CN101895797A - 一种全光纤保护实现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现全光纤保护的方法和装置，涉及光纤接入技术领域，方法包括：光链路终端OLT通过主用或备用物理信道向光网络单元ONU发送包含请求信道号和请求级别的请求帧；ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同；若判断结果为相同，则ONU维持当前激活的物理信道；若判断结果为不同，则ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号、请求级别及自身的告警级别，执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作。本发明大大提高了系统实用性、可配置和可管理性，使整个系统更加灵活，满足多种应用需求。

Description

一种全光纤保护实现方法和装置

技术领域

本发明涉及光纤接入技术领域，尤其涉及一种以太网无源光网络EPON系统全光纤保护的方法和装置。

背景技术

太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术，具有成本低、带宽大、扩展性强、服务重组灵活快速、以及与现有以太网兼容管理方便等优点。

近些年来，接入网的用户规模不断扩大，对网络宽带的要求也日益增长，PON作为新一代的宽带接入技术满足了网络发展与融合的客观要求，在接入网中的应用日益广泛。但接入网的建设很容易受用户距离、应用和使用环境、城市建设等不可知因素的影响，造成光纤链路中断事故，影响整个系统的稳定性和实用性。因此，迫切需要能够为PON系统提供高效的光纤链路保护的方案，使光纤链路发生重大故障时，能够在尽可能短的时间内实现业务的可靠倒换。

目前已知的光纤保护的模型分为主干光纤保护和全光纤保护两类，均给出了物理模型的简单描述和简单的倒换命令等内容，但仍存在以下不足：

1、命令倒换的请求级别和光链路故障产生的告警级别没有具体的定义和区别，既不利于对网络情况的监测，也不利于根据具体需求对整个保护系统的配置。

2、在组网时，为了使信道倒换正确，必须手工保证光线路终端(Optical LineTerminal，OLT)上的主用PON口与光网络单元(Optical Network Unit，ONU)的主用PON口对应，OLT的备用PON口和ONU的备用PON口对应，这在实际应用中很难做到。

3、OLT和ONU之间缺少能够保持链路一致的心跳包，在应用中很有可能出现链路通道不一致，造成链路不通的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现全光纤保护的方法和装置，使光纤链路在发生故障时，能够高效实现可靠保护倒换。

根据本发明的一个方面，提供的一种实现全光纤保护的方法包括：

光链路终端OLT通过主用或备用物理信道向光网络单元ONU发送包含请求信道号和请求级别的请求帧；

ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同；

若判断结果为相同，则ONU维持当前激活的物理信道；

若判断结果为不同，则ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号、请求级别及自身的告警级别，执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作。

所述请求帧还包含发送信道号，ONU根据对所述请求帧解析得到的发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT的主用PON口与OLT的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应。

根据本发明的另一个方面，提供的一种实现全光纤保护的装置包括：

光线路终端OLT，用于通过主用或备用物理信道向ONU发送包含发送信道号、请求信道号和请求级别的请求帧；

ONU，用于根据对所述请求帧解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同，若判断结果为相同，则ONU维持当前激活的物理信道，若判断结果为不同，则ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号、请求级别及自身的告警级别，执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作。

所述装置还包括：

光分路器，用于将OLT的主用或备用PON口连接到多个ONU的主用或备用PON口上。

所述ONU包括：

配置单元，用于根据解析得到的发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口和ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种实现全光纤保护的方法和装置，通过设置请求级别和告警级别，大大提高了EPON系统的可配置性和可管理性，使整个系统更加灵活，满足多种应用需要；此外，ONU通过利用请求帧中加入发送信道号，使OLT和ONU之间的主用物理信道和备用物理信道实现自适应，使OLT可以随意配置主用PON口和备用PON口，而无须人工连接保证，提高了系统实用性。

附图说明

图1是本发明实施例的全光纤保护组网示意图；

图2是本发明实施例提供的实现全光纤保护的命令倒换方法流程图；

图3是本发明实施例提供的实现全光纤保护的自动倒换方法流程图；

图4是本发明实施例提供的实现全光纤保护的装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1显示了本发明实施例的全光纤保护组网示意图，如图1所示，每个ONU通过两个PON口分别与两个独立的1:N光分路器连接，其中一个1:N光分路器的另一端与OLT的一个PON口相连，另一个1:N光分路器的另一端与OLT的另一个PON口相连。其中，OLT是EPON系统的主导设备，用户可以通过OLT上提供的人机界面实现各种请求状态的配置；ONU是被动设备，在光链路发生故障时进行倒换操作，并向OLT上报告警。按照图1所示的组网方式建立EPON系统全光纤保护模型后，OLT每隔固定时间向ONU下发包含请求级别、发送信道号和请求信道号的请求帧，ONU根据解析请求帧得到的发送信道号标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口与ONU上的主用PON口对应，OLT上的备用PON口与ONU上的备用PON口对应。实现OLT和ONU之间主用物理信道和备用物理信道的自适应，提高了实用性。然后，ONU根据解析请求帧得到的请求信道号、请求级别、以及自身的告警级别，判断是否进行主用物理信道和备用物理信道的倒换操作。最后，ONU向OLT发送与请求帧格式完全相同的包含告警级别、发送信道号和激活信道号的回复帧，使OLT和ONU之间具有保持链路的心跳包，确保OLT和ONU之间链路通道保持一致，提高了整个系统的稳定性。

本发明所述实现全光纤保护的倒换包括命令倒换和自动倒换，所述命令倒换是指ONT根据OLT下发的请求帧进行相应倒换，自动倒换是指OLT或ONU检测到物理信道发生故障而进行的相应倒换。下面通过两个实施例对全光纤保护的命令倒换和自动倒换进行详细说明。

图2显示了本发明实施例提供的实现全光纤保护的命令倒换方法流程图，如图2所示，具体步骤如下：

步骤S201：EPON系统全光纤保护模型建好后，OLT通过主用或备用物理信道向ONU下发包含请求级别、发送信道号和请求信道号的请求帧。

步骤S202：ONU接收请求帧，并解析得到请求级别、发送信道号和请求信道号。

步骤S203：根据解析得到的发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口和ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应。

所述发送信道号是传送所述请求帧的物理信道的逻辑编号，可以是主用物理信道“0”，也可以是备用物理信道“1”，ONU通过所述发送信道号，标记OLT和ONU相连的传送请求帧的物理信道，进而标记另一条OLT和ONU之间的物理信道，使OLT上的主用PON口和ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应，实现自适应。

步骤S204：根据解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换的物理信道是否相同，如果判断结果相同，则ONU维持当前激活的物理信道，如果判断结果不同，则进行步骤S205。

步骤S205：比较请求级别和自身的告警级别，如果请求级别大于等于告警级别，则执行步骤S206，如果请求级别小于告警级别，则不进行倒换操作，即ONU维持当前激活的物理信道。

所述请求级别是指OLT指示ONU进行倒换操作的等级；

所述告警级别是与ONU自身的PON口相连的请求信道号对应的待倒换的物理信道的告警级别，用于标识OLT和ONU相连的两路物理信道发生故障的原因和级别。

下面给出优先级依次升高的请求级别和告警级别的枚举类型：

typedef enum

{

    NOREQ            /*表示没有请求*/

    DNR              /*表示无告警*/

    WTR              /*表示可恢复请求*/

    MANUALREQ        /*表示手动倒换请求*/

    ERRCODE          /*表示误码超限告警*/

     MPCPTIMEOUT     /*表示MPCP超时告警*/

     PONLOS          /*表示光信号LOS告警*/

     FORCEREQ        /*表示强制倒换请求*/

}   REQUESTTYPE；

上述枚举类型中，包括四个请求枚举类型，按优先级由高到低分别是强制倒换请求、手动倒换请求、可恢复请求和没有请求；上述枚举类型中还包括四个告警枚举类型，按优先级由高到低分别是光信号LOS告警、MPCP超时告警、误码超限告警和无告警。

这里根据上面的枚举类型，给出下面的具体应用场景：

应用场景1：

当OLT下发的请求帧中的请求级别是表征强制倒换FORCEREQ命令的最高优先级时，由于FORCEREQ的请求级别大于物理信道发生故障的告警级别，因此，无论请求信道号所对应的待倒换的物理信道是否发生故障，ONU都会执行倒换操作。

应用场景2：

当OLT下发的请求帧中的请求级别是表征手动倒换MANUALREQ命令的优先级时，由于MANUALREQ的请求级别小于物理信道发生故障时告警级别，因此，若要手动倒换到的物理信道发生故障，则ONU不会响应请求帧，ONU会使用当前无故障的另一条物理信道，并向OLT上发告警；若要手动倒换到的物理信道没有发生故障，则ONU会根据OLT下发的要求手动倒换的请求帧进行倒换操作。

应用场景3：

当OLT下发的请求帧中的请求级别是表征可恢复请求WTR命令的优先级时，由于WTR的请求级别小于物理信道发生故障时的告警级别，因此，当请求倒换的物理信道发生故障时，ONU不会响应请求帧，故障恢复后，OLT可在一定的恢复时间后，向ONU下发WTR请求帧，使ONU恢复使用原来配置的物理信道。

应用场景4：

在两路物理信道都无故障的情况下，OLT下发表征无请求NOREQ命令的请求级别，表示无故障命令请求，ONU响应DNR告警级别，表示无告警。

有了以上请求级别和告警级别的枚举类型及其优先级，使整个系统的可配置状态变得更加灵活。

上述枚举类型并不限于上面给出的几种，还可以根据需要进行扩展。

步骤S206：执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作，即使用当前请求信道号所对应的待倒换的物理信道。

操作结束后，ONU向OLT上报包含告警级别、发送信道号和激活信道号的回复帧，所述回复帧的结构和OLT下发的请求帧的格式一致。

为了保证整个保护系统的稳定性，OLT每隔固定时间下发一次请求帧，ONU对所述请求帧做出响应。这种使链路保持心跳的机制能够有效保持链路的稳定性，避免由于意外倒换造成的OLT和ONU选择不同的链路，同时也能够检测目前链路是否正常。

图3显示了本发明实施例提供的实现全光纤保护的自动倒换方法流程图，如图3所示，具体步骤如下：

步骤S301：OLT或ONU检测当前激活物理信道，并判断当前激活物理信道是否发生故障，如果发生故障，则进行步骤S302，否则继续检测。

步骤S302：当判断当前激活的物理信道发生故障时，OLT或ONU主动执行物理信道的倒换操作。

步骤S303：倒换操作完成后，先检测并判断出故障的OLT向ONU或ONU向OLT发送自动倒换消息帧。

图4显示了本发明实施例提供的实现全光纤保护的装置结构示意图，如图4所示，包括一个OLT、一个ONU、连接OLT和ONU的PON口的光分路器1和光分路器2。

所述OLT，用于向ONU发送包含发送信道号、请求信道号和请求级别的请求帧；

所述ONU，用于根据对所述请求帧解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同，如果判断结果相同，则维持当前激活的物理信道，若判断结果不同，则根据对所述请求帧解析得到的请求信道号、请求级别及自身的告警级别，执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作；

所述光分路器，用于将OLT的主用或备用PON口连接到多个ONU的主用或备用PON口上。

所述ONU包括配置单元，用于根据解析得到的发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口和ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应。

本实施例所述装置的工作原理是：

OLT通过与光分路器1或光分路器2的PON口把请求帧发送给ONU，ONU收到并解析OLT发送的请求帧，得到发送信道号、请求信道号和请求级别的请求帧。ONU判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同，并在判断结果为相同时维持当前激活的物理信道，在判断结果为不同时比较请求级别及自身的告警级别，如果请求级别大于等于告警级别，则执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作，如果请求级别小于告警级别，则维持当前激活的物理信道。其中，上述发送信道号送入ONU的配置单元，配置单元根据所述发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口和ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应，以便倒换判断单元可以正确执行倒换。

综上所述，本发明提供了一种实现全光纤保护的方法和装置，具有以下技术效果：

1、本发明通过设置请求级别和告警级别，大大提高系统的可配置和可管理性，使整个系统变得更加灵活，满足多种应用场景的需求；

2、本发明实现了主用物理信道和备用物理信道的自适应，不仅使OLT和ONU相连的主用备用物理信道不需要人工连接来保证，而且OLT能够随意配置主用备用PON口，提高实用性；

3、本发明提供的OLT和ONU之间的链路保持心跳机制，提高了系统的稳定性。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所做的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种实现全光纤保护的方法，其特征在于，包括：

光链路终端OLT通过主用或备用物理信道向光网络单元ONU发送包含请求信道号和请求级别的请求帧；

ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同；

若判断结果为相同，则ONU维持当前激活的物理信道；

若判断结果为不同，则ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号、请求级别及自身的告警级别，执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作。

2.根据权利要求1所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，所述请求帧还包含发送信道号，ONU根据对所述请求帧解析得到的发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口与ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应。

3.根据权利要求1或2所述的全光纤保护实现方法，其特征在于，若所述请求级别大于等于所述告警级别，则使用请求信道号所对应的待倒换的物理信道。

4.根据权利要求3所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，若所述请求级别是强制倒换请求级，其请求级别大于全部告警级别，则使用请求信道号所对应的待倒换的物理信道。

5.根据权利要求1或2所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，若所述请求级别小于所述告警级别，则ONU维持当前激活的物理信道。

6.根据权利要求5所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，若所述请求帧中的请求级别是手动倒换请求级，其请求级别小于物理信道发生故障时的告警级别，则请求信道号对应的待倒换的物理信道发生故障时，ONU维持当前激活的物理信道。

7.根据权利要求5所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，若所述请求帧中的请求级别是可恢复请求级，其请求级别小于物理信道发生故障时的告警级别，则故障物理信道恢复正常后，则ONU按照请求帧恢复到所述恢复正常的物理信道上。

8.根据权利要求1所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，所述方法还包括：当前激活的物理信道发生故障时，先检测到故障的OLT或ONU先进行倒换操作，并向ONU或OLT发送自动倒换消息帧。

9.根据权利要求1所述的实现全光纤保护的方法，其特征在于，所述方法还包括：OLT每隔固定时间向ONU发送请求帧，且ONU对OLT的请求帧作出响应。

10.一种实现全光纤保护的装置，其特征在于，包括：

光线路终端OLT，用于通过主用或备用物理信道向ONU发送包含发送信道号、请求信道号和请求级别的请求帧；

ONU，用于根据对所述请求帧解析得到的请求信道号，判断当前激活的物理信道与请求信道号所对应的待倒换物理信道是否相同，若判断结果为相同，则ONU维持当前激活的物理信道，若判断结果为不同，则ONU根据对所述请求帧解析得到的请求信道号、请求级别及自身的告警级别，执行主用物理信道与备用物理信道的倒换操作。

11.根据权利要求10所述的实现全光纤保护的装置，其特征在于，所述ONU包括：

配置单元，用于根据解析得到的发送信道号，标记OLT与ONU相连的主用物理信道和备用物理信道，使OLT上的主用PON口和ONU的主用PON口对应，OLT的备用PON口与ONU的备用PON口对应。

12.根据权利要求10所述的实现全光纤保护的装置，其特征在于，所述装置还包括：

光分路器，用于将OLT的主用或备用PON口连接到多个ONU的主用或备用PON口上。

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