CN108092709A

CN108092709A - 无源光网络中的保护倒换方法及光线路终端、光网络装置

Info

Publication number: CN108092709A
Application number: CN201611041430.3A
Authority: CN
Inventors: 耿丹; 马壮; 张伟良; 袁立权; 李明生
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2036-11-23
Also published as: CN108092709B

Abstract

本发明公开了一种无源光网络中的保护倒换方法及光线路终端、光网络装置，方法包括：第一光网络单元ONU在第一波长通道上进行数据传输，第二ONU在第二波长通道上进行数据传输或者处于准备状态；当所述第一ONU不能实现下行帧同步时，将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU上发送，完成保护倒换。本发明技术方案在PON系统没有故障时备用设备也会参与工作，有助于提升系统线路速率，增加带宽，降低成本。在发生故障后，可以实现保护倒换机制，提升了系统设备的利用效率。

Description

无源光网络中的保护倒换方法及光线路终端、光网络装置

技术领域

本发明涉及光通讯技术领域，特别是涉及一种无源光网络中的保护倒换方法及光线路终端、光网络装置。

背景技术

随着网络技术的发展，越来越多需要利用网络来传输大量的语音、数据、视频等业务，尤其是目前新出现的虚拟视频等新业务，对带宽的要求不断提高，40G速率的无源光网络(Passive Optical Network，PON)就是在这种需求下产生的。

PON系统的拓扑结构如图1所示，PON系统通常由局侧的光线路终端(OLT，OpticalLine Terminal)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit,ONU)和光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)组成，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。为了在节省光纤资源情况下提升线路速率，提出了在一根光纤中多个波长上同时传输数据，同一波长上不同ONU的数据下行采用时分复用方式，上行采用时分复用接入方式。这称为波分时分PON系统，拓扑结构如图2所示，PON系统中一些重要业务在网络发生故障时，也要保证业务的正常进行，因此PON系统中对此需求提出了PON的保护倒换技术，PON的保护倒换技术就是在系统中增加了冗余的设备或者ODN，从而保证在OLT、ONU或者ODN发生故障时，业务切换到冗余的设备和/或路径上，保证业务的不中断或者快速恢复。通常有类型B(type B)的保护倒换和类型C(type C)的保护倒换。类型B的保护倒换的架构如图3所示，在类型B的保护中，OLT部分有工作OLT和备用OLT，在PON系统正常时，工作OLT和所有ONU通信，当工作OLT发生故障时，业务从工作OLT倒换到备用OLT上，备用OLT开始接管所有ONU，和ONU进行通信，保证PON的业务不中断或者快速恢复，在类型B的保护倒换中只能保护OLT发生故障的情况。类型C的保护倒换如图4所示，在类型C的保护倒换中，OLT部分有工作OLT和备用OLT，ONU部分有工作ONU和备用ONU，ODN部分有工作ODN和备用ODN，主用OLT通过主用ODN连接主用ONU，备用OLT通过备用ODN连接备用ONU。系统正常工作时，主用OLT和主用ONU之间通信，当主用OLT、主用ODN或者主用ONU发生故障时，在OLT侧，业务从主用OLT倒换到备用OLT，在ONU侧，业务从主用ONU倒换到备用ONU，备用OLT和备用ONU之间开始通信恢复PON业务。在现有的保护倒换架构中，ONU执行类型B的保护倒换或者执行类型C的保护倒换。在类型B的保护倒换波分时分系统中，有一套冗余的OLT，在类型C的保护倒换波分时分系统中，有一套冗余的OLT、ODN和ONU，这增加了设备的成本，而且冗余设备不能和主用设备一起工作，也造成了系统的带宽。

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中的保护倒换方法及光线路终端、光网络装置，用以解决现有技术备份设备不工作造成成本和带宽浪费的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种无源光网络中的保护倒换方法，包括：

第一光网络单元ONU在第一波长通道上进行数据传输，第二ONU在第二波长通道上进行数据传输或者处于准备状态；

当所述第一ONU不能实现下行帧同步时，将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU上发送，完成保护倒换。

进一步，所述第一ONU通过第一光分配网络ODN与第一光线路终端OLT连接，完成注册后在第一波长通道上进行数据传输；

第二ONU通过第二ODN与第二OLT连接；第二ONU处于准备状态，或者第二ONU完成注册后在第二波长通道上进行数据传输。

进一步，在将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU之前，还包括：

所述第一ONU将其下行波长调谐到保护通道上，判断所述第一ONU在所述保护通道上是否能实现下行帧同步，如果是，则所述第一ONU在该保护通道上发送其业务数据，完成保护倒换；如果否，则再将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU；其中，所述保护通道是由所述第一OLT在其所有的波长通道中选择一条配置给所述第一ONU；所述第一ONU通过接收所述第一OLT发送的保护通道的通道标识信息来获取所述保护通道的波长信息。

进一步，所述第一ONU在完成注册后，还包括：

所述第一ONU将下述信息中至少一种发送给第一OLT：其支持保护倒换类型的消息和所述第二ONU的传输汇聚层TC层配置信息；其中，所述TC层配置信息包括以下信息的一种或者多种：所述第二ONU的序列号信息、所述第二ONU的ONU标识信息、所述第二ONU的传输容器信息和所述第二ONU的吉比特封装方法端口标识信息。

进一步，所述第二ONU在完成注册后，还包括：

所述第二ONU将下述信息中至少一种发送给第二OLT：其支持保护倒换类型的消息和所述第一ONU的传输汇聚层TC层配置信息；其中，所述TC层配置信息包括以下信息的一种或者多种：所述第一ONU的序列号信息、所述第一ONU的ONU标识信息、所述第一ONU的传输容器信息和所述第一ONU的吉比特封装方法端口标识信息。

进一步，所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU之后，还包括：

根据所述第二OLT在所述第二波长通道上分别为所述第一ONU和所述第二ONU分配的上行带宽；由所述第二ONU通过时分复用的方式在第二波长通道上分别发送所述第一ONU的业务数据和所述第二ONU的业务数据。

进一步，所述第一ONU通过波长可调谐的第一光模块依次和光分配网络ODN、光线路终端OLT连接，完成注册后在第一波长通道上进行数据传输；

第二ONU通过波长可调谐的第二光模块依次和所述ODN、OLT连接；第二ONU处于准备状态，或者第二ONU完成注册后在第二波长通道上进行数据传输。

所述第一ONU将其下行波长调谐到保护通道上，判断所述第一ONU在所述保护通道上是否能实现下行帧同步，如果是，则所述第一ONU在该保护通道上发送其业务数据，完成保护倒换；如果否，则再将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU；其中，所述保护通道是由所述OLT在其所有的波长通道中选择一条配置给所述第一ONU；所述第一ONU通过接收所述OLT发送的保护通道的通道标识信息来获取所述保护通道的波长信息。

另一方面，本发明还提供一种光线路终端，包括：所述光线路终端OLT通过光分配网络ODN与光网络单元ONU连接；其中，

所述OLT包括多个端口，每个端口对应一个波长通道，每个波长通道上对应一个下行波长和一个上行波长，每个OLT端口管理至少一个ONU，同一波长通道上的ONU采用时分复用接入方式发送上行数据，不同波长通道上的ONU采用波分复用方式发送上行数据。

另一方面，本发明还提供一种光网络装置，所述装置至少包括第一光网络单元ONU和第二光网络单元ONU，其中所述第一ONU和第二ONU都能够通过调谐波长在不同的波长通道上传输数据。

进一步，所述第一ONU通过波长可调谐的第一光模块依次和光分配网络ODN与光线路终端OLT连接；第二ONU通过波长可调谐的第二光模块依次和所述ODN、OLT连接。

本发明有益效果如下：

本发明技术方案，在PON系统没有故障时备用设备也会参与工作，有助于提升系统线路速率，增加带宽，降低成本。在发生故障后，可以实现保护倒换机制，提升了系统设备的利用效率。

附图说明

图1是现有技术中PON系统的拓扑结构图；

图2是现有技术中波分时分PON系统的拓扑结构图；

图3是现有技术中PON系统中类型B的保护倒换的架构图；

图4是PON系统中类型C的保护倒换的架构图；

图5是本发明实施例中PON系统中类型Y的保护倒换的架构图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图4所示，在type C结构中，ONU有主用ONU和备用ONU，因此主用ONU可以和主用OLT通信，同时备用ONU可以和备用OLT通信，让备用的设备在无故障时也正常工作，就可以提升PON系统的线路速率，并能实现负载均衡。并且在时分波分无源光网络中，ONU具有了波长调谐的功能，因此ONU可以支持多种保护倒换形式。为充分利用具有保护倒换系统中所有设备都发送数据增加系统速率，本发明实施例提出了时分波分无源光网络中ONU支持多种保护倒换的方法，解决在保护倒换系统中有备用设备闲置带来的成本增加却没有提升系统速率的问题。

实施例一

图4中，Working OLT为主用OLT，backup OLT为备用OLT，SNI LT是指业务侧网络接口线路终端；MUX是复用模块，CT1～4为通道终端，WM为波分复用模块，spliter为分光器；PON LT tunable可调谐线路终端，UNI LT为用户侧网络接口线路终端。如图4所示，主用OLT通过主用ODN连接主用ONU。主用OLT包括多个端口，每个端口对应一个波长通道，每个波长通道上使用一个下行波长和一个上行波长。每个波长通道上的一个OLT端口管理一组ONU，该组ONU采用时分复用接入方式发送上行数据，不同波长通道上的ONU采用波分复用方式发送数据。备用OLT和主用OLT的结构一样，备用OLT通过备用ODN连接备用ONU。对ONU侧来说，至少包括一个主用ONU和一个备用ONU。主用ONU和备用ONU的波长都是可以调谐的，即主用ONU和备用ONU都能将自己的波长调谐到与各自连接的OLT的不同端口对应的不同到通道上工作。

在图4架构下，OLT和ONU采用以下步骤建立通信和完成保护倒换：

步骤1：主用OLT和备用OLT都处于工作状态，发送下行帧。

步骤2：主用ONU和备用ONU打开光接收机，主用ONU在主用波长通道上侦听主用OLT发送的注册消息并完成注册，备用ONU在备用波长通道上侦听备用OLT发送的注册消息并完成注册。主用ONU和备用ONU都处于工作状态，进行业务数据传输。

步骤3：主用OLT在其所有的波长通道中选择一条配置给主用ONU，作为保护通道，并将主用ONU的保护通道的通道标识信息发送给主用ONU；备用OLT在其所有的波长通道中选择一条配置给备用ONU，作为保护通道，并将备用ONU的保护通道的通道标识信息发送给备用ONU。

步骤4：主用ONU不能实现下行帧同步时；即主用ONU下行帧失同步时，并且在一段时间内都不能恢复下行同步，主用ONU进入到O6(间歇下行同步丢失)状态，在O6状态开启定时器，定时器超时后任没有恢复下行帧同步，则主用ONU将自己的下行波长调谐到主用OLT分配的保护通道上。

步骤5：主用ONU在保护通道上侦听下行帧，如果在保护通道完成下行帧同步，则主用ONU将其上行波长调谐到保护通道上，完成保护倒换；如果主用ONU在保护通道上不能实现下行帧同步，则主用ONU将自己的业务倒换到备用ONU上，实现类型C的保护倒换。即：主用ONU将其上行波长和下行波长调谐到备用ONU的备用波长通道上，在备用波长通道上发送主用ONU的业务数据。

本实施例中，由于主用ONU与备用ONU都处于工作状态，因此，主用ONU也可以在备用ONU出现故障进行保护倒换。具体的，当备用ONU出现故障，不能实现下行帧同步，而主用ONU正常工作时，则备用ONU可以将其下行波长和上行波长调谐到备用OLT为其配置的保护通道上进行保护倒换，如果在保护通道上不能实现下行帧同步，备用ONU还可以将其业务数据倒换到主用ONU上，实现类型C的保护倒换。由于技术方案与上述步骤类似，本发明技术人员可以根据上述实施例，显而易见的得出方案，因此本实施例不再详述。

本发明实施例在系统没有发生故障时，使备份设备也处于工作状态，有助于提升系统线路速率。在发生故障时，支持多种保护倒换机制，ONU根据故障的不同位置，选择不同的保护倒换机制，优先选择保证系统线路速率的保护倒换机制，提升了系统设备的利用效率。

实施例二

实施例一中，备用ONU也可以不处于工作状态，而处于准备状态(备份状态，随时准备接替主用ONU，发送数据的状态)，以下是具体实施步骤。

在图4所示的架构下，OLT和ONU采用下面的主要步骤建立通信和完成保护倒换：

步骤1：主用OLT处于工作状态，发送下行帧。

步骤2：主用ONU在主用通道上侦听主用OLT发送的注册消息完成注册，备用ONU处于准备状态。

步骤3：主用OLT将主用ONU的保护通道的通道标识信息发送给主用ONU；

步骤4：主用ONU不能实现下行帧同步时，即主用ONU下行帧失同步时，并且在一段时间内都不能恢复下行帧同步，主用ONU进入到O6(间歇下行同步丢失)状态，在O6状态开启定时器，定时器超时后没有恢复下行帧同步，主用ONU将自己的下行波长调谐到主用OLT分配的保护通道上。

步骤5：主用ONU在保护通道上侦听下行帧，实现下行帧同步，如果在保护通道能完成下行同步，该ONU将自己的上行波长调谐到保护通道上，完成保护倒换；如果主用ONU在保护通道上不能实现下行帧同步，主用ONU将自己的业务倒换到备用ONU上，实现类型C的保护倒换。

实施例三

在图4(关于图4的描述见实施例一)所示的架构下，OLT和ONU采用下面的主要步骤建立通信和完成保护倒换。

步骤1：主用OLT和备用OLT都处于工作状态，发送下行帧。

步骤2：主用ONU和备用ONU都打开光接收机，主用ONU在主用波长通道上侦听主用OLT发送的注册消息并完成注册，备用ONU在备用波长通道上侦听备用OLT发送的注册消息完成注册。主用ONU和备用ONU都处于工作状态，进行业务数据传输。

步骤3：主用ONU给主用OLT发送PLOAM(Physical layer OAM，物理层操作管理维护消息)消息(或者OMCI消息)，通知主用OLT自己支持通过波长调谐实现保护倒换，也支持类型C保护倒换(如表1所示)；并将备用ONU的TC(Transmission Convergence，传输汇聚层)层配置信息发送给主用OLT。TC层配置信息包括下属内容中的一种或者多种：备用ONU的序列号信息、备用ONU的ONU标识信息、备用ONU的传输容器信息、备用ONU的吉比特封装方法端口标识信息。

可选的，备用ONU给备用OLT发送PLOAM消息(或者OMCI消息)，通知备用OLT自己支持通过波长调谐实现保护倒换，也支持类型C保护倒换(如表2所示)；并将主用ONU的TC层配置信息发送给备用OLT，TC层配置信息包括下属内容中的一种或者多种：主用ONU的序列号信息、主用ONU的ONU标识信息、主用ONU的传输容器信息、主用ONU的吉比特封装方法端口标识信息。

表1

Octet	Content
		1-2	ONU-ID
3	Message type ID
		4	SeqNo
5-8	支持通过波长调谐实现保护倒换
		9-12	支持type C保护倒换
13-16	备用ONU的序列号信息
		17-20	备用ONU的ONU标识信息
21-24	备用ONU的传输容器信息
		25-28	备用ONU的吉比特封装方法端口标识信息
29-40	Padding
		41-48	MIC

表2

Octet	Content
		1-2	ONU-ID
3	Message type ID
		4	SeqNo
5-8	支持通过波长调谐实现保护倒换
		9-12	支持type C保护倒换
13-16	主用ONU的序列号信息
		17-20	主用ONU的ONU标识信息
21-24	主用ONU的传输容器信息
		25-28	主用ONU的吉比特封装方法端口标识信息
29-40	Padding
		41-48	MIC

步骤4：主用OLT存储备用ONU的TC层配置信息，备用OLT存储主用ONU的TC层配置信息。

步骤5：主用OLT在其所有的波长通道中选择一条配置给主用ONU，作为保护通道，并将主用ONU的保护通道的通道标识信息发送给主用ONU；备用OLT在其所有的波长通道中选择一条配置给备用ONU，作为保护通道，并将备用ONU的保护通道的通道标识信息发送给备用ONU。

步骤6：主用ONU不能实现下行帧同步时，即：主用ONU下行帧失同步时，并且在一段时间内都不能恢复下行同步，主用ONU进入到O6(间歇下行同步丢失)状态，在O6状态开启定时器，定时器超时后任没有恢复下行帧同步，主用ONU将自己的下行波长调谐到主用OLT为其分配的保护通道上。

步骤7：主用ONU在保护通道上侦听下行帧，如果在保护通道完成下行帧同步，则主用ONU将其上行波长调谐到保护通道上，完成保护倒换；如果主用ONU在保护通道上不能实现下行帧同步，则主用ONU将自己的业务数据倒换到备用ONU上，实现类型C的保护倒换。即：主用ONU将其上行波长和下行波长调谐到备用ONU的备用波长通道上，在备用波长通道上发送主用ONU的业务数据。

步骤8：如果主用ONU将其业务数据倒换到备用ONU上，实现类型C的保护倒换，则备用OLT可以在备用波长通道上分别给主用ONU和备用ONU都分配上行带宽。

步骤9：主用ONU的业务数据在备用OLT给主用ONU分配的上行带宽上发送，备用ONU的业务数据在备用OLT给备用ONU分配的上行带宽上发送。

实施例四

图5为本发明创新的一种Type Y保护倒换架构图，OLT包括多个端口，每个端口对应一个波长通道，每个波长通道上使用一个下行波长和一个上行波长。每个波长通道上的一个OLT端口管理一个或多个ONU组，同一波长通道上的ONU采用时分复用接入方式发送上行数据，不同波长通道上的ONU采用波分复用方式发送数据。ONU侧至少包括一个ONU组，每个ONU组包括两个ONU(第一ONU和第二ONU)，两个ONU通过一个同一的管理模块进行统一管理。每个ONU都依次通过一个波长可调谐的光模块、分光器、波分复用器与OLT连接，每个ONU对应一个唯一的序列号。

OLT和ONU组采用下面的主要步骤建立通信和完成保护倒换：

步骤1：ONU打开第一ONU对应的第一光模块的光接收机，第一ONU侦听OLT发送的注册消息，第一ONU发送序列号信息响应OLT的注册，序列号信息中包括两个ONU的两个序列号信息，如表3所示。

表3

步骤2：OLT收到第一ONU发送的序列号信息后，给该第一ONU分配ONU标识信息，并对该第一ONU进行测距，将测距结果发给第一ONU，第一ONU完成注册，在OLT为其分配的第一波长通道上传输ONU组的业务数据。

步骤3：OLT将第一ONU用于波长调谐实现保护倒换的保护通道的通道标识信息发送给第一ONU，并将第二ONU用于发送业务数据的第二波长通道的标识通道信息发送给第一ONU，如表4所示13-17字节和18-21字节所示。

表4

步骤4：ONU组处业务增加时，ONU组可以打开第二ONU的第二光模块，将第二光模块的波长调谐到第二波长通道上，第二虚ONU在该保护通道上完成注册，在第二波长通道传输ONU的业务数据，与第一ONU一起传输ONU的业务数据，提升线路速率，增加系统流量。

步骤5：当第一ONU不能实现下行帧同步时，即第一ONU下行帧失同步时，并且在一段时间内都不能恢复下行同步，第一ONU进入到O6(间歇下行同步丢失)状态，在O6状态开启定时器，定时器超时后任没有恢复下行帧同步，则第一ONU通过第一光模块将其下行波长调谐到OLT分配的保护通道上。

步骤6：第一ONU在保护通道上侦听下行帧，如果在保护通道完成下行帧同步，则第一ONU通过第一光模块将其上行波长调谐到保护通道上，完成保护倒换；如果第一ONU在保护通道上不能实现下行帧同步，则第一ONU通过第一光模块将其下行波长和上行波长调谐到第二波长通道上，将其业务数据倒换到第二ONU上发送，即实现类型C的保护倒换。

本发明实施例在系统没有发生故障时，第一ONU和第二ONU都处于工作状态，有助于提升系统线路速率。在发生故障时，支持两种保护倒换机制，选择不同的保护倒换机制，有助于保证系统线路速率，提升了系统设备的利用效率。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims

1.一种无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，所述第一ONU通过第一光分配网络ODN与第一光线路终端OLT连接，完成注册后在第一波长通道上进行数据传输；

3.如权利要求1所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，在将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU之前，还包括：

4.如权利要求2所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，所述第一ONU在完成注册后，还包括：

5.如权利要求2或4所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，所述第二ONU在完成注册后，还包括：

6.如权利要求1所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU之后，还包括：

7.如权利要求1所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，

所述第一ONU通过波长可调谐的第一光模块依次和光分配网络ODN、光线路终端OLT连接，完成注册后在第一波长通道上进行数据传输；

8.如权利要求7所述的无源光网络中的保护倒换方法，其特征在于，在将所述第一ONU的业务数据倒换到所述第二ONU之前，还包括：

9.一种光线路终端，其特征在于，包括：所述光线路终端OLT通过光分配网络ODN与光网络单元ONU连接；其中，

10.一种光网络装置，其特征在于，所述装置至少包括第一光网络单元ONU和第二光网络单元ONU，其中所述第一ONU和第二ONU都能够通过调谐波长在不同的波长通道上传输数据。

11.如权利要求10所述的光网络装置，其特征在于，所述第一ONU通过波长可调谐的第一光模块依次和光分配网络ODN与光线路终端OLT连接；第二ONU通过波长可调谐的第二光模块依次和所述ODN、OLT连接。