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1、电力手拉手保护技术白皮书HUAWGI华为技术有限公司Huawei Technologies Co., Ltd.版权所有侵权必究All rights reserved彳修订记录Revision record日期Date修订版本 Revision version修改描述 change Description作者Author20114-21Draft1.0输出初稿王怀东目 录 Catalog1总体概述51.1概况51.2本方案应用的技术条件61.3本方案的应用限制62手拉手保护实现原理72.1不带路由器的组网场景72.1.1物理拓扑图72.1.2业务配置72.2带路由器的组网场景82.2.1物理拓扑
2、图82.2.2业务配置92.3Goose通信组网场景92.3.1物理拓扑图102.3.2业务配置说明102.3.3物理接口分析102.4手拉手规格和性能112.4.1 性能112.4.2 规格11电力手拉手保护技术白皮书关键词：EPON，手拉手保护，TYPE D, GOOSE摘要：本文基于华为电力EPON解决方案，全面系统描述电力手拉手保护相关的技术， 包括基本原理，关键技术。通过对本文的阅读，读者可以了解电力手拉手保护的基本概 念,实现原理和配置注意事项。本文档基于OLT版本V8R10,ONU版本R310,U2000版本V1R6.缩略语清单:缩略语英文全名中文解释BFDBidirection
3、al Forwarding Detection双向转发检测CLVANCustomer VLAN用户V LANDIPDestination IP目的小EPONEthernet Passive Network基于Ethernet的无源光网络FTUFeeder Terminal Unit馈线终端单元GPONGigabit PON千兆比特无源光网络GOOSEGeneric Object Oriented Substation Event面向通用对象的变电站事件LLIDLogical Link Identifier逻辑链路标识MACMedia Access ControlMAC地址MSTPMultipl
4、e Spanning Tree Protocol多生成树协议ODNOptical Distribution Network光分配网络OLTOptical Line Terminal光线路终端ONUOptical Network Unit光网络单元SVLANService VLAN业务V LANSIPSource IP源IPRTURemote Terminal Unit远程终端单元TTUTransformer Terminal Unit配变终端单元VLANVirtual Local Area Network虚拟局域网1总体概述 1.1概况电力应用场景中，核心的诉求是可靠性，因此电力配网的PON解
5、决方案中，要求双配OLT, ONU两个上行口通过TYPE D双归到两台OLT的组网称为”手拉手”保护。本文档详细解释了 TYPE D双归保护和”手拉手”保护的原理，以及ONU的自动倒回机制，描述单点故障的场景下，如何提高系统的可 靠性。对于EPON线路TYPE D保护倒换，在CTC2.1（中国电信标准2.1版）中给出了明确的规范：1)类型d （如图1）： OLT双PON口，ONU双PON口，主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余）。具体实现方式包括OLT内同一 PON板内不同PON 口和不同PON板间的PON 口 保护等两种。OLT：主、备用的OLT PON端口均处于工作状态。OLT应保证主用
6、PON端口的业务信息能够同步备份到备用PON端口，使得保护倒换过程中，备用PON端口能维持ONU的业务属 性不变;光分路器：使用2个1:N光分路器;ONU： ONU采用双光模块。ONU应能保证主用PON端口的业务信息能够同步备份到备用PON端口，使得PON 口保护倒换过程中ONU能维持本地业务属性不变。，ONU1ONU N图1 EPON ONU TYPE D保护倒换组网图CTC2.1标准中的TYPE D保护属于同一 OLT内的PON 口保护，对不同OLT下的PON 口保护并没 涉及。在电力EPON企业规范中，定义了 “手拉手”保护结构，其实就是TYPE。的双归属保护（ONU 分属两个OLT）。
7、“手拉手”结构与电力配网输电线路结构类似，能在不改变原有光纤网络结构的情 况下实现全光保护倒换。如图2所示：图2与图1的区别主要体现在以下两方面： OLT0、OLT1均处于工作状态，能对OLT设备的失效进行保护。 ONU选择工作01当工作01丁失效时，ONU倒换到备用OLT上。 当工作OLT恢复正常后,ONU可以自动返回或人工返回.图2“手拉手”结构的全保护倒换示意图图3为华为电力解决方案的全景图，其中采用了”手拉手”保护.电力终端(RTU,FTU,TTU)出 FE口或RS口与ONU相连,ONU出两个上行PON口双归属到互为主备的两个OLT, ONU的两个 PON口都处于工作状态；这种组网方式
8、下，当ONU PON口,OLT或者光纤任何单点故障时都会 触发倒换机制，从而保障终端业务不受影响.主站控制层网管MIS服务器子站通信层110KV/35KV变35KV变电站开闭所环网柜/柱上开关配电房图3华为电力解决方案组网图110KV/35KV 变电站市110KV或农网SCADA服务器110KV/35KV变1.2本方案应用的技术条件要实现手拉手保护组网，对网络设备有以下技术要求：1,两台OLT的软硬件版本必须一致，且软件版本必须是V8R10；2,OLT主控板必须是SCUN之后的版本;EPON单板要求为EPBC/EPB D以后版本;3, 两个OLT的PON板的软硬件版本必须一致，且PON 口配置
9、数据必须保持一致；4, 如果OLT是V8R8版本,则两个OLT之间必须有一个直连光纤，且倒换时间大于 50ms;5, U2000网管的版本必须高于或等于V1R5;1.3本方案的应用限制手拉手保护组网目前存在以下限制：1、OLT V8R8仅支持EPON手拉手，不支持GPON手拉手,OLT V8R10两个都支持；2、ONU R310两条上行链路都处于转发工作状态，即热备份方式;ONU R309只有主用链路处 于工作状态，即冷备份方式；3、OLT上行到主站间光纤中断，本方案不会启动倒换,此时需要采用其他保护手段，如BFD.(Bidirectional Forwarding Detection)2手拉
10、手保护实现原理2.1不带路由器的组网场景2.1.1物理拓扑图图4 无路由器组网场景图4为一种手拉手保护应用场景，本场景中OLT和主站之间没有路由器.其中的交换机作汇聚作 用,不是必须的,其存在对业务无影响.PTN为主干传输层设备.图中的ONU支持两条PON线路(兰色主用，红色备用)双归属到两个OLT，并且这两条线路同时 处于working状态，两条线路能同时转发报文。图中的终端有主备两个FE 口连到ONU,每个FE 口有一个IP地址(手工配置,目前终端不支持 DHCP).两个端口都处于工作状态.两个端口的业务全部送到主站，由主站来确定使用哪个FE端口的 信息.正常情况下，业务流从IP1(IPa
11、)-ONU-用O LT-主站;主站选用默认端口信息(IP1).当主用ONU链路故障时，业务流从IP1(IPa)-ONU-备用O LT-主站;主站选用默认端口信息 (IP1).当终端主用FE 口 (IP1)故障时，业务流从IPa-ONU-主用O LT-主站;主站选用备用端口信息 (IPa).2.1.2 业务配置如图3所示，终端、主站都分配两个小地址，分属于两个网段：1、IP 1、IP2、IP 5属于网段 1；2、IP a、IP b、IP e属于网段2；主站和终端依赖多IP，实现路由/网关分离，主站后台和终端的通信由后台和终端进行双发选 收，双发报文的DIP/SIP都不相同，蓝色路径为工作路径，当
12、工作路径故障时，主站系统切换接收红 色路径上的报文，实现双发选收。1、对上行流量，终端不打CVLAN，所以要求ONU通过两个FE端口接入终端红色和蓝色流量， 两端口通过建untag流支持；如果终端支持打cvlan，则可以只通过一个FE端口接入；2、ONU的两个PON 口同时处于working状态，报文基于MAC+VLAN进行二层转发；3、对上行流量，蓝色报文的目的IP为IP 5，此目的小和终端的IP 1同属网段1，所以直接通过 ARP请求，获取IP 5对应的MAC地址，终端将使用IP 5的MAC封装蓝色业务报文，ONU使用此目的 MAC进行报文转发；红色报文的目的IP为IP e，此目的小和终端
13、的IP a同属网段2,所以直接通过ARP 请求，获取IP e对应的MAC地址，终端将使用IP e的MAC封装红色业务报文，ONU使用此目的MAC 进行报文转发；4、二层环网可能在ONU1 OLT1、OLT2、ONU2、PTN之间出现，通过VLAN配置进行破环； 一个网段采用一个V LAN是合理的，蓝色路径为VLAN 1，红色路径为VLAN 2；2.2 带路由器的组网场景2.2.1物理拓扑图93交换机IP e IP 5后台主站和终端依赖多网段、多P, 实现路由/网关分离：1、IPt IP2. IP3属于网段 1;2、IP4.旧5属于网段2;3、IPa. IPb. IPc属于网段3;4、IPd.
14、IPe属于网段4;对所有终端，网段2的路由网关为IP 3,网段4的网关为IPg;对主站，网段1的路由网关为IP4;网段3的网关为IPd;图5带路由器的组网场景图5为另外一种手拉手保护应用场景，本场景中O LT和主站之间有路由器.这个路由器作为网关 设备，把OLT和主站隔离在两个网段.图中交换机作汇聚作用，不是必须的，其存在对业务无影响.PTN 为主干传输层设备.图中的ONU支持两条PON线路（兰色主用，红色备用）双归属到两个OLT，并且这两条线路同时 处于working状态，两条线路能同时转发报文。图中的终端有主备两个FE口连到ONU,每个FE口有一个IP地址.两个端口都处于工作状态.两 个端口的业务全部送到主站，由主站来确定使用哪个FE端口的信息.与图4不同的是，图5在路由器处要作一次IP地址转换,这样把OLT以下的网络和其他网络隔离， 提高了网络的安全性.除此之外，图5的业务流程与图4相同.2.2.2业务配置如图5所示，终端、主站都分配两个小地址，分属于两个网段：1、IP 1、IP 2、IP 3属于网段 1；2、IP 4、IP 5属于网段2；3、IP a、IP b、IP c属于网段3；4、IP d、IP e属于网段4；对所有终端，网段2的路由网关为IP 3，网段4的网关为IP c；对主站，网段1的路由网关为IP 4 ；网段3的网关为IP d；主站和终端依赖多网段
