CN106301536A - 一种无源光网络保护倒换方法、装置及系统 - Google Patents

一种无源光网络保护倒换方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种无源光网络保护倒换的方法和装置及系统，包括监控各个传输容器的缓存队列；当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至光网络单元，所述通知消息用于指示所述ONU至少将部分业务由主用链路切换到备用链路。通过本发明实施例提供的基于上行流量拥塞情况进行保护倒换，当主用链路出现了上行流量拥塞时，OLT指示ONU将所有T-CONT或部分T-CON倒换到备用链路，从而提高上行带宽利用率，解决上行流量拥塞的问题。

Description

一种无源光网络保护倒换方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种无源光网络保护倒换方法和装置及系统。
背景技术
随着光通信技术的迅速发展，无源光网络(Passive Optical Network，简称为“PON”)系统在光通信技术中的应用越来越广。PON系统可以包括时分复用(Time Division Multiplexing，简称为“TDM”)PON、吉比特无源光网络(GigabitPassive Optical Network，简称为“GPON”)、以太网无源光网络(Ethernet PassiveOptical Network，简称为“EPON”)、时分波分复用(Time Wavelength DivisionMultiplexing，简称为“TWDM”)PON、点对点(Point to Point，简称为“PtP”)波分复用(Wavelength Division Multiplexing，简称为“WDM”)PON等。
如图1所示，对于每种类型的PON系统，该PON系统都可以包括：位于中心局的光线路终端(Optical Line Terminal，简称为“OLT”)、包括无源光器件的光分配网络(Optical Distribution Network，简称为“ODN”)、以及位于用户端的光网络单元(Optical Network Unit，简称为“ONU”)/光网络终端(Optical NetworkTerminal，简称为“ONT”)，其中，可以用ONU指代ONU或ONT。
OLT为PON系统提供网络侧接口，连接一个或多个ODN。ONU为PON系统提供用户侧接口，与ODN相连。如果ONU直接提供用户端口功能，如个人电脑(Personal Computer，PC)上网用的以太网用户端口，则称为ONT。无特殊说明，下文提到的ONU统指ONU和ONT。ODN是由光纤和无源分光器件组成的网络，用于连接OLT设备和ONU设备，用于分发或复用OLT和ONU之间的数据信号。在PON系统中，从OLT到ONU称为下行；反之，从ONU到OLT为上行。
为了防止主用链路上出现故障导致业务中断，PON提供了保护倒换的架构，一旦主用链路出现故障，立即将业务流切换到备用链路上，防止业务中断。为此，在国际电信联盟远程通信标准化组(ITU Telecommunication StandardizationSector，简称为“ITU-T”，其中，International Telecommunication Union简称为“ITU”)制定的标准G.984.1中，明确定义了基于ONU的Type C保护倒换架构，如图2所示。Type C保护是指在GPON网络中每个ONU具有双PON口，主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余保护。GPON Type C保护对ODN网络提供了高可靠性，确保业务不中断。Type C保护相对于Type B保护具有更高的可靠性，当某一部件发生故障，可以自动切换到另外一路光纤。当原故障链路的故障恢复后，可以实现业务自动回切到原故障链路上。
由于PON系统的上行时分复用的特点，每个PON端口下连接的ONU共享上行带宽，PON系统定义了上行的动态带宽分配(Dynamic BandwidthAssignment，DBA)算法，每个ONU可以定义多个传输容器(TransmissionContainer，T-CONT)，以T-CONT作为上行带宽分配的最小粒度单元。T-CONT的宽带类型分为固定类型(Fixed Bandwidth，FB)、保证带宽(Assured Bandwidth，AB)、非保证带宽(Non-Assured Bandwidth，NAB)、尽力而为带宽(Best-EffortBandwidth，BE)。T-CONT包含5种类型，不同的T-CONTs具有不同的带宽分配方式，可以满足不同业务对时延、抖动、丢包率的不同服务质量(Quality ofService，QoS)要求。具体如下：
类型1的特点是固定带宽、固定时隙，对应固定带宽分配，适应对时延敏感的业务，如语音业务。
类型2的特点是固定带宽、不固定时隙，对应保证带宽分配，适应对抖动要求不高的固定带宽业务，如视频点播业务。
类型3的特点是有最小带宽保证又能够动态共享富余带宽，并有最大带宽的约束，对应非保证带宽分配，适合于有服务保证要求而又突发流量较大的业务，比如下载业务。
类型4的特点是尽力而为，无带宽保证，适合于时延和抖动要求不高的业务，如WEB浏览业务。
类型5是组合类型，在分配完保证和非保证带宽后，额外的带宽需求尽力而为进行分配。
当PON端口下出现上行流量拥塞，即一个PON端口下的所有T-CONTs的上行流量需求大于整个PON端口的上行带宽时，此时PON系统不能保证类型3～类型5的T-CONTs能够分配到非保证带宽和尽力而为带宽，从而降低了ONU的上行速率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种保护倒换的方法和装置及系统，能够基于上行流量拥塞情况进行保护倒换，当OLT检测到配置了Type C保护的ONU主用链路出现了上行流量拥塞时，可以通知ONU将所有T-CONTs或部分T-CONT倒换到备用链路，从而提高上行带宽利用率，解决上行流量拥塞的问题，使得T-CONT的所有类型的上行带宽都可以获得带宽分配。
第一方面，本发明实施例提供了一种无源光网络保护倒换的方法，包括监控各个传输容器的缓存队列；当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述预配置的带宽是非保证带宽或者尽力而为带宽。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述通知消息为物理层操作管理维护PLOAM消息。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述PLOAM消息的消息内容字段携带用于标识上行是否拥塞的标识信息。
第二方面，本发明实施例提供一种光线路终端，包括监控模块，用于监控各个传输容器的缓存队列；通知模块，用于当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述预配置的带宽是非保证带宽或者尽力而为带宽。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述通知消息为物理层操作管理维护PLOAM消息。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述PLOAM消息的消息内容字段携带用于标识上行是否拥塞的标识信息。
第三方面，本发明实施例提供一种无源光网络系统，包括光线路终端OLT和光网络单元ONU，其中，所述OLT和ONU通过光分配网络ODN相连，包括光线路终端，用于监控各个传输容器的缓存队列，当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路；光网络单元，用于接收所述通知消息，并将至少部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述预配置的带宽是非保证带宽或者尽力而为带宽。
结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，所述通知消息为物理层操作管理维护PLOAM消息。
结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，所述PLOAM消息的消息内容字段携带用于标识上行是否拥塞的标识信息。
相较于现有技术，本发明通过实时监控各个T-CONT的缓存队列，当检测到上行带宽需求无法得到满足时，则认为上行拥塞，OLT通知ONU至少将部分业务切换到主用链路或者部分流量负载均衡，使得该ONU的全部或者部分T-CONT在备用链路继续发送。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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，还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是GPON系统架构示意图；
图2是Type C保护倒换架构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种保护倒换的方法流程示意图；
图4是本发明另一实施例提供的一种光线路终端结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例还能以在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
请参阅图3，本发明实施例提供一种无源光网络保护倒换的方法，包括：
S101，监控各个传输容器的缓存队列。
具体地，由OLT的媒体接入控制模块(Media Access Control，MAC)负责实时监控各个T-CONT的缓存队列。
S102，当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，所述OLT发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
其中，所述至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路，具体包括：
将所有传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路；或者只将该传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
具体地，所述带宽为非保证带宽Non-Assured或者尽力而为Best-effort带宽。
具体地，所述通知消息为物理层管理控制消息(Physical Layer OperationAdministration and Maintenance，PLOAM)。
其中，PLOAM消息格式如下表所示：
字节 名称 描述
1-2 ONU-ID ONU标识
3 消息ID 消息标识
4 消息编号 消息编号
5-40 消息内容 承载具体的内容
41-48 MIC 用于消息的完整性检测
比如，一种具体的实现方式中，设置PLOAM消息的消息ID字段为246，用于标识该PLOAM消息为上行拥塞消息。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在PLOAM消息内容字段中，通过扩展保留位中的某一个或多个比特来标识上行是否出现拥塞，具体地，当该比特为1时，标识当前上行拥塞；当该比特为0时，标识上行链路正常。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在消息内容字段中，设置一个或多个字段用于标识拥塞的时间长短。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在消息内容字段中，设置多个比特位来标识平均单帧拥塞字节数。
应当理解，本领域普通技术人员可以根据现有PLOAM消息的格式设计出多种具体地实现方式，本发明实施例应当包括所有可能的扩展方式，这里不再一一列举。
当各个传输容器中的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，可以视为当前上行拥塞。如果OLT持续监测到上行拥塞，将视为当前主用链路上行宽带紧张，OLT发送通知消息至ONU，指示ONU将至少部分业务报文从主用链路切换到备用链路上继续工作。
其中，所述OLT持续监测到上行拥塞，可以是OLT在某一个持续的时间内监测到拥塞发生的次数达到预先设定的阈值。
可选地，如果OLT采用上述步骤101～步骤102的方法监测到备用链路也同时存在上行拥塞，则停止Type C保护倒换。
本发明通过实时监控各个T-CONT的缓存队列，当OLT检测到上行带宽需求无法得到满足时，则认为上行拥塞，通知ONU至少将部分业务切换到备用链路，使得该ONU的全部或者部分T-CONT在备用链路继续发送，从而提高上行带宽利用率，解决上行流量拥塞的问题。
实施例二
本发明实施例提供一种光线路终端，包括：
监控模块，用于监控各个传输容器的缓存队列；
通知模块，用于当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
其中，所述至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路，具体包括：
将所有传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路；或者，只将该传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
具体地，所述带宽为非保证带宽Non-Assured或者尽力而为Best-effort带宽。
具体地，所述通知消息为物理层管理控制消息(Physical Layer OperationAdministration and Maintenance，PLOAM)。
其中，PLOAM消息格式如下表所示：
字节 名称 描述
1-2 ONU-ID ONU标识
3 消息ID 消息标识
4 消息编号 消息编号
5-40 消息内容 承载具体的内容
41-48 MIC 用于消息的完整性检测
比如，一种具体的实现方式中，设置PLOAM消息的消息ID字段为246，用于标识该PLOAM消息为上行拥塞消息。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在PLOAM消息内容字段中，通过扩展保留位中的某一个或多个比特来标识上行是否出现拥塞，具体地，当该比特为1时，标识当前上行拥塞；当该比特为0时，标识上行链路正常。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在消息内容字段中，设置一个或多个字段用于标识拥塞的时间长短。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在消息内容字段中，设置多个比特位来标识平均单帧拥塞字节数。
应当理解，本领域普通技术人员可以根据现有PLOAM消息的格式设计出多种具体地实现方式，本发明实施例应当包括所有可能的扩展方式，这里不再一一列举。
当各个传输容器中的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，可以视为当前上行拥塞。如果OLT持续监测到上行拥塞，将视为当前主用链路上行宽带紧张，OLT发送通知消息至ONU，指示ONU将至少部分业务报文从主用链路切换到备用链路上继续工作。
其中，所述OLT持续监测到上行拥塞，可以是OLT在某一个持续的时间内监测到拥塞发生的次数达到预先设定的阈值。
本发明通过实时监控各个T-CONT的缓存队列，当OLT检测到上行带宽需求无法得到满足时，则认为上行拥塞，通知ONU至少将部分业务切换到备用链路，使得该ONU的全部或者部分T-CONT在备用链路继续发送，从而提高上行带宽利用率，解决上行流量拥塞的问题。
实施例三
本发明实施例提供一种无源光网络系统，包括：
光线路终端，用于监控各个传输容器的缓存队列，当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路；
光网络单元，用于接收所述通知消息，根据所述通知消息的指示将至少部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
其中，所述预配置的带宽为非保证带宽或者尽力而为带宽。
具体地，所述通知消息为物理层管理控制消息(Physical Layer OperationAdministration and Maintenance，PLOAM)。
其中，PLOAM消息格式如下表所示：
字节 名称 描述
1-2 ONU-ID ONU标识
3 消息ID 消息标识
4 消息编号 消息编号
5-40 消息内容 承载具体的内容
41-48 MIC 用于消息的完整性检测
比如，一种具体的实现方式中，设置PLOAM消息的消息ID字段为246，用于标识该PLOAM消息为上行拥塞消息。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在PLOAM消息内容字段中，通过扩展保留位中的某一个或多个比特来标识上行是否出现拥塞，具体地，当该比特为1时，标识当前上行拥塞；当该比特为0时，标识上行链路正常。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在消息内容字段中，设置一个或多个字段用于标识拥塞的时间长短。
还比如，在另一种具体的实现方式中，在消息内容字段中，设置多个比特位来标识平均单帧拥塞字节数。
应当理解，本领域普通技术人员可以根据现有PLOAM消息的格式设计出多种具体地实现方式，本发明实施例应当包括所有可能的扩展方式，这里不再一一列举。
当各个传输容器中的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，可以视为当前上行拥塞。如果OLT持续监测到上行拥塞，将视为当前主用链路上行宽带紧张，OLT发送通知消息至ONU，指示ONU将至少部分业务报文从主用链路切换到备用链路上继续工作。
其中，所述OLT持续监测到上行拥塞，可以是OLT在某一个持续的时间内监测到拥塞发生的次数达到预先设定的阈值。
本发明通过实时监控各个T-CONT的缓存队列，当OLT检测到上行带宽需求无法得到满足时，则认为上行拥塞，通知ONU至少将部分业务切换到备用链路，使得该ONU的全部或者部分T-CONT在备用链路继续发送，从而提高上行带宽利用率，解决上行流量拥塞的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种无源光网络保护倒换的方法，其特征在于，所述方法包括：
监控各个传输容器的缓存队列；
当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预配置的带宽是非保证带宽或者尽力而为带宽。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通知消息为物理层操作管理维护PLOAM消息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PLOAM消息的消息内容字段携带用于标识上行是否拥塞的标识信息。
5.一种光线路终端，其特征在于，包括：
监控模块，用于监控各个传输容器的缓存队列；
通知模块，用于当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
6.根据权利要求5所述的光线路终端，其特征在于，所述预配置的带宽为非保证带宽或者尽力而为带宽。
7.根据权利要求5或6所述的光线路终端，其特征在于，所述通知消息为物理层操作管理维护PLOAM消息。
8.根据权利要求7所述的光线路终端，其特征在于，所述PLOAM消息的消息内容字段携带用于标识上行是否拥塞的标识信息。
9.一种无源光网络系统，包括光线路终端OLT和光网络单元ONU，其中，所述OLT和ONU通过光分配网络ODN相连，其特征在于，包括：
光线路终端，用于监控各个传输容器的缓存队列，当所述各个传输容器的至少一个传输容器的上行带宽小于该传输容器预配置的带宽并且小于该传输容器的缓存队列时，发送通知消息至ONU，所述通知消息用于指示ONU至少将部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路；
光网络单元，用于接收所述通知消息，根据所述通知消息的指示将至少部分传输容器对应的业务从主用链路切换到备用链路。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述预配置的带宽为非保证带宽或者尽力而为带宽。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述通知消息为物理层操作管理维护PLOAM消息。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述PLOAM消息的消息内容字段携带用于标识上行是否拥塞的标识信息。
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