PON系统的光链路保护主要有哪几种类型？

PON系统的光链路保护主要有哪几种类型？

为了提高网络可靠性和生存性，可在PON系统中采用光链路保护倒换机制，主要包括以下4种类型。

（1）类型1：主干光链路保护1，对OLT的光模块和主干光纤进行保护。

如图1所示，OLT的两个PON口采用一个PON MAC芯片，通过1∶2电开关连接至两个光模块，两个光模块分别连接两个不同路由的主干光纤，并使用2∶N光分路器，从而实现对OLT的光模块和主干光纤的保护。其中，OLT的备用光模块处于冷备用状态。OLT负责检测链路状态和OLT PON端口状态，并完成倒换。这种方式适用于同一PON板内的两个PON口间保护。

图1　光链路保护类型1

（2）类型2：主干光链路保护2，对OLT的PON口和主干光纤进行保护。

如图2所示，OLT的两个PON口分别采用独立的PON MAC芯片和光模块，分别连接到两个不同路由的主干光纤，并使用2∶N光分路器，从而实现对OLT的PON口和主干光纤的保护。OLT两个PON口的具体实现包括OLT同一PON板内的两个PON口、不同PON板上的两个PON口两种情况。OLT的备用PON口处于冷备用状态，但应保证主用PON口的业务信息能够同步备份到备用PON口，使得保护倒换过程中，备用PON口能维持ONU的业务属性不变。OLT对链路状态和PON口状态进行检测，并完成保护倒换。

图2　光链路保护类型2

（3）类型3：全保护1，对OLT的PON口、主干光纤、光分路器、配线光纤和ONU光模块进行保护。

如图3所示，OLT配置双PON口，ONU采用双光模块，主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余，从而实现从OLT到ONU的全程光链路保护。OLT双PON口的具体实现包括采用同一PON板内同一PON MAC芯片和两个光模块、同一PON板内两个不同的PON MAC芯片和光模块以及不同PON板上的两个PON口3种情况。OLT的备用PON口处于冷备用状态，但应保证主用PON口的业务信息能够同步备份到备用PON口，使得保护倒换过程中，备用PON口能维持ONU的业务属性不变。ONU采用一个PON MAC和两个不同的光模块，其中备用的光模块处于冷备用状态。ONU和OLT均检测链路状态，并根据链路状态决定是否倒换。

图3　光链路保护类型3

（4）类型4：全保护2，对OLT的PON口、主干光纤、光分路器、配线光纤和ONU PON口进行保护。

如图4所示，OLT采用双PON口，ONU配置双PON口，主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余，从而实现从OLT到ONU的全程光链路保护。OLT双PON口的具体实现包括采用同一PON板内同一PON MAC芯片和两个光模块、同一PON板内两个不同的PON MAC芯片和光模块以及不同PON板上的两个PON口3种情况。OLT的主、备用的PON口均处于工作状态，同时应保证主用PON口的业务信息能够同步备份到备用PON口，使得保护倒换过程中，备用PON口能维持ONU的业务属性不变。ONU采用不同的PON MAC芯片和不同光模块，同时也应保证主用PON口的业务信息能够同步备份到备用PON口，使得PON口保护倒换过程中，ONU能维持本地业务属性不变。ONU同时在两个PON口上完成注册/激活，PON口保护倒换过程中备用PON口不用进行ONU的初始化配置和业务属性配置。ONU和OLT均检测链路状态，并根据链路状态决定是否倒换。

图4　光链路保护类型4

光链路保护倒换的条件一般是输入光信号丢失、输入光信号功率过高或者过低、误码率/丢包率过高、设备硬件（如光模块）故障等。

光链路保护倒换需要OLT和ONU支持特定的功能和机制，主要包括状态保持、PON口保护倒换的控制以及快速测距等。

对于EPON系统，ONU应支持“状态保持（Holdover）”功能。该功能是指ONU在其与OLT之间的在用的光链路失效（如LOS，或者信道劣化）后，能够在一定时间（状态保持时间）内保持在“注册”状态，而不解注册；同时，ONU应能容忍超过8个TQ的时间戳漂移。如果在状态保持时间内ONU无法与OLT重新建立光链路，则ONU解注册。这一功能使得ONU与OLT的备用光链路重新建立后，ONU不需要重新开始发现、注册，保证光链路保护倒换时对业务的影响较小。ONU的状态保持时间可由OLT进行配置，默认值可为200ms。在保护倒换过程中，除ONU的保护倒换本身的属性发生改变外，OLT应能维持每个ONU的其余属性不变，如MAC地址与LLID的对应关系、OAM、FEC功能的配置、REPORT消息的上报格式、SLA等。

对于GPON系统，状态保持是通过激活过程中的POPUP状态（O6）实现的（详见问题42）。处于运行状态（O5）的ONU检测到LOS或LOF告警后进入POPUP状态，此时立即停止上行传输，OLT将检测到该ONU的LOS告警。POPUP状态的保持时间（TO2）的默认值为100ms。OLT可采用POPUP消息，使ONU进入测距状态（O4）。

当OLT或ONU采用基于不同PON MAC芯片的PON口时（例如类型2、类型3和类型4中的OLT以及类型4中的ONU），如前所述，应保证主用PON口的业务信息能够同步备份到备用PON口，使得PON口保护倒换过程中，本地业务属性不变。

对于PON口保护倒换的控制，EPON系统中可采用扩展OAM消息，GPON系统中采用PST消息。

OLT还应支持对ONU的快速测距。例如，对于主干光纤保护，由于所有ONU的距离变化均相同，OLT可仅对一个ONU进行测距，并计算出偏移量，其他ONU在原来测距结果的基础上直接加上偏移量即可。

利用以上方法和机制，将有效地加快保护倒换，使得类型1、类型2的业务中断时间能够小于150ms，类型4的业务中断时间可以小于50ms，而类型3的业务中断时间也可望控制在200ms以内。