CN101997605A - 光分配网络和光网络单元故障处理、注册和物理定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光分配网络，包括光纤和光开关，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离。本发明还提供了利用该光分配网络的光网络单元故障处理方法、注册方法和物理定位方法。本发明解决了相关技术中的光分配网络由于存在故障处理失误、注册冲突和无法进行物理定位的问题，实现了准确性较高的故障处理、成功率较高的注册，以及对光网络单元的物理定位，提高了PON系统的健壮性和稳定性。

Description

光分配网络和光网络单元故障处理、注册和物理定位方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光分配网络以及光网络单元故障处理、注册和物理定位方法。

背景技术

随着网络技术的发展，利用网络传输大量的语音、数据、视频等业务已成为可能，人们进而会对带宽提出更高的要求，无源光网络PON(Passive Optical Network，无源光网络)的产生正顺应了这种需求，PON包括EPON(Ethernet PON，以太网无源光网络)、GPON(Gigabit-Capable PON，千兆无源光网络)、10GEPON(10Gbit/sEthernet PON，以太网无源光网络)和NGPON1(Next GenerationPON1，下一代无源光网络1)等TDMA(Time Division MultipleAccess，时分复用接入)PON。

PON系统通常包括局侧的光线路终端OLT(Optical LineTerminal)、用户侧的光网络单元ONU(Optical Net Unit)和光分配网络ODN(Optical Distribution Network)，通常采用点到多点的网络结构。

PON系统中，在下行方向(由OLT到ONU)采用广播方式，各个ONU都将收到所有的帧，然后根据ONU-ID、GEM-Port ID、Allocation-ID来获取属于自己的帧。而在上行方向(从ONU到OLT)，新加入的ONU和需要恢复正常业务的ONU需要成功地注册激活后，才可共享传输媒质，ONU发送的上行帧采用TDMA技术，此技术将上行信道分成多个时隙，ONU可以向OLT发出需要发送数据的请求，OLT根据ONU的请求为ONU分配上行带宽并控制其在哪个时隙发送数据，OLT也可以通过流量监测为ONU分配上行带宽。

PON系统中的所有ONU共享上行传输信道，并在OLT的安排下分别在不同的时隙传输上行数据，即每个上行传输时隙都由一个ONU独享上行传输信道，这样各个ONU发送的上行数据不会发生冲突，OLT可正常地接收解析上行帧。

相关技术中提供了一种光分配网络，该光分配网络由单模光纤、光分路器和光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。该光分配网络采用的故障处理、注册和物理定位方法如下：

1、当PON中的某一个ONU出现发光异常故障，比如在不属于它的时隙内发光或者一直发光，使得某个上行传输时隙不是由某一个ONU独享上行传输信道，OLT会依次通知各个ONU关闭上行发光直至定位到发光异常的故障ONU，并令该故障ONU关闭其上行发光以将其与光网络隔离；

2、OLT定期开放安静窗口用于ONU注册激活，未注册激活的ONU在此窗口内竞争发送注册信息进行注册，成功注册激活的ONU可以转入工作状态，能够接收解析下行帧并在OLT安排的时隙内发送上行帧，当PON中有多个ONU需要注册激活时，多个ONU同时向OLT发送注册消息以要求注册。

发明人发现相关技术中的光分配网络由于存在如下问题，从而导致PON系统的健壮性和稳定性较差：

1、当网络中出现故障时，由于故障ONU本身往往不受OLT控制，即不按OLT的要求适时地关闭其上行发光，因而对故障ONU定位的成功率较低、隔离不及时，从而导致整个系统的上行信道堵塞，以及光接入网的通信质量较差；

2、当多个ONU同时发起注册消息时，各个ONU发送的注册消息可能发生冲突，使OLT不能正常接收解析ONU的注册消息，从而导致ONU注册失败，影响ONU成功注册激活的效率；

3、目前运营商普遍有端口定位或者设备定位的需求，如用户业务或者业务发生异常时，运营商希望能够通过端口定位、设备定位手段迅速定位故障所在，从而能够迅速为用户恢复业务；再如用户发生涉及网络乃至社会安全的行为时，运营商可以通过端口定位或者设备定位溯源出用户行为是从哪里发出的，然而相关技术的光分配网络缺乏有效的端口定位或者设备定位手段，无法进行物理定位。

发明内容

本发明旨在提供一种光分配网络以及光网络单元故障处理、注册和物理定位方法，能够解决相关技术中的光分配网络由于存在故障处理失误、注册冲突和无法进行物理定位而导致PON系统的健壮性和稳定性较差的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种光分配网络，包括光纤，还包括光开关，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离。

优选地，上述光分配网络还包括：光检测控制模块，用于控制光开关的开通与关断，还用于检测光网络单元的光功率。

另一方面，在本发明的实施例中，还提供了一种光网络单元故障处理方法，包括以下步骤：对光网络单元的发光过程进行计时；根据计时结果判断光网络单元是否发光异常；关断发光异常的光网络单元的光开关，其中，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离。

优选地，在上述故障定位方法中，对光网络单元的发光过程进行计时具体包括：记录发光过程的持续时间；根据计时结果判断光网络单元是否发光异常具体包括：将持续时间与预定时间阈值进行比较，以判断光网络单元是否发光异常；关断发光异常的光网络单元的光开关具体包括：关断持续时间大于预定时间阈值的光网络单元的光开关。

优选地，在上述故障定位方法中，对光网络单元的发光过程进行计时具体包括：记录发光过程的起止时间；根据计时结果判断光网络单元是否发光异常具体包括：将起止时间与光网络单元的指定起止时间进行比较，以判断光网络单元是否发光异常；关断发光异常的光网络单元的光开关具体包括：关断起止时间与指定起止时间不一致的光网络单元的光开关。

另一方面，在本发明的实施例中，还提供了一种光网络单元故障处理方法，包括以下步骤：若检测到被接入光网络的多个光网络单元存在发光故障，关断多个光网络单元中的部分光网络单元的光开关，使得部分光网络单元与光网络隔离，其中，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离；检测被接入光网络的剩余光网络单元是否存在发光故障；根据检测结果定位得到故障光网络单元；关断故障光网络单元的光开关。

优选地，在上述故障定位方法中，根据检测结果定位得到故障光网络单元具体包括：若存在发光故障，继续关断剩余光网络单元中的部分光网络单元的光开关，使得被接入的光网络单元的范围缩小；在已缩小的范围内检测是否存在发光故障；根据检测结果定位得到故障光网络单元。

优选地，在上述故障定位方法中，根据检测结果定位得到故障光网络单元具体包括：若不存在发光故障，保持本次检测前最后被隔离的光网络单元的光开关为关断状态，开通本次检测前其他被隔离的光网络单元的光开关，关断本次检测前被接入的光网络单元的光开关；以此时被接入光网络的光网络单元为范围进行检测，直至定位得到故障光网络单元。

另一方面，在本发明的实施例中，还提供了一种光网络单元注册方法，包括以下步骤：将待注册的光网络单元分为多个批次；开通第一批次的光网络单元的光开关，第一批次的光网络单元完成注册，其中，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离；保持已完成注册的光网络单元的光开关为开通状态，并开通下一批次的光网络单元的光开关，下一批次的光网络单元完成注册，直至待注册的光网络单元完成注册。

优选地，在上述注册方法中，被接入的光网络单元完成注册具体包括：光网络单元接收下行帧；光网络单元接收网络参数，并根据网络参数进行配置；光网络单元根据接收的序列号请求发送自己的序列号；根据序列号向光网络单元发送标识符；接收到标识符的光网络单元接收测距请求，并发送自己的序列号；对光网络单元进行均衡时延测量；光网络单元接收均衡时延测量结果，完成注册。

另一方面，在本发明的实施例中，还提供了一种光网络单元物理定位方法，包括以下步骤：关断待定位的多个光网络单元的多个光开关，其中，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离；开通待定位的多个光网络单元中的第一光网络单元的第一光开关，获取第一光网络单元的信息，根据信息将第一光网络单元与第一光开关进行关联，以完成对第一光网络单元的物理定位；逐个开通待定位的多个光网络单元中其他光网络单元的光开关，其他光网络单元逐个完成物理定位，直至待定位的多个光网络单元完成物理定位。

优选地，在上述物理定位方法中，获取第一光网络单元的信息具体包括：向第一光网络单元发送序列号请求；第一光网络单元根据序列号请求发送自己的序列号；记录序列号。

优选地，在上述物理定位方法中，根据信息将第一光网络单元与第一光开关进行关联具体包括：存储序列号与第一光开关的编号之间的对应关系。

另一方面，在本发明的实施例中，还提供了一种光网络单元物理定位方法，包括以下步骤：开通多个光网络单元的多个光开关，其中，光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制光网络单元与光网络的连通与隔离；逐个关断光网络单元的光开关，并保持其他光网络单元的光开关为开通状态，使得同时仅有一个光网络单元与光网络隔离，获取被隔离的光网络单元的信息；根据信息将光网络单元与对应的光开关进行关联，以完成对被接入的光网络单元的物理定位。

优选地，在上述物理定位方法中，获取被隔离的光网络单元的信息具体包括：被接入的光网络单元发送自己的标识符；根据被接入的光网络单元的标识符得到被隔离的光网络单元的标识符；根据被隔离的光网络单元的标识符得到被隔离的光网络单元的序列号；记录序列号。

优选地，在上述物理定位方法中，根据信息将光网络单元与对应的光开关进行关联具体包括：存储序列号与光开关的编号之间的对应关系。

由于上述实施例采用光开关，来灵活控制与之对应的光网络单元与光网络的连通与隔离，当网络中出现故障时，可利用光开关的通断对接入光网络中的光网络单元进行选择性检测，从而定位故障ONU，并关断该故障ONU的光开关以实现与光网络的隔离；当多个ONU需要注册时，可采用光开关的通断控制多个ONU分批注册，以解决注册冲突的问题；当需要物理定位时，可采用逐个开通ONU的光开关或逐个关断ONU的光开关的方法获取ONU序列号与对应光开关编号的对应关系，从而完成ONU的物理定位，所以提高了PON系统的健壮性和稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明第一实施例的ODN的结构图；

图2示出了根据本发明第二实施例的PON系统的结构图；

图3示出了根据本发明第三实施例的故障处理方法的流程图；

图4示出了根据本发明第四实施例的带宽映射分配结构的示意图；

图5示出了根据本发明第五实施例的故障处理方法的流程图；

图6示出了根据本发明第六实施例的注册方法的流程图；

图7示出了根据本发明第七实施例的物理定位方法的流程图；

图8示出了根据本发明第八实施例的物理定位方法的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明第一实施例的ODN的结构图，该ODN包括：

光纤10；

光开关20，光开关20位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离。

本实施例采用光开关20，以灵活控制与之对应的ONU与PON系统的连通与隔离，故当网络中出现故障时，可利用光开关的通断对接入PON中的ONU进行选择性检测，从而定位故障ONU，并关断该故障ONU的光开关以实现与PON的隔离；当多个ONU需要注册时，可采用光开关的通断控制多个ONU分批注册，以解决注册冲突的问题；当需要物理定位时，可采用逐个开通ONU的光开关或逐个关断ONU的光开关的方法获取ONU序列号SN(Serialnumber)与对应光开关编号的对应关系，从而完成ONU的物理定位，所以提高了PON系统的健壮性和稳定性。

优选地，上述光分配网络还包括：光检测控制模块ODC(OpticalDetector and Controller)，ODC用于控制光开关的开通与关断，还用于检测ONU的光功率。

本实施例的光分配网络还包括用于控制光开关的开通与关断，以及检测ONU的光功率的光检测控制模块ODC，这样做，使得对光开关的控制更加灵活，而且通过检测ONU的光功率，可以对ONU的发光状态进行实时监控，有利于提高PON系统的稳定性和可靠性。

图2示出了根据本发明第二实施例的PON系统的结构图，该PON包括OLT、虚拟ONU、用户侧ONU和ODN，其中，ODN由单模光纤、光分路器和分路控制器，其中，分路控制器包括n个子单元，该n个子单元与n个ONU一一对应，构成OLT与n个ONU之间光通道的一部分，每个子单元均包括：

光开关，该光开关位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离；

光检测控制模块ODC，ODC可用于检测ONU的光功率；ODC可用于控制光开关的开通与关断，ODC可独自控制光开关，也可响应OLT来控制光开关的通断，OLT可通过虚拟ONU或其他模块控制ODC，OLT也可直接控制ODC；ODC还可用于记录ONU的上行发光时隙，接收、解析和存储OLT发送的信息，判断ONU是否是在OLT分配的上行时隙之外发光；

光分路器，用于将ONU发出的一部分光功率耦合到ODC，分路控制器内的光分路器与分路控制器外的光分路器以级联方式连接。

图3示出了根据本发明第三实施例的故障处理方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S301，对ONU的发光过程进行计时；

步骤S302，根据计时结果判断ONU是否发光异常；

步骤S303，关断发光异常的ONU的光开关，其中，光开关位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离。

本实施例对ONU的发光过程进行计时，相当于对ONU的上行发光进行监控，根据计时结果即可知道ONU是否发光异常，并利用光开关将发光异常的ONU从PON中隔离出来。关断故障ONU的光开关可靠地实现了故障ONU与PON的阻断，从而克服了由于故障ONU不受OLT控制，即不按OLT的要求适时地关闭其上行发光，因而对故障ONU定位的成功率较低、隔离不及时，从而导致整个系统的上行信道堵塞，以及光接入网的通信质量较差的问题，进而提高了发光异常故障处理方法的可靠性。

优选地，在上述故障定位方法中，步骤S301具体包括：记录发光过程的持续时间；根据计时结果判断ONU是否发光异常具体包括：将持续时间与预定时间阈值进行比较，以判断ONU是否发光异常；关断发光异常的ONU的光开关具体包括：关断持续时间大于预定时间阈值的ONU的光开关。

正常情况下，PON系统中的所有ONU共享上行传输信道，各ONU听从OLT的安排分别在不同时隙传输上行数据，即每个上行传输时隙均由一个ONU独享上行传输信道，这样，各ONU发送的上行数据不会发生冲突，OLT可正常地接收、解析上行帧。

故障情况下，存在故障ONU在不属于自己的时隙内发光或者一直发光，采用本实施例的故障定位方法可快速定位故障ONU，并将其与PON隔离，提高了PON系统的稳定性和可靠性。

本实施例中每个ONU发出的光功率由对应的光分路器分为两部分，一部分光功率经由光开关被OLT接收，OLT接收到ONU的光信号后可以正确解析其携带的信息；另一部分光功率由对应的ODC接收，ODC从接收到对应ONU的光功率时开始计时，当探测不到该ONU发出的光功率时停止计时，从而得到该ONU的发光持续时间T；然后将T与预定时间阈值进行比较，以判断ONU是否发光异常：

当T＜125μs时(GPON系统中，一个上行帧的长度为125μs)，ODC不进行任何操作；

当125μs≤T＜1250μs时，ODC向OLT发送报警信息，提醒OLT判断此ONU是否发光异常；

当T≥1250μs时，ODC判定此ONU由于在不属于自己的上行时隙中仍然上行发光故为故障ONU，ODC向OLT报告此信息，并且控制对应的光开关断开，使此故障ONU与PON系统隔离。

优选地，在上述故障定位方法中，步骤S301具体包括：记录发光过程的起止时间；根据计时结果判断ONU是否发光异常具体包括：将起止时间与ONU的指定起止时间进行比较，以判断ONU是否发光异常；关断发光异常的ONU的光开关具体包括：关断起止时间与指定起止时间不一致的ONU的光开关。

正常情况下，PON系统中的所有ONU共享上行传输信道，各ONU听从OLT的安排分别在不同时隙传输上行数据，即每个上行传输时隙均由一个ONU独享上行传输信道，这样，各ONU发送的上行数据不会发生冲突，OLT可正常地接收、解析上行帧。

故障情况下，存在故障ONU在不属于自己的时隙内发光或者一直发光，采用本实施例的故障定位方法可快速定位故障ONU，并将其与PON隔离，提高了PON系统的稳定性和可靠性。

在ITU-T的G.984.3标准中规定，OLT为ONU分配的上行带宽是以带宽映射分配结构BWmap Allocation Structures(BandWidthmap Allocation Structures)方式通过下行帧的下行物理控制块(Physical Control Block downstream，PCBd)传递的。

图4示出了根据本发明第四实施例的带宽映射分配结构的示意图。如图4所示，下行帧由PCBd和净荷两部分组成，其中PCBd由物理同步域Psync(Physical synchronization)、Ident域、PLOAMd域(Physical Layer OAM downstream，下行物理层OAM，即PhysicalLayer Operation，Administraion & Maintenance，下行物理层操作、管理与维护)、比特间插奇偶校验BIP(Bit Interleaved Parity)域、信息净荷长度域Plend(Payload length downstream)和上行带宽映射US BWmap(UpStream BandWidth map)域组成，其中US BWmap域由N个分配结构(Allocation Structure)组成，每个分配结构由Alloc-ID(Allocation Identifier，带宽分配标识，一般是T-CONT(Transmission Container，传输容器)标识)域、Flags域(带宽分配的选项，12比特，分别为比特11-0，其中比特10用于通知ONU在该上行带宽中发送PLOAM消息，比特6-0为保留位)、带宽起始时间StartTime域、带宽结束时间StopTime域和CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校验码)域组成。

正常情况下，ONU接收到一个Allocation Structure后，ONU对接收到的Allocation Structure中的数据进行CRC校验，如果校验结果正确，根据其中携带的Alloc-ID判断此Allocation Structure是否是分配给自己的，若确定是分配给自己的，该ONU应该在Allocation Structure指示的StartTime时刻开始发送带宽分配标识为Alloc-ID的T-CONT中的数据，并在StopTime时刻停止发送数据。ODC接收到OLT发送的BWmap allocation structures后，解析自己对应的ONU的上行传输时隙并存储此信息。

本实施例中每个ONU发出的光功率由对应的光分路器分为两部分，一部分光功率经由光开关被OLT接收，OLT接收到ONU的光信号后可以正确解析其携带的信息；另一部分光功率由对应的ODC接收，当该ONU发光时，对应此ONU的ID记录下该ONU发光的发光开始时间Tstart和发光停止时间Tstop，并与自己存储的BWmap allocation structures中的StartTime时刻和StopTime时刻进行比较，以判断该ONU是否在属于自己的上行时隙内发光：

若该ONU在属于自己的上行时隙内发光，ODC不进行任何动作；

若该ONU在不属于自己的上行时隙内发光，ODC控制光开关断开，以将将发光异常的故障ONU与PON系统隔离。

图5示出了根据本发明第五实施例的故障处理方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S501，若检测到被接入PON的多个ONU存在发光故障，关断多个ONU中的部分ONU的光开关，使得部分ONU与PON隔离，其中，光开关位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离；

步骤S502，检测被接入PON的剩余ONU是否存在发光故障；

步骤S503，根据检测结果定位得到故障ONU；

步骤S504，关断故障ONU的光开关。

本实施例的故障处理方法在检测到故障之后，通过控制光开关的通断，将原被接入ONU中的部分ONU与PON系统隔离，并以此时接入PON系统的ONU为对象检测是否仍存在发光异常故障，根据此时的检测结果定位得到故障ONU，并关断故障ONU的光开关，以将其与PON系统隔离。本实施例通过排除发光正常ONU的方法，定位得到故障ONU，并隔离该故障ONU，从而提高了PON系统的稳定性和可靠性。

优选地，在上述故障定位方法中，根据检测结果定位得到故障ONU具体包括：若存在发光故障，继续关断剩余ONU中的部分ONU的光开关，使得被接入的ONU的范围缩小；在已缩小的范围内检测是否存在发光故障；根据检测结果定位得到故障ONU。

本实施例中，若存在发光故障，则继续关断剩余ONU中的部分ONU的光开关，使得被接入的ONU范围进一步缩小，并在此时已缩小的接入范围内检测是否仍存在发光故障，根据检测结果定位得到故障ONU。这样做，采用逐步缩小检测范围的方法可确定发光正常的ONU范围，有利于采用排除法定位故障ONU，从而提高PON系统的稳定性和可靠性。

优选地，在上述故障定位方法中，根据检测结果定位得到故障ONU具体包括：若不存在发光故障，保持本次检测前最后被隔离的ONU的光开关为关断状态，开通本次检测前其他被隔离的ONU的光开关，关断本次检测前被接入的ONU的光开关；以此时被接入PON的ONU为范围进行检测，直至定位得到故障ONU。

本实施例中，若不存在发光故障，则可确定此时接入PON系统中的ONU均为发光正常的ONU，通过控制光开关的通道使得原本被接入的ONU从PON系统中隔离出来，并使得除了最后一个被隔离ONU之外的其他隔离ONU重新接入PON系统中，并以此时被接入的ONU为范围进行检测，直至定位得到故障ONU。这样做，通过排除法锁定了故障ONU存在的范围，提高了对故障ONU的定位效率。

本实施例的GPON系统中，一个OLT连接有32个ONU，则32个ONU共享上行传输信道，根据TDMA技术在OLT的安排下分别在不同的时隙传输上行数据，当一个ONU发送上行信息时，所有其他的ONU应停止发送上行传输信息。

当整个PON系统按照TDMA技术正常工作时，ODC不进行任何操作，当OLT发现某个ONU发光异常时，OLT首先通过ODC1控制对应的光开关1断开，使对应的ONU1与PON系统隔离，然后OLT再检测接入PON中的各个ONU是否正常发光，如果仍然存在发光异常的ONU，OLT继续通过ODC2控制光开关2断开，使对应的ONU2与PON系统隔离，然后OLT再检查接入PON中的各个ONU工作是否正常，如果仍然存在发光异常故障，重复上述步骤，直到连接到PON中的各个ONU工作都正常。

如果OLT通过ODCn(n≤32)控制光开关n断开，使对应的ONUn与PON系统隔离后，此时接入到PON中的各个ONU均正常发光，则OLT通过ODC1到ODC(n-1)控制光开关1到光开关(n-1)开通，使对应的ONU1到ONU(n-1)都接入到PON系统中。然后OLT再检查此时接入到PON系统中的各个ONU是否正常发光，如果仍然存在发光异常的ONU，重复上述步骤，直到连接到PON中的各个ONU均工作正常。

图6示出了根据本发明第六实施例的注册方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S601，将待注册的ONU分为多个批次；

步骤S602，开通第一批次的ONU的光开关，第一批次的光网络单元完成注册，其中，光开关位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离；

步骤S603，保持已完成注册的光网络单元的光开关为开通状态，并开通下一批次的光网络单元的光开关，下一批次的光网络单元完成注册，直至待注册的ONU完成注册。

本实施例通过控制光开关的通断来控制待注册ONU进行分批注册，减小或避免了多个ONU注册时发生的注册冲突问题，提高了多个ONU注册时的注册成功率。

优选地，在上述注册方法中，步骤S603具体包括：ONU接收下行帧；ONU接收网络参数，并根据网络参数进行配置；ONU根据接收的序列号请求(Serial Number Request)发送自己的SN；根据该SN向ONU发送标识符ONU_ID；接收到ONU_ID的ONU接收测距请求(Ranging Request)，并发送自己的SN；对ONU进行均衡时延(Equalization Delay)测量；ONU接收均衡时延测量结果，完成注册。这样做，使得ONU的状态与当前的网络相匹配，而且通过发送SN和ONU_ID向OLT登记了将自己与其他ONU相区别的信息。

本实施例的GPON系统中，一个OLT连接有32个ONU，则32个ONU共享上行传输信道，根据TDMA技术在OLT的安排下分别在不同的时隙传输上行数据，当一个ONU发送上行信息时，所有其他的ONU应停止发送上行传输信息。

首先将32个ONU分为三个批次，分别为：

第一批次，包括ONU1～ONU10，共10个ONU；

第二批次，包括ONU11～ONU20，共10个ONU；

第三批次，包括ONU21～ONU32，共12个ONU；

连接在一个OLT下面的32个ONU分三个批次注册，第一批次ONU(ONU1～ONU10，共10个ONU)的注册过程包括以下步骤：

步骤1，OLT通过ODC1～ODC10开通第一批次的ONU的光开关(光开关1～光开关10)，并通过ODC11～ODC32保持其他批次的22个光开关(光开关11～光开关32)为关断状态，使得ONU1～ONU10接入PON系统，而ONU11～ONU32与PON系统隔离，第一批次的ONU上电后进入初始状态(O1)，等待接收下行帧；

步骤2，若处于O1态的ONU接收到下行帧，进入待机状态(O2)，等待接收网络参数；

步骤3，若处于O2态的ONU接收到网络参数，进行相关配置，进入序列号状态(O3)，等待接收OLT发送的Serial Number Request；

步骤4，若处于O3态的第一批次ONU接收到Serial NumberRequest，发送其自身的SN给OLT，OLT根据SN为此ONU分配并发送一个唯一的ONU_ID，获得ONU_ID的ONU进入测距状态(O4)，等待接收测距请求；

步骤5，若处于O4状态的ONU接收到Ranging Request，发送其自身的SN给OLT，OLT完成ONU的Equalization Delay的测量后，将Equalization Delay发送给该ONU，该ONU成功接收到Equalization Delay后进入工作状态(O5)，完成该ONU的注册激活过程。

第二批次ONU(ONU11～ONU20，共10个ONU)注册过程也分为5个步骤，步骤2～步骤5与第一批次ONU的注册过程的步骤2～步骤5相同，与第一批次ONU的注册过程不同的步骤1为：OLT通过ODC11～ODC20开通第二批次ONU(ONU11～ONU20)的光开关，同时保持已完成注册的第一批次ONU(ONU1～ONU10)的光开关为开通状态，保持第三批次ONU(ONU21～ONU32)的光开关为关断状态，使得第一批次和第二批次ONU(ONU1～ONU20)接入PON系统，而第三批次ONU(ONU21～ONU32)与PON系统隔离，第二批次ONU(ONU11～ONU20)上电后进入初始状态(O1)，等待接收下行帧。

第三批次ONU(ONU21～ONU32，共12个ONU)注册过程也分为5个步骤，步骤2～步骤5与第一批次ONU的注册过程的步骤2～步骤5相同，与第一批次ONU的注册过程不同的步骤1为：OLT通过ODC21～ODC32开通第三批次ONU(ONU21～ONU32)的光开关，同时保持已完成注册的第一批次和第二批次ONU(ONU1～ONU20)的光开关为开通状态，使得所有ONU(ONU1～ONU32)接入PON系统，第三批次ONU(ONU21～ONU32)上电后进入初始状态(O1)，等待接收下行帧。

图7示出了根据本发明第七实施例的物理定位方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S701，关断待定位的多个ONU的多个光开关，其中，光开关位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离；

步骤S702，开通待定位的多个光网络单元中的第一ONU的第一光开关，获取第一ONU的信息，根据该信息将第一ONU与第一光开关进行关联，以完成对第一ONU的物理定位；

步骤S703，逐个开通待定位的多个ONU中其他ONU的光开关，其他ONU逐个完成物理定位，直至待定位的多个ONU完成物理定位。

本实施例首先关断待定位的m个ONU的光开关，再逐个开通各ONU的光开关以将各ONU逐个接入PON系统，然后获取被接入的那个ONU的信息，最后根据获取的信息将该ONU与对应的光开关进行关联，完成对该ONU的物理定位，直至所有待定位的m个ONU均完成物理定位。本实施例利用光开关通过逐个获取ONU信息的方式完成对其的物理定位，确保了获取的信息为当时被接入PON系统的ONU的信息，所以提高了对ONU物理定位的准确性。

优选地，在上述物理定位方法中，获取第一ONU的信息具体包括：向第一ONU发送Serial Number Request；第一ONU根据SerialNumber Request发送自己的SN；记录该SN。

本实施例中第一ONU的信息为其序列号SN，首先向该第一ONU发送序列号请求Serial Number Request，第一ONU接收后发送自己的SN，记录该SN。

优选地，在上述物理定位方法中，根据信息将第一ONU与第一光开关进行关联具体包括：存储SN与第一光开关的编号之间的对应关系。

本实施例中采用存储第一ONU的SN与第一光开关编号的方式来对第一ONU与光开关进行关联，由于光开关编号易于获取，故本实施例的物理定位方法简单易行。

优选地，在上述物理定位方法中，逐个开通多个ONU光开关的同时，保持除了这一个被开通ONU光开关之外的光开关为关断状态，使得同时仅有一个ONU被接入PON系统中。

在本实施例的物理定位方法中，初始状态下，每个ONU的光开关均为关断状态，该物理定位方法包括以下步骤：

步骤(1)，OLT首先通过ODC1控制光开关1开通，使ONU1连接到PON系统中，ONU1上电后，首先接收下行帧，然后接收网络参数，并根据该网络参数进行相关配置，若ONU1接收到OLT发送的Serial Number Request，则发送其自身的SN给OLT，OLT记录下此ONU1的SN，并存储ODC1、光开关1和ONU1的SN之间的对应关系，实现ONU1的物理定位；

步骤(2)，OLT通过ODC1控制光开关1关断；

步骤(3)，OLT通过ODC2控制光开关2开通，使ONU2连接到PON系统中，ONU2上电后，首先接收下行帧，然后接收网络参数，并根据该网络参数进行相关配置，若ONU2接收到OLT发送的Serial Number Request，则发送其自身的SN给OLT，OLT记录下此ONU2的SN，并存储ODC2、光开关2和ONU2的SN之间的对应关系，实现ONU2的物理定位。

步骤(4)，OLT通过ODC2控制光开关2关断；

步骤(5)，重复上述步骤，直到完成所有ONU的物理定位。

优选地，在上述物理定位方法中，逐个开通多个ONU光开关的同时，保持之前已经被开通的多个ONU光开关为开通状态，使得被接入PON系统的ONU数量逐渐增多。

在本实施例的物理定位方法中，初始状态下，每个ONU的光开关均为关断状态，该物理定位方法包括以下步骤：

步骤(1)，OLT首先通过ODC1控制光开关1开通，使ONU1连接到PON系统中，ONU1上电后，首先接收下行帧，然后接收网络参数，并根据该网络参数进行相关配置，若ONU1接收到OLT发送的Serial Number Request，则发送其自身的SN给OLT，OLT记录下此ONU1的SN，并存储ODC1、光开关1和ONU1的SN之间的对应关系，实现ONU1的物理定位；

步骤(2)，OLT通过ODC2控制光开关2开通，使ONU2连接到PON系统中，ONU2上电后，首先接收下行帧，然后接收网络参数，并根据该网络参数进行相关配置，若ONU2接收到OLT发送的Serial Number Request，则发送其自身的SN给OLT，OLT记录下此ONU2的SN，并存储ODC2、光开关2和ONU2的SN之间的对应关系，实现ONU2的物理定位。

步骤(3)，重复上述步骤，直到完成所有ONU的物理定位。

图8示出了根据本发明第八实施例的物理定位方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S801，开通多个ONU的多个光开关，其中，光开关位于与其一一对应的ONU的光纤通道上，用于控制ONU与光网络的连通与隔离；

步骤S802，逐个关断ONU的光开关，并保持其他ONU的光开关为开通状态，使得同时仅有一个ONU与PON隔离；

步骤S803，获取被隔离的ONU的信息；

步骤S804，根据信息将ONU与对应的光开关进行关联，以完成对被接入的ONU的物理定位。

本实施例首先开通待定位的m个ONU的光开关，再逐个关断各ONU的光开关，与此同时保持其他(m-1)个ONU的光开关为开通状态，然后获取被隔离的那个ONU的信息，最后根据获取的信息将该ONU与对应的光开关进行关联，完成对该ONU的物理定位。本实施例利用光开关通过逐个获取ONU信息的方式完成对其的物理定位，确保了获取的信息只可能为当时被隔离PON系统的ONU的信息，所以提高了对ONU物理定位的准确性。

优选地，在上述物理定位方法中，步骤S803具体包括：被接入的ONU发送自己的标识符ONU_ID；根据被接入的ONU的ONU_ID得到被隔离的ONU的ONU_ID；根据被隔离的ONU的ONU_ID得到被隔离的ONU的SN；记录SN。

本实施例中ONU的信息为其序列号SN，首先获取被接入的(m-1)个ONU的ONU_ID，然后推断出被隔离的ONU的ONU_ID，从而间接地获取被隔离的ONU的SN，并记录该SN。由于每个注册成功的ONU均有自己的ONU_ID，故本实施例充分利用了ONU_ID这一现有信息来间接得到SN，并以SN作为ONU的物理定位信息，提高了物理定位的效率。

优选地，在上述物理定位方法中，步骤S804具体包括：存储SN与光开关的编号之间的对应关系。

本实施例中采用存储ONU的SN与光开关编号的方式来对ONU与光开关进行关联，由于光开关编号易于获取，故本实施例的物理定位方法简单易行。

在本实施例的物理定位方法中，各ONU均处于工作状态O5下，且每个ONU的光开关均为开通状态，该物理定位方法包括以下步骤：

步骤(1)，OLT首先通过ODC1控制光开关1关断，使ONU1与PON系统隔离，然后OLT给所有的ONU分配一个上行传输带宽，用于ONU向OLT发送自己的ONU-ID，除ONU1之外，其他的ONU都会向OLT发送自己的ONU-ID，OLT根据接收到的ONU-ID，可以推断出ONU1的ONU-ID，然后OLT再根据ONU1的ONU-ID得到ONU1的SN，OLT存储ODC1、光开关1和ONU1的SN之间的对应关系，实现ONU1的物理定位；

步骤(2)，OLT通过ODC1控制光开关1开通；

步骤(3)，OLT通过ODC2控制光开关2关断，使ONU2与PON系统隔离，然后OLT给所有的ONU分配一个上行传输带宽，用于ONU向OLT发送自己的ONU-ID，除ONU2之外，其他的ONU都会向OLT发送自己的ONU-ID，OLT根据接收到的ONU-ID，可以推断出ONU2的ONU-ID，然后OLT再根据ONU2的ONU-ID得到ONU2的SN，OLT存储ODC2、光开关2和ONU2的SN之间的对应关系，实现ONU2的物理定位；

步骤(4)，OLT通过ODC2控制光开关2开通；

步骤(5)，重复上述步骤，直到完成所有ONU的物理定位。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例通过光分配网络中的光开关实现了光网络单元的故障排除处理、分批注册和物理定位，从而提高了PON系统的健壮性和稳定性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述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 (16)

1.一种光分配网络，包括光纤，其特征在于，还包括光开关，所述光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制所述光网络单元与光网络的连通与隔离。

2.根据权利要求1所述的光分配网络，其特征在于，还包括：光检测控制模块，用于控制所述光开关的开通与关断，还用于检测所述光网络单元的光功率。

3.一种光网络单元故障处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

对光网络单元的发光过程进行计时；

根据计时结果判断所述光网络单元是否发光异常；

关断发光异常的所述光网络单元的光开关，其中，所述光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制所述光网络单元与光网络的连通与隔离。

4.根据权利要求3所述的故障定位方法，其特征在于，

对光网络单元的发光过程进行计时具体包括：

记录所述发光过程的持续时间；

根据计时结果判断所述光网络单元是否发光异常具体包括：

将所述持续时间与预定时间阈值进行比较，以判断所述光网络单元是否发光异常；

关断发光异常的所述光网络单元的光开关具体包括：

关断所述持续时间大于所述预定时间阈值的所述光网络单元的光开关。

5.根据权利要求3所述的故障定位方法，其特征在于，

对光网络单元的发光过程进行计时具体包括：

记录所述发光过程的起止时间；

根据计时结果判断所述光网络单元是否发光异常具体包括：

将所述起止时间与所述光网络单元的指定起止时间进行比较，以判断所述光网络单元是否发光异常；关断发光异常的所述光网络单元的光开关具体包括：

关断所述起止时间与所述指定起止时间不一致的所述光网络单元的光开关。

6.一种光网络单元故障处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

若检测到被接入光网络的多个光网络单元存在发光故障，关断所述多个光网络单元中的部分光网络单元的光开关，使得所述部分光网络单元与所述光网络隔离，其中，所述光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制所述光网络单元与光网络的连通与隔离；

检测被接入所述光网络的剩余光网络单元是否存在发光故障；

根据检测结果定位得到故障光网络单元；

关断所述故障光网络单元的光开关。

7.根据权利要求6所述的故障处理方法，其特征在于，根据检测结果定位得到故障光网络单元具体包括：

若存在所述发光故障，继续关断所述剩余光网络单元中的部分光网络单元的光开关，使得被接入的光网络单元的范围缩小；

在已缩小的所述范围内检测是否存在发光故障；

根据检测结果定位得到故障光网络单元。

8.根据权利要求6或7所述的故障处理方法，其特征在于，根据检测结果定位得到故障光网络单元具体包括：

若不存在所述发光故障，保持本次检测前最后被隔离的光网络单元的光开关为关断状态，开通本次检测前其他被隔离的光网络单元的光开关，关断本次检测前被接入的光网络单元的光开关；

以此时被接入所述光网络的光网络单元为范围进行检测，直至定位得到所述故障光网络单元。

9.一种光网络单元注册方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待注册的光网络单元分为多个批次；

开通第一批次的光网络单元的光开关，所述第一批次的光网络单元完成注册，其中，所述光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制所述光网络单元与光网络的连通与隔离；

保持已完成注册的光网络单元的光开关为开通状态，并开通下一批次的光网络单元的光开关，所述下一批次的光网络单元完成注册，直至所述待注册的光网络单元完成注册。

10.根据权利要求9所述的注册方法，其特征在于，被接入的光网络单元完成注册具体包括：

所述光网络单元接收下行帧；

所述光网络单元接收网络参数，并根据所述网络参数进行配置；

所述光网络单元根据接收的序列号请求发送自己的序列号；

根据所述序列号向所述光网络单元发送标识符；

接收到所述标识符的所述光网络单元接收测距请求，并发送自己的序列号；

对所述光网络单元进行均衡时延测量；

所述光网络单元接收均衡时延测量结果，完成注册。

11.一种光网络单元物理定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

关断待定位的多个光网络单元的多个光开关，其中，所述光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制所述光网络单元与光网络的连通与隔离；

开通所述待定位的多个光网络单元中的第一光网络单元的第一光开关，获取所述第一光网络单元的信息，根据所述信息将所述第一光网络单元与所述第一光开关进行关联，以完成对所述第一光网络单元的物理定位；

逐个开通所述待定位的多个光网络单元中其他光网络单元的光开关，所述其他光网络单元逐个完成物理定位，直至所述待定位的多个光网络单元完成物理定位。

12.根据权利要求11所述的物理定位方法，其特征在于，获取所述第一光网络单元的信息具体包括：

向所述第一光网络单元发送序列号请求；

所述第一光网络单元根据所述序列号请求发送自己的序列号；

记录所述序列号。

13.根据权利要求12所述的物理定位方法，其特征在于，根据所述信息将所述第一光网络单元与所述第一光开关进行关联具体包括：

存储所述序列号与所述第一光开关的编号之间的对应关系。

14.一种光网络单元物理定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

开通多个光网络单元的多个光开关，其中，所述光开关位于与其一一对应的光网络单元的光纤通道上，用于控制所述光网络单元与光网络的连通与隔离；

逐个关断所述光网络单元的所述光开关，并保持其他所述光网络单元的所述光开关为开通状态，使得同时仅有一个光网络单元与所述光网络隔离；

获取被隔离的所述光网络单元的信息；

根据所述信息将所述光网络单元与对应的所述光开关进行关联，以完成对被接入的所述光网络单元的物理定位。

15.根据权利要求14所述的物理定位方法，其特征在于，获取被隔离的所述光网络单元的信息具体包括：

被接入的光网络单元发送自己的标识符；

根据所述被接入的光网络单元的标识符得到所述被隔离的光网络单元的标识符；

根据所述被隔离的光网络单元的标识符得到所述被隔离的光网络单元的序列号；

记录所述序列号。

16.根据权利要求15所述的物理定位方法，其特征在于，根据所述信息将所述光网络单元与对应的所述光开关进行关联具体包括：

存储所述序列号与所述光开关的编号之间的对应关系。

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