CN101562480A - 一种光接入网络、光线路终端的备份方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光接入网络、光线路终端的备份方法、系统及设备，该系统包括：光线路终端，用于在本设备为备用状态时，通过光分路器与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，根据所述连接状态进行主备状态控制及主备数据同步；光分路器，用于进行主备光线路终端与各光网络单元及光线路终端中的虚拟光网络单元通信。本发明通过OLT中集成虚拟的ONU，使虚拟ONU负责与该OLT对应的备用OLT通信，实现OLT故障检测和主备OLT之间的数据通信；进而实现主备OLT之间快速、可靠的数据通信功能，在主用OLT故障时，能够快速实现主备OLT之间的倒换。

Description

一种光接入网络、光线路终端的备份方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光接入网络、光线路终端的备份方法、系统及设备。

背景技术

通用的PON(Passive Optical Network，无源光网络)是一种点对多点的光接入技术。PON网络如图1所示，包括OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、光分路器，ONU(Optical Network Unit，光网络单元)以及光纤。OLT作为局端设备，通过一根主干光纤与光分路器连接，光分路器通过分支光纤连接每一个ONU。OLT到ONU的传输方向称为下行方向，通过1490纳米波长传输，光分路器实现分光功能，通过分支光纤将OLT的下行光信号发送给所有的ONU；ONU到OLT的传输称为上行方向，通过1310纳米波长传输，光分路器实现光信号汇聚功能，将所有ONU发送的光信号汇聚，通过主干光纤发送给OLT。为保证上行多个ONU光信号不出现冲突，需要在OLT的控制下，同一时刻，只能由一个ONU发送光信号。

为了确保PON网络在设备故障或者光纤故障时继续提供业务，现有技术提出了一种PON网络的保护方式，如图2所示，同一个OLT设备提供两个互为备份的PON LT(Line Terminal，线路终端)，实现骨干光纤段的保护。PONLT实现光信号的发送接收功能，每个PON LT通过单独的光纤与光分路器连接。正常情况下，OLT通过主用PON LT(0)及主用骨干光纤与ONU通信。在OLT检测到主用PON LT(0)出现故障或者主用骨干光纤故障时，OLT通过备用PON LT(1)及备用骨干光纤与ONU通信，保证网络出现故障时继续提供业务。

然而，图2中的PON保护方式，只能保证OLT设备内部PON LT出现故障或者光纤故障的业务传输，无法保证整个OLT设备出现故障后的业务传输。为了支持OLT设备出现故障后的业务传输，需要OLT设备之间的备份保护。在骨干光纤段实现OLT之间备份的网络结构如图3所示，互为备份的两个OLT设备各自通过独立的骨干光纤与光分路器连接。正常情况下，只有主用OLT通过主用骨干光纤与ONU通信，当主用OLT设备故障或者主用骨干光纤故障时，切换到备用OLT设备及备用骨干光纤与ONU通信，保证网络出现故障时继续提供业务。通常的故障检测机制通过判断ONU和OLT是否有LOS(Lost OfSignal，信号丢失)告警实现，如果正常通信的OLT与ONU之间的光纤出现故障，则OLT与ONU因为接收不到对方的信号，会发出LOS告警，系统根据LOS告警决定是否进行主备OLT切换。

为了保证业务的快速恢复，应该尽量减少主备OLT倒换后重新配置ONU的时间。主备OLT之间需要及时同步ONU的配置数据等信息，保证主备倒换后新的主用OLT不需要重新配置ONU就可以立刻传输业务。因此，实现主备OLT之间的保护，关键在于OLT故障检测机制和主备OLT之间的数据通信机制，如图4所示，在光分路器中集成两个虚拟ONU，一个ONU与主用OLT通信，一个ONU与备用OLT通信，两个虚拟ONU之间存在通信通道。这两个虚拟ONU与为用户提供业务的ONU在PON协议实现上相同，但功能不是为用户提供业务，而是提供OLT故障检测机制和主备OLT之间的数据通信。

因为两个虚拟ONU之间存在通信通道，主备OLT之间可以实现数据通信。数据通信路径为主用OLT-主用虚拟ONU-备用虚拟ONU-备用OLT；故障检测机制实现方式为，如果与主用OLT通信的虚拟ONU发出LOS告警，认为主用OLT段光纤故障或者主用OLT故障，该LOS告警可以通过两个虚拟ONU之间的通信及备用虚拟ONU与备用OLT的通信，将LOS告警发送到备用OLT，备用OLT根据LOS告警决定是否改变为主用OLT。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下缺点：

现有技术中，通过在光分路器中集成两个虚拟ONU，实现OLT故障检测机制和主备OLT之间的数据通信，需要对原有光分路器进行改造，使得光分路器内部结构复杂，不易于维护管理，成本增加。

发明内容

本发明实施例提供了一种光接入网络、光线路终端的备份方法、系统及设备，实现OLT故障检测和主备OLT之间的数据通信。

本发明实施例提供了一种光接入网络，包括：

光线路终端，用于在本设备为备用状态时，通过光分路器与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，根据所述连接状态进行主备状态控制及主备数据同步；

光分路器，用于进行主备光线路终端与光网络单元及光线路终端中的虚拟光网络单元通信；

光网络单元，用于通过所述光分路器向所述光线路终端发送上行光信号，并接收所述光线路终端通过所述光分路器发送的下行光信号。

本发明实施例提供了一种光线路终端的备份系统，包括：

光线路终端，用于在本设备为备用状态时，通过光分路器与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，根据所述连接状态进行主备状态控制及主备数据同步；

光分路器，用于进行主备光线路终端与各光网络单元及光线路终端中的虚拟光网络单元通信。

本发明实施例提供了一种光线路终端，包括相互连接的光线路终端光模块和光线路终端协议功能模块，还包括：

虚拟光网络单元模块，用于在本设备为备用状态时，与对端光线路终端的光线路终端光模块通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，并进行主备数据同步；

光转换开关模块，用于接通所述虚拟光网络单元光模块或者接通所述光线路终端光模块；

主备倒换逻辑模块，用于根据所述连接状态进行主备状态控制，并且在本设备为主用时控制所述光转换开关模块接通所述光线路终端光模块，在本设备为备用时控制所述光转换开关模块接通所述虚拟光网络单元模块。

本发明实施例提供了一种光分路器，包括：

第一光分路模块与第二光分路模块，用于下行方向将输入的一路光信号分路成两路光信号，上行方向将两路光信号合路成一路光信号传输；

第三光分路模块，用于下行将主用光线路终端或者备用光线路终端的光信号传输到各个光网络单元，上行将各个光网络单元的光信号发送到主用光线路终端或者备用光线路终端。

本发明实施例提供了一种主备状态确定方法，应用于包括虚拟光网络单元的光线路终端中，所述方法包括：

所述光线路终端设置为备用状态；

通过所述虚拟光网络单元向对端光线路终端发送注册消息；

如果收到注册成功响应，则确定本光线路终端为备用，对端光线路终端为主用。

本发明实施例提供了一种光线路终端的备份方法，应用于包括虚拟光网络单元的光线路终端中，

所述虚拟光网络单元与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态；

检测到所述虚拟光网络单元发出信号丢失告警，确定与对端光线路终端连接故障，进行主备倒换。

本发明的实施例中，通过OLT中集成虚拟的ONU，使虚拟ONU负责与该OLT对应的备用OLT通信，实现OLT故障检测和主备OLT之间的数据通信；进而实现主备OLT之间快速、可靠的数据通信功能，在主用OLT故障时，能够快速实现主备OLT之间的倒换。可以使用内部结构简单的光分路器，易于维护管理。

附图说明

图1是现有技术中PON网络结构图；

图2是现有技术中同一个OLT设备提供两个互为备份的PON LT示意图；

图3是现有技术中实现OLT之间备份的网络结构图；

图4是现有技术中OLT故障检测机制和主备OLT之间的数据通信机制示意图；

图5是本发明实施例中一种光线路终端的备份系统结构图；

图6是本发明实施例中增加光放大功能的光分路器结构图；

图7是本发明实施例中已存在主用OLT1时备用OLT2的主备状态确定方法流程图；

图8是本发明实施例中互为备份的第一个OLT初始化时确定主备状态的流程图；

图9是本发明实施例中OLT故障检测及主备倒换流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种光接入网络，包括：光线路终端，用于在本设备为备用状态时，通过光分路器与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，根据所述连接状态进行主备状态控制及主备数据同步；光分路器，用于进行主备光线路终端与光网络单元及光线路终端中的虚拟光网络单元通信；光网络单元，用于通过所述光分路器向所述光线路终端发送上行光信号，并接收所述光线路终端通过所述光分路器发送的下行光信号。其中，光线路终端具体包括：虚拟光网络单元模块，用于在本设备为备用状态时，与对端光线路终端的光线路终端光模块通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，并进行主备数据同步；光转换开关模块，用于接通所述虚拟光网络单元光模块或者接通所述光线路终端光模块；主备倒换逻辑模块，用于根据所述连接状态进行主备状态控制，并且在本设备为主用时控制所述光转换开关模块接通所述光线路终端光模块，在本设备为备用时控制所述光转换开关模块接通所述虚拟光网络单元模块。

本发明实施例提供了一种光线路终端的备份系统，如图5所示，包括：n个ONU、光分路器300、两个互为备份的OLT1 100和OLT2 200。其中，OLT1100包括：OLT光模块120和OLT协议功能模块130、光转换开关模块110、虚拟ONU模块140及OLT主备倒换逻辑模块150。虚拟ONU模块140中进一步包括ONU光模块141和ONU协议功能模块142。其中，OLT主备倒换逻辑模块150，用于OLT主备倒换控制；光转换开关模块110，用于在OLT主备倒换逻辑模块150的控制下，接通虚拟ONU光模块140或者接通OLT光模块120。

OLT1 200包括：OLT光模块220和OLT协议功能模块230、光转换开关模块210、虚拟ONU模块240及OLT主备倒换逻辑模块250。虚拟ONU模块240中进一步包括ONU光模块241和ONU协议功能模块242。其中，OLT主备倒换逻辑模块250，用于OLT主备倒换控制；光转换开关模块210，用于在OLT主备倒换逻辑模块250的控制下，接通虚拟ONU光模块240或者接通OLT光模块220。

在OLT1 100为主用状态时，光转换开关模块110接通OLT光模块120，实现与OLT1的通信功能，此时OLT1上的虚拟ONU 140不工作。

在OLT2 200为备用状态，光转换开关模块210接通虚拟ONU 240，虚拟ONU 240通过光分路器300注册到主用OLT1 100上，实现虚拟ONU 240与主用OLT1 100的通信。虚拟ONU 240的接入方式与普通ONU方式一致。备用OLT2通过内部集成的虚拟ONU 240，实现与主用OLT1 100之间的数据通信功能。

如果备用OLT2 200集成的虚拟ONU 240与主用OLT1 100通信中断，说明可能当前主用OLT1 100段出现故障，OLT2 200应该转换为主用OLT，原来主用OLT1 100上接入的所有ONU需要切换到新的主用OLT2 200上。

光分路器300，用于将主用OLT1 100下行1490纳米的光信号分为两路，一路传输到备用OLT2 200的虚拟ONU240，一路传输到普通注册到主用OLT1100上的其他ONU。光分路器300包括光分路模块310、光分路模块320和光分路模块330，其中，光分路模块310与光分路模块320功能相同，下行方向实现将输入的一路光信号分路成两路光信号，上行方向将两路光信号合路成一路光信号传输。光分路模块310与光分路模块320存在光信号通路。OLT1100的下行1490纳米光信号在光分路功能310处分为两路光信号，其中一路光信号接入光分路功能320，并通过OLT2 200的备用骨干光纤传输到OLT2200；另一路通过光分路功能330发送到ONU。OLT2 200上虚拟ONU 240的上行1310纳米光信号通过OLT2 200的主干光纤传输到光分路功能320处分为两路光信号，其中一路光信号接入光分路功能310，并通过OLT1 100的骨干光纤传输到OLT1 100。

光分路功能330实现普通的光分路功能，下行将OLT1 100或者OLT2 200的光信号传输到各个ONU，上行将各个ONU的光信号发送到OLT1 100与OLT2 200。需要注意的是普通ONU的上行1310纳米信号能够发送到OLT2的骨干光纤上，这种情况因为各个ONU与OLT2的虚拟ONU是分时发送上行光信号的，因此互相不会冲突，可能存在信息泄漏的威胁，可以通过信息加密解决。

另外，传统的光分路器只是实现光信号的分光和汇聚，没有光信号的放大功能，因此称为无源光网络。光信号在光纤中传输是有衰减的，为了支持OLT与ONU的长距离数据传输，需要对光纤中的光信号进行放大，因此需要在光传输通路上增加光功率放大器，具体如图6所示，增加了光放大模块340和光放大模块350。增加的光功率放大器设备可以与光分路器集成在一个设备中，也可以通过单独的设备实现。在原有PON网络中增加了光功率放大器后就成为有源的点对多点光接入网络。

本发明实施例一中，主备OLT在主备倒换逻辑模块的控制下，实现主备倒换状态的切换。OLT在正常工作前，首先要确定自己当前的主备状态，在已经存在主用OLT1时，备用OLT2的主备状态确定方法如图7所示：

步骤101，OLT2上电初始化后，设置为备用状态，光转换开关模块连通虚拟ONU；

步骤102，OLT2的主备倒换逻辑模块通知虚拟ONU向主用OLT1注册；

步骤103，OLT2的虚拟ONU与主用OLT1注册消息交互；

步骤104，OLT2的虚拟ONU向OLT2的主备倒换逻辑模块返回注册成功；

步骤105，OLT2的主备倒换逻辑模块确定本设备为备用，与主用OLT1进行主备数据同步。

本发明实施例二中，互为备份的第一个OLT初始化时确定主备状态的流程如图8所示：

步骤201到步骤203，与步骤101到步骤103相同，OLT2上电初始化后，设置为备用状态，光转换开关模块连通虚拟ONU，OLT2的主备倒换逻辑模块通知虚拟ONU向主用OLT1注册，OLT2的虚拟ONU与主用OLT1注册消息交互。

步骤204，如果OLT内置ONU向主用OLT注册成功，说明前面假设正确，下一步开始主备OLT之间的数据同步功能；如果在规定时间内ONU注册不成功，则返回注册超时。

步骤205，说明不存在主用OLT，则当前OLT设置为主用状态。OLT2设置为主用状态，光转换开关模块接通OLT光模块。

本发明实施例三中，OLT故障检测及主备倒换流程如图9所示：

步骤301，备用OLT内置虚拟ONU发生LOS告警，说明虚拟ONU与主用OLT之间链路出现故障，但是并不能真正确定是主用骨干光纤段故障，也可能是备用骨干光纤段故障。

步骤302，备用OLT内置虚拟ONU将该LOS告警通知备用OLT。

步骤303，备用OLT接收到LOS告警，打开光模块，切换为OLT主用状态，光转换开关接通OLT光模块，并启动ONU定时器。

步骤304，新的主用OLT开始与ONU的消息交互，例如发起ONU重新测距过程。新的主用OLT收到ONU的光信号，关闭ONU定时器；如果在规定时刻内没有收到ONU光信号，说明虚拟ONU的LOS告警是原来的备用骨干光纤段故障引起的，该OLT需要重新回推到备用状态。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种光接入网络，其特征在于，包括：

光线路终端，用于在本设备为备用状态时，通过光分路器与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，根据所述连接状态进行主备状态控制及主备数据同步；

光分路器，用于进行主备光线路终端与光网络单元及光线路终端中的虚拟光网络单元通信；

光网络单元，用于通过所述光分路器向所述光线路终端发送上行光信号，并接收所述光线路终端通过所述光分路器发送的下行光信号。

2、如权利要求1所述光接入网络，其特征在于，包括：所述光线路终端具体包括：

虚拟光网络单元模块，用于在本设备为备用状态时，与对端光线路终端的光线路终端光模块通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，并进行主备数据同步；

光转换开关模块，用于接通所述虚拟光网络单元光模块或者接通所述光线路终端光模块；

主备倒换逻辑模块，用于根据所述连接状态进行主备状态控制，并且在本设备为主用时控制所述光转换开关模块接通所述光线路终端光模块，在本设备为备用时控制所述光转换开关模块接通所述虚拟光网络单元模块。

3、一种光线路终端的备份系统，其特征在于，包括：

光线路终端，用于在本设备为备用状态时，通过光分路器与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，根据所述连接状态进行主备状态控制及主备数据同步；

光分路器，用于进行主备光线路终端与光网络单元及光线路终端中的虚拟光网络单元通信。

4、如权利要求3所述光线路终端的备份系统，其特征在于，所述光线路终端具体包括：

虚拟光网络单元模块，用于在本设备为备用状态时，与对端光线路终端的光线路终端光模块通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，并进行主备数据同步；

光转换开关模块，用于接通所述虚拟光网络单元光模块或者接通所述光线路终端光模块；

主备倒换逻辑模块，用于根据所述连接状态进行主备状态控制，并且在本设备为主用时控制所述光转换开关模块接通所述光线路终端光模块，在本设备为备用时控制所述光转换开关模块接通所述虚拟光网络单元模块。

5、如权利要求3所述光线路终端的备份系统，其特征在于，所述光分路器具体包括：

第一光分路模块与第二光分路模块，用于下行方向将输入的一路光信号分路成两路光信号，上行方向将两路光信号合路成一路光信号传输；

第三光分路模块，用于下行将主用光线路终端或者备用光线路终端的光信号传输到各个光网络单元，上行将各个光网络单元的光信号发送到主用光线路终端或者备用光线路终端。

6、一种光线路终端，包括相互连接的光线路终端光模块和光线路终端协议功能模块，其特征在于，还包括：

虚拟光网络单元模块，用于在本设备为备用状态时，与对端光线路终端的光线路终端光模块通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态，并进行主备数据同步；

光转换开关模块，用于接通所述虚拟光网络单元光模块或者接通所述光线路终端光模块；

主备倒换逻辑模块，用于根据所述连接状态进行主备状态控制，并且在本设备为主用时控制所述光转换开关模块接通所述光线路终端光模块，在本设备为备用时控制所述光转换开关模块接通所述虚拟光网络单元模块。

7、如权利要求6所述光线路终端，其特征在于，所述虚拟光网络单元模块具体包括：

光网络单元模块，用于在本设备为备用状态时，与对端光线路终端的光线路终端光模块通信；

光网络单元协议功能模块，用于与所述光网络单元模块连接，检测与对端光线路终端的连接状态，并当检测到与对端光线路终端连接故障时通知所述主备倒换逻辑模块，且将来自所述光网络单元模块的数据同步到所述光线路终端协议功能模块。

8、如权利要求7所述光线路终端，其特征在于，主备倒换逻辑模块具体包括：

检测模块，用于获取所述光网络单元协议功能模块检测的对端光线路终端的连接状态；

控制模块，用于根据所述连接状态进行主备切换控制；并且在主用状态下；控制所述光转换开关模块接通所述光线路终端光模块，在备用状态下，控制所述光转换开关模块接通所述虚拟光网络单元模块。

9、一种光分路器，其特征在于，包括：

第一光分路模块与第二光分路模块，用于下行方向将输入的一路光信号分路成两路光信号，上行方向将两路光信号合路成一路光信号传输；

第三光分路模块，用于下行将主用光线路终端或者备用光线路终端的光信号传输到各个光网络单元，上行将各个光网络单元的光信号发送到主用光线路终端或者备用光线路终端。

10、如权利要求9所述光分路器，其特征在于，还包括：

第一光放大模块，位于所述第一光分路模块与主用光线路终端之间，用于对光信号进行放大；

第二光放大模块，位于所述第二光分路模块与备用光线路终端之间，用于对光信号进行放大。

11、一种主备状态确定方法，其特征在于，应用于包括虚拟光网络单元的光线路终端中，所述方法包括：

所述光线路终端设置为备用状态；

通过所述虚拟光网络单元向对端光线路终端发送注册消息；

如果收到注册成功响应，则确定本光线路终端为备用，对端光线路终端为主用。

12、一种光线路终端的备份方法，应用于包括虚拟光网络单元的光线路终端中，其特征在于，

所述虚拟光网络单元与对端光线路终端通信，检测与所述对端光线路终端的连接状态；

检测到所述虚拟光网络单元发出信号丢失告警，确定与对端光线路终端连接故障，进行主备倒换。

Images