基于GPON的FTTH的運(yùn)維管理優(yōu)化

    在各種基于光纖的接入技術(shù)中，GPON由于其高帶寬以及高分光比為眾多國(guó)際大型運(yùn)營(yíng)商所青睞，基于GPON的光纖到戶(hù)（FTTH）解決方案也成為了各國(guó)主流運(yùn)營(yíng)商的寬帶解決方案。

    FTTH網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)決定網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維模式，而網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維模式?jīng)Q定其運(yùn)維方案。由于GPONFTTH網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的xDSL組網(wǎng)上存在差異，GPONFTTH在運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理上也面臨以下難點(diǎn)：（1）ONU靠近用戶(hù)，站點(diǎn)分散、數(shù)量大；（2）ONU現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)困難、運(yùn)維成本高；（3）新技術(shù)，多業(yè)務(wù)，OSS集成難；（4）點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，線(xiàn)路出現(xiàn)故障時(shí)難以定位。因此GPONFTTH網(wǎng)管系統(tǒng)在兼容傳統(tǒng)xDSL網(wǎng)管基本功能的基礎(chǔ)上還需要增加以下功能：（1）大容量網(wǎng)管；（2）即插即用，遠(yuǎn)程維護(hù)；（3）離線(xiàn)批量部署ONU；（4）開(kāi)放NBI，集成OSS；（5）集成OLS功能。

    ONU作為GPONFTTH的終端，除了提供傳統(tǒng)的TRIPLEPLAY業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻）外，還有向家庭網(wǎng)關(guān)演進(jìn)的趨勢(shì)。對(duì)此類(lèi)ONU的管理是整個(gè)GPONFTTH OAM的最大困難，針對(duì)不同的ONU類(lèi)型，筆者如下分析了GPON FTTH的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理（OAM）的三種解決方案：OMCI管理架構(gòu)、TR069/OMCI混合管理架構(gòu)和SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)。

    方案一：OMCI管理架構(gòu)

    OMCI管理架構(gòu)解決方案采用了比較普遍的OMCI的管理機(jī)制，即對(duì)于ONT的管理完全通過(guò)OLT與ONT之間的OMCI管理通道完成。而EMS與OLT之間則通過(guò)SNMP通信，將對(duì)OLT以及ONT的命令和性能查詢(xún)等以SNMP統(tǒng)一發(fā)到OLT，OLT再通過(guò)OMCI發(fā)給ONT。OSS與EMS之間則通過(guò)CORBATL1等北向接口完成對(duì)通。OMCI管理架構(gòu)如圖1所示。

 

圖1   OMCI管理架構(gòu)圖                  

    在OMCI管理架構(gòu)下，ONT的管理流程描述如下。

    1.用戶(hù)首先到營(yíng)業(yè)廳申請(qǐng)開(kāi)通業(yè)務(wù)或者運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一為用戶(hù)預(yù)先布線(xiàn)。

    2.初始配置：OLT設(shè)備管理人員收到任務(wù)后，在OLT上面增加對(duì)單個(gè)ONT的配置，需要配置PONID、TC、PortID、CAR和DBA。

    3.激活OAM：在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)啟ONT，OLT自動(dòng)搜索ONT并打通OAM管理維護(hù)通道。

    4.配置業(yè)務(wù)：OLT設(shè)備管理在控制臺(tái)或者在網(wǎng)管上面對(duì)ONT進(jìn)行業(yè)務(wù)配置，為ONT端口指定VLAN并配置相應(yīng)的TC或者優(yōu)先級(jí)；為VOIP指定私網(wǎng)IP，并進(jìn)行IAD相關(guān)配置；為T(mén)DM業(yè)務(wù)指定相應(yīng)帶寬優(yōu)先級(jí)和相關(guān)參數(shù)；激活CATV等。

    5.升級(jí)終端：首先在OLT側(cè)連接TFTP服務(wù)器，在OLT上為單個(gè)或者一批終端執(zhí)行批升級(jí)命令，ONT通過(guò)OAM通道接收到命令后，等待升級(jí)。下載程序成功后，OLT上執(zhí)行單個(gè)或者批重啟命令，使ONT復(fù)位重啟，完成自動(dòng)升級(jí)過(guò)程。

    6.監(jiān)測(cè)終端：在OLT或者網(wǎng)管上，執(zhí)行對(duì)ONT的端口、芯片等查看命令，查看ONT運(yùn)行狀態(tài)。

    方案二：TR069/OMCI混合管理架構(gòu)

    TR069/OMCI混合管理架構(gòu)在OMCI管理架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了TR069的管理方式。此種管理架構(gòu)中，EMS依然按照原來(lái)的SNMP與OLT通信，OLT與ONT之間通過(guò)OMCI通道通信，但考慮到在GPONFTTH網(wǎng)絡(luò)中，ONT逐漸向家庭網(wǎng)關(guān)的方向演進(jìn)，會(huì)增加ROUTER等三層功能，因此在EMS層面上增加了ACS，ACS通過(guò)TR069協(xié)議直接對(duì)ONT進(jìn)行管理，同時(shí)支持北向接口與OSS對(duì)接。TR069/OMCI混合管理架構(gòu)如圖2所示。

圖2   TR069/OMCI混合管理架構(gòu)圖

    在TR069/OMCI混合管理架構(gòu)下，ONT的管理流程描述如下。

    1.用戶(hù)首先到營(yíng)業(yè)廳申請(qǐng)開(kāi)通業(yè)務(wù)。

     2.初始化TR069：運(yùn)營(yíng)商維護(hù)人員接到任務(wù)單后，登錄TR069服務(wù)器，輸入用戶(hù)申請(qǐng)的業(yè)務(wù)，輸入即將為用戶(hù)分配的終端類(lèi)型，系統(tǒng)自動(dòng)生成用戶(hù)業(yè)務(wù)配置文檔；或與營(yíng)業(yè)廳服務(wù)器開(kāi)通接口，自動(dòng)執(zhí)行該過(guò)程。

    3.初始配置：OLT設(shè)備管理人員收到任務(wù)后，在OLT上面增加對(duì)單個(gè)ONT的配置，需要配置PONID、TC、PortID、CAR和DBA。

    4.激活OAM：運(yùn)營(yíng)商技術(shù)工程師將終端使用孵化器進(jìn)行孵化，輸入基本的參數(shù)配置；到現(xiàn)場(chǎng)為用戶(hù)分配用戶(hù)線(xiàn)路，將終端帶到用戶(hù)家，在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)啟ONT，OLT自動(dòng)搜索ONT并打通OAM管理維護(hù)通道，申請(qǐng)到合法的IP地址；如果尾纖已經(jīng)到了用戶(hù)家中，可以考慮由用戶(hù)自己進(jìn)行設(shè)備安裝。

    5.配置業(yè)務(wù)：終端自動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)TR069服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)注冊(cè)，TR069對(duì)終端注冊(cè)進(jìn)行響應(yīng)，終端申請(qǐng)軟件版本升級(jí)，TR069判斷是否需要對(duì)其升級(jí)，如需要?jiǎng)t下傳加載文件否則告知無(wú)須升級(jí)。終端申請(qǐng)下載配置文件，TR069為其下載配置文件。終端在本地設(shè)置已經(jīng)完成初始化標(biāo)記，終端自動(dòng)重啟。重啟之后進(jìn)入正常使用狀態(tài)。

    6.升級(jí)終端：如果在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)終端程序升級(jí)，TR069發(fā)現(xiàn)終端在線(xiàn)，為其發(fā)送一個(gè)下載程序請(qǐng)求，終端收到之后，斷開(kāi)該連接。終端自身再主動(dòng)向TR069服務(wù)器發(fā)起升級(jí)終端請(qǐng)求，TR069服務(wù)器下傳程序，完成終端升級(jí)。

    7.監(jiān)測(cè)終端：如果在運(yùn)行過(guò)程需要對(duì)終端進(jìn)行監(jiān)測(cè)，TR069發(fā)送獲取終端狀態(tài)信息請(qǐng)求，終端收集完信息后發(fā)送給TR069服務(wù)器。

方案三：SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)

    SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)與TR069/OMCI混合管理架構(gòu)的相同點(diǎn)在于二者都認(rèn)為OMCI管理架構(gòu)中的通過(guò)單純的OMCI來(lái)管理ONT是不夠的。而SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)區(qū)別于TR069/OMCI混合管理架構(gòu)的地方在于，前者認(rèn)為沒(méi)有必要增加獨(dú)立的ACS終端管理系統(tǒng)，而是可以通過(guò)EMS網(wǎng)管來(lái)管理ONT，只是實(shí)現(xiàn)EMS與ONT之間直接通過(guò)SNMP協(xié)議進(jìn)行通信。

    在SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)下，ONT的管理和TR069/OMCI混合管理架構(gòu)類(lèi)似。從目前業(yè)內(nèi)的應(yīng)用來(lái)看SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)并沒(méi)有規(guī)模應(yīng)用，僅有少數(shù)幾家公司選用該管理架構(gòu)。

    GPON FTTH的三種OAM方案比較

    通過(guò)對(duì)TR069和SNMP協(xié)議進(jìn)行了比較可知，TR069協(xié)議具有更加統(tǒng)一的管理信息模型定義，能通過(guò)互操作認(rèn)證來(lái)保證實(shí)現(xiàn)的一致性，并且得到業(yè)界更多的支持。而SNMP協(xié)議對(duì)于RFCMIB沒(méi)有認(rèn)證來(lái)確保實(shí)現(xiàn)的一致性而通過(guò)重新定義來(lái)統(tǒng)一管理對(duì)象是非常困難的。

    TR069協(xié)議無(wú)論是協(xié)議完整性、消息定義、安全、事務(wù)處理能還是信息模型和實(shí)現(xiàn)成本上都要優(yōu)于SNMP協(xié)議。TR-069和一系列相關(guān)的管理標(biāo)準(zhǔn)正在成為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遠(yuǎn)程管理的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越多的終端和系統(tǒng)廠商都已經(jīng)支持該協(xié)議。

    總之，TR069在終端管理的功能上要強(qiáng)于SNMP。因此在方案二（TR069/OMCI混合管理架構(gòu)）和方案三（SNMP/OMCI混合管理架構(gòu)）之間，我們可以看到基于TR069的方案二要優(yōu)于基于SNMP的方案三，未來(lái)的GPON網(wǎng)絡(luò)終端管理的發(fā)展趨勢(shì)毫無(wú)疑問(wèn)是朝著TR069方向發(fā)展的。

    方案一和方案二混合管理架構(gòu)各自特點(diǎn)以及適合什么應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示。

    表1   OAM比較分析表

    根據(jù)以上分析，我們可以看到方案一在開(kāi)發(fā)、管理成本、技術(shù)成熟度上具有優(yōu)勢(shì)，而方案二則在ONT管理、互通性、使用場(chǎng)景上更完善，運(yùn)營(yíng)商具體使用哪種方案還需要看看當(dāng)前GPONFTTH應(yīng)用的行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，如表2所示。

    表2 FTTH比較分析表

    從整個(gè)GPONFTTH市場(chǎng)需求以及各大設(shè)備制造商的開(kāi)發(fā)進(jìn)展來(lái)看，我們可以得出以下結(jié)論：

    （1）GPONFTTHOAM解決方案一（OMCI管理架構(gòu)）適合于當(dāng)前商用GPONFTTH網(wǎng)絡(luò)的管理。

    （2）GPONFTTHOAM解決方案二（TR069/OMCI混合管理架構(gòu)）適合于未來(lái)GPON-FTTH網(wǎng)絡(luò)的管理，該系統(tǒng)可望在未來(lái)兩到三年后開(kāi)始普遍使用，但基于成本和技術(shù)成熟度等因素考慮，并不適合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)管理。

    各大廠家GPONONTTR069支持情況以及ONT互通支持情況如表3所示。

    表3 主流廠家ONT TR069支持情況統(tǒng)計(jì)表

    通過(guò)上節(jié)的比較和分析結(jié)果，GPONFTTHOAM解決方案一（OMCI管理架構(gòu)）比其它兩個(gè)方案更加適合當(dāng)前GPONFTTH網(wǎng)絡(luò)的OAM需求。