CN102035597A

CN102035597A - 一种无源光网络的主备切换方法、装置和系统

Info

Publication number: CN102035597A
Application number: CN2009101905880A
Authority: CN
Inventors: 董英华
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: CN102035597B; WO2011038591A1

Abstract

本发明公开一种PON的主备切换方法、装置和系统，其中方法包括：第二光线路终端OLT接收来自终端用户的基于无源光网络协议的控制报文，所述控制报文携带有第一OLT上的终端设备的物理层信息和链路层信息；所述第二OLT对所述第一OLT的运行状态进行判断，当判定所述第一OLT存在故障或者所述第一OLT对应的主干光纤存在故障时，切换到主用状态。本发明所提供的主备切换方法装置和系统，不需要复杂的路由协议支持，也不依赖于上层网络的状态，实现简单，由于可以将主用OLT上的接入认证信息同步到备用OLT上，这样不需要在备用OLT上重新配置，能实现快速的主备切换。

Description

一种无源光网络的主备切换方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及无源光网络(Passive Optical Network，PON)的主备切换方法、装置和系统。

背景技术

PON技术是一种点到多点的光纤接入技术，随着技术的不断发展，出现了EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)和GPON(Gigabit passive Optical Network，千兆比特容量无源光网络)以及NG PON(下一代PON)等。为保证网络的可靠性，PON网络需要支持快速倒换，图1所示为PON的网络结构，包含第一OLT10(Optical Line Terminal，光线路终端)、第二OLT12、ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)以及ONU(Optical Network Unit，光网络单元)，当第一OLT10作为主用OLT时，第一OLT10上的主用端口和ODN间的主干光纤为主用的主干光纤，第二OLT12上的备用端口和ODN间的主干光纤为备用的主干光纤。在主用的主干光纤或者主用端口发生故障的情况下，需要切换到备用端口以恢复业务，从而实现对主干光纤的保护。然而，主用端口和备用端口位于不同的OLT上，主用OLT和备用OLT上的配置信息无法及时的同步，在主备切换过程中，备用OLT必须重新完成所有ONU的注册以及认证，相关配置信息也必须由网管下发或者由本地手工配置，保护倒换速度难以保证。

发明内容

本发明实施例提供一种无源光网络的主备切换方法、装置和系统，所提供的方法、装置和系统能在主用OLT和备用OLT之间实现快速的切换。

本发明一个实施例提供一种无源光网络的主备切换方法，包括步骤：

第二光线路终端OLT接收来自终端用户的基于无源光网络协议的控制报文，所述控制报文携带有第一OLT连接的终端设备的物理层信息和链路层信息；

所述第二OLT对所述第一OLT的运行状态进行判断，当判定所述第一OLT存在故障或者所述第一OLT对应的主干光纤存在故障时，切换到主用状态。

本发明一个实施例提供一种OLT，包括数据收发模块和数据收发控制模块，

所述数据收发模块，用于接收来自终端设备的基于无源光网络的控制报文，所述控制报文携带有主用OLT上的终端设备的物理层信息和链路层信息；

所述数据收发控制模块，用于在判定所述主用OLT存在故障或者所述主用OLT对应的主干光纤存在故障时，切换到主用状态。

本发明一个实施例提供一种无源光网络的主备切换系统，包括第一光线路终端OLT、第二OLT和终端设备，所述第一OLT和第二OLT互为主备关系，

所述第一OLT，用于向所述终端设备发送基于无源光网络协议的控制报文，所述控制报文携带有所述第一OLT所连接的终端设备的物理层信息和链路层信息；

所述终端设备，用于将所述控制报文发送给所述第二OLT；

所述第二OLT，用于接收所述控制报文，当判定所述第一OLT存在故障或者所属第一OLT对应的主干光纤存在故障时，切换到主用状态。

本发明实施例提供的方法、装置和系统，可以实现主备两个OLT的配置信息的快速同步，不需要重新配置备用OLT端口，同时，本实施例所提供的方案完全在PON链路层实现，不需要复杂的路由协议支持，也不依赖于上层网络的状态，实现简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的PON系统的架构的示意图；

图2为本发明实施例一提供的主备切换的方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的主备切换的方法的流程图；

图4为本发明实施例三提供的OLT的结构的示意图；

图5为本发明实施例四提供的主备切换系统的架构的示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，第一OLT10和第二OLT12通过分光器连接终端设备，第一OLT10和第二OLT12互为主备关系，作为举例，在本发明以下实施例中，将第一OLT10作为主用OLT，将第二OLT12作为备用OLT。当作为主用的OLT出现异常时可以切换到备用OLT上，以此来维持正常的业务，这里的终端设备可以是光网络单元ONU、光网络终端ONT或者内嵌了ONU的扩展设备EB等，本发明以下实施例将以ONU作为举例。

如果要实现快速的主备切换，第一OLT上的配置信息需要及时的同步到第二OLT上，这里的配置信息可以是终端设备的物理层信息和链路层信息，鉴于此，本发明一个实施例提供一种主备倒换方法，如图2所示，包括：

步骤20，第一OLT向ONU发送携带有终端设备的物理层信息和链路层信息的控制报文。

这里的终端设备为第一OLT的PON口连接的终端设备。

第一OLT向ONU发送的控制报文在GPON系统下，可以是基于无源光网络协议的OMCI(ONU Management Control Interface，ONU管理控制接口)报文，在EPON系统下可以是基于无源光网络协议的OAM(Operation Administration and Maintenance，操作管理和维护)报文。

当PON系统为EPON时，物理层信息包括终端设备的测距信息(Round Trip Time，RTT)，链路层信息包括终端设备的带宽配置、虚拟局域网VLAN配置以及媒体访问控制MAC地址绑定关系等；当PON系统为GPON时，物理层信息包括终端设备的测距信息EQD(Equalization Delay，等效延时)，链路层信息包括终端设备的带宽配置、虚拟局域网VLAN配置以及媒体访问控制MAC地址绑定关系，当PON系统为GPON时，链路层信息还可以包括GEM(G-PON Encapsulation Method，GPON封装模式)帧标识gemport和TCONT(Transmission Container，发送容器)的映射关系以及业务和gemport的映射关系等。

步骤22，ONU将控制报文发送给第二OLT。

包含终端设备的物理层信息和链路层信息的控制报文可以通过设定的特殊字段(Code)来标识，当ONU收到控制报文后，通过该特殊字段识别出该控制报文是携带有物理层信息和链路层信息的控制报文后，可以在获取带宽授权后将该控制报文发送给第二OLT。

步骤24，第二OLT在主备倒换启动后，切换到主用状态。

主备倒换启动的条件可以是第二OLT检测到链路故障或者收到启动主备倒换的命令，其中第二OLT检测到链路故障的方式可以是检测第二OLT的端口上是否有上行光信号，如果在一定时间内没有检测到上行光信号，则认为第一OLT存在故障或者第一OLT的主干光纤存在故障。当判定一OLT存在故障或者第一OLT的主干光纤存在故障后，第二OLT切换到主用状态。

本实施例提供的主备倒换方法可以实现主备两个OLT的配置信息的快速同步，不需要重新配置备用OLT端口，对于GPON和EPON系统而言，可以在1ms之内完成主备倒换，从而实现50ms快速倒换，同时，本实施例所提供的方案完全在PON链路层实现，可以不需要网管支持，不需要复杂的路由协议支持，也不依赖于上层网络的状态，实现简单。

具体的，本发明一个实施例提供一种主备倒换方法，如图3所示，包括：

步骤30，第一OLT将终端设备的物理层信息和链路层信息发送给ONU。

第一OLT完成当前在线的ONU的注册、认证以及业务配置后，将终端设备的物理层信息和链路层信息包含在控制报文中下发给当前在线的某个特定的ONU。第一OLT在选择ONU上可以随机指定，也可以按照一定的规则来指定，比如指定第一个上线的ONU等。

关于控制报文，在EPON系统下，第一OLT可以使用OAM报文将终端设备的物理层信息和链路层信息发送给ONU，OAM报文的格式如表1所示，

表1

其中的Code字段标识了特定的OAM报文，Code字段的格式如表3所示，本实施例中，可以利用Code字段中的Reserved字段(05～FD)标识包含了终端设备的物理层信息和链路层信息的OAM报文，终端设备的物理层信息和链路层信息则放在Data/Pad域。

表3

在GPON系统下，第一OLT可以使用OMCI报文将终端设备的物理层信息和链路层信息发送给ONU，OMCI报文的格式如表5所示，其中的Message Type域定义了该OMCI报文的类型，现有协议已有明确定义，0～3和29～31预留给未来扩展使用，本实施例中可以使用预留位来标识包含了终端设备的物理层信息和链路层信息的OMCI报文，而终端设备的物理层信息和链路层信息则可以放在Message Contents字段里。

表5

步骤32，第一OLT判断是否超时。

为了提高可靠性，确保第二OLT能够收到该控制报文，第一OLT可以在下发该控制报文时，设定下发的次数，采用多次下发的方式(如连续发三次)；或者第一OLT判断ONU是否在设定时间内上传该控制报文，如果在设定时间内没有收到，则重新下发。

步骤34，ONU将控制报文发送给第二OLT。

ONU收到控制报文后，根据控制报文中的特殊字段(Code)识别出该报文中携带有终端设备的物理层信息和链路层信息，在获取带宽授权后，将该控制报文上传。

步骤36，第二OLT判断第一OLT是否运行正常。

ONU上传携带有终端设备的物理层信息和链路层信息的控制报文后，第一OLT和第二OLT通过控制报文中的特殊字段(Code)可以识别出该控制报文携带有终端设备的物理层信息和链路层信息，第二OLT将终端设备的物理层信息和链路层信息保存到本地，第一OLT不需要处理该控制报文，可以直接丢弃。

第二OLT对第一OLT的运行状态进行判断，判断方式可以是检测第二OLT的端口上是否有上行光信号，如果在一定时间内没有检测到上行光，则认为第一OLT产生故障或者第一OLT的主干光纤存在故障，本发明实施例中的上行是指从终端设备到第一OLT或者到第二OLT的方向。

步骤38，当第一OLT运行不正常时，第二OLT切换到主用状态。

当第二OLT判定第一OLT存在故障或者第一OLT的主干光纤存在故障时，切换到主用状态，包括打开数据收发模块的发送端口、开启正常工作流程等。

而第一OLT如果检测到故障，比如检测到告警信息LOS或者误码信息超过一定的门限时，可以关闭第一OLT的数据收发模块的发送端口，通知第一OLT的主控板。

本领域技术人员可以得知，启动主备切换还可以是在网管下发倒换命令给第一OLT和第二OLT，关于网管如何下发倒换命令给第一OLT和第二OLT，本领域普通技术人员都应知悉。

当第二OLT切换到主用状态后，开始对ONU进行注册处理。当有一个ONU完成测距之后，通过事先获得的所有ONU的测距信息，计算出主、备光纤距离差，进而计算出所有ONU的EQD，这样就不用对其他ONU进行测距处理，直接下发EQD，让ONU上线。由于已经获得了ONU的物理层信息和链路层信息，因此，ONU的业务可以迅速恢复正常。

本实施例提供的主备切换方法可以使用于所有的TDM(Time Division Multiplex，时分复用)PON系统，包括10G EPON、10G GPON、NG PON等。

本实施例提供的主备切换的方法可以实现主备两个OLT的配置信息的快速同步，不需要重新配置备用OLT的端口，对于GPON和EPON系统而言，可以在1ms之内完成主备倒换，从而实现50ms快速倒换，同时，本实施例所提供的方案完全在PON链路层实现，不需要网管支持，不需要复杂的路由协议支持，也不依赖于上层网络的状态，实现简单，在传输过程安全性也比较好。

本发明一个实施例提供一种光线路终端OLT，如图4所示，所提供的OLT40包含数据收发模块41和数据收发控制模块43，

当所提供的OLT作为备用OLT时：

数据收发模块41，用于接收来自终端设备的基于无源光网络协议的控制报文，所述控制报文携带有终端设备的物理层信息和链路层信息，将所述接入认证信息保存在所述OLT的存储介质中，关于终端设备的物理层信息和链路层信息的内容实施例一已经描述。

数据收发控制模块43，用于在判定主用OLT存在故障或主用OLT对应的主干光纤存在故障时，进行主备切换。

数据收发控制模块43还用于判断数据收发模块41是否在设定时间内收到上行光信号，如果没有收到，则判定主用OLT存在故障或主用OLT对应的主干光纤存在故障。

数据收发控制模块43还用于控制数据收发模块41打开发送端口以及收发正常业务数据等。

当所提供的OLT作为主用OLT时：

数据收发控制模块43，用于控制所述数据收发模块41向终端设备发送基于无源光网络协议的控制报文，所述控制报文携带有终端设备的物理层信息和链路层信息。

数据收发控制模块43还用于控制所述数据收发模块41处理终端设备的注册请求等。

数据收发控制模块43还用于在数据收发模块41收到的告警信息或者误码信息超过设定的门限时，判定本OLT存在故障或者本OLT对应的主干光纤存在故障，当判定本OLT存在故障或者本OLT对应的主干光纤存在故障时，控制数据收发模块41关闭发送端口。

本实施例提供的OLT，作为主用OLT时，能够将终端设备的物理层信息和链路层信息发送给终端设备，作为备用OLT时，能接收来自终端设备的接入认证信息，这样当主用OLT不能处理正常业务时，可以根据保存的接入认证信息，快速处理终端设备的注册以及正常业务等。

本发明一个实施例提供一种主备切换系统，如图5所示，包括第一OLT50、第二OLT52以及终端设备56，第一OLT50和第二OLT52互为主备关系，当其中一个发生故障或者对应的主干光纤发生故障时，可以切换到另外一个。

其中，

第一OLT50，用于向终端设备56发送基于无源光网络协议的控制报文，所述控制报文携带有终端设备的物理层信息和链路层信息。

这里的控制报文在GPON中可以是OMCI报文，在EPON中可以是OAM报文，关于控制报文如何携带终端设备的物理层信息和链路层信息以及终端设备的物理层信息和链路层信息的内容实施例一已经描述，在此不再阐述。

终端设备56，用于将所述控制报文发送给第二OLT52。

终端设备56可以是ONU、ONT或者内嵌有ONU的EB等。

第二OLT52，用于接收所述控制报文，当主备倒换启动时，切换到主用状态。

第二OLT52还用于在接收来自网管的启动主备切换的命令后，切换到主用状态。

本实施例提供的主备切换系统，不需要网管支持，不需要复杂的路由协议支持，也不依赖于上层网络的状态，实现简单，由于可以将主用OLT上的接入认证信息传输到备用OLT上，这样不需要在备用OLT上重新配置，能实现快速的主备切换。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种无源光网络的主备切换系统，其特征在于，包括第一光线路终端OLT、第二OLT和终端设备，所述第一OLT和第二OLT互为主备关系，

所述终端设备，用于将所述控制报文发送给所述第二OLT；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制报文为光网络终端管理控制接口OMCI报文或操作管理和维护OAM报文。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物理层信息包括以太网无源光网络EPON中的测距信息RTT或者千兆比特容量无源光网络GPON中的测距信息EQD。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述链路层信息包括终端设备的带宽配置、虚拟局域网VLAN配置以及媒体访问控制MAC地址绑定关系。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端设备为光网络单元ONU或光网络终端ONT或扩展设备EB。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二OLT还用于在收到网管的启动主备切换的命令后，切换到主用状态。

7.一种光线路终端OLT，其特征在于，包括数据收发模块和数据收发控制模块，

8.根据权利要求7所述的OLT，其特征在于，所述数据收发控制模块还用于控制所述数据收发模块向终端设备发送携带有终端设备的物理层信息和链路层信息的控制报文。

9.一种无源光网络的主备切换方法，其特征在于，包括步骤：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二OLT对所述第一OLT的运行状态进行判断，当判定所述第一OLT存在故障或者所述第一OLT对应的主干光纤存在故障时，切换到主用状态具体包括：

所述第二OLT判断是否在设定时间内接收来自终端设备的光信号，如果没有收到，则判定所述第一OLT存在故障或者所述第一OLT对应的主干光纤存在故障，所述第二OLT切换到主用状态。