引言

以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）技術(shù)是一種基于以太網(wǎng)、點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，它集以太網(wǎng)技術(shù)的簡單性和PON網(wǎng)絡(luò)的高效等特點(diǎn)于一身，是未來實(shí)現(xiàn)光纖到戶的光纖接入網(wǎng)的最佳方式。

目前，EPON系統(tǒng)中所采用保護(hù)倒換方式都需要配置冗余的PON模塊等，成本較高，并且實(shí)現(xiàn)機(jī)制較為復(fù)雜。而EPON技術(shù)是接入網(wǎng)技術(shù)之一，主要用于FTTH/FTTB的寬帶接入業(yè)務(wù)，用戶接入成本較為敏感，并且對保護(hù)的要求相對較低，因此EPON系統(tǒng)現(xiàn)有的保護(hù)方式的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較低。

1、EPON系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)骨干光纖保護(hù)倒換的意義

EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)的樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，骨干光纖的故障會(huì)導(dǎo)致其所屬的所有ONU均無法與EPON網(wǎng)絡(luò)通信，因此，骨干光纖的生存性將保證整個(gè)EPON網(wǎng)絡(luò)的可靠性。同時(shí)，由于接入網(wǎng)末梢的接入光纖不可能具備多個(gè)路由，此時(shí)光纖全保護(hù)倒換方式?jīng)]有實(shí)際意義。因此，骨干光纖保護(hù)倒換方式將是提高EPON系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用中可靠性的主要保護(hù)倒換方式。

2、EPON系統(tǒng)中現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)光纖保護(hù)方案

EPON國際標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 802.3ah）未定義保護(hù)方式，中國通信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的《接入網(wǎng)技術(shù)要求——基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）》中，已經(jīng)明確建議采用ITU-T G.984.1兩種GPON系統(tǒng)的保護(hù)方式：骨干光纖保護(hù)倒換方式和光纖全保護(hù)倒換方式，如圖，1～2所示：

骨干光纖保護(hù)方式中，OLT側(cè)的主、備兩個(gè)PON模塊的端口分別通過骨干光纖的主、備兩條光纖連接到2:N分路器的兩個(gè)端口，從分路器到ONU側(cè)采用常規(guī)連接。在OLT主用PON模塊處于工作狀態(tài)時(shí)，備用PON模塊處于冷備份狀態(tài)。如果工作光纖出現(xiàn)故障或主用PON模塊失效，啟用備用的備用PON模塊和光纖。倒換到備用PON模塊時(shí)，冷備份的備用PON模塊中的信號發(fā)射模塊被激發(fā)到正常工作狀態(tài)需要一段較長的時(shí)間。這種方式OLT側(cè)需配置主、備兩個(gè)PON模塊，骨干光纖需鋪設(shè)主、備兩條光纖，從而實(shí)現(xiàn)對骨干段光纖的保護(hù)，提高系統(tǒng)得可靠性。

光纖全保護(hù)倒換方式中，每個(gè)ONU通過主、備兩個(gè)PON模塊與兩個(gè)獨(dú)立的光分路器實(shí)現(xiàn)雙歸屬連接，每個(gè)分路器連接AOLT的兩個(gè)PON口。OLT備用模塊采用熱備份方式，切換在每個(gè)ONU上進(jìn)行，需要切換協(xié)議。這種方式OLT和ONU均需配置主、備兩個(gè)PON模塊，骨干光纖需鋪設(shè)主、備兩條光纖，需設(shè)置兩臺分路器，以及對每個(gè)ONU鋪設(shè)主、備兩條接入光纖，從而實(shí)現(xiàn)對EPON系統(tǒng)中每個(gè)網(wǎng)元的保護(hù)，提高系統(tǒng)得可靠性。

骨干光纖保護(hù)方式相對于光纖全保護(hù)倒換方式代價(jià)較小，僅對EPON系統(tǒng)的骨干段光纖實(shí)現(xiàn)保護(hù)；而光纖全保護(hù)倒換方式徹底消除了EPON系統(tǒng)中的單點(diǎn)故障隱患，但是代價(jià)也是整體翻倍的。

3、EPON系統(tǒng)中簡單骨干光纖保護(hù)倒換的實(shí)現(xiàn)

3.1　EPON系統(tǒng)簡單骨干光纖保護(hù)倒換實(shí)現(xiàn)思路

為了實(shí)現(xiàn)簡單的骨干光纖保護(hù)倒換，EPON系統(tǒng)應(yīng)由光線路終端（OLT）、工作光纖、保護(hù)光纖、2:N光分路器、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）組成，其中OLT內(nèi)包括保護(hù)倒換控制模塊（在工作光纖故障的情況下，發(fā)出切換信號來控制系統(tǒng)的保護(hù)倒換）、PON模塊（接收光接入網(wǎng)提供的光信號并發(fā)送該光信號到用戶側(cè)，同時(shí)PON模塊可根據(jù)與其耦接的光纖的工作情況發(fā)出告警信息，如光信號丟失和信號劣化告警）和1×2光開關(guān)。如圖3所示。

PON模塊輸出PON口與1×2光開關(guān)輸入相連，光開關(guān)的兩個(gè)輸出口分別與工作光纖和保護(hù)光纖相連，工作光纖和保護(hù)光纖又分別連接2:N分路器的兩個(gè)輸入口，從2:N分路器到ONU側(cè)采用常規(guī)連接，ONU采用常規(guī)ONU。

系統(tǒng)正常工作時(shí)，保護(hù)倒換控制模塊在線監(jiān)測OLT PON模塊的工作狀態(tài)和相關(guān)告警信息，當(dāng)保護(hù)倒換控制模塊接收到來自O(shè)LT的線路故障、信號劣化等告警信息時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的機(jī)制進(jìn)行判斷是否進(jìn)行倒換，并觸發(fā)光開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換，從而實(shí)現(xiàn)EPON系統(tǒng)骨干光纖的主備倒換。

光開關(guān)完成倒換后，由于主、備用光纖的長度不可能完全相同，為避免上行業(yè)務(wù)沖突，控制模塊會(huì)同時(shí)觸發(fā)PON模塊重新發(fā)起發(fā)現(xiàn)、測距、注冊等過程，從而完成EPON系統(tǒng)業(yè)務(wù)的保護(hù)倒換。

3.2　EPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單光纖保護(hù)倒換實(shí)現(xiàn)流程

光纖保護(hù)倒換在以下兩種情況時(shí)進(jìn)行：①自動(dòng)倒換：由故障發(fā)現(xiàn)觸發(fā)，如信號丟失等；②強(qiáng)制倒換：由管理事件觸發(fā)。