CN102075244B - 一种诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，所述以太无源光网络中每个光线路终端OLT下连接有多个光网络单元ONU，包括以下步骤：所述OLT在为各个所述ONU分配发送数据的时隙时，另外分配一个不同的虚拟时隙；每个所述ONU只在自己被分配的时隙内发送数据，在所述虚拟时隙时均不应发送数据，因此虚拟时隙内不应检测到比较强的光功率。所述OLT周期性对所述虚拟时隙内的光功率进行检测，进而判断所检测值是否大于一个阀值，如果是则所述OLT下有处于长发光状态的ONU或其他长发光光源，如果不是则所述OLT下所有ONU处于正常状态。本发明可以快速的诊断以太无源光网络中是否有长发光的ONU。

Description

一种诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法

技术领域

本发明涉及时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)通讯技术，具体说是涉及一种诊断以太无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)中长发光光网络单元(Optical Network Unit，ONU)的方法。

背景技术

以太无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)采用了点到多点的拓扑结构，而且上行采用时分复用的方式，上行方向的信号工作为突发模式，它要求各个光网络单元(Optical Network Unit，ONU)只在自己的时隙窗口内开启激光器。EPON中设有光线路终端OLT(Optical LineTerminal，OLT)，其用于连接光纤干线的终端设备，作用一般包括：1、向ONU以广播方式发送以太网数据；2、发起并控制测距过程，并记录测距信息；3、为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间(StartTime)和发送数据时间长度(Length)。在OLT给各个ONU分配相对应的时隙时，一般是依据动态带宽分配(Dynamically Bandwidth Assignment，DBA)机制进行分配。DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制，EPON的DBA设置可以针对每个ONU的上行流量，进行更细致的带宽分配。

如图1所示，在正常工作模式下ONU仅仅在光线路终端分配给它的时隙内打开光模块，上传数据给OLT，OLT根据各ONU的带宽需求，下行数据给各ONU，给各个ONU分配相对应的时隙，保证在同一时刻只有一个ONU可以发光，以便各个ONU之间不发生冲突。但是，如果系统内某个ONU的光模块发生故障而处于长发光状态(或者有恶意用户将光模块设置为长发光状态)，则该长发光的ONU会影响其他的ONU接收OLT发送的时隙分配数据，从而会造成时隙窗口的重叠导致OLT无法正常恢复光信号，即其中的任何一个ONU故障都会影响到其他连在同一个OLT端口下的ONU数据的传输，如图2所示。

现有的电信设备是通过人工检查的方式，确认有无长发光ONU存在，如存在则手动关闭该ONU，这种ONU的诊断和管理方式效率低下，而且在现实操作中存在很多困难。如果发现不及时，则会长时间造成同一个OLT端口下的全部ONU无法正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是针对现有技术中存在的当某个ONU出现故障(如长发光)而无法与OLT同步时，ONU在错误时隙打开激光器，从而导致同一以太无源光网络下的其他ONU无法正常工作的技术问题，提供一种利用设置虚拟ONU，迅速的定位故障点范围的，诊断无源光网络中长发光光网络单元的方法。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，所述以太无源光网络中每个光线路终端OLT下连接有多个光网络单元ONU，包括以下步骤：

所述OLT在为各个所述ONU分配发送数据的时隙时，另外分配一个不同的虚拟时隙，所有所述ONU在所述虚拟时隙时均不应发送数据；

所述OLT周期性对所述虚拟时隙的光功率进行检测，进而判断所检测值是否大于一个阀值，如果是则所述OLT下有处于长发光状态的ONU或其他长发光光源，如果不是则所述OLT下所有ONU处于正常状态。

在上述技术方案中，在所述OLT对虚拟时隙的光功率进行检测的步骤的同时，还包括：

所述OLT检测每个所述ONU的光功率，并利用多个周期的检测值得到每个所述ONU的平均光功率；

如果检测到虚拟时隙的光功率值大于阀值，则用各个ONU的所述平均光功率与检测得到的虚拟时隙的光功率数值进行比较，如果二者比较接近，则该ONU可能处于长发光状态。

在上述技术方案中，所述OLT在对所述虚拟时隙的光功率进行检测之后，进一步包括：

所述OLT删除所述虚拟时隙。

在上述技术方案中，所述OLT分配一个与每个所述ONU分配发送数据的时隙不同的虚拟时隙，是通过动态带宽分配DBA代理模块实现的分配。

本发明的诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法具有以下的有益效果：

本发明的诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，通过OLT分配一个与每个所述ONU分配发送数据的时隙不同的虚拟时隙，即设置一个虚拟的ONU，利用在该虚拟时隙全部的ONU都不应该发送数据的原理，对该虚拟时隙的光功率检测；进而如果检测到的光功率大于一个阀值(为了排除噪声的影响)，则认为此时的光功率为故障的(长发光的)ONU或其他长发光光源发出的，从而可以快速的诊断以太无源光网络中是否有长发光的ONU。

本发明的诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，不仅能上报告警信息，记录各ONU在产生长发光时刻前的光功率检测数值，而且能够上报长发光光功率的数值和怀疑对象的ONU范围，能够让维护人员可以迅速定位故障点，提高了设备的可靠性，提高电信运营商和用户的满意度。

本发明诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，直接监测光路信号，能最大范围内检测各种长发光引起的故障，加强了设备的运营、维护和管理的能力。该诊断方法在OLT端实现，对用户端ONU没有特殊要求，有更好的易部署性。

附图说明

图1是以太无源光网络系统上行方向的信号正常的工作模式示意图；

图2是以太无源光网络系统上行方向的信号故障(有ONU处于长发光状态)的工作模式示意图；

图3是以太无源光网络系统中，ONU上行光功率测量的实现原理框图；

图4是以太无源光网络系统上行时序信道时序图；

图5是应用本发明的诊断以太无源光网络长发光光网络单元的方法一种具体实施方式进行检测诊断时，上行方向的信号正常的工作模式的上行时序信道时序图；

图6是在图5所述的具体实施方式中，上行方向的信号故障(有ONU处于长发光状态)的工作模式的上行时序信道时序图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

本具体实施方式的诊断以太无源光网络EPON中长发光光网络单元的方法中，所述以太无源光网络中设有多个与光线路终端OLT相连的光网络单元ONU，该方法具体包括以下步骤：

步骤一，在OLT设备上实现接收光功率检测的功能，使其周期性检测对各个ONU的接收光功率的数值，存储最近五个周期检测到的数值，并计算出平均光功率。

步骤二，所述OLT通过动态带宽分配DBA代理模块，为每个所述ONU分配发送数据的时隙，另外主动增加一个虚拟ONU，即分配一个不同的虚拟时隙，并给其分配相应的startTime(发送开始时刻)和length(发送数据时间长度)。每个所述ONU在所述虚拟时隙不应发送数据，该时隙内的接收光功率也应该为零(或接近零，因为有噪音)，即相当于设置一个虚拟ONU，该虚拟ONU只是占用所述虚拟时隙，但是不具备发送数据的实体组件。

步骤三，所述OLT在所述虚拟时隙，对其光功率进行检测；判断其光功率是否连续三个周期大于一个阀值Threshold：如果不是则所述ONU为正常状态，所述虚拟时隙处的光功率接近零，如图5所示；如果是则该OLT下有ONU为长发光状态，此时所述虚拟时隙处可以检测到较强烈的光功率，如图6所示，此时所述OLT产生告警，并上报检测到的接收光功率数值，记此数值为RecvValue。进而可以认为，所述平均光功率与检测得到的虚拟时隙的光功率接近的所述ONU，最有可能处于长发光状态。

步骤四，在检测全部所述ONU的光功率之后，所述OLT删除所述虚拟时隙。这样在下一个检测周期到来之前，DBA代理就不用在给虚拟ONU分配时隙，最大程度上减小了对上行流量的影响。

步骤五：使用RecvValue与已经存储的各个ONU的接收光功率的平均值相比较，如果某个ONU的接收光功率值在区间(RecvValue-Range，RecvValue+Range)内，则其就被列为怀疑对象ONU。其中Range为本领域技术人员根据工程经验选定的数值。通过此步骤可大大缩小故障ONU检测的范围。

步骤六：当工程人员关闭掉长发光的ONU(或其他光网络单元)以后，如果连续三个周期在虚拟ONU时隙的接收光功率值都小于等于门限值Threshold，OLT上报ONU长发光消除告警。

在上述步骤二和步骤三中，涉及到的对指定ONU上行光信号光功率的检测，其原理如下：

如图3所示，对各路ONU上行光信号进行接收光功率测量的实现，将上行光信号通过透反射镜发射一部分供采集监控，由于上行时隙窗口是由MAC(Medium Access Control)层芯片进行分配的，因此可由MAC层芯片对准相应ONU的发送窗口产生一个触发信号进行采样保持，再进行A/D(analogto digital)转换，最后上层处理器通过A/D转换器的硬件接口读取出指定ONU的光功率。

如欲测量虚拟ONU的光功率数值，需首先确定虚拟ONU对应的上行时隙。下面说明各ONU上行时隙分配的原理。

EPON上带宽分配机制依赖于授权和请求消息，在IEEE 802.3ah的术语中，即GATE和REPORT，二者都是MAC控制帧。

GATE消息是从OLT发送到一个单独ONU的，用于给这个ONU分配传输的时隙。一个时隙用一对数值(发送数据的起始时间-startTime，发送数据时间长度-length)来指示。startTime和length的数值是由OLT中的DBA代理(或称调度器)模块来决定。所述DBA代理位于MAC控制层的客户端，是一个在IEEE 802.3ah标准范围外的子层。startTime和length的数值被传送到授权进程，后者生成GATE消息并把该消息发送给对应的ONU。REPORT消息是ONU用于把本地状况(如缓存占用量)传递给OLT的反馈机制，用于帮助OLT智能地分配时隙。

OLT侧的报告接收过程负责接收报告帧并将接收到的数据发送到DBA代理处。OLT的每个逻辑端口(或对应每个已注册的ONU)都有各自的报告接收过程。

OLT处的每个逻辑端口(或每个已注册的ONU)都有各自独立的授权帧生成实体。DBA代理驱动授权帧的生成，它也决定了发送到每个ONU授权帧的起始时刻和大小。当收到DBA代理的请求后，授权帧生成过程产生一个授权帧并发送到ONU。

DBA代理记录了每个ONU的缓冲区中的数据量和RTT(往返时延，Round-Trip Time)大小。当收到哪个ONU的REPORT消息后，更新该ONU的缓冲区数据量和RTT大小的数值。DBA代理周期性的根据所有ONU的情况计算给各个ONU分配的startTime和length。

此时，上行信道时序图如图4所示。

我们通过对DBA代理的控制，让其为各个ONU分配相应的startTime和length时，都预留一个固定的虚拟时隙，该虚拟时隙的startTime和length，不让任何在线的ONU使用。此时，它的上行信道时序图如图5所示。这样从效果上来看，我们相当于增加了一个虚拟ONU。

这样，我们就可以由MAC层芯片对该虚拟ONU的发送窗口产生一个触发信号进行采样保持和并进行A/D转换，最后上层处理器通过A/D转换器的硬件接口读取出指定ONU的光功率。

本发明诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，直接监测光路信号，能最大范围内检测各种长发光引起的故障，加强了设备的运营、维护和管理的能力。该诊断方法在OLT端实现，对用户端ONU没有特殊要求，有更好的易部署性。

本发明的诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，不仅能上报告警信息，记录各ONU在产生长发光时刻前的光功率检测数值，而且能够上报长发光光功率的数值和怀疑对象的ONU范围，能够让维护人员可以迅速定位故障点，提高了设备的可靠性，提高电信运营商和用户的满意度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (2)

1.一种诊断以太无源光网络中长发光光网络单元的方法，所述以太无源光网络中每个光线路终端OLT下连接有多个光网络单元ONU，包括以下步骤：

所述OLT为各个所述ONU分配发送数据的时隙；

所述OLT另外分配一个不同的虚拟时隙，所有所述ONU在所述虚拟时隙时均不应发送数据；

所述OLT周期性对所述虚拟时隙的光功率进行检测，进而判断所检测值是否大于一个阀值，如果是则所述OLT下有处于长发光状态的ONU或其他长发光光源，如果不是则所述OLT下所有ONU处于正常状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OLT分配一个与每个所述ONU分配发送数据的时隙不同的虚拟时隙，是通过动态带宽分配DBA代理模块实现的分配。

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