流氓ONU故障解决方案.docx

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流氓ONU故障解决方案

流氓ONU故障解决方案

一、范围

本文从流氓ONU问题的背景分析出发，阐述了解决方案的驱动力、应用场景，提出了通讯关于流氓ONU问题的解决方案，供研发和市场人员参考。

二、术语、定义和缩略语

略。

三、背景

EPON/GPON都属于TDMPON,又称功率分割型PON。

它们在物理拓朴上是一对多结构，逻辑上则为一对一结构。

其下行数据传送为广播方法，所有光网络单元（ONU）都能在其物理PON口上接收到所有的下行数据帧，而上行则为时分多址（TDMA）方式，每个ONU只在光线路终端（OLT）为其分配的上行授权时隙内发送上行数据。

随着PON网络的规模性建设和应用，用户规模的逐渐增加，运营商关注的重点已逐步从网络建设转向网络的运维和管理。

怎样建好和用好PON网络将是运营商今后工作的重点。

而流氓ONU问题将是潜在的危害网络稳定运行的主要问题之一。

ONU因某种原因不停地发送上行光信号，或者偏离授权时隙发送上行光信号,会使其他ONU发送的正常数据在OLT处无法被恢复出来，也就无法成功注册到OLT上，轻则影响个别ONU正常使用，重则导致PON口下业务全部中断。

从网络服务保障角度出发，必须有流氓ONU故障的解决方案。

流氓ONU故障定位难度较大，一般的方法是在现场将ONU依此关闭，根据业务的恢复情况，来判定哪个是流氓ONU,但是这种方法可操作性不强，费时费力。

从服务实时保障、故障及时处理、降低运营商OPEX角度出发，流氓ONU解决方案需实现流氓ONU故障预警、流氓ONU远程诊断、流氓ONU远程恢复等功能。

四、应用场景

4.1故障原因

流氓ONU问题的产生，有多种原因,包括：

1）长发光问题：

⏹错误的将光电转换器接入分支光纤,光电转换器长发光。

⏹ONU光模块关断信号异常,该关断时没关断，导致ONU长发光。

⏹ONU软件死机，也会引起ONU常发光。

2）覆盖性干扰问题：

个别ONU由于某种原因（如消光比不足）,在非授权时隙内发光，影响其他ONU的正常业务。

3）重叠性干扰问题：

不同的ONU光模块参数不一致造成上行光信号部分叠加,彼此影响业务。

4.2故障结果

流氓ONU问题将造成以下后果：

1）PON口下所有ONU无法注册,如长发光问题；严重覆盖性干扰问题造成的结果。

⏹FTTB应用场景下，故障现象表现为:

PON口下MDU全部脱管,且没有DyingGasp告警及ODN故障告警。

⏹FTTH应用场景下，故障现象表现为：

PON口下ONU全部离线，且没有DyingGasp告警及ODN故障告警,同时有PON口下用户申告故障。

2）PON口下部分ONU无法注册或者业务频繁中断，如重叠性干扰问题、一般覆盖性干扰问题、消光比不足问题造成的结果。

⏹FTTB应用场景下，故障现象表现为:

PON口下部分MDU脱管,且没有DyingGasp告警及设备故障告警。

⏹FTTH应用场景下，故障现象表现为：

PON口下部分ONU离线，且没有DyingGasp告警,同时有PON口下用户申告故障。

4.3故障处理

流氓ONU问题出现后，运营商维护人员希望解决方案提供以下功能,来对故障进行处理：

1）故障告警：

对流氓ONU故障，特别是长发光故障及时告警。

2）故障诊断和定位：

对故障进行远程诊断，对流氓ONU进行定位。

3）故障恢复：

对流氓ONU进行远程关闭。

五、解决方案描述

5.1方案组成

通讯流氓ONU故障解决方案，包括以下功能：

1）故障告警：

出现长发光故障或者覆盖性干扰故障后，能够在网管上及时告警。

2）故障诊断：

远程对故障进行诊断，定位流氓ONU。

3）故障恢复：

远程关闭故障ONU光模块。

如ONU不受控或者非ONU设备，只能派人现场处理。

4）故障预防：

ONU自愈功能，ONU自行检测长发光和消光比不足，自动关闭光模块。

5.2主要流程

1）长发光故障告警：

a）OLT周期性检查ONU的注册情况，看是否有ONU注册到OLT上；

b）如果有PON下所有的ONU都没有注册，则检查OLTPON口光收发机的接收光功率，看是否可以接收到光信号；

c）如果光功率大于接收灵敏度，则停止OLT处动态带宽分配（DBA）单元的工作，使得EPONONU发现进程被关闭；

d）再检测OLT光收发机是否接收到光信号，如果仍然可以接收到光信号，其光功率大于接收灵敏度，则可以判断有ONU发生了故障，其光收发机一直处于发光状态。

记录此时的光功率值P,并上网管上报ONU长发光告警。

2）长发光故障诊断：

a）维护人员通过网管或者EasyOptical系统启动长发光故障诊断项目；

b）OLT关闭故障PON口的ONU发现进程。

使得正常的ONU的光收发机都不发光,记录OLTPON口的光功率值P1；

c）OLT向ONU广播强制关光指令,ONU接收到指令后，将光收发机关闭。

d）检查OLTPON口光收发机的接收光功率，看是否可以接收到光信号；

⏹如果OLTPON口无法接收到光信号,则表明长发光设备为可控ONU，设置状态S=1；

⏹如果OLTPON口仍然可以接收到光信号,表明长发光设备中存在不可控ONU或者其他设备，记录此时的光功率值P2。

⏹如果P2=P1，表明长发光设备中都为不可控设备，设置状态S=2,

⏹如果P1>P2，表明长发光设备中既有不可控设备，又有可控ONU。

设置状态S=3；

e）OLT依次向PON口下各个ONU下发强制发光指令。

该指令的帧格式为：

LLID为广播LLID，全模式，目的MAC地址为该ONU的MAC地址，源地址为OLT的MAC地址，类型/长度域为自定义类型0xFFFF，操作码为1,表示强制光收发机发光，操作参数为N,表示发光时间为N个TQ（1TQ=16ns），N个TQ之后光收发机的发送关闭；

f）ONU接收到强制发光指令后，将本地定时器的值设置为N，然后打开光收发机的发送，并在定时器超时后关闭；

g）OLT在时刻T向某个ONU下达强制发光指令后，延时RTT，然后开始在N个TQ的时间内检测PON口的接收光功率，并记录下其值P3；

h）分析光功率数据,判定是否为长发光ONU；

⏹如果S=2，P3>P2,则ONU正常；反之ONU为长发光ONU；

⏹如果S=1，P3=P1,则ONU为长发光ONU；

⏹如果S=3，P3=P2,则ONU为长发光ONU；

如果S=3，存在不可控长发光设备及可控长发光ONU，在定位不可控长发光ONU并现场解决故障后，需重复诊断过程，以便定位其他长发光ONU。

3）干扰类故障诊断：

待补充。

4）故障恢复：

a）维护人员通过网管关闭指定ONU；

b）OLT向ONU发送强制关光指令；

c）ONU接收强制关光指令，关闭光收发机；

5）故障预防：

a）ONU定时检测发光情况；

b）ONU检测到发光故障，如长发光问题；

c）ONU关闭光收发机。

5.3关键技术

1）远程控制ONU光模块

通过OLT远程控制处于远端的某个ONU的PON接口的光模块状态的方法，可以控制远端的某个ONUPON接口的光模块进入常规状态，这样该ONU可以正常注册和工作，可以关闭光模块禁止ONU发送数据，以及进入测试状态，ONU持续发送特定编码。

a）OLT远程控制ONU光模块状态的远程控制MPCP消息帧格式

该帧格式如图所示，目的MAC（MediumAccessControl媒质访问控制）字段为6个字节，填写所要控制的ONU的MAC地址，源MAC地址字段为6个字节，填写OLT的MAC地址，长度/类型字段为2个字节，固定为0x8808，Opcode字段为2个字节，Opcode字段的值本身由IEEE802.3ah定义，本方法新定义了一个光模块控制指令值。

光模块状态指令为1个字节，由本方法定义，定义为0x1表示进入常态指令，0x2表示关闭光模块指令，0x3表示进入测试状态指令，这三个指令对应光模块的三个状态，Normal状态，Off状态，Test状态，这三个状态由ONU光模块状态控制状态机定义。

Test模式测试编码为1个字节，填写的内容可以任意，ONU在Test状态向OLT发送数据时该字节内容被填充到发送数据的载荷中。

b）ONU光模块状态控制状态机

ONU光模块状态由3个状态组成，Normal状态：

就是正常的ONU光模块状态，这个状态下ONU正常响应OLT发送的Gate消息，能够向OLT发送注册请求，能够正常注册，ONU如果处于未注册状态则不会发光，如果处于注册中以及已注册的状态会在分配给注册窗口或者本ONU的时间片中发光。

在该状态下如果接收到关闭光模块指令，则状态机迁移到Off状态，如果接收到进入测试状态指令则状态机迁移到Test状态。

Off状态：

就是强行关闭光模块状态，禁止ONU发光，强行关闭光模块可以是强行关闭光模块的电源使得ONU不发光，也可以是控制ONU的MAC控制光模块不发光。

在这个状态下ONU主动去注册，并不再响应OLT发送的Gate消息。

在该状态下如果接收到进入常态指令，则状态机迁移到Normal状态，如果接收到进入测试状态指令则状态机迁移到Test状态。

Test状态：

就是诊断状态，这个状态下ONU主动去注册，并不再响应OLT发送的Gate消息，而且该ONU持续发送特定测试编码的数据。

在该状态下如果接收到关闭光模块指令，则状态机迁移到Off状态，如果接收到进入常态指令，则状态机迁移到Normal状态。

c）OLT远程控制指令发送处理流程

OLT远程控制指令发送处理流程主要是处理用户发出的要求对远端某个ONU进行光模块诊断的指令，总共有3种指令，进入常态指令、关闭光模块指令、进入测试状态指令，本处理流程将相关指令封装成远程控制MPCP消息帧，其中目的MAC地址填写为需要控制的ONU的MAC地址。

d）ONU接收指令处理流程

ONU接收指令处理流程接收OLT发送的远程控制MPCP消息帧，并解析其中的远程控制指令，总共有3种指令，进入常态指令、关闭光模块指令、进入测试状态指令，根据相关指令操作ONU的PON接口光模块，并将光模块的状态控制状态机迁入到相应的状态，在Off状态以及Test状态时ONU主动去注册，并不再响应OLT发送的Gate消息。

在Test状态则ONU会持续发送特定测试编码的数据。

2）功率分析

正常ONU与常发光ONU同时发光会发生功率变化，从而定位流氓ONU。