CN105122834B - 通信网络和操作通信网络的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合光纤‑铜接入网络，其中，主OLT经由多个点到点光纤连接将数据发送到DSLAM。提供了备用OLT，该备用OLT具有到DSLAM的多个点到多点光纤连接。在故障的情况下，数据可以经由备用OLT和点到多点光纤连接被发送到DSLAM中的一些。在排除故障之后，网络可以恢复到其正常状态，并且经由主OLT和多个点到点光纤连接将数据发送到DSLAM。

Description

通信网络和操作通信网络的方法
技术领域
本发明涉及通信网络，并且更具体地涉及使用数字用户线(DSL)技术的通信网络。
背景技术
非对称数字用户线(ADSL)系统使得数据能够跨一对金属双绞(通常为铜)线被发送到用户端。认为，很可能利用ADSL的现代变型获得的最大传输性能是24Mbps的下载数据速率和约3Mbps的上传速率。这样的数据速率取决于从用户端到电话局的金属双绞线的长度，并且因此很多用户将以非常低的数据速率接收服务。
为了提高数据速率，已经将光纤安装到接入网络中。最大数据速率很可能使用诸如无源光网络(PON)的光纤到户(FTTP)网络来提供，但是，向用户端提供光纤涉及巨大成本。已知光纤到交换箱(FTTCab)网络提供有吸引力的解决方案，其在不要求如FTTP网络那样巨大投资的情况下，向用户提供高数据速率服务。典型地，在FTTCab网络中，超高速比特速率数字用户线(VDSL)系统被用于针对金属双绞线缆上的上传和下载，提供40Mbps及更高的数据速率。相信，对VDSL系统的改进可以提供超过100Mbps的数据速率。
图1示出已知的FTTCab网络10的示意图，FTTCab网络10包括核心网节点100、光线路终端200和多个交换箱300，该网络被用于给多个家用(和/或商用)端400服务。核心网通过光纤电缆150连接到光线路终端(OLT)。发送到OLT 200的数据由第一OLT线路卡205接收，并且由多个第二OLT线路卡210解复用。每个交换箱都具有到OLT的点到点光纤连接250，每个交换箱都连接到多个第二OLT线路卡210中的一个专用OLT线路卡。每个交换箱都包括用于从OLT接收光信号并且将光信号转换为电信号的线路卡310。每个交换箱还包括DSLAM(数字用户线分插复用器)320，其控制来自OLT的下行数据业务，使得下行数据业务被路由到用于将交换箱连接到多个用户端400的合适铜传输线350。DSLAM 320还将在铜传输线350上从每个用户端接收到的上行数据组合，使得该上行数据能够在光纤电缆250上被发送到OLT。
为了清楚起见，仅交换箱300中的一个交换箱被示出为连接到用户端。将理解，OLT能够支持远远多于4个交换箱，并且每个交换箱可以给大量用户端服务。
可见，以上参考图1描述的网络具有有限适应力。如果将OLT连接到交换箱的光纤链路250中的一条光纤链路被断开，或者给交换箱服务的线路卡发生故障，则由该交换箱服务的所有用户将失去服务。更显著地，对于由OLT 200服务的所有用户，OLT 200的问题将导致服务的丢失，或者服务质量的降低。
图2示出具有改进的适应力的可选FTTCab网络10a的示意图。可以看出，图2的网络与以上参考图1描述的网络的不同之处在于，增加了第二OLT 200'。第二OLT200'与第一OLT200相同，并且具有到核心节点100的光纤连接150'。第二OLT中的多个第二OLT线路卡210'经由专用光纤连接250'被连接到每个交换箱300。使每个交换箱适于包括分别连接到第一OLT 200和第二OLT 200'的第一线路卡310和第二线路卡312。
在使用时，OLT中的一个OLT将被指定为活动OLT并且其他OLT将被指定为备用OLT。在正常操作时，所有下行数据都从活动OLT被发送到交换箱，并且上行数据都从交换箱被路由到活动OLT。在阻止数据被发送到一个或多个交换箱或者从一个或多个交换箱发送数据的故障(诸如，电缆断开或设备故障)的情况下，将经由备用OLT路由数据，直至故障被排除为止。第一OLT和第二OLT可以被共定位，然而，优选的是，它们分离例如至少10km，使得灾难性事件(诸如，火灾或者地震)不太可能同时影响两个OLT。为了改进的适应力，两个OLT可以具有到第二核心节点(未示出)的冗余光纤连接。
尽管将想到，不能依靠这样的架构来防止大量潜在故障，例如DSLAM故障、或者将交换箱连接到用户端的铜线的切断，但是这样的网络架构改进了网络的适应力。
IEEE通信杂志，2012年9月，第5卷，第9期，第118-126页中，Hajduczenia等人的“Resilience and service protection for Ethernet passive optical networks inSIEPON”公开了多个弹性无源光网络(PON)。未公开与FTTCab网络有关的内容。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种通信网络，该通信网络包括：主初级网络节点，其经由多个点到点光纤连接，连接到多个次级网络节点；以及备用初级网络节点，其经由多个点到多点光纤连接，连接到多个次级网络节点。
通过使用用于备用初级节点的点到多点网络架构，可以以显著降低的成本提供到次级节点的冗余连接。例如，与在主OLT中要求的多个端口相比，在备用OLT中仅需要一个端口，并且伴随连接到次级节点所要求的基础设施工作量和光纤电缆敷设的可能减少。
优选地，该多个点到多点光纤连接包括PON。PON可以包括与PON OLT共定位的初级光分路器。另选地，初级光分路器可以与多个次级网络节点中的一个次级网络节点共定位。PON还可以包括一个或多个次级光分路器。
在使用时，在检测到故障事件的情况下，可以通过经由主初级网络节点将数据发送到多个次级网络节点，并且经由备用初级网络节点将数据发送到多个次级网络节点中的一个或多个次级网络节点来操作网络。
根据本发明的第二方面，提供一种操作通信网络的方法，该方法包括以下步骤：i)在正常操作模式下，经由多个点到点光纤连接，将数据从主初级网络节点发送到多个次级网络节点；以及ii)如果检测到故障情况，则切换至备份操作模式，在备份操作模式下，经由点到多点光纤连接，将数据从备用初级网络节点发送到多个次级网络节点中的一个或多个次级网络节点。
优选地，该方法还包括以下步骤：iii)在故障情况被排除之后，恢复到正常操作模式，使得经由多个点到点光纤连接，将数据从主初级网络节点发送到多个次级网络节点中的每个次级网络节点。
附图说明
现在将参照附图，仅通过举例来描述本发明的实施方式，其中：
图1示出已知的FTTCab网络的示意图；
图2示出已知的弹性FTTCab网络的示意图；
图3示出根据本发明的一个方面的弹性FTTCab网络的示意图；
图4示出根据本发明的可选实施方式的弹性FTTCab网络的示意图；以及
图5示出根据本发明的又一实施方式的弹性FTTCab网络的示意图，其中，初级光分路器与交换箱中的一个共定位。
具体实施方式
图3示出根据本发明的实施方式的弹性FTTCab网络10b的示意图。网络10b包括连接到核心节点100的备用OLT 500，备用OLT 500具有接收在光纤链路150'上发送的信号的线路卡505。多路复用器520转换从核心节点接收的信号，并且针对将经由无源光网络(PON)发送到交换箱的第二线路卡的数据执行任何必要处理。PON线路卡510在初级PON光纤连接上将数据发送到光分路器530，光分路器530具有多个光输出(通常为8、16或者32个光输出)。每个交换箱都包括点到点端口310和PON端口315。点到点端口310包括光千兆以太网(GbE)连接，并且PON端口315包括远程光网络单元(ONU)。远程ONU经由PON光纤连接550连接到光分路器输出。远程ONU可以被提供为SFP(小型可插拔式)收发器，使得其能够物理安装到光学GbE端口中。
在正常使用时，所有数据都经由活动OLT 200和点到点光纤连接250，从核心节点被路由到交换箱，并且因此被路由到用户端。在网络或者设备故障的情况下，备用PON OLT和受影响的交换箱的PON线路卡能够被激活，并且数据能够经由备用PON OLT 500、光分路器530和PON光纤连接550，在核心节点和那些受影响的交换箱之间被路由。一旦故障被排除(例如，通过替换有缺陷的线路卡或者通过维修切断的电缆)，则系统将恢复到其活动状态，经由活动OLT 200和点到点光纤连接250在核心节点和多个交换箱中的每个交换箱之间路由业务。
典型地，这样的故障事件极少发生，并且因而由于在这样的OLT中必须部署的端口的数量，导致在使用点到点网络提供备用OLT时的巨大成本。由于基于PON的备用OLT要求更少的端口，这提供了显著成本节省。
备用PON网络可以包括位于光分路器530下行的一个或多个次级光分路器。可以提供这些次级光分路器，以增加可以由PON线路卡服务的交换箱的数量。
PON线路卡优选是GPON线路卡，其使得利用32路分路在20km的距离以达到2.5Gb/s的数据速率下行发送(在上行中，达到1.25GB/s)。将理解，在活动OLT 200完全故障的情况下，备用PON OLT 500将不能提供像在正常操作情况下在点到点光纤链路上由活动OLT正常提供的那么大的带宽。然而，这样的灾难性事件被认为是不太可能的，并且相信最可能的故障事件是点到点光纤链路中的一条点到点光纤链路的切断或者交换箱中点到点线路卡中的一个点到点线路卡故障。即使活动OLT完全故障，仍然可以给用户端提供服务，尽管数据速率低于正常速率。将理解，对GPON的增强(诸如，XGPON标准(还已知为10G-PON)，其可以提供10Gb/s下行并且达到2.5GB/s上行)可以用作备选方案。
将理解，光分路器需要位于外部位置，例如，在地下室或者路边的箱子内。在一些情形下，可能不能将光分路器安装在所有交换箱都能够被有效服务的合适位置。图4示出根据本发明的另选实施方式的弹性FTTCab网络10c的示意图，其中，光分路器530与PON线路卡510共定位在备用OLT内。然后，光分路器530的输出经由各自PON光纤连接550被连接到PON端口315。
可能必须使用一个或多个次级分路器(未示出)给所要求数量的交换箱服务。这些次级分路器可以位于PON线路卡和交换箱之间的网络位置。另选地，一个或多个次级分路器可以与初级光分路器和PON线路卡共定位在备用PON OLT中。
图5示出根据本发明的又一实施方式的弹性FTTCab网络10d的示意图，其中，初级光分路器与交换箱中的一个共定位。初级光分路器经由光纤连接550被连接到PON OLT。另外，初级光分路器还经由又一光纤连接，被连接到一个或多个其他交换箱(或者一个或多个次级光分路器)。这样的网络可以证明在PON OLT和交换箱之间没有合适位置来容纳初级光分路器的情况下有利的，并且在初级光分路器与PON OLT共定位的情况下，这样的网络是以上参考图4和5描述的网络的可选方案。交换箱和初级光分路器的共定位可能涉及分路器在交换箱内的直接安装。然而，VDSL交换箱设计倾向于最大化交换箱内的可用空间的利用，并且因此共定位的分路器可以被安装在邻近交换箱或交换箱附近的路边箱子中。
将想到，尽管先前论述集中于FTTCab网络架构，但是本发明也可以应用到其他混合光纤-铜接入网络架构，例如，光纤到节点、光纤到分配点等。
总之，本发明提供了一种混合光纤-铜接入网络，其中，主OLT经由多个点到点光纤连接将数据发送到多个DSLAM。提供备用OLT，备用OLT具有到多个DSLAM的多个点到多点光纤连接。在故障的情况下，数据可以经由备用OLT和点到多点光纤连接被发送到一些DSLAM。在故障排除之后，网络可以恢复到其正常状态，并且经由主OLT和多个点到点光纤连接，将数据发送到DSLAM。只有那些具有受故障影响的点到点连接的DSLAM具有经由备用OLT重新路由的业务。

Claims (12)

1.一种通信网络，该通信网络包括：
主初级网络节点，该主初级网络节点包括主光线路终端OLT，该主初级网络节点经由多个点到点光纤连接而连接到多个次级网络节点，各次级网络节点包括光网络单元/终端ONU/ONT；以及
备用初级网络节点，该备用初级网络节点经由多个点到多点光纤连接而连接到所述多个次级网络节点，该备用初级网络节点包括备用OLT。
2.根据权利要求1所述的通信网络，其中，所述多个点到多点光纤连接包括无源光网络PON。
3.根据权利要求2所述的通信网络，其中，所述PON包括与PON光线路终端OLT共定位的初级光分路器。
4.根据权利要求2所述的通信网络，其中，所述PON包括与所述多个次级网络节点中的一个次级网络节点共定位的初级光分路器。
5.根据权利要求3所述的通信网络，其中，所述初级光分路器和所述PON OLT包括模式耦合接收器OLT。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的通信网络，其中，所述PON还包括一个或多个次级光分路器。
7.根据权利要求1所述的通信网络，其中，所述多个次级网络节点被进一步连接到多个金属通信链路。
8.根据权利要求1所述的通信网络，其中，所述多个次级网络节点中的每个次级网络节点包括数字用户线分插复用器。
9.根据权利要求1所述的通信网络，其中，所述通信网络包括光纤到交换箱网络架构。
10.根据权利要求1所述的通信网络，其中，在使用时，通过经由所述主初级网络节点将数据发送到所述多个次级网络节点，并且在检测到故障事件的情况下，经由所述备用初级网络节点将数据发送到所述多个次级网络节点中的一个或多个次级网络节点来操作所述通信网络。
11.一种操作通信网络的方法，所述方法包括以下步骤：
i)在正常操作模式下，经由多个点到点光纤连接，将数据从主初级网络节点发送到多个次级网络节点，该主初级网络节点包括主光线路终端OLT，各次级网络节点包括光网络单元/终端ONU/ONT；以及
ii)如果检测到故障情况，则切换到备份操作模式，在所述备份操作模式下，经由多个点到多点光纤连接，将数据从备用初级网络节点发送到多个次级网络节点中的一个或多个次级网络节点，该备用初级网络节点包括备用OLT。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
iii)在排除所述故障情况之后，恢复到所述正常操作模式，使得经由所述多个点到点光纤连接，将数据从所述主初级网络节点发送到所述多个次级网络节点中的每个次级网络节点。
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