“二分法”在PON网络维护中定位流氓猫的应用分析

“二分法”在PON网络维护中定位流氓猫的应用分析
作者：郑国泰
来源：《无线互联科技》2014年第07期
摘要：介绍了流氓ONU的常见类型，阐述了运用“二分法”现场定位流氓猫的思路和方法。

关键词：PON；流氓ONU；二分法1引言
随着光接入网络的大规模建设，网络运营与维护的矛盾逐步显现出来。

特别是PON网络中出现的异常（流氓）猫（ONU），由于其发生故障时具有一定的隐蔽性和欺骗性，故障定位较为困难，严重影响了客户感知。

本文从PON网络的实际维护出发，通过对日常维护中碰到的典型、疑难故障案例进行总结分析，归纳出运用“二分法”快速定位流氓ONU（猫）的思路和方法。

2流氓ONU的技术原理
在PON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。

由于ONU硬件问题（多数为激光器问题），导致ONU长发光或随机发光，导致PON口下其他ONU不能上线或频繁上下线，这种ONU就称为流氓ONU。

3PON网络维护中存在的问题
相对于传统铜缆接入网络，光接入网具有相对成本较低、无源纯介质网络及资源占用少等诸多优势，是接入网络发展必然趋势。

但是在近几年大规模光网建设和光进铜退中，光网的维护问题也逐渐暴露出来。

其一是维护方式的转变，装维人员需要转变维护观念，相对铜缆，光接头安装工艺和光纤的布放要求较高，给装维人员维护技能提出了更高的要求；其二是光网整个运维体系的建立需要时间，接入网网络维护必然经历阵痛期，客户流失和客户感知受损带来很大压力；其三是由于整个网络向用户侧前移，设备的安全性和稳定性带来考验，特别是相对于FTTH（E8C）的终端，由于终端属于运营商定制性质且安放在用户家里，终端工作的稳定
性和用户不可控性带来了很多问题，如定制终端由于工作环境或制造性能等原因常会出现工作异常，影响整个PON口下其它用户正常使用；有些恶意用户将ONU的端口环路，引发网络风暴，影响大量用户业务中断；诸如此类终端，我们均归类为异常（流氓）光猫。

这些流氓光猫随着光网建设的推进，光猫的工作年限越久必然会长期存在而且越来越多，给光网维护带来越来越大的困维。

如何应对该类异常光猫给光网维护带来的影响呢？下面我们用几个实际处理的典型案例加以分析。

4几个典型案例分析
案例1：E8-C新装故障
故障现象：ADSLD2244608578光猫注册到49%
故障处理过程：查BRAS发现终端有时可以拿到TR069IP地址，ITMS也可以管理到，使用辅助注册功能，提示注册失败。

重启后不能立即获取不到TR069IP地址，ITMS无法管理，需要等很久才能获取到TR069IP地址。

到现场处理，通过烽火网管查看同一PON口下有两个终端在线，其中一个ONU在发大量发送广播报文，判断是环路引起，经查该用户是停机用户，在网管上把环路终端删除后，该ONU立即可以注册成功。

案例2：博罗园洲上南华为MA5680T/0/16/4下带大量用户业务时通时不通
故障现象：PON口下大量终端无法上线，宽带和语音使用不正常。

故障处理过程：查看华为网管有“端口下存在非法入侵的流氓ONT”告警，但无法定位出具体是哪台ONT，PON口下终端大量处于“初始状态”，PING其中一台正常在线的终端IP地址会5~6%丢包。

现场拔纤排除故障ONU后故障恢复。

案例3：博罗商业街站点15槽位3下带用户大量报障
故障现象：博罗商业街站点15槽位3下带用户报上网不正常，电话经常断线，新终端无法注册。

故障处理过程：故障报给厂家核查，更换过PON口光模块、PON板故障未处理好，厂家现场抓好包一个星期未处理好。

后采用“二分法”现场拔纤，网管配合PING包找出异常ONU 后故障恢复，该故障有个特点就是异常ONU接入后PON口下的网络时延突增至1000ms。

案例4：MA5680T下的ONT采用LOID注册,特定ONTID无法上线。

故障现象：巽寮局上报MA5680T下挂ONT特定ONT ID 8无法添加上线，必须在OLT上修改ONT ID为非ONI ID 8，才能够让ONT上线，比如将ONT ID修改为25，或者60，这个ONT才能稳定上线。

故障处理过程：华为研发通过现场测试和检查发现特艺厂家ONT异常挂死，在ONT挂死的同时，该ONT占用了ONT ID 8的相关资源，并且不释放，OLT检测到该ONT不响应，产生Losi，Lomi等，OLT认为ONT下线。

当有新的ONT想以ONT ID 8上线时，该挂死的ONT会在ONT ID为8的上行时序内发干扰性的上行光，导致光路出现ONT ID为8上行光时序内的上行光冲突，进而持续影响ONT ID为8的ONT稳定注册上线。

最终表现为一个PON 下，特定的ONT ID无法稳定注册上线，进而无法使用。

这种流氓猫和传统的流氓猫不一样，属于特定ONT ID的流氓猫，这种流氓猫的影响相对较小，只影响一个特定的ONT ID，但是这种故障一旦具有规模性，会导致网络故障排查相当困难。

从以上几个故障案例中可以看出，故障处理时限普遍较久，故障定位困难；除了少数厂家在OLT设备开启了OLT的环路检测功能后，能对环路的流氓猫进行自动检测和隔离外，针对其它异常猫的自动检测和隔离功能均无法实现，说明了异常光猫存在的复杂性；这些故障均是通过现场逐个拔纤从而定位出流氓猫的，但是现场逐个拔纤耗时耗力，效率也较低，给排障带来很大困难。

5解决思路和方法
综上案例，异常ONU存在共同的故障现象，均是霸占其它ONU的资源，破坏正常ONU 与OLT的交互，只是影响范围不一样。

根据以往经验，如发现PON口下的所有或部分ONU 工作不稳定，无法注册、终端反复上下线等奇怪现象，PON口下就可能存在流氓猫干扰。

通常来说，以上故障现象有可能原因如下，在故障判断上应先排除其它因素，再来考虑流氓猫的问题。

1)OLT的PON口光模块故障；
2)PON口收光功率值处于临界状态；
3)OLT的PON板故障；
4)ODN故障（包括一级分光和二级分光器）；
5)存在异常的ONU。

目前我们总结流氓猫共有以下几种：
a)存在自发光的ONU，有两种形式出现：A、常发光的ONU，B、随机发光的ONU；
b)PON口下某台ONU存在环路现象，这种情况一般伴随出现PON口下大量的广播包增长；
c)ONU存在某种故障导致PON口下所有ONU的网管时延突增，甚至达到1000ms级；
d)ONU存在某种故障导致PON口下所有ONU不正常的丢包，丢包率达5~6%；
流氓猫一般来说是不受控终端，所以大多数只能现场进行拔纤才能彻底解决，而逐个拔纤却又是一个效率较低的方法。

能否有更好的拔纤方式呢？经过多次测试，我们发现一种能大大提高现场拔纤效率的方法，称之为“二分法”，操作方式为先在一级分光器端拔掉下挂二分之一二级分光器，查看其他ONU是否正常在线并使用正常，若正常，说明异常ONU在拔掉一半二级分光器中，依此方法排查，可定位出异常ONU在哪台二级分光器中；然后在二级分光器中也通过“二分法”，即拔掉二分之一ONU，查看其他ONU是否正常在线并使用正常，若正常，说明异常ONU在拔掉一半ONU中，依次方法排查，可定位出异常ONU，现场拔掉即可。

拔纤过程中，需要同时进行业务验证，才能达到效率最高。

为什么“二分法”相对于逐个拔纤法效率更高呢？我们做一个简单分析，假设一个二级分光组网的网络，第1级分光为1：8分光，第2级也是1：8分光，总分光比为1：64，如上图所示，如果用逐个拔纤法，定位异常猫在那台2级分光器上面，则需最少1次最大8次插拔尾纤才能判断出流氓在那台2级分光器；定位出2级分光器同样需要最大8次插拔尾纤才能定位出异常猫，也就是说现场排除一个异常猫，采用逐个拔纤法最大需要插拔16次尾纤才能定位，如果是一个一级1：64分光，则最大需要插拔64次尾纤才能定位出流氓猫，显然这样的操作对于现场维护来说会效率会非常低，且效果也不好。

同样的场景，如果采用“二分法”进行拔纤，第1种二级分光组网时，最大用4次插拔就能定位出二级器，一共只需用8次插拔尾纤就能定位出流氓猫；如果是1：64分光，则只需要最大6次就能定位出流氓猫，相对于逐条拔纤法，效率大大提高。

分光比越大，定位效率也越高。

6结束语
在运营商没有将定制终端与OLT厂商在标准中作进一步规范和明确之前，实现由OLT直接检测并自动隔离异常ONU显得办法不多。

在此前提下，当前绝大多数光网维护处理流氓猫故障只能从实际出发，通过现场拔纤进行排除，而这其中采用“二分法”进行现场拔纤是被证明了的效率较高一种拔纤方式。

在后续的几次流氓猫的故障处理中，我们通过“二分法”现场拔纤大大减少故障定位时间，处理效率也得到有效提高。

[参考文献]
[1]百度文库.网络风暴基本原理.。