件响应按送达方式的原则执行，备件使用申请批准后30分钟内送出。
为实现不同备件库房间备品备件共享、高效利用及维护快速支持，备品备件使用按就近取用、互相支援的原则执行。
第六章 维护人员技术要求
当前，中国移动传输网络面临着SDH/MSTP技术向IP技术为主的PON技术转型的难题，如何培养并储备具备PON相关知识和技能的人员已经是影响PON规模运营所面临的一个重要问题。
而维护人员需要掌握什么样的技术能力，才能胜任PON的维护工作。
下面罗列出和PON相关的技术要求：
1）以太网及交换技术基础。
以太网技术是当今应用最普遍的网络技术，掌握以太网技术能有利于维护PON的以太网功能及能更好的解决与客户的设备（电脑）对接问题。
2）IP路由技术及IP地址分类。
熟悉IP路由技术，即能方便的了解业务（上网，专线等）的端到端的实现原理，更加了解故障定位并分段处理。
而了解IP地址分类，可根据本地区的网络规模情况划分相应的地址，协调好上网、专线、语音业务的地址规划。
3）PON技术。
PON融合了以太网和IP技术，同时本身也具有复杂的技术，包括链路带宽调整，业务上下流的传播方式，激光器的通断技术，安全技术等，掌握这些技术更加容易对PON业务及网管的了解，实现业务的快速开通。
在人才培养方面，建议省公司培养3－4名专家，制定规范，指导业务开放及维护细则编写。
在市公司层面上，每地市培养一~二名专家，精通本地网络构架及业务开放，带动本地维护团队梯队发展。
随着业务发展需要，适当增加维护人才。
在网络建设初期，可采用PON厂家培训/帮带与深入实践相结合的方式进行。
首先，在PON网络建设筹备期，召集PON厂家进行了充分而深入的交流；其次，在PON网络建设初期， 网维要密切跟进网络建设，积累组网技术等相关经验。
另外分批组织相关人员到PON厂家去学习和培训，组织PON维护人员到PON网络建设和维护现场学习PON的日常维护知识和技能。
建议由省公司的牵头组织，对PON承载各类业务组网进行测试，掌握第一手资料。
另外，建议适时举办内部培训，互相培训，共同提高。
也考虑举办“PON维护技能大比武”等类似的活动，充分调动相关维护人员的学习热情。
第七章 应急方案的制定与演练
对于PON网络，主要在如下几个方面受影响时做好应急，包括：
1.上联业务中断
2.设备级瘫痪
3.主干光缆中断
4.钻石、金牌客户业务阻断
而要对PON进行应急及演练，相关的应急方案的制定和演练需符合如下几个方面的原则。
a）应急方案启动条件
集团公司对网络故障的分级定义分为：
重大故障、重要网络通信保障、异常事件，根据故障的等级及业务受影响时间来来逐级上报相关领导，并启动应急预案。
b）应急方案执行原则应遵循如下两点：
（1）业务应急抢通时应遵循“重要业务优先”以及“先抢通大颗粒业务再抢通小颗粒业务”的原则。
（2）设备抢通时，应遵循“OLT优先，ONU随后”原则。
（3）光缆应急调度应遵循“先上联光缆（OLT连接城域网）、后PON主干光缆（OLT连接分光器）的调度原则。
c）破坏原因及破坏结果分析。
情况1：
光缆故障
•可能的原因：
①外力施工、偷盗、人为破坏
②洪水、暴雨、台风等自然灾害
③鼠害
•结果分析：
导致光缆中断或者受损，引起PON主备倒换。
对于光缆故障如果不及时修复，可能会出现光缆双点中断，从而导致大量业务中断的问题。
•如PON无主备备份，则光缆中断后业务阻断。
情况2：
设备故障
•可能的原因：
①PON板损坏
②上联板损坏
③核心交换盘故障
•结果分析：
主备倒换，重要业务单边运行。
如果再有其它故障发生，会中断现网业务。
情况3：
外部环境异常
•可能的原因：
外部电源故障
①市电故障
②开关电源故障
③电池故障
•结果分析：
可能导致业务中断或者系统倒换。
d）预防保障措施
（1）容灾备份机制
（2）日常预防保障
e）应急措施
根据不同的影响而制定不同的应急预案，最好应急预案负责整个应急预案的指挥调度功能，是应急预案的中枢神经。
其它预案在最高的预案的指挥调度下执行。
f）应急资源配备
（1）备品备件
（2）辅助设备
（3）技术资料
g）知晓范围
根据故障的影响程度来定义知晓的部门及领导。
h）相关人员联系表
应急预案涉及到的领导和人员的联系表。
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