CN101013919A - 以太网无源光网络终端常发光故障检测和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种故障定位和检测方法，用于在以太网无源光网络的局端设备上自动检测和定位终端设备的常发光故障，该方法包括以下步骤：步骤S202，周期性地检查局端设备上的终端设备的注册状态和局端设备接收的光功率，以判断终端设备是否发生常发光故障；以及步骤S204，如果判断结果为发生常发光故障，则关闭局端设备处的终端设备发现进程，并向所有的终端设备依次发送强制发光指令，根据局端设备接收的光功率来定位故障的终端设备。因此，大大缩短了以太网无源光网络在该类故障中的恢复时间，提高了以太网无源光网络的网络维护效率。

Description

以太网无源光网络终端常发光 故障检测和定位方法

技术领域

本发明涉及无源光网络系统(XPON)，更具体地，本发明涉及一种用于在以太网无源光网络(EPON)的局端设备(指光线路终端OLT)上自动检测和定位终端设备(指光网络单元ONU)的常发光故障的故障检测和定位方法。

背景技术

EPON技术是新兴的基于以太网的宽带无源光网络技术。其本质是以太网在接入网领域的延伸。EPON在物理拓扑上是一对多结构，逻辑上则为一对一结构。其下行数据传送为广播方法，所有光网络单元(ONU)都能在其物理PON口上接收到所有的下行数据帧。而上行则为时分多址(TDMA)方式，每个ONU只在光线路终端(OLT)为其分配的上行授权时隙内发送上行数据。

与其他采用上行TDMA接入方式的PON技术类似，EPON也面临一个严重的安全问题。即如果有一个ONU因某种原因不停地发送上行光信号，则会使所有其他的ONU发送的正常数据在OLT处无法被恢复出来，也就无法成功注册到OLT上，这意味着EPON网络的崩溃。一旦出现这样的常发光故障，后果严重且故障位置难以定位。

目前，一般的方法是将ONU依此关闭，看看是在关闭哪个ONU的时候其他ONU能够注册上。这种手工方法的缺点是：通常情况下，OLT下挂的各个ONU在物理位置上大多比较分散，与OLT的距离也比较远。当有很多ONU时，操作起来很麻烦，费时费力。可见，有必要采用新的方法来更好地解决这个问题。然而，到目前为止，还没有见到相关方法的报道。

因此，需要一种故障检测和定位方法，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种故障检测和定位方法，从而使得在EPON OLT侧可以自动地检测ONU的常发光故障，并且，同时还能定位出是哪个ONU引起的故障。

为了实现上述目的，本发明提供了一种故障检测和定位方法，用于在以太网无源光网络的局端设备上自动检测和定位终端设备的常发光故障，该方法包括以下步骤：步骤S202，周期性地检查局端设备上的终端设备的注册状态和局端设备接收的终端设备的光功率，以判断终端设备是否发生了常发光故障；以及步骤S204，如果判断结果为发生了常发光故障，则关闭局端设备处的终端设备发现进程，并向所有的终端设备依次发送强制发光指令，根据局端设备接收的光功率来定位发生故障的终端设备。

根据本发明，步骤S202包括以下步骤：步骤S302，周期性检查是否有终端设备注册到局端设备上；步骤S304，如果所有的终端设备都没有注册，则检查局端设备接收的光功率；步骤S306，如果光功率大于局端设备的接收灵敏度，则关闭终端设备发现进程，并延时预定时间；以及步骤S308，再次检测局端设备接收的光功率，如果仍然大于局端设备的接收灵敏度，则确定有终端设备发生了常发光故障，并记录此时检测到的光功率。

在步骤S306中，预定时间用于等待完成前一个终端设备发现进程。

在步骤S308中，还包括：向网管发送发生常发光故障告警。

另外，根据本发明，在执行步骤S204之前，在局端设备上保存终端设备正常工作时的相关信息。

根据本发明的实施例，终端设备正常工作时的相关信息包括：媒介接入控制地址、往返时间和局端设备的接收光功率。

在步骤S204中，包括以下步骤：步骤S402，当检测到出现常发光故障时，关闭局端设备的终端设备发现进程；S404，局端设备向一个终端设备发出强制发光指令，延时往返时间，再检测局端设备接收到的光功率并记录该光功率的值；步骤S406，延时预定时间后，重复步骤S404，直到记录所有终端设备的光功率值，再打开终端设备发现进程；以及步骤S408，将所记录的各个光功率值与在步骤S308中记录的光功率值进行比较，如果它们的差小于阈值，则认为该终端设备出现常发光故障。

根据本发明，强制发光指令的帧格式为：逻辑链路标识为全模式的广播逻辑链路标识；目的媒介接入控制地址为终端设备的媒介接入控制地址；源媒介接入控制地址为局端设备的媒介接入控制地址；类型/长度域为自定义类型OxFFFF；操作码为1，表示强制终端设备的光收发机发光；以及操作参数为N，表示发光时间为N个TQ，在N个TQ之后关闭终端设备发光，其中，1TQ＝16ns。

在步骤S404中，当终端设备接收到强制发光指令之后，还包括：终端设备将本地定时器的值设置为N；打开终端设备的光收发机的发送；以及在定时器超时后，关闭终端设备的光收发机的发送。

根据本发明的实施例，预定时间为M个TQ，并且，M＞N。

此外，阈值为先前记录的局端设备从所有终端设备接收的正常光功率的最小值的一半，并且，局端设备为光线路终端，以及终端设备为光网络单元。

因此，采用本方法，可以在以太网无源光网络的光线路终端侧自动地检测光网络单元的常发光故障，并且同时还能定位出是哪个光网络单元引起的故障。由此，大大缩短了以太网无源光网络在该类故障中的恢复时间，提高了以太网无源光网络的网络维护效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是EPON系统拓扑图；

图2是根据本发明的故障检测和定位方法的流程图；

图3是根据本发明的实施例的检测故障的流程图；以及

图4是根据本发明的实施例的定位故障ONU的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是EPON系统拓扑图。从图中可以看出，一个OLT 102的PON口下可以通过分光器104联多个ONU 106。从OLT 102到ONU106的下行数据传送方式为时分复用且物理层广播方式，即每一个下行帧会发送到所有的ONU 106的PON端口，从ONU 106到OLT102的上行数据传送方式为TDMA方式。

图2是根据本发明的故障检测和定位方法的流程图，如图2所示，故障检测和定位方法包括以下步骤：

步骤S202，周期性地检查局端设备上的终端设备的注册状态和局端设备接收的光功率，以判断终端设备是否发生常发光故障；以及

步骤S204，如果判断结果为发生常发光故障，则关闭局端设备处的终端设备发现进程，并向所有的终端设备依次发送强制发光指令，根据局端设备接收的光功率来定位故障的终端设备。

需要指出的是，在执行步骤S204之前，在局端设备上保存终端设备正常工作时的相关信息，并且，终端设备正常工作时的相关信息包括：媒介接入控制地址、往返时间和局端设备接收的光功率。

以下将参照图3及图4的实施例更详细地描述上述各步骤，图3是根据本发明的实施例的检测故障步骤S204的流程图。

如图3所示，在该检测故障过程S204中，软件上通过一个进程周期性地检查是否有ONU注册到OLT上。如果某一周期发现没有ONU注册到OLT上，则查询OLT光收发机的接收光功率。如果该光功率值大于接收机的灵敏度，则关闭OLT的ONU发现进程，延时一段时间(如1秒钟，用来等待前一个发现窗口完成)，再查询OLT光收发机的接收光功率。如果得到的光功率值仍然大于接收机的灵敏度，则可以断定有ONU发生了故障，其光收发机一直在发送光信号，即常发光。此时，记录测得的光功率值P，然后向网管报告常发光故障告警。其具体步骤如下：

步骤S302，周期性检查是否有终端设备注册到局端设备上；

步骤S304，如果所有的终端设备都没有注册，则检查局端设备接收的光功率；

步骤S306，如果光功率大于局端设备的接收灵敏度，则关闭终端设备发现进程，并延时预定时间；以及

步骤S308，再次检测局端设备接收的光功率，如果仍然大于局端设备的接收灵敏度，则确定终端设备发生常发光故障，并记录光功率。

此外，图4是根据本发明的实施例的定位故障ONU的过程S404的流程图。在如图4所示的定位故障ONU的过程S404中，定位发生故障的ONU要求OLT上保存正常工作时每个ONU的相关信息，包括：MAC地址、RTT以及到达OLT时的光功率。在检查到出现ONU常发光故障后，继续关闭OLT的ONU发现进程，以保证没有ONU发送上行数据。然后依此向每个ONU发送强制发光指令。

该指令的帧格式定义如下：帧前导部分的LLID采用广播LLID，模式为全模式，帧头的目的MAC地址为目标ONU的MAC地址，源地址为OLT的MAC地址，类型/长度域为自定义类型0xFFFF，操作码为1，表示强制光收发机发光，操作参数为N，表示发光时间为N个TQ(1TQ＝16ns)，N个TQ之后光收发机的发送关闭。这里的N可以通过网管配置，具体实现时N可以取62500000(1秒)。ONU侧需要对该指令进行响应，即收到该指令后，将N作为本地定时器定时间隔，并且按指令强制光收发机发光，当定时器超时后将其关闭。

在OLT侧，当向某个ONU下发强制发光指令后，需要延时一段时间(等于与该ONU对应的RTT值)，再检测OLT光收发机的接收光功率。为了准确起见，应该在N个TQ时间间隔内多次查询(如3次)，取平均值。记录测得的光功率值。然后延时M个TQ的时间(M＞N)，向下一个ONU发送强制发光指令，再检测OLT光收发机的接收光功率并记录。重复上述操作，直到遍历完所有的ONU，之后打开ONU发现进程。

将得到的各个ONU对应的光功率值与检测故障时得到的P进行比较，如果某一光功率值与P的差小于所有以前记录的任何OLT对ONU的接收光功率的一半，则可以认定该ONU发生了故障。将分析结果记录下来，并上报给网管。

上述定位故障ONU的过程有一个前提：即所有的ONU都已经启动了，如果有ONU没有启动，按照上述故障定位方法，也会被认为发生了常发光故障。此时，就需要通过后续的人工查询方式来排除掉这些未启动的ONU，才能定位到真正的故障ONU。

综上，如图4所示的定位故障的方法包括如图4所示的以下步骤：

步骤S402，当检测到出现常发光故障时，关闭局端设备的终端设备发现进程；

步骤S404，局端设备向一个终端设备发出强制发光指令，延时往返时间，检测局端设备中的光收发机接收到的光功率并记录光功率的值；

步骤S406，延时预定时间后，重复步骤S402，直到记录所有终端设备的光功率值，打开终端设备发现进程；以及

步骤S408，将所记录的各个光功率值与在步骤S308中记录的光功率值进行比较，如果它们的差小于阈值，则认为终端设备出现常发光故障。

综上所述，通过本发明，可以在以太网无源光网络的光线路终端侧自动检测光网络单元的常发光故障，并且同时还能定位出是哪个光网络单元引起的故障，从而大大缩短了以太网无源光网络在该类故障中的恢复时间，提高了以太网无源光网络的网络维护效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种故障检测和定位方法，用于在以太网无源光网络的局端设备上自动检测和定位终端设备的常发光故障，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S202，周期性地检查所述局端设备上的所述终端设备的注册状态和所述局端设备接收的所述终端设备的光功率，以判断所述终端设备是否发生常发光故障；以及

步骤S204，如果判断结果为发生所述常发光故障，则关闭所述局端设备处的终端设备发现进程，并向所有的终端设备依次发送强制发光指令，根据所述局端设备接收的光功率来定位故障的终端设备。

2.根据权利要求1所述的故障检测和定位方法，其特征在于，所述步骤S202包括以下步骤：

步骤S302，周期性检查是否有所述终端设备注册到所述局端设备上；

步骤S304，如果所有的所述终端设备都没有注册，则检查所述局端设备接收的光功率；

步骤S306，如果所述光功率大于所述局端设备的接收灵敏度，则关闭所述终端设备发现进程，并延时预定时间；以及

步骤S308，再次检测所述局端设备接收的所述光功率，如果仍然大于所述局端设备的接收灵敏度，则确定所述终端设备发生了所述常发光故障，并记录此时检测到的所述光功率。

3.根据权利要求2所述的故障检测和定位方法，其特征在于，在所述步骤S306中，所述预定时间用于等待完成前一个终端设备发现进程。

4.根据权利要求2所述的故障检测和定位方法，其特征在于，在所述步骤S308中，还包括：

向网管发送发生所述常发光故障告警。

5.根据权利要求1所述的故障检测和定位方法，其特征在于，在执行所述步骤S204之前，在所述局端设备上保存所述终端设备正常工作时的相关信息。

6.根据权利要求5所述的故障检测和定位方法，其特征在于，所述终端设备正常工作时的相关信息包括：媒介接入控制地址、往返时间和到达所述局端设备的光功率。

7.根据权利要求6所述的故障检测和定位方法，其特征在于，在所述步骤S204中，包括以下步骤：

步骤S402，当检测到出现所述常发光故障时，关闭所述局端设备的所述终端设备发现进程；

步骤S404，所述局端设备向一个所述终端设备发出所述强制发光指令，延时所述往返时间，再检测所述局端设备中的光收发机接收到的所述光功率并记录所述光功率的值；

步骤S406，延时预定时间后，重复步骤S402，直到记录所有所述终端设备的所述光功率值，再打开所述终端设备发现进程；以及

步骤S408，将所记录的各个所述光功率值与在所述步骤S308中记录的所述光功率值进行比较，如果它们的差小于阈值，则认为所述终端设备出现所述常发光故障。

8.根据权利要求7所述的故障检测和定位方法，其特征在于，所述强制发光指令的帧格式为：

逻辑链路标识为全模式的广播逻辑链路标识；

目的媒介接入控制地址为所述终端设备的媒介接入控制地址；

源媒介接入控制地址为所述局端设备的媒介接入控制地址；

类型/长度域为自定义类型OxFFFF；

操作码为1，表示强制所述终端设备的光收发机发光；以及

操作参数为N，表示发光时间为N个TQ，在N个TQ之后关闭所述终端设备，

其中，1TQ＝16ns。

9.根据权利要求8所述的故障检测和定位方法，其特征在于，在所述步骤S404中，当所述终端设备接收到所述强制发光指令之后，还包括：

所述终端设备将本地定时器的值设置为N；

打开所述终端设备的光收发机的发送；以及

在所述定时器超时后，关闭所述终端设备的所述光收发机的发送。

10.根据权利要求8所述的故障检测和定位方法，其特征在于，所述预定时间为M个TQ。

11.根据权利要求10所述的故障检测和定位方法，其特征在于，M＞N。

12.根据权利要求7所述的故障检测和定位方法，其特征在于，所述阈值为先前记录的所述局端设备从所述终端设备接收的正常光功率最小值的一半。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的故障检测和定位方法，其特征在于，所述局端设备为光线路终端，以及所述终端设备为光网络单元。

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