GPON系统中长发光流氓ONU检测的解决方案
张 勇1,2，徐永国1,2，李广成1,2
【摘 要】摘要:为了保障吉比特无源光网络(GPON)业务稳定、安全、高效地运行，运营商明确提出GPON系统应具备长发光流氓光网络单元(ONU)的检测功能。针对此需求，对GPON ONU的认证过程作了深入研究，提出了一种实用性强的解决方案。该方案可以有效地检测并隔离长发光流氓ONU。 【期刊名称】光通信研究 【年(卷),期】2011(000)001 【总页数】3
【关键词】关键词:吉比特无源光网络；光线路终端；光网络单元；接收信号强度标识；物理层操作管理维护 光通信系统与网络技术
0 引 言
吉比特无源光网络(GPON)是近几年迅速发展起来的一种无源被动式光接入网技术，相对于其他的无源光网络(PON)标准而言，GPON标准提供了前所未有的高带宽，上行速率高达1.25 Gbit/s,下行速率高达2.5 Gbit/s，其非对称特性更能灵活支持宽带数据业务。GPON系统能提供服务质量(QoS)的全业务保障和高效的服务等级，并具备综合业务接入能力。承载GEM(GPON封装模式)帧时，可以将时分复用(TDM)业务映射到 GEM 帧中，使用标准的8 kHz(125 μs)帧，直接支持TDM业务。GPON因具有高带宽、高效率、长传输距离、大覆盖范围和丰富的用户接口等诸多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务综合化、灵活化改造的理想技术。
1 长发光流氓光网络单元介绍
在GPON系统中,一般采用单纤双向传输方式，上行帧和下行帧同步,每帧包括一个或多个光网络单元(ONU)的信息。上行数据流以TDM的方式共享上行带宽,光线路终端(OLT)在下行帧中以字节为单位指示上行数据流在上行帧中允许的位置，OLT在下行物理控制块(PCBd)中发送时隙授权，这些时隙授权指示了每个ONU发送上行数据流的开始时间和结束时间。这样在任意时刻只有一个ONU可以访问媒质，在正常工作状态下不会发生碰撞。如果有ONU不按照OLT的带宽映射方式发送数据流,可能会导致整个PON口无法正常工作。长发光ONU就是这样一种“流氓”ONU，其特征是占据了其他ONU发送上行数据流的时隙，使其他ONU不能正常工作。
在ONU端，有故障的激光发生器发送错误光信号(连续或间断)到光纤，或者ONU 片上系统(SOC)发生了故障(如:CPU挂起、错误地配置了传输时间或GPON TC 电路中的控制信号),都会产生长发光流氓ONU。
2 长发光流氓ONU的检测原理
目前，对于长发光流氓ONU的检测还没有一种成熟的解决方案，本文提出的解决方案属于创新。具体检测原理如下：OLT实时监测PON口的工作状态，当PON口处于非正常工作状态时，OLT会启动接收信号强度标识(RSSI)功能，通过RSSI接口测量OLT侧来自ONU的接收光功率。如果检测到有ONU的激光器长发光，OLT会发送物理层操作管理维护(DISABLE PLAOM)消息到ONU，ONU收到含有去使能序列号(SN)的PLOAM消息后，会立刻关闭自身的激光器，停止向上行发送光信号。依次对OLT上的在线表和授权表中的ONU进行上述操作，如果被去使能SN的ONU是长发光流氓ONU, 则关闭该
ONU自身的激光器后，其他正常发光的ONU就能重新激活，重新恢复到正常的工作状态。
长发光流氓ONU检测系统由5个模块组成：OLT的注册授权模块、PON口工作状态监测模块、RSSI光功率检测模块、长发光流氓ONU探测模块和ONU的PLOAM消息处理模块。图1所示为长发光流氓ONU检测系统框图。
3 检测方案的设计
3.1 OLT建立ONU在线表和授权表
OLT通过给ONU发送标准的PLOAM消息，实时查询在线ONU的SN，OLT学习到ONU的SN后上报给网络管理系统，网络管理系统会自动检查SN的合法性,如其合法就给予授权，非法则不能对其进行授权。OLT上建立有ONU在线表和ONU授权表，ONU在线表中保存着当前在线的所有ONU的SN信息，在线表中的ONU可能被授权或新发现的未被授权；ONU授权表中保存着所有合法的、被成功授权的ONU的SN信息, 授权表中的ONU可能在线或不在线。
3.2 PON口的工作状态
OLT PON口有3种工作状态：正常工作状态、非正常工作状态和不确定状态。PON口在正常工作状态下，为避免额外的CPU开销，不需要启动检测长发光流氓ONU功能。非正常工作状态是指PON口已不能正常工作，例如PON口接收光功率过强/过弱、产生信号丢失(LOS)告警等。不确定状态是指不能确信PON口是否能正常工作，例如所有ONU正常离线后的状态。非正常工作状态和不确定状态都需要通过RSSI光功率检测功能来确定是否有在线的ONU。PON口工作状态的检测结果决定是否启动长发光流氓ONU的检测功能。
GPON系统中长发光流氓ONU检测的解决方案
