CN101677415B - 光网络系统数据链路切换方法、光网络单元及系统 - Google Patents

光网络系统数据链路切换方法、光网络单元及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种光网络系统数据链路切换方法、光网络单元及系统，其中方法包括：向与光网络系统中光分路器连接的光网络单元发送第一通知消息，以通知光网络单元进入工作状态；执行向光网络单元发送上行数据传输需要的带宽映射并接收光网络单元发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定第二光线路终端和光网络单元之间的零距离均衡时延。本发明实施例可以缩短由于主干光纤或主用光线路终端故障导致的光网络系统业务中断时间，可以使得该业务中断时间控制在50ms以内。

Description

光网络系统数据链路切换方法、光网络单元及系统
技术领域
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种光网络系统数据链路切换方法、光网络单元及系统。 
背景技术
通用的无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)技术，是一种点对多点方式的光接入技术。PON网络由光线路终端(Optical LineTerminal，简称OLT)、光分路器、光网络单元(Optical Network Unit，简称ONU)以及与各装置相连的光纤组成。如图1所示为现有技术中PON网络架构示意图，OLT作为局端设备，通过一根主干光纤10与光分路器连接，光分路器通过单独的分支光纤20连接每一个ONU。在PON网络中，OLT到ONU的传输方向称为下行，通过1490nm波长光纤传输；ONU到OLT的传输方向称为上行，通过1310nm波长光纤传输。下行方向上，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；上行方向上，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。为保证上行时多个ONU光信号不出现冲突，需要在OLT的控制下，同一个时刻，只能由一个ONU上行发送光信号。 
吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network，简称GPON)标准是由国际电信联盟(International TelecommunicationsUnion-Telecommunication Sector，简称ITU-T)提出的基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准。在GPON标准中，为了支持所有ONU发送的光信号到达OLT的时刻是相同的，ONU在向OLT发送上行数据时，需要根据ONU与OLT之间的距离的不同，延迟不同的时间发送。这个发送延 迟时间称为均衡时延(equalization delay，简称EqD)。OLT通过对ONU的测距(RANGING)处理，获得OLT到该ONU的往返程时延(Round trip delay，简称Rtd)值，通过Rtd值，计算出ONU的EqD值，并设置到ONU中。 
计算ONU的EqD的公式为： 
EqD＝Teqd-Rtd(1) 
其中Teqd为均衡往返程时延(Equalized round trip delay)，是一个常数值。 
ONU在测距(RANGING)状态实现测距处理，具体包括：OLT为待测距ONU打开一个无数据传输的测距窗口；OLT向待测距ONU发送测距请求(RangeRequest)消息；ONU通过序列号物理层维护消息(Serial_Number_ONU PLOAM)响应OLT；OLT计算ONU的EqD值，并通过测距定时物理层维护消息(RangingTime PLOAM)发送给ONU，该消息发送3次。 
可以看出，整个ONU测距过程需要6个消息交互，在GPON标准中，每隔125μs发送一次消息，因此整个ONU的测距过程大概需要1ms的时间。ONU测距完成后，由测距(RANGING)状态转换到工作(OPERATION)状态。在工作(OPERATION)状态，ONU开始与OLT进行数据传输。ONU的测距处理是串行的，OLT完成前一个ONU的测距处理之后，才开始下一个ONU的测距处理。ONU测距完成后，ONU与OLT之间的数据传输恢复。因此，由于主干光纤故障导致的业务中断时间为： 
业务中断时间＝LOS检测时间+切换决策执行时间+N×ONU测距时间； 
其中，N为一个OLT下接入的ONU数目。从中可以看出，ONU重新测距的时间是整个业务中断时间最长的。每个ONU测距时间大概1ms，在一个OLT下接入128ONU或者更多时，业务的中断时间大大超过50ms。PON承载时分复用(Time Division Multiplex，简称TDM)业务，要求业务中断时间小于50ms，而现有技术无法满足这一要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种光网络系统数据链路切换方法、光网络单元、光线路终端及光网络系统，可以缩短光网络系统中由于主干光纤或主用光线路终端发生故障导致的业务中断时间。 
本发明实施例提供了一种光网络系统数据链路切换方法，所述光网络系统包括至少两个光线路终端，分别通过光纤连接到同一个光分路器，所述光分路器连接到至少一个光网络单元，第二光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延与第一光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延相同，当业务从所述第一光线路终端切换到所述第二光线路终端时，在所述第二光线路终端上执行如下处理步骤： 
向与所述光分路器连接的光网络单元发送第一通知消息，以通知所述光网络单元进入工作状态； 
执行向所述光网络单元发送上行数据传输需要的带宽映射并接收所述光网络单元发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述第二光线路终端和所述光网络单元之间的零距离均衡时延。 
本发明实施例还提供了一种光网络系统数据链路切换方法，所述光网络系统包括至少两个光线路终端，分别通过光纤连接到同一个光分路器，所述光分路器连接到至少一个光网络单元，当业务需要从第一光线路终端切换到第二光线路终端时在光网络单元上执行的步骤包括： 
接收来自所述第二光线路终端发送的第一通知消息； 
响应接收到的所述第一通知消息，进入工作状态； 
接收来自所述第二光线路终端的上行数据传输需要的带宽映射，根据所述光网络单元的均衡时延和所述带宽映射，向所述第二光线路终端发送上行数据，其中，所述光网络单元的均衡时延为记录在本地的所述第二光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延。 
本发明实施例还提供了一种光线路终端，包括： 
切换执行模块，用于将所述光线路终端从备用光线路终端切换为主用光线路终端； 
通知消息发送模块，用于当所述光线路终端从备用光线路终端切换为主用光线路终端时，向光网络单元发送第一通知消息，以通知所述光网络单元进入工作状态； 
带宽映射发送模块，用于向所述光网络单元发送带宽映射； 
上行数据接收模块，用于接收上行数据，所接收的上行数据包括所述光网络单元的上行数据； 
监测模块，用于监测所述带宽映射发送模块和所述上行数据接收模块，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述光线路终端和所述光网络单元之间的零距离均衡时延。 
本发明实施例还提供了一种光网络单元，包括： 
第二存储模块，用于存储第一光线路终端指派的均衡时延； 
通知消息接收模块，用于接收来自第二光线路终端发送的第一通知消息； 
状态切换模块，用于响应所述第一通知消息，进入工作状态； 
带宽映射接收模块，用于接收来自所述第二光线路终端的带宽映射； 
数据发送模块，用于根据所述带宽映射和所述存储模块存储的均衡时延确定的上行时隙向所述第二光线路终端发送上行数据。 
本发明实施例还提供了一种光网络系统，包括至少两个光线路终端，分别通过光纤连接到同一光分路器，所述光分路器通过光纤连接到至少一个光网络单元，第二光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延与第一光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延相同，当业务从所述第一光线路终端切换到所述第二光线路终端时： 
所述第二光线路终端，向所述光网络单元发送第一通知消息以通知所述光网络单元进入工作状态，执行向光网络单元发送上行数据传输需要的带宽映射并接收所述光网络单元发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述第二光线路终端和所述光网络单元之间的零距离均衡时延； 
所述光网络单元，用于接收来自所述第二光线路终端发送的第一通知消息，响应所述第一通知消息，进入工作状态，并在接收到来自所述第二光线路终端发送的带宽映射后，根据记录在本地的所述第二光线路终端指派的均衡时延和所述第二光线路终端发送的带宽映射，向所述第二光线路终端发送上行数据。 
本发明实施例在主干光纤发生故障后，原主用OLT切换成备用OLT，原备用OLT切换成主用OLT，然后OLT向各ONU发送第一通知消息，通知各ONU进入工作状态，并且保持原EqD不变，各ONU在转换到工作(OPERATION)状态之后就可以进行正常的数据传输，简化了业务终端流程，节省了多个ONU测距的时间，从而可以满足光网络系统中将业务中断的时间控制在50ms这一要求。 
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 
附图说明
图1所示为现有技术中PON网络架构示意图； 
图2所示为本发明光网络系统数据链路切换方法实施例一流程图； 
图3所示为本发明光网络系统数据链路切换方法实施例二流程图； 
图4所示为本发明OLT实施例结构示意图； 
图5所示为本发明ONU实施例结构示意图； 
图6所示为本发明光网络系统实施例结构示意图。 
具体实施方式
如图2所示为本发明光网络系统数据链路切换方法实施例一流程图，所 述光网络系统包括至少两个OLT，分别通过光纤连接到同一个光分路器，所述光分路器连接到至少一个ONU，所述第二OLT指派给所述ONU的均衡时延与所述第一OLT指派给所述ONU的均衡时延相同，当业务从第一OLT切换到第二OLT时；在第二OLT上执行的步骤包括： 
步骤11、向与所述光分路器连接的ONU发送第一通知消息，以通知所述ONU进入工作状态； 
步骤12、执行向所述ONU发送上行数据传输需要的带宽映射并接收所述ONU发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述第二OLT和所述ONU之间的零距离均衡时延。 
步骤12具体为：第二光线路终端关闭窗口漂移(drift of window)告警；向ONU发送带宽映射，并开始计时；在收到自发出所述带宽映射之后的第一个上行数据时，停止计时，并将计时结果作为零距离均衡时延。 
可选地，本发明实施例提供数据链路切换过程中还包括： 
步骤13、利用确定的零距离均衡时延进行窗口漂移检测，如果检测到窗口漂移进行告警，如果需要，在后续步骤中还可以对ONU的均衡延时进行相应调整。 
步骤13具体可以通过获取零距离均衡时延(零距离均衡时延是指OLT发送下行帧的时间与预计开始接收上行帧的时间差)来检测是否有窗口漂移发生，从而向OLT和ONU发送窗口漂移告警，以保证ONU到光线路终端上行传输不发生冲突。 
OLT通过发送带宽映射(BandWidth Map，简称BWMap)给ONU分配上行带宽，从OLT下发BWMap到OLT收到ONU上行数据的时延为零距离均衡时延；如果发生了窗口漂移，需要修改相应的ONU的EqD值。 
如图3所示为本发明光网络系统数据链路切换方法实施例二流程图，所述光网络系统包括至少两个OLT，分别通过光纤连接到同一个光分路器，所述光分路器连接到至少一个ONU，当业务需要从第一OLT切换到第二OLT时， 在ONU上执行的步骤包括： 
步骤21、接收来自第二OLT发送的第一通知消息； 
步骤22、响应接收到的所述第一通知消息，进入工作状态； 
步骤23、接收来自第二OLT的上行数据传输需要的带宽映射，根据所述光网络单元的均衡时延和所述带宽映射，向第二OLT发送上行数据，其中，所述ONU的均衡时延为记录在本地的所述第二OLT指派给所述ONU的均衡时延。 
具体地，第一通知消息为一种物理层维护消息，所述一种物理层维护消息中携带有用于通知光网络单元进入工作状态的信息和/或通知保持均衡时延不变的信息，其中，可以仅用一个信息表示通知光网络单元进入工作状态的信息和通知保持均衡时延不变。第一通知消息可以是POPUP消息，其中，POPUP消息既可以是广播POPUP消息也可以是单播POPUP消息，如表一所示为本发明实施例中涉及的POPUP消息格式。 
表一、本发明实施例中涉及的POPUP消息格式 
  
字节编号 内容 描述
1 ONU-ID或 11111111 向指定ID对应的ONU发送的消息或者所有ONU发送的消息。向所有ONU广播的消息时，ONU-ID＝0xFF。 
2 00001100 表明消息类型为“POPUP”
3   abcdefgh                 a＝1进入工作状态，保持EqD、Alloc-ID、ONU-ID不变；                                  a＝0切换到测距状态；                    bcdefgh：未规定。                       
4-12 未规定 预留
对于一个具有表一格式的POPUP消息，如果POPUP消息中编号为1的字节的内容为ONU-ID＝0xFF，则该POPUP消息为广播POPUP消息；如果POPUP消息中编号为1的字节的内容为具体的某一个ONU的标识(ONU-ID)，则该POPUP消息为单播POPUP消息，其中，ONU的标识(ONU-ID)表示该单播POPUP 消息的接收对象是与消息中的ONU-ID相对应的ONU。广播POPUP消息直接发送给所有ONU，单播POPUP消息也会发送给所有的ONU，但是由于该单播POPUP消息是针对特定的ONU(单播POPUP消息中不同的ONU-ID对应不同的ONU)，相应的ONU接收到单播POPUP消息(根据ONU-ID识别)会进行相应的处理，而其他的ONU则会将该单播POPUP消息丢弃。因此，对于有多个ONU的系统，需要OLT多次发送单播POPUP消息给相应的ONU。 
POPUP消息是PLOAM消息的一种，可以通过修改现有的物理层维护(PLOAM)消息实现第一通知消息的功能如表一所示，目前POPUP消息的字节编号为3到第12字节为预留位，没有明确的含义，本发明实施例中修改后的POPUP消息将编号为3的字节进行了定义，定义了a、b、c、d、e、f、g、h八个可选项，定义：当a＝1时表示要求ONU切换到工作(OPERATION)状态，并保持EqD、分配标识符(Alloc-ID)和ONU标识(ONU-ID)不变；当a＝0时表示要求ONU切换到测距(RANG ING)状态。在具体应用中，当主用主干光纤或主用OLT遇到故障，并且完成了原主用OLT从主用到备用以及原备用OLT从备用到主用的切换之后，新的主用OLT(即原备用OLT)可以通过广播的方式向所有ONU发送第一通知消息，如上述修改后的POPUP消息，该修改后的POPUP消息中编号为3的字节的内容为a＝1，编号为1的字节中的内容为ONU-ID＝0xFF，表示该POPUP为广播POPUP消息，这样各ONU收到该修改后的POPUP消息之后，响应POPUP消息就可以转换到工作(OPERATION)状态，并保持原EqD、ONU-ID和Alloc-ID不变。这里的工作(OPERATION)状态可以是ITU-T G984.3标准中定义的ONU的状态之一，其中，G984.3标准定义的ONU的状态包括：OPERATION、RANGING、POPUP等状态。 
OLT向与所述光分路器连接的光网络单元发送第一通知消息，ONU根据所述第一通知消息，进入工作状态。具体保持均衡时延不变的方式可以是OLT发送的第一通知消息中携带有保持均衡时延不变的信息，ONU根据第一通知消息，保持原均衡时延；也可以是当ONU根据第一通知消息从当前挂起状态 进入工作状态时，默认保持原均衡时延。通过保持原均衡时延，即切换后的均衡时延和切换前相同，采用这种方法不需要重新从OLT处获得均衡时延，简化了ONU的流程，节省了时间，使得ONU能在50ms内快速恢复工作。 
本发明实施例一中，在光网络系统中主干光纤或原主用OLT发生故障，并且完成了原主用OLT到备用OLT和原备用OLT到主用OLT的切换后，并不需要为各ONU指派专门的测距窗，使各ONU进入测距(RANGING)状态进行测距，通过测距重新计算各ONU的EqD值，而是直接通知各ONU进入工作(OPERATION)状态，执行向ONU发送具有上行数据传输需要的带宽分配信息的BWMap和接收ONU发送的上行数据的操作，同时监控向ONU发送BWMap和接收ONU发送的上行数据的过程以确定零距离均衡时延。特别地，在ONU上保持原EqD值、ONU-ID以及Alloc-ID不变，这样就可以省去各ONU测距的时间，使各ONU直接进入工作(OPERATION)状态，从而大大缩短由于主干光纤或原主用OLT发生故障导致的业务中断时间。 
本发明实施例中，在OLT向各ONU发送第一通知消息后，OLT通过广播方式向各ONU发送BWMap，并开始计时，各ONU收到BWMap之后，正常发送上行数据，OLT检测到自发送上述BWMap之后的第一个上行数据后，停止计时，并将计时结果作为零距离均衡时延，将获得的零距离均衡时延设置在OLT，以便后续进行窗口漂移检测时使用。由于在主干光纤或主用OLT发生故障时，完成了主备用OLT的切换之后，还没有获得零距离均衡时延，所以在发送第一通知消息之前，可以先将窗口漂移告警关闭，等到获得零距离均衡时延之后，再开启窗口漂移告警。 
如果第一通知消息是单播POPUP消息，则OLT向每一个需要传输数据的ONU发送一个单播POPUP消息，以通知每一个ONU进入工作状态。OLT向各ONU发送BWMap，开始计时，在收到自发送BWMap之后的第一个上行数据后停止计时，获取零距离均衡时延。BWMap每隔125μs发送一次，每次下发的BWMap中均包括当前已经处于工作状态的ONU的带宽分配情况。零距离均衡时延可 以在第一个单播POPUP消息发送之后的第一个BWMap发出之后获得，获得之后，后续的BWMap发送时，就可以不用再获取零距离均衡时延。当然也可以通过多次BWMap发送和上行数据接收的过程，获得多个零距离均衡时延，多对个零距离均衡时延进行相应处理(如均值处理)得到更为精确的零距离均衡时延。 
下面结合具体应用场景简要说明本发明实施例提供的方法的有益效果。 
本发明实施例应用场景为一种PON网络架构：互为备份的两个OLT设备各自通过独立的主干光纤与光分路器连接，网络中以三个ONU为例，分别是ONU1、ONU2、ONU3，三者与光分路器之间的各分支光纤的长度分别为11、12、13，原主用主干光纤的长度为L1，原备用主干光纤切换成的主用主干光纤的长度为L2。ONU向OLT的数据传输速率为光速c，根据计算EqD的公式(1)，可以得到在发生故障之前，各ONU的EqD值，分别是：EqD11＝A-2(11+L1)/c；EqD12＝A-2(12+L1)/c；EqD13＝A-2(13+L1)/c；各EqD之间的差分别是： 
ΔEqD11＝EqD12-EqD11＝[A-2(12+L1)/c]-[A-2(11+L1)/c]＝2(12-11)/c         (2) 
ΔEqD12＝EqD13-EqD12＝[A-2(13+L1)/c]-[A-2(12+L1)/c]＝2(13-12)/c         (3) 
发生故障之后，各ONU的EqD值，分别是：EqD21＝A-2(11+L2)/c；EqD22＝A-2(12+L2)/c；EqD23＝A-2(13+L2)/c；各EqD之间的差分别是： 
ΔEqD21＝EqD22-EqD21＝[A-2(12+L2)/c]-[A-2(11+L2)/c]＝2(12-11)/c         (4) 
ΔEqD22＝EqD23-EqD22＝[A-2(13+L2)/c]-[A-2(12+L2)/c]＝2(13-12)/c         (5) 
以上各式中，A为一常数，表示均衡往返程时延Teqd。 
在PON网络中，同一时刻只能有一个ONU向OLT发送上行数据，为了使OLT到每个ONU的往返时延相等，从而使各ONU按照带宽映射(BWMap)发送上行数据时不会冲突，所以需要设置EqD值。从以上的公式(2)-(5)可以看出，在发生故障之前各EqD之间的差ΔEqD11、ΔEqD12，分别等于发生故障之后的各EqD之间的差ΔEqD21、ΔEqD22，也就是说，在发生故障后并完成了主备用OLT的切换以及主备用主干光纤的切换后，即使重新计算各ONU的EqD值， 各EqD之间的差还是分别等于发生故障之前，可以实现OLT到各ONU的往返时延相等的效果。如果按照本发明实施例提供的方法，在发生故障后，完成了主备用OLT的切换之后，仍然沿用发生故障之前的各EqD值，也可以保证各EqD值之差不变，而且OLT到各ONU的往返时延相等。所以，对于主干光纤发生故障的情况，在完成主备用OLT的切换以及主备用主干光纤的切换之后，可以不重新计算EqD值，而沿用发生故障之前的各EqD值。 
通过发送第一通知消息使得各ONU转换到工作(OPERATION)状态之后，各ONU与OLT之间就可以进行正常的通信了。为了更好地实施本发明各实施例，还可以通过获取零距离均衡时延来检测是否有窗口漂移发生，从而向OLT和ONU发送窗口漂移(drift of window)告警。 
对于本发明实施例提供的方法，业务中断的时间为： 
业务中断时间＝LOS检测时间+切换决策执行时间+N个ONU切换回工作状态的时间；通过广播方式发送POPUP消息，以通知各ONU转换到工作(OPERATION)状态，并保持原EqD、ONU-ID和Alloc-ID不变。这样，N个ONU切换回工作状态的时间就是发送一条消息所需的时间，约为125μs，这样造成业务中断的时间约为2ms+125μs＝2.125ms。 
通过以上的描述可以看出，采用本发明实施例提供的故障恢复方法，可以满足将业务中段的时间限制在50ms这一要求，而采用现有技术的方法，当ONU的数量较多时，这一要求很难得到满足。 
如图4所示为本发明OLT实施例结构示意图，该光线路终端(OLT)1可以包括：切换执行模块101、通知消息发送模块102，带宽映射发送模块103、上行数据接收模块104和监测模块105；切换执行模块101、和通知消息发送模块102连接，上行数据接收模块104分别和通知消息发送模块102和监测模块105连接，带宽映射发送模块103分别和通知消息发送模块102和监测模块105连接。切换执行模块101控制该光线路终端(OLT)1切换为主用OLT。具体地，切换执行模块101可以和OLT上的故障监测模块(图中未示出)连 接，当故障监测模块监测到与主用OLT或与主用OLT连接的主用主干光纤出现故障时，通知切换执行模块101进行切换；切换执行模块101也可以根据主用OLT的告警指示或切换指示进行切换；切换执行模块101还可以根据上层网络设备的告警指示或切换指示进行切换，上层网络设备如具有故障维护功能的设备管理服务器(Equipment Management System，EMS)、接入节点控制协议(Access Node Control Protocol，ANCP)服务器等。具体地，切换执行模块101通知消息发送模块102发送第一通知消息给各ONU，用于通知各ONU进入工作(OPERATION)状态和/或保持原EqD不变。 
当通知消息发送模块102发送第一通知消息给各ONU之后，带宽映射发送模块103向各ONU发送带宽映射。上行数据接收模块104等待接收上行数据。监测模块105用于监测带宽映射发送模块103和上行数据接收模块104，以得到光线路终端和光网络单元之间的零距离均衡时延。例如，监测第一个ONU的零均衡时延为例，监测模块105监测到带宽映射发送模块103发送给第一个ONU的带宽映射，开始计时；当监测到第一个ONU发送的第一个上行数据时结束计时，将计时结果作为该第一ONU的零距离均衡时延。如果带宽映射是周期发送的，则监测模块105从发送某一周期的带宽映射开始计时，在接收到该周期的第一个上行数据时结束计时，将计时结果作为零距离均衡时延。 
OLT1还包括第一存储模块106，与监测模块105连接。监测模块105把计时结果存储到第一存储模块106，供窗口漂移检测模块107后续进行窗口漂移检测时使用。窗口漂移检测模块107检测和告警处理过程参见上文方法中提到的内容。上面监测模块105也可监测多个ONU中的其它任何ONU的零均衡时延。由于多个ONU共享主干光纤，每个ONU对应的分支光纤在切换前后不变，因此，为了简化系统节约切换时间，可以仅仅选定一个ONU进行零均衡时延测量，根据选定的ONU的零距离均衡时延确定其它ONU的零距离均衡时延。
如图5所示为本发明ONU实施例结构示意图，该ONU2包括：通知消息接收模块201、状态切换模块202、数据发送模块204和第二存储模块205，通知消息接收模块201和状态切换模块202连接，数据发送模块204分别与状态切换模块202、带宽映射接收模块203和第二存储模块205连接。在需要切换时，如在主干光纤或主用OLT发生故障后，ONU会收到来自OLT发送的第一通知消息，该第一通知消息用于通知ONU转换到工作(OPERATION)状态，例如，可以是表一所述的格式的通知消息。在通知消息接收模块201接收到第一通知消息之后，状态切换模块202控制本ONU进入工作(OPERATION)状态，如向数据发送模块204发送指示，指示数据发送模块204进入工作状态以便发送上行数据；带宽映射接收模块203，用于接收来自光线路终端的带宽映射，并将接收到的带宽映射发送给数据发送模块204；第二存储模块205，用于存储第一OLT指派的均衡时延；数据发送模块204，用于接收来自OLT发送的带宽映射，根据所述带宽映射和第二存储模块205本地存储的均衡时延，向OLT发送上行数据。其中，数据发送模块204利用本地存储的均衡时延进行延迟等待，以保证本ONU的上行数据传输和其它ONU的上行数据传输不冲突。 
如图6所示为本发明光网络系统实施例结构示意图，该光网络系统，包括至少两个光线路终端OLT11、OLT12，分别通过光纤连接到同一光分路器3，所述光分路器3通过光纤连接到光网络单元ONU21、ONU22、ONU23，光线路终端OLT11、OLT12和图4所示的OLT相同，光网络单元ONU21、ONU22、ONU23与图5所示的ONU相同，所述只是举例说明，如图中光网络单元不仅限于三个，可以为一个或多个ONU。 
在光网络系统中，所述第二光线路终端(如OLT12)指派给所述光网络单元的均衡时延与所述第一光线路终端(如OLT11)指派给所述光网络单元(如ONU23)的均衡时延相同，当业务从第一光线路终端切换到第二光线路终端时：
所述第二光线路终端(OLT12)，向所述光网络单元(如ONU23)发送第一通知消息以通知所述光网络单元(如ONU23)进入工作状态，执行向光网络单元发送上行数据传输需要的带宽映射并接收所述光网络单元发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述第二光线路终端和所述光网络单元之间的零距离时延。 
所述光网络单元，用于接收来自第二光线路终端(OLT12)发送的第一通知消息，响应所述第一通知消息，进入工作状态，并在接收到来自所述第二光线路终端(OLT12)发送的带宽映射后，根据记录在本地的所述第一光线路终端(OLT11)指派的均衡时延和所述第二光线路终端(OLT12)发送的带宽映射，向第二光线路终端(OLT12)发送上行数据。 
本发明实施例提供的GPON系统数据链路切换方法，特别适用于故障恢复场景，在主干光纤或主用OLT发生故障后，原主用OLT切换成备用OLT，原备用OLT切换成主用OLT，然后OLT向各ONU发送第一通知消息，通知各ONU进入工作状态，并且保持原EqD、ONU-ID和Alloc-ID不变，而不需要在完成主备用OLT的切换后开辟专门的测距窗口对各ONU进行测距，省去了多个ONU测距的时间，各ONU在转换到工作状态之后就可以进行正常的数据传输，从而可以满足将业务中断的时间控制在50ms这一要求。另外，在本发明所有实施例中，ONU在切换前的状态没有限制，可以是ONU允许的任何状态，如挂起状态。 
需要说明的是本发明实施例提供的方法和装置不仅适用于有源光网络还适用于无源光网络，不仅适用于GPON系统，还适用于异步传输模式无源光网络(Asynchronous Transfer Mode Passive Optical Network，简称APON)、宽带无源光网络(Broadband Passive Optical Network，简称BPON)以及其他与GPON一样采用类似测距技术的光网络系统。 
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技 术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种光网络系统数据链路切换方法，其特征在于，所述光网络系统包括至少两个光线路终端，分别通过光纤连接到同一个光分路器，所述光分路器连接到至少一个光网络单元，第二光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延与第一光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延相同，当业务从所述第一光线路终端切换到所述第二光线路终端时，在所述第二光线路终端上执行如下处理步骤：
向与所述光分路器连接的光网络单元发送第一通知消息，以通知所述光网络单元进入工作状态；
执行向所述光网络单元发送上行数据传输需要的带宽映射并接收所述光网络单元发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述第二光线路终端和所述光网络单元之间的零距离均衡时延。
2.根据权利要求1所述的光网络系统数据链路切换方法，其特征在于，所述第一通知消息为一种物理层维护消息，所述一种物理层维护消息中携带有用于通知光网络单元进入工作状态的信息，和/或保持均衡时延不变的信息。
3.根据权利要求2所述的光网络系统数据链路切换方法，其特征在于，所述物理层维护消息为广播挂起消息；向与所述光分路器连接的光网络单元发送第一通知消息具体包括：向与所述光分路器连接的每个光网络单元发送广播挂起消息。
4.根据权利要求2所述的光网络系统数据链路切换方法，其特征在于，所述物理层维护消息为单播挂起消息；
向与所述光分路器连接的光网络单元发送第一通知消息具体包括：向与所述光分路器连接的每个光网络单元发送针对该光网络单元的单播挂起消息。 
5.一种光网络系统数据链路切换方法，其特征在于，所述光网络系统包括至少两个光线路终端，分别通过光纤连接到同一个光分路器，所述光分路器连接到至少一个光网络单元，当业务需要从第一光线路终端切换到第二光线路终端时在光网络单元上执行的步骤包括：
接收来自所述第二光线路终端发送的第一通知消息；
响应接收到的所述第一通知消息，进入工作状态；
接收来自所述第二光线路终端的上行数据传输需要的带宽映射，根据所述光网络单元的均衡时延和所述带宽映射，向所述第二光线路终端发送上行数据，其中，所述光网络单元的均衡时延为记录在本地的所述第二光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延。
6.根据权利要求5所述的光网络系统数据链路切换方法，其特征在于，所述第一通知消息为一种物理层维护消息，所述一种物理层维护消息中携带有保持均衡时延不变的信息；
所述光网络单元根据所述保持均衡时延不变的信息，将切换到所述第二光线路终端之前的均衡时延作为切换到所述第二光线路终端后的均衡时延。
7.一种光线路终端，其特征在于，包括：
切换执行模块，用于将所述光线路终端从备用光线路终端切换为主用光线路终端；
通知消息发送模块，用于当所述光线路终端从备用光线路终端切换为主用光线路终端时，向光网络单元发送第一通知消息，以通知所述光网络单元进入工作状态；
带宽映射发送模块，用于向所述光网络单元发送带宽映射；
上行数据接收模块，用于接收上行数据，所接收的上行数据包括所述光网络单元的上行数据；
监测模块，用于监测所述带宽映射发送模块和所述上行数据接收模块，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述光线路终端和所述光网 络单元之间的零距离均衡时延。
8.根据权利要求7所述的光线路终端，其特征在于，所述监测模块在所述带宽映射发送模块向所述光网络单元发送带宽映射时开始计时，并在所述上行数据接收模块接收到所述光网络单元发送的第一个上行数据时结束计时，将计时结果确定为所述光线路终端和所述光网络单元之间的零距离均衡时延。
9.根据权利要求7所述的光线路终端，其特征在于，还包括：第一存储模块和窗口漂移检测模块；
所述第一存储模块与所述监测模块连接，用于将所述监测模块的零距离均衡时延进行存储；
所述窗口漂移检测模块与第一存储模块连接，用于根据所述第一存储模块存储的零距离均衡时延进行窗口漂移检测。
10.一种光网络单元，其特征在于，包括：
第二存储模块，用于存储第一光线路终端指派的均衡时延；
通知消息接收模块，用于接收来自第二光线路终端发送的第一通知消息；
状态切换模块，用于响应所述第一通知消息，进入工作状态；
带宽映射接收模块，用于接收来自所述第二光线路终端的带宽映射；
数据发送模块，用于根据所述带宽映射和所述存储模块存储的均衡时延确定的上行时隙向所述第二光线路终端发送上行数据。
11.一种光网络系统，包括至少两个光线路终端，分别通过光纤连接到同一光分路器，所述光分路器通过光纤连接到至少一个光网络单元，其特征在于，第二光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延与第一光线路终端指派给所述光网络单元的均衡时延相同，当业务从所述第一光线路终端切换到所述第二光线路终端时：
所述第二光线路终端，向所述光网络单元发送第一通知消息以通知所述光网络单元进入工作状态，执行向光网络单元发送上行数据传输需要的带宽 映射并接收所述光网络单元发送的上行数据的操作，其中，通过监测发送所述带宽映射和接收所述上行数据的过程确定所述第二光线路终端和所述光网络单元之间的零距离均衡时延；
所述光网络单元，用于接收来自所述第二光线路终端发送的第一通知消息，响应所述第一通知消息，进入工作状态，并在接收到来自所述第二光线路终端发送的带宽映射后，根据记录在本地的所述第二光线路终端指派的均衡时延和所述第二光线路终端发送的带宽映射，向所述第二光线路终端发送上行数据。
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