流氓ONU故障项目解决方案.doc

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TDM PON,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：n 错误的将光电转换器接入分支光纤,光电转换器长发光n ONU光模块关断信号异常,该关断时没关断,导致ONU长发光n 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n 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n FTTH应用场景下,故障现象表现为：PON口下ONU全部离线,且没有Dying Gasp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。

n FTTB 应用场景下,故障现象表现为:PON口下部分MDU脱管,且没有Dying Gasp告警及设备故障告警n FTTH应用场景下,故障现象表现为：PON口下部分ONU离线,且没有Dying Gasp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ONU3) 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OLT PON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EPON ONU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OLT PON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OLT PON口光收发机的接收光功率,看是否可以接收到光信号；n 如果OLT PON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；n 如果OLT PON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P2n 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,n 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；n 如果S=2,P3>P2,则ONU正常；反之ONU为长发光ONU；n 如果S=1,P3=P1,则ONU为长发光ONU；n 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ONU PON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〔Medium Access Control 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。