王小强——20年国际知名公司大型软件开发经验，精通C++，Python和 JAVA语言，擅长clean code和代码重构，精通面向对象设计原则和设计模式，熟悉UML建模，精通敏捷软件开发，诸如Scrum和极限编程的相关实践，熟悉嵌入式通讯设备软件的各个模块（协议，平台和驱动等），长期致力于快速构建易维护，易扩展的高质量软件系统。

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引言

TYPE-B型PON保护是GPON标准定义的四种PON保护类型之一，也是最常用的一种PON保护类型。ITU的标准文档里对其通用模型做了定义。但在具体实现该保护模型时，要涉及到很多细节，每个设备厂商的实现细节都有较大差异，尤其涉及到ONT的管理，数据同步方法，跨网元保护组的管理策略等方面差异很大。本文将描述本公司对该模型的实现方案。

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系统概述

TYPE-B型PON保护的网络部署如下图所示：该模型通过采用2：N的光分路器提供了对主干光纤的保护。两个相互保护的PON口互为主备，被称为一个保护组。通常情况下，主用PON口承载业务，当主用光纤失效后，业务会切换到备用PON口。

图1：TYPE-B型PON保护的网络部署

本系统与PON保护相关的模块有OAM模块，ONT管理模块，PON管理模块，保护组管理模块，各个业务模块以及外围软件系统CLI和EMS。图2是相关模块的系统结构图。用户可以通过CLI和EMS来进行各种与保护组相关的配置操作，OAM模块负责解析来自CLI或EMS的配置命令并调用相关模块的接口函数完成该配置操作。就拿用CLI创建一个保护组为例，控制卡上的OAM模块会首先解析CLI发来的命令，然后从ONT管理模块获取ONT信息，根据此信息创建一个保护组，并把该保护组的信息通知到保护组管理模块和PON管理模块，最后触发各个业务模块的数据同步。控制卡上的PON管理模块、保护组管理模块和业务管理模块会把相应的配置数据下发到PON卡（OLT）上对应的模块。PON卡上的保护组管理模块将维护切换逻辑以及上报相关告警。

图2：系统软件架构

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系统用例分析和实现方案

和PON保护相关的用例很多，包括保护组相关用例，ONT相关用例，数据同步，切换逻辑和告警上报。和这些用例相关的操作可以通过CLI发起,也可以通过EMS来发起，通过这两种方式发起的配置操作，其处理流程不完全一样。保护组可以跨网元，也可以在同一个网元之内，对这两种保护组的处理流程有很大差异。把这些情况都组合起来用例非常多。以下将分析几个主要的用例，描述其实现方案。

1、保护组相关用例

与保护组相关的操作有创建删除和修改保护组，修改保护组的操作包括主用PON口的选择，切换模式的选择等。以下介绍用CLI创建同一个网元上的保护组的处理流程。图3是用CLI创建保护组的顺序图的控制卡部分。

1）OAM模块解析CLI下发的创建保护组命令。

2）创建保护组前首先要获取在主用和备用PON口上创建的ONT信息。

3）创建保护组，对主用PON口和备用PON口上的ONT按照1对1，2对2的规则进行配对。配对时要以主用PON口为主，如果主用PON口上的某个ONT在备用PON口上还没有创建，要在备用PON口上创建这个ONT。

4）把创建的保护组信息通知到PON管理模块。

5）触发业务数据同步，这一步要把主用PON口上所有ONT的配置同步到备用PON口上对应的ONT上，包括ONT的类型和序列号。经过数据同步后，每对ONT的类型，序列号和业务数据将完全一样。

6）通知EMS，EMS将反过来从网元获取刚刚创建的保护组信息，保存到自己的数据库并刷新相应的界面。

7）如果PON卡在位的话，PON管理模块，ONT管理模块，保护组管理模块和各业务模块还会根据需要把自己的数据下发到PON卡上对应的相关模块。

图3：用CLI创建保护组

2、ONT相关用例

与ONT相关的用例有ONT的创建，删除，属性修改和自动发现。由于配置方式的不同（用CLI配置和用EMS配置）和保护组种类的不同（跨网元和不跨网元），与ONT相关的配置操作会组合出很多用例。以下介绍其中一个，用CLI为跨网元的保护组创建一个ONT。

1）OAM模块解析CLI下发的创建ONT命令。

2）创建ONT，这里的约束条件是，如果该ONT所在的PON口在一个保护组里，则该ONT必须是主用PON口上的ONT。在备用PON扣上的所有操作都将被拒绝。

3）通知EMS,EMS会反过来到网元取新创建的ONT的信息，更新自己的数据库，如果该ONT所在的PON口在一个跨网元的保护组里，EMS要负责创建备用PON口上的ONT（在另外一个网元上）,备用PON口上创建的该ONT的属性要和主用PON口上的ONT完全相同。

4）如果该ONT所在的PON口在一个保护组里，则要更新保护组信息。

5）通知PON管理模块。

6）如果PON卡在位的话，PON管理模块，ONT管理模块，保护组管理模块和各业务模块还会根据需要把自己的数据下发到PON卡上对应的相关模块。

图4：用CLI为跨网元的保护组创建一个ONT

3、数据同步

在创建保护组，创建ONT，修改ONT的属性和配置业务数据时都会触发数据同步，所以数据同步可以是其他用例的子用例。用户也可以使用CLI或EMS直接触发数据同步。数据同步的目的就是使备用PON口上的配置数据和主用PON口上的配置数据保持一致，数据同步的方向只能是主用PON口到备用PON口。对于跨网元的保护组，数据同步由EMS来完成；对于同一网元内的保护组，数据同步由网元自己来完成。以下介绍用CLI触发同一个网元内的保护组的数据同步。

1）OAM模块解析CLI下发的数据同步命令。

2）OAM向保护组管理模块获取保护组信息。

3）根据保护组信息，获取所有主用PON口上的ONT的配置信息。

4）把所有主用PON口上的ONT的配置信息同步到备用PON口对应的ONT上。

5）触发业务数据同步，首先获取所有主用PON上ONT的所有业务数据，然后把这些数据同步到备用PON口对应的ONT上。

6）通知EMS，EMS将反过来向网元获取备用PON口上ONT的所有业务数据，更新自己的数据库。

图5：用CLI触发网元内保护组的数据同步

4、主备切换及告警上报

主备切换可以是自动切换，也可以由管理员通过CLI或EMS发起。切换逻辑由PON卡根据相应的配置数据来维护。正常情况下由主用PON口提供业务，如果主用PON口失效，业务将切换到备用PON口，同时上报保护组告警。以下讲述主备自动切换和告警上报的处理流程。

1）PON卡检测到主用PON口失效。

2）所有的ONT都注册到备用PON口。

3）备用PON口承载业务，并上报PON保护告警。

4）PON口检测到主用PON口功能恢复。

5）如果保护组是“revertive”模式，所有的ONT将重新注册到主用PON口，主用PON口开始承载业务，同时清除PON保护告警。

结束语

本文描述了本公司关于TYPE-B型PON保护的实现方案。该方案是对本公司原有的基于光交换机的保护方案的一种改进，主要是为了提高主备切换速度，减少业务中断时间，使得业务中断时间由原来的30秒减少到现在的3秒钟。该方案已在现场部署，其主备切换速度和系统的稳定性得到了用户的肯定。

参考文献：

[1]ITU-T G.984.1，Gigabit-capable Passive OpticalNetworks(GPON): General characteristics

[2]ITU-T G.984.3，Gigabit-capable Passive Optical Networks(GPON): Transmissionconvergence layer specification

[3]ITU-T G.984.4，Gigabit-capable Passive OpticalNetworks(GPON): ONT management and control

interface specification

END

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