CN101917648B - 全光纤保护系统中实现业务控制的方法及装置 - Google Patents

全光纤保护系统中实现业务控制的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在全光纤保护系统中实现业务控制的方法及装置，其中所述方法包括：确定网络节点接口(NNI)主用端口和备用端口后，将主用端口的生成树协议状态设置为转发状态，将备用端口的生成树协议状态设置为学习状态；交换芯片将主控板与以太网无源光网络(EPON)子卡之间的板间通信报文按网桥协议数据单元(BPDU)方式处理。通过本发明，实现业务流只通过主用链路，此外，在主备用链路发生倒换时，实现业务流在主备链路快速切换，减少丢包，提升了保护性能。

Description

全光纤保护系统中实现业务控制的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种全光纤保护系统中实现业务控制的方法及装置。
背景技术
随着宽带接入技术发展，运营商正逐渐接受并部署光纤接入网络(OpticalAccess Network，简称OAN)，给用户提供更快速率和更高质量的服务。
以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，简称EPON)是基于以太网的无源光接入技术，遵循IEEE(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，美国电气和电子工程师协会)8203.ah系列标准。EPON由以太网技术发展而来，适合承载基于以太网的业务，例如宽带上网、VOIP(VoiceOver Internet Protocol，互联网语音传输协议)、IPTV(Internet ProtocolTelevision，交互式网络电视)等应用。如图1所示，EPON主要由OLT(OpticalLine Terminal，光线路终端)、ONU(Optical Network Unit，光网络单元)和ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)组成。其中，ODN为点到多点结构，一个OLT通过ODN连接多个ONU。
在EPON部署应用中，有一部分类型的用户需要较高的安全性，希望运营商能够提供一种保障机制来确保其业务通路不中断，或者次一级的要求是能够在业务通路中断后快速恢复。这就对承载用户业务运行的EPON网络提出了保护和快速切换的要求。
为了提高网络可靠性性，在EPON系统中采用光纤保护倒换机制。光纤保护倒换配置主要有两种：主干光纤保护倒换和全光纤保护倒换，图2所示为全光纤保护倒换模式。全光纤保护模式的设备配置要求是OLT和ONU都具备多个EPON口，以支持倒换。全光纤保护倒换包括两种：自动倒换和手动协议倒换。自动倒换指检测到主用链路故障的倒换，手动协议倒换指根据配置命令进行主备链路倒换。
ONU需要两个EPON口来实现全光纤保护，冗余链路应处于热备份状态，倒换后ONU无需重新进行测距。如图3所示，主控板主要包括交换芯片和与CPU，交换芯片通过一个管理口连接CPU，实现配置、管理、协议等功能。CPU通过板间通信报文管理EPON子卡。图3中的主用NNI(NetworkNode Interface，网络节点接口)和备用NNI表示交换芯片的两个GE(GigabitEthernet，千兆以太网)接口，通过这两个GE口连接主备EPON卡。UNI(UserNetwork Interface，用户网络接口)为交换芯片的FE(Fast Ethernet，快速以太网)接口，用于连接用户设备。
目前，EPON芯片都以固件的方式运行在EPON子卡上，EPON芯片厂商提供一套SDK(软件开发包)运行在主控板的CPU上，由此CPU管理EPON芯片。CPU与EPON芯片之间管理报文是标准的以太网报文，MAC地址由厂商指定，只用作板间通信。
在全光纤保护系统中，OLT与ONU侧备用链路处于热备份状态，OLT负责下行业务流的控制，ONU负责上行业务流的控制，要求业务流只能通过主用链路发送。关于业务控制，主要关注如下两点：
1.如何实现业务控制，即业务流只通过主用链路收发；
2、如何控制业务流在主备链路间的快速切换，这是评价全光纤保护性能的重要因素，一般根据丢包率来衡量。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种全光纤保护系统中实现业务控制的方法及装置，解决全光纤保护系统中ONU的业务流控制等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种在全光纤保护系统中实现业务控制的方法，所述方法包括：
确定网络节点接口(NNI)主用端口和备用端口后，将主用端口的生成树协议状态设置为转发状态，将备用端口的生成树协议状态设置为学习状态；
交换芯片将主控板与以太网无源光网络(EPON)子卡之间的板间通信报文按网桥协议数据单元(BPDU)方式处理。
其中，所述主控板与所述EPON子卡之间通过私有媒质访问控制(MAC)地址进行通信，所述主控板将板间通信的私有MAC写入所述交换芯片的自定义MAC地址表。
其中，所述方法还包括：
所述交换芯片通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理。
其中，所述方法还包括：
所述全光纤保护系统发生倒换时，将原备用端口的生成树协议状态设置为转发状态；
同时，清除原主用端口的MAC地址，洪泛上行业务，并将原主用端口生成树协议状态设置为学习状态。
本发明还提供了一种在全光纤保护系统中实现业务控制的装置，所述装置包括：
倒换管理模块，用于检测链路，在确定主用端口和备用端口后，通知业务控制模块；
业务控制模块，用于收到倒换管理模块的通知后，将主用端口的生成树协议状态设置为转发状态，将备用端口的生成树协议状态设置为学习状态；并将主控板与EPON子卡之间的板间通信报文按BPDU方式处理。
其中，所述业务控制模块进一步用于，将主控板与所述EPON子卡的板间通信私有MAC写入所述交换芯片的自定义MAC地址表。
其中，所述业务控制模块还用于，通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理。
其中，所述倒换管理模块进一步用于，在发生倒换时，将原备用端口的生成树协议状态设置为转发状态；同时，清除原主用端口的MAC地址，洪泛上行业务，并将原主用端口生成树协议状态设置为学习状态。
本发明针对全光纤保护系统中ONU的业务流控制问题，提供一种全光纤保护系统中实现业务控制的解决方案，实现业务流只通过主用链路。此外，在主备用链路发生倒换时，实现业务流在主备链路快速切换，减少丢包，提升了保护性能。
附图说明
图1为EPON光分配网络的结构示意图；
图2为EPON全光纤保护模式的光分配网络的结构示意图；
图3为本发明实施例的采用全光纤保护模式的主控板与EPON卡的通信示意图。
具体实施方式
本发明所要解决的一个技术问题是，在全光纤保护系统中，如何控制上行业务流只经过主用链路送往OLT。
为解决上述技术问题，本发明的基本构思如下：
交换芯片可以设置端口的STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)状态，端口的STP状态包括如下5种：
Disabled(禁用)：禁用端口；
Blocking(阻塞)：处于该状态的端口不转发数据报文，但可以接收STP配置消息如BPDU(Bridge Protocol Data Unit，网桥协议数据单元)，不能发送BPDU，也不进行地址学习；
Listening(侦听)：处于该状态的端口不转发数据报文，可以接收并发送BPDU，不进行MAC(Media Access Control，媒质访问控制)地址学习；
Learning(学习)：处于该状态的端口不转发数据报文，可以接收并发送BPDU，进行MAC地址学习；
Forwarding(转发)：处于该状态的端口可以接收转发任何数据，进行MAC地址学习。
此外，交换芯片可自定义一些MAC地址，在转发目的MAC是已定义MAC的报文时，交换芯片可以将这些报文当作BPDU处理。已有技术中，可以通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理此MAC。
基于交换芯片的上述两个功能，本发明提供一种全光纤保护系统中实现业务控制的方法，具体采用如下技术方案来实现业务控制：
确定NNI主用端口和备用端口后，将主用端口的STP状态设置为forwarding，将备用端口的STP状态设置为listening；
交换芯片将主控板与EPON子卡之间的板间通信报文按BPDU方式(即当作BPDU报文)处理。
其中，主用端口和备用端口的初始STP状态是forwarding。
进一步地，所述主控板与所述EPON子卡之间通过私有MAC地址进行通信，所述主控板将板间通信的私有MAC写入所述换芯片的自定义MAC地址表。
进一步地，交换芯片通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理。
现有技术中是通过EPON芯片实现业务控制，但是EPON芯片本身要通过CPU来管理，而且管理接口比较复杂，因此，实现起来效率不高。而本发明则是通过交换芯片实现业务控制，将板间通信报文作为bpdu处理，可以通过设置备用NNI端口的STP状态为listening，禁止业务流的转发，保证板间通信正常。
通过上述技术方案，即可实现备用链路只有EPON的配置管理消息，没有业务流，而业务流只通过主用链路送往OLT。
本发明所要解决的另一技术问题是，在发生倒换时，如何实现业务流在主备链路间快速切换，减少丢包。
针对该技术问题，本发明只需重新设置主用NNI端口和备用NNI端口的STP状态就可以实现业务流在主备链路间的切换。
为解决该技术问题，本发明具体采用如下技术方案：
倒换发生时，将原备用端口的STP状态改为forwarding；
同时，清除原主用端口的MAC地址，洪泛上行业务；并将原主用端口的STP状态改为listening。
以下将结合附图及具体实施例对本发明技术方案的实施作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种全光纤保护系统中实现业务控制的装置，该装置主要包括以下模块：
倒换管理模块：主要负责链路检测，倒换协议的处理，通知业务控制模块主备NNI端口号；
业务控制模块：主要用于控制业务只经过主用链路发送，倒换发生时实现主备链路快速切换。
进一步地，倒换管理模块用于，在确定主用端口和备用端口后，通知业务控制模块；
业务控制模块，用于收到倒换管理模块的通知后，将主用端口的生成树协议状态设置为转发状态，将备用端口的生成树协议状态设置为学习状态；并将主控板与EPON子卡之间的板间通信报文按BPDU方式处理。
此外，所述业务控制模块进一步用于，将主控板与所述EPON子卡的板间通信私有MAC写入所述交换芯片的自定义MAC地址表。
此外，所述业务控制模块还用于，通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理。
此外，所述倒换管理模块进一步用于，在发生倒换时，将原备用端口的生成树协议状态设置为转发状态；同时，清除原主用端口的MAC地址，洪泛上行业务，并将原主用端口生成树协议状态设置为学习状态。
结合上述实施例中提供的装置，本发明实施例的全光纤保护系统中实现业务控制的方法的具体处理步骤描述如下：
步骤101：业务控制模块将板间通信的私有MAC写入自定义MAC地址表，设置按BPDU方式处理此MAC地址；
其中，自定义MAC地址表是交换芯片的一个功能，每个条目包括MAC_ADDR，BPDU等字段，可以将特殊的MAC(如本发明的板间通信MAC)写入这个表。
通过将特殊MAC写入MAC_ADDR，同时设置BPDU标志位，可实现目的MAC是MAC_ADDR的报文当BPDU处理。交换芯片收到报文时先查找用户自定义MAC表项，如果设置了BPDU标志位，则将该条目的MAC_ADDR当作BPDU处理；如果某条目的BPDU标志位未设置，则不会将该条目的MAC_ADDR当作BPDU处理。
步骤102：倒换管理模块确定主备NNI端口，通知业务控制模块；
步骤103：业务控制模块将主用NNI端口的STP状态设置为forwarding，主用NNI可以转发任何数据，学习MAC地址；
步骤104：业务控制模块将备用NNI端口的STP状态设置为listening，备用NNI端口只收发EPON的配置管理消息，禁止业务流收发。
本发明实施例的全光纤保护系统中实现业务控制的方法中，业务流在主备链路间的切换的具体处理步骤描述如下：
步骤201：倒换管理模块监测主备链路倒换事件，倒换发生时通知业务控制模块；除了
步骤202：业务控制模块将备用NNI端口的STP状态改为forwarding；
步骤203：业务控制模块清除主用NNI端口的MAC地址，洪泛上行业务；
其中，倒换发生前下行数据流的源MAC地址学习在原主用NNI端口，上行业务流根据目的MAC转发到原主用NNI端口。倒换发生后，上行业务流仍向原主要NNI端口发送，要等到原主用NNI的MAC地址老化后才向其它端口转发，直接清除原主用NNI端口的MAC，可以省去老化时间。上行数据直接洪泛，可以提升数据流切换速度。
步骤204：业务控制模块将主用NNI端口的STP状态改为listening。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (6)

1.一种在全光纤保护系统中实现业务控制的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定网络节点接口（NNI）主用端口和备用端口后，将主用端口的生成树协议状态设置为转发状态，将备用端口的生成树协议状态设置为侦听状态；
交换芯片将主控板与以太网无源光网络（EPON）子卡之间的板间通信报文按网桥协议数据单元（BPDU）方式处理；
所述主控板与所述EPON子卡之间通过私有媒质访问控制（MAC）地址进行通信，所述主控板将板间通信的私有MAC写入所述交换芯片的自定义MAC地址表。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述交换芯片通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述全光纤保护系统发生倒换时，将原备用端口的生成树协议状态设置为转发状态；
同时，清除原主用端口的MAC地址，洪泛上行业务，并将原主用端口生成树协议状态设置为学习状态。
4.一种在全光纤保护系统中实现业务控制的装置，其特征在于，所述装置包括：
倒换管理模块，用于检测链路，在确定主用端口和备用端口后，通知业务控制模块；
业务控制模块，用于收到倒换管理模块的通知后，将主用端口的生成树协议状态设置为转发状态，将备用端口的生成树协议状态设置为侦听状态；并将主控板与EPON子卡之间的板间通信报文按BPDU方式处理；
所述业务控制模块进一步用于，将主控板与所述EPON子卡的板间通信私有MAC写入交换芯片的自定义MAC地址表。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述业务控制模块还用于，通过BPDU标志位设置是否按BPDU方式处理。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，
所述倒换管理模块进一步用于，在发生倒换时，将原备用端口的生成树协议状态设置为转发状态；同时，清除原主用端口的MAC地址，洪泛上行业务，并将原主用端口生成树协议状态设置为学习状态。
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