CN102104424A - 一种无源光网络的保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源光网络的保护方法及系统，包括：主用端口和备用端口在与光网络单元建立连接后，进行端口状态的检测，当检测到端口告警时，两端口交错在打开状态和关闭状态之间切换，在主用端口或备用端口发现光网络单元时，保持端口当前的打开或关闭状态，处于打开状态的端口为工作端口，处于关闭状态的端口为保护端口；工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元，光网络单元将光网络单元的信息通知给保护端口。本发明根据PON口的告警信息来控制其状态，进行PON口的状态切换，并且通过ONU进行两个PON口的ONU信息的同步，ONU信息包含ONU的状态和Eqd等信息，从而实现跨网元的快速倒换。

Description

一种无源光网络的保护方法及系统

技术领域

本发明涉及无源光网络，尤其涉及一种无源光网络的保护方法及系统。

背景技术

无源光网络(Passive Optical Network，PON)是一种纯介质网络，能够避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。无源光网络主要包括吉比特无源光网络(GPON)、以太网无源光网络(EPON)、下一代无源光网络(NGPON)和波分复用无源光网络(WPON)等。

在当前的无源光网络技术中，PON保护主要是采用同一网元上不同端口之间的保护。在同一个网元中，通过对两个PON端口同时进行管理，实现PON保护。下面将以GPON为例来描述现有的实现PON保护的方法。

在GPON系统中，对于同网元的PON保护，工作口和保护口的信息相互关联，可以由一个保护组统一管理，工作口或保护口连接的光网络单元(ONU或ONT)出现故障或者状态变化时，可以实时同步到关联的端口上，从而可以同时对工作口和保护口的状态进行管理。

工作口下的ONU，进入active(激活)状态或者deacitve(去激活)状态时，要通知保护口记录ONU的状态。当发生倒换时，保护口向ONU发送广播POPUP消息，通知ONU进入测距状态，然后同时对多个处于actvie状态的ONU进行测距，不论成功还是失败，再次下发广播POPUP消息，再对下一个ONU测距，直到有一个ONU测距成功后，计算出主干光纤的差值，得到当前所有ONU的均衡时延参数(Equalization Delay，EqD)，再下发EqD。OLT通过测距过程获取ONU的往返时延(Round-Trip Delay，RTD)，从而指定合适的Eqd值，保证每个ONU发送数据时在分光器上不会产生冲突。

目前，提出了一种跨网元的保护方法，但是，目前尚没有对无源光网络，实现跨网元保护的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无源光网络的保护方法及系统，实现无源光网络的跨网元保护。

为解决上述技术问题，本发明的一种无源光网络的保护方法，包括：

主用端口和备用端口在与光网络单元建立连接后，进行端口状态的检测，当检测到端口告警时，两端口交错在打开状态和关闭状态之间切换，在主用端口或备用端口发现光网络单元时，保持端口当前的打开或关闭状态，处于打开状态的端口为工作端口，处于关闭状态的端口为保护端口；

工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元，光网络单元将光网络单元的信息通知给保护端口。

进一步地，两端口交错在打开状态和关闭状态之间切换的步骤包括：

主用端口和备用端口检测到端口告警时，若当前处于打开状态，则关闭端口，若当前处于关闭状态，则打开端口，并在打开或关闭一时间值后，进行打开与关闭的切换，其中，主用端口与备用端口打开和关闭的时间值并不相同。

进一步地，打开和关闭的时间值为基准时间长度加随机时间长度，每次打开与关闭的随机时间长度均不相等。

进一步地，光网络单元的信息包含光网络单元的状态信息和均衡时延参数。

进一步地，工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元，光网络单元将光网络单元的信息通知给保护端口的步骤包括：

工作端口向光网络单元发送物理层操作维护管理(Ploam)消息，在该Ploam消息中携带均衡时延参数；

光网络单元接收到Ploam消息后，向工作端口和保护端口发送Ploam消息的确认消息。

进一步地，一种无源光网络的保护系统，包括主用光线路终端、备用光线路终端和光网络单元，其中，主用光线路终端上设置有主用端口，备用光线路终端上设置有备用端口，主用端口和备用端口分别与光网络单元建立连接；

主用端口和备用端口，用于在与光网络单元建立连接后，进行端口状态的检测，当检测到端口告警时，交错在打开状态和关闭状态之间切换，在发现光网络单元时，保持端口当前的打开或关闭状态，处于打开状态的端口为工作端口，处于关闭状态的端口为保护端口，工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元；

光网络单元，用于在获知光网络单元的信息后，将光网络单元的信息通知给保护端口。

进一步地，主用端口和备用端口交错在打开状态和关闭状态之间切换包括：

主用端口和备用端口检测到端口告警时，若当前处于打开状态，则关闭端口，若当前处于关闭状态，则打开端口，并在打开或关闭一时间值后，进行打开与关闭的切换，其中，主用端口与备用端口打开和关闭的时间值并不相同。

进一步地，打开和关闭的时间值为基准时间长度加随机时间长度，每次打开与关闭的随机时间长度均不相等。

进一步地，光网络单元的信息包含光网络单元的状态信息和均衡时延参数。

进一步地，工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元，光网络单元将光网络单元的信息通知给保护端口包括：

工作端口向光网络单元发送物理层操作维护管理(Ploam)消息，在该Ploam消息中携带均衡时延参数；

光网络单元接收到Ploam消息后，向工作端口和保护端口发送Ploam消息的确认消息。

综上所述，本发明根据PON口的告警信息来控制其状态，进行PON口的状态切换，并且通过ONU进行两个PON口的ONU信息的同步，ONU信息包含ONU的状态和Eqd等信息，从而实现跨网元的快速倒换，采用本发明所述方法，能够简单有效地实现跨OLT的快速倒换。

附图说明

图1为本发明实施方式的无源光网络的保护方法的流程图；

图2为本发明示例的GPON中保护方法的流程图；

图3为本发明实施方式的无源光网络的保护系统的架构图。

具体实施方式

在对无源光网络进行跨网元保护时，由于两个网元处于相对独立的状态，两个PON口分别在不同网元上，因此不能进行统一管理。这样就存在以下两个问题：

第一，工作口和保护口均不知道对方处于关闭还是打开状态，因此，无法判断自身需要处于何种状态，由于需要工作口处于打开状态，保护口处于关闭状态，ONU才能正常上线，当两个PON口同时处于打开或者关闭的状态时，将会导致ONU无法稳定地上线。

第二，保护口并不清楚ONU的工作状态，工作口与保护口之间无法实现ONU状态的实时同步，导致倒换后，ONU不能快速恢复。所以要进行快速倒换，就要保证工作口和保护口的ONU状态和Eqd的同步，否则，倒换之后的测距过程中，要对全部ONU进行重新测距，这必将导致ONU掉线。

本实施方式根据PON口的告警信息来控制其状态，进行PON口的状态切换，并且通过ONU进行两个PON口的ONU信息的同步，ONU信息包含ONU的状态和Eqd等信息，从而实现跨网元的快速倒换。

图1为本实施方式实现无源光网络保护的方法，包括：

步骤101：PON口进行端口状态检测，当检测到端口告警时，如LOS(掉线)告警，该PON口在开关状态之间切换，在切换时，将开、关状态维持一时间值，使工作口和保护口在一段时间内的开、关状态是错开的，直到发现ONU，告警恢复；

由于作为工作口或保护口的PON口不知道相关联的PON口的工作状态，因此，在开关状态之间进行切换，在原工作口处于关闭状态，原保护口处于打开状态时，倒换完成，告警恢复。

处于打开状态的PON口能够向ONU发送消息，并能够接收ONU发送的消息；处于关闭状态的PON口仅能接收ONU发送的消息，关闭状态的PON口可以通过接收ONU的消息发现ONU，并根据在指定时间内是否接收到ONU的消息确定端口的状态，产生LOS告警等。

步骤102：在ONU上线后，当前的工作口定时向ONU发送ONU信息，ONU将收到的ONU信息发送给相连的工作口和保护口。

本实施方式通过在ONU上线后，将ONU的状态和Eqd等信息发送给ONU，再由ONU发送给工作口和保护口，实现将ONU信息同步给保护口。对于上报消息，ONU采用统一处理，不区分工作口和保护口，通过在OLT侧进行处理，工作口忽略此消息，保护口把ONU信息保存下来。

下面以GPON中主用光线路终端(OLT1)上的主用端口P1作为工作口，备用光线路终端(OLT2)上的备用端口P2作为保护口为例，进一步说明本发明的实施例，包括：

步骤201：P1和P2检测到LOS状态时，OLT1和OLT2进入保护切换状态，OLT1和OLT2采用表1所示的时间窗口打开光模块发现ONU，发现ONU时，打开的PON口作为工作口，关闭的PON口作为保护口；

表1

表1中，T1～Tn表示一指定的基准时间长度，Δ1～Δn表示随机时间长度，每次打开和关闭所取的随机时间长度均不相同。当OLT检测到LOS状态时，若该OLT的端口的状态为打开，则按照OLT1执行端口关闭(OFF)和打开(ON)的操作，首先将端口关闭，关闭时间为T1+Δ1(Δ1表示随机取时间值，每次取的值并不相同)。如果OLT检测到LOS状态时，端口状态为OFF，则按照OLT2执行端口打开和关闭的操作，首先将端口关闭，关闭的时间为T1+Δ1(Δ1表示随机取时间值，每次取的值并不相同)。

由于OLT1和OLT2打开光模块的时间彼此隔开，因此，可以保证下行光信号有一段时间不会冲突，即满足在某一段时间一端口处于打开状态，一端口处于关闭状态。

假定T1时间OLT1和OLT2发现了ONU，此时，OLT1和OLT2进入非LOS状态，由于T1时间段是OLT2的PON口打开，因此，OLT2进入主用工作状态，OLT1进入备用工作状态。

进入主用工作状态和备用工作状态的PON口不再按表1的方式进行打开和关闭的切换，而是保持状态，打开的PON口继续接受其它ONU上线，同时开始转发业务；关闭的PON口将下行发送一直关闭，只接收上行光信号，对主干光纤的状态进行检测。

步骤202：作为主用工作口的PON口，在ONU管理控制通道OMCC(Optical Network Unit Management and Control Channel)建立成功后，对该PON口下所有ONU发送一个包含Eqd值的物理层操作维护管理Ploam消息(Physical Layer OAM)；

步骤203：ONU接收到Ploam消息后，向工作口和保护口发送对Ploam消息的确认消息，在该确认消息中携带Eqd值。

ONU仅在处于O5状态时才响应Ploam消息，因此，保护口接收到Ploam消息的确认消息后，即可获知ONU处于05状态，并能够从消息中获知Eqd值。

在工作口可以采用定时的方式同步Eqd，保证工作口与保护口的同步。

本实施方式中定义PLOAM消息的消息号为0x89，PLOAM消息具体结构如表2所示：

表2

ONU接受到PLOAM消息后返回的对PLOAM消息的ACK的具体结构如表3所示：

图3为本实施方式的无源光网络的保护系统，包括：主用光线路终端、备用光线路终端和光网络单元，其中，主用光线路终端上设置有主用端口，备用光线路终端上设置有备用端口，主用端口和备用端口分别与光网络单元建立连接；

主用端口和备用端口，用于在与光网络单元建立连接后，进行端口状态的检测，当检测到端口告警时，交错在打开状态和关闭状态之间切换，在发现光网络单元时，保持端口当前的打开或关闭状态，处于打开状态的端口为工作端口，处于关闭状态的端口为保护端口，工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元；光网络单元的信息包含光网络单元的状态信息和均衡时延参数。

光网络单元，用于在获知光网络单元的信息后，将光网络单元的信息通知给保护端口。

主用端口和备用端口交错在打开状态和关闭状态之间切换包括：主用端口和备用端口检测到端口告警时，若当前处于打开状态，则关闭端口，若当前处于关闭状态，则打开端口，并在打开或关闭一时间值后，进行打开与关闭的切换，其中，主用端口与备用端口打开和关闭的时间值并不相同。打开和关闭的时间值为基准时间长度加随机时间长度，每次打开与关闭的随机时间长度均不相等。

工作端口将光网络单元的信息通知给光网络单元，光网络单元将光网络单元的信息通知给保护端口包括：工作端口向光网络单元发送Ploam消息，在该Ploam消息中携带均衡时延参数；光网络单元接收到Ploam消息后，向工作端口和保护端口发送Ploam消息的确认消息。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块、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，或者将它们的多个模块或者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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无源光网络的保护方法，包括：

主用端口和备用端口在与光网络单元建立连接后，进行端口状态的检测，当检测到端口告警时，两端口交错在打开状态和关闭状态之间切换，在所述主用端口或备用端口发现光网络单元时，保持端口当前的打开或关闭状态，处于打开状态的端口为工作端口，处于关闭状态的端口为保护端口；

所述工作端口将光网络单元的信息通知给所述光网络单元，所述光网络单元将所述光网络单元的信息通知给所述保护端口。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两端口交错在打开状态和关闭状态之间切换的步骤包括：

所述主用端口和备用端口检测到端口告警时，若当前处于打开状态，则关闭端口，若当前处于关闭状态，则打开端口，并在打开或关闭一时间值后，进行打开与关闭的切换，其中，所述主用端口与备用端口打开和关闭的时间值并不相同。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述打开和关闭的时间值为基准时间长度加随机时间长度，每次打开与关闭的随机时间长度均不相等。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光网络单元的信息包含光网络单元的状态信息和均衡时延参数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工作端口将光网络单元的信息通知给所述光网络单元，所述光网络单元将所述光网络单元的信息通知给所述保护端口的步骤包括：

所述工作端口向所述光网络单元发送物理层操作维护管理(Ploam)消息，在该Ploam消息中携带所述均衡时延参数；

所述光网络单元接收到所述Ploam消息后，向所述工作端口和保护端口发送所述Ploam消息的确认消息。

6.一种无源光网络的保护系统，包括主用光线路终端、备用光线路终端和光网络单元，其中，所述主用光线路终端上设置有主用端口，备用光线路终端上设置有备用端口，所述主用端口和备用端口分别与所述光网络单元建立连接；

所述主用端口和备用端口，用于在与所述光网络单元建立连接后，进行端口状态的检测，当检测到端口告警时，交错在打开状态和关闭状态之间切换，在发现光网络单元时，保持端口当前的打开或关闭状态，处于打开状态的端口为工作端口，处于关闭状态的端口为保护端口，所述工作端口将光网络单元的信息通知给所述光网络单元；

所述光网络单元，用于在获知所述光网络单元的信息后，将所述光网络单元的信息通知给所述保护端口。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主用端口和备用端口交错在打开状态和关闭状态之间切换包括：

所述主用端口和备用端口检测到端口告警时，若当前处于打开状态，则关闭端口，若当前处于关闭状态，则打开端口，并在打开或关闭一时间值后，进行打开与关闭的切换，其中，所述主用端口与备用端口打开和关闭的时间值并不相同。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述打开和关闭的时间值为基准时间长度加随机时间长度，每次打开与关闭的随机时间长度均不相等。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光网络单元的信息包含光网络单元的状态信息和均衡时延参数。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述工作端口将光网络单元的信息通知给所述光网络单元，所述光网络单元将所述光网络单元的信息通知给所述保护端口包括：

所述工作端口向所述光网络单元发送物理层操作维护管理(Ploam)消息，在该Ploam消息中携带所述均衡时延参数；

所述光网络单元接收到所述Ploam消息后，向所述工作端口和保护端口发送所述Ploam消息的确认消息。

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