CN108631861A - 实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法 - Google Patents

实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108631861A
CN108631861A CN201810236052.7A CN201810236052A CN108631861A CN 108631861 A CN108631861 A CN 108631861A CN 201810236052 A CN201810236052 A CN 201810236052A CN 108631861 A CN108631861 A CN 108631861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
onu
pon
olt
message
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810236052.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108631861B (zh
Inventor
高超
屈兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Original Assignee
Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd filed Critical Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority to CN201810236052.7A priority Critical patent/CN108631861B/zh
Publication of CN108631861A publication Critical patent/CN108631861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108631861B publication Critical patent/CN108631861B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/03—Arrangements for fault recovery
    • H04B10/032—Arrangements for fault recovery using working and protection systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q11/0067—Provisions for optical access or distribution networks, e.g. Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON), ATM-based Passive Optical Network (A-PON), PON-Ring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062—Network aspects
    • H04Q2011/0079—Operation or maintenance aspects
    • H04Q2011/0081—Fault tolerance; Redundancy; Recovery; Reconfigurability

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种实现快速保护倒换的GPON系统及保护倒换方法，涉及光接入网络领域。该方法包括以下步骤：ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息；OLT记录正常注册ONU的EQD；发生倒换时，处于工作模式的OLT PON口检测到LOS，切换为准备模式，CPLD触发OLT PON口切换到工作模式，将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；ONU检测到LOF，从运行状态进入到POPUP状态，清除LOF中断，此时ONU收到自定义PLOAM扩展消息，产生中断，ONU根据OLT发出的自定义PLOAM扩展消息中的EQD，设置ONU自身的EQD，设置GPON系统状态机到运行状态并上报。本发明能将PON保护倒换时间缩减到1ms。

Description

实现快速保护倒换的GPON系统及保护倒换方法
技术领域
本发明涉及光接入网络领域，具体是涉及一种实现快速保护倒换的GPON系统及保护倒换方法。
背景技术
互联网的兴起，尤其是多媒体业务的发展，网络已经成为了人们生活中重要部分，随着网络游戏、高清晰度电视(HDTV)和交互式网络电视(IPTV)等高宽带业务的不断出现，用户对接入带宽的需求不断增加。基于光纤的接入PON(Passive Optical Network，无源光网络)，由于其易维护、高带宽、低成本等优点，成为光接入技术中的佼佼者，随着宽带接入网业务的增加，尤其是一些重要客户组网的需要，对PON系统的保护显得非常重要。
然而，随着PON系统大量运营商应用，PON系统点到多点的特点决定从OLT(OpticalLine Terminal，光线路终端)到分光器之间的干路光纤非常重要，一旦发生故障，将可能批量影响下面的用户，甚至导致其业务中断。中国电信集团公司在其企业规范中，依据G.984.1制定了type a、b、c、d四种光纤保护方案，其中type c和type d两种方案由于ONU成本过高，作为ONU可选类型；由于成本原因，市面上实际都采用了type b的保护倒换模式，即G984.1标准里的骨干光纤保护倒换，参见图1所示，该倒换模式的电信标准是业务中断时间应小于150ms，建议小于50ms，虽然保护倒换会自动恢复业务，但在该时间段里仍会造成业务短暂中断或部分数据丢失。
参见图1所示，在type b模式中，OLT同时只有一个PON口处于工作状态，另一个PON口处于冷备份状态。GPON状态机共有7个状态：初始状态(O1)、待机状态(O2)、序列号状态(O3)、测距状态(O4)、运行状态(O5)、POPUP状态(O6)、紧急停止状态(O7)。
下面详细说明这7种状态：
初始状态(O1)：Initial-state，该状态的ONU刚刚上电，仍处于LOS(Loss ofSignal，信号丢失)/LOF(Loss of Frame，帧丢失)。一旦接收到下行流，LOS和LOF消除，ONU就转移到待机状态(O2)。
待机状态(O2)：Standby-state，该状态的ONU已经接收到下行流，在等待接收网络参数。当ONU接收到Upstream_Overhead消息后，根据这些网络参数进行相关配置，例如：定界符、功率模式、预置的均衡时延，转移到序列号状态(O3)。
序列号状态(O3)：Serial-Number-state，OLT给所有处于该状态的ONU发送Serial-Number Request消息，以发现新的ONU以及他们的序列号。当OLT发现了新的ONU后，ONU就等待OLT给它指配ONU-ID。OLT通过Assign_ONU-ID消息来指配ONU-ID。ONU获得ONU-ID后就转移到测距状态(O4)。
测距状态(O4)：Ranging-state，不同的ONU发送信号到达OLT时应保持同步，为此每个ONU需要一个均衡时延，该参数是在测距状态中测得的。ONU接收到Ranging_Time(测距时间)消息后转移到运行状态(O5)。测距是测量每个ONU和OLT之间逻辑距离并确定传输定时的方式，它可避免同一ODN中不同ONU发送的上行帧发生碰撞。
运行状态(O5)：Operation-state，处于该状态的ONU可以在OLT的控制下发送上行数据以及PLOAM(Physical Layer Operations、Administration and Maintenance，物理层操作管理和维护)消息，该状态中的ONU也可根据需求建立其他连接。当测距成功后，所有的ONU都依据各自的均衡时延发送信号，以保持上行帧的同步。不同ONU发送的信号将分别到达OLT，但每个信号会正好出现在上行帧中它应该出现的位置上。暂停运行中的ONU在正常运行时，OLT可能使ONU暂停发送信号，以获得其它ONU的序列号或对其它ONU进行测距。OLT持续一段时间停止对所有上行带宽的授权，ONU按照正常的方式工作，由于没有接收到授权就不会发送信号，从而产生一个安静时段，这样OLT就使得所有ONU暂停发送信号。
POPUP状态(O6)：POPUP-state，当处于运行状态(O5)的ONU检测到LOS或LOF时，进入到POPUP状态。在POPUP状态中，ONU立即停止发送信号，这样OLT将检测到该ONU的LOS告警。当ODN光纤中断时，许多ONU都会进入到POPUP状态，从网络可靠性考虑，此时应采用以下方式之一：
如果启用了保护倒换，所有的ONU将倒换到备用光纤上。这时所有ONU将重新进行测距，为此OLT发送Broadcast POPUP(广播POPUP)消息，通知所有ONU进入到测距状态(O4)。
如果没有保护倒换，但ONU具有内部保护能力，OLT发送Directed POPUP消息，通知ONU进入运行状态(O5)，当ONU进入到运行状态(O5)时，OLT需要先对该ONU进行检测，之后再恢复该ONU的业务。
如果ONU没有从LOS或LOF中恢复过来，ONU就不会收到Broadcast POPUP消息或Directed POPUP消息，经过TO2时间后，ONU进入初始状态(O1)。
紧急停止状态(O7)：Emergency-Stop-state，当ONU接收到的Disable_Serial_Number消息带有“Disable”选项时，ONU就进入到紧急停止状态(O7)并关闭激光器。在紧急停止状态(O7)下，ONU被禁止发送信号。如果ONU没有成功进入到紧急停止状态(O7)，并且OLT仍能继续接收到ONU发送的信号，OLT将产生Dfi告警。当ONU的故障排除后，OLT发送带有“Enable”选项的Disable_Serial_Number消息，从而激活该ONU。ONU接收到消息后，进入待机状态(O2)，所有的参数(包括序列号和ONU-ID)将被重新检查。
传统情况下，当发生倒换事件后，ONU需要重新注册和配置，即在OLT发现ONU处于POPUP状态(O6)状态时，会停止给该ONU分配带宽，并给ONU发送Broadcast POPUP(广播POPUP)消息，当ONU接收到该消息后进入到测距状态(O4)，OLT发送Ranging-request(测距请求)消息后，ONU延时预均衡时延，并发送测距响应消息，OLT接收到ONU响应消息后，发送Ranging-time(测距时间)消息，随后ONU收到Ranging-time(测距时间)消息，处理后进入运行状态(O5)，重新创建通道后，ONU业务才能恢复，PON倒换时间达到50ms～150ms左右，可能引起业务的短暂中断及部分数据的丢失。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种实现快速保护倒换的GPON系统及保护倒换方法，能将PON保护倒换时间缩减到1ms。
本发明提供一种实现快速保护倒换的GPON系统，包括OLT和ONU，ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息，用于发生PON保护倒换时通知ONU进行状态机切换；ONU注册时，在GPON系统状态机中注册自定义PLOAM扩展消息的中断处理函数；
OLT记录正常注册ONU在测距状态中测量的均衡时延，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延EQD，用于发生PON倒换时将EQD下发给对应的ONU；
发生PON倒换时，处于工作模式的OLT PON口检测到信号丢失LOS，则自动切换为准备模式，处于准备模式的OLT PON口由复杂可编程逻辑器件CPLD输入一个信号，触发其切换到工作模式，切换到工作模式的OLT PON口将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
发生PON倒换的过程中，ONU检测到帧丢失LOF，从运行状态进入到POPUP状态，清除LOF中断，此时ONU收到OLT广播的自定义PLOAM扩展消息，立即产生中断，在中断处理中，ONU根据OLT发出的自定义PLOAM扩展消息中的EQD，设置ONU自身的EQD，关闭定时器超时TO2定时及相关资源配置后，直接设置GPON系统状态机到运行状态，并上报GPON系统状态机的转换，将PON保护倒换的时间缩短到1ms；主备光纤规格及长度不一致时，OLT通过PON口记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态中测量的EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和EQD；发生主备倒换时，使用备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和EQD。
在上述技术方案的基础上，所述自定义PLOAM扩展消息包括广播指令、自定义PLOAM扩展消息的ID、EQD的正负向调整、EQD的调整值。
在上述技术方案的基础上，发生PON倒换时，OLT PON口的工作模式由硬件来触发切换为准备模式。
在上述技术方案的基础上，发生PON倒换的过程中，若ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，出现如下情况：运行状态->帧丢失->POPUP状态->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态->帧丢失标识清除->定时器2超时->待机状态，此时需要通过调整lof_delta值，来稳定控制各中断的产生顺序，避免出现快速PON倒换失败的情况，lof_delta值是PON芯片的一个参数，用于调整在收到多少帧光信号后产生LOF CLEAR中断信息，以及调整OLT广播自定义PLOAM扩展消息的时间间隔。
在上述技术方案的基础上，发生PON倒换的过程中，不能发送数据时，设置ONU和OLT的PON芯片缓存，对发送的数据进行缓存，恢复发送数据后，再将缓存的数据发送出去，以减小数据丢包。
本发明还提供一种GPON系统中的保护倒换方法，包括以下步骤：
S1、ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息，用于发生PON保护倒换时通知ONU进行状态机切换；ONU注册时，在GPON系统状态机中注册自定义PLOAM扩展消息的中断处理函数；
S2、OLT记录正常注册ONU在测距状态中测量的均衡时延，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延EQD，用于发生PON倒换时将EQD下发给对应的ONU；
S3、发生PON倒换时，处于工作模式的OLT PON口检测到信号丢失LOS，则自动切换为准备模式，处于准备模式的OLT PON口由复杂可编程逻辑器件CPLD输入一个信号，触发其切换到工作模式，切换到工作模式的OLT PON口将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
S4、发生PON倒换的过程中，ONU检测到帧丢失LOF，从运行状态进入到POPUP状态，清除LOF中断，此时ONU收到OLT广播的自定义PLOAM扩展消息，立即产生中断，在中断处理中，ONU根据OLT发出的自定义PLOAM扩展消息中的EQD，设置ONU自身的EQD，关闭定时器超时TO2定时及相关资源配置后，直接设置GPON系统状态机到运行状态，并上报GPON系统状态机的转换，将PON保护倒换的时间缩短到1ms；主备光纤规格及长度不一致时，OLT通过PON口记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态中测量的EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和EQD；发生主备倒换时，使用备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和EQD。
在上述技术方案的基础上，所述自定义PLOAM扩展消息包括广播指令、自定义PLOAM扩展消息的ID、EQD的正负向调整、EQD的调整值。
在上述技术方案的基础上，步骤S3中发生PON倒换时，OLT PON口的工作模式由硬件来触发切换为准备模式。
在上述技术方案的基础上，步骤S4中还包括以下步骤：发生PON倒换的过程中，若ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，出现如下情况：运行状态->帧丢失->POPUP状态->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态->帧丢失标识清除->定时器2超时->待机状态，此时需要通过调整lof_delta值，来稳定控制各中断的产生顺序，避免出现快速PON倒换失败的情况，lof_delta值是PON芯片的一个参数，用于调整在收到多少帧光信号后产生LOF CLEAR中断信息，以及调整OLT广播自定义PLOAM扩展消息的时间间隔。
在上述技术方案的基础上，步骤S3、S4中还包括以下步骤：发生PON倒换的过程中，不能发送数据时，设置ONU和OLT的PON芯片缓存，对发送的数据进行缓存，恢复发送数据后，再将缓存的数据发送出去，以减小数据丢包。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明中GPON系统的主干光纤断掉进行保护倒换时，ONU与OLT协商，新增一种自定义的PLOAM扩展消息：RANGING_TIME_DELTA，以及调整OLT倒换过程中ONU LOF中断和收到自定义的PLOAM扩展消息后状态机的处理顺序，进而改变ONU状态机处理行为，配合OLT动作，直接从POPUP状态(O6)状态稳定切换到运行状态(O5)状态，通过OLT硬件来触发切换PON口以及省去重新测距的时间，能够将传统50ms～150ms的倒换时间大幅缩减，通过testcenter仪表测量，实际测得的倒换时间在1ms左右。本发明使type b的PON保护倒换时间缩减到1ms，能够显著减小保护倒换时间。
(2)本发明通过配置增加PON芯片缓存，能够最大限度减少丢包数量，做到基本不影响业务正常运行，并同时兼顾成本、实现复杂度方面，在PON系统中有广泛的技术应用。
附图说明
图1是type b PON保护倒换组网模式的示意图。
图2是本发明实施例中发生PON倒换时ONU侧的处理流程图。
图3是本发明实施例中GPON系统中的保护倒换方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
本发明实施例1提供一种实现快速保护倒换的GPON系统，包括OLT和ONU，ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息：RANGING_TIME_DELTA；ONU注册时，在GPON系统状态机的POPUP(O6)状态中注册自定义PLOAM扩展消息RANGING_TIME_DELTA的中断处理函数。
PLOAM消息是GPON技术规范里定义的一类物理层操作管理和维护的消息的统称，RANGING_TIME_DELTA消息不是GPON规范定义里的PLOAM消息，而是自定义消息，按标准的PLOAM消息格式封装，可以说是PLOAM消息中的扩展消息。
自定义PLOAM扩展消息用于发生PON保护倒换时，通知ONU进行状态机切换，实现自定义PLOAM扩展消息是ONU侧配合实现快速PON倒换的关键。
自定义PLOAM扩展消息包括广播指令、自定义PLOAM扩展消息的ID、EQD(Equalization Delay，均衡时延)的正负向调整、均衡时延的调整值。
例如：自定义PLOAM扩展消息的ID为21，具体消息内容如下：
FF 15 01 00 00 00 01 00 00 00 00 03
具体意义如下：
1)字节1：0xFF，将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
2)字节2：0x15，标识自定义PLOAM扩展消息的ID＝21；
3)字节3：0x0b，b＝1，则进行正向调整EQD；b＝0，则进行负向调整EQD；
4)字节4～7：EQD的调整值；
5)字节8～12：忽略。
OLT记录正常注册ONU在测距状态(O4)中测量的均衡时延，并将ONU的均衡时延保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延，用于发生PON倒换时将均衡时延下发给对应的ONU。
发生PON倒换时，处于WORKING(工作)模式的OLT PON口检测到LOS，例如：光纤断开，则自动切换为STANDBY(准备)模式，OLT PON口的工作模式由硬件来触发切换为准备模式；处于STANDBY模式的OLT PON口则由CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)输入一个信号，触发其切换到WORKING模式，切换到WORKING模式的OLTPON口将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU。
参见图2所示，发生PON倒换的过程中，ONU检测到LOF，从运行状态(O5)进入到POPUP状态(O6)，清除LOF中断，此时ONU收到OLT广播的自定义PLOAM扩展消息：RANGING_TIME_DELTA消息，立即产生中断，在中断处理中，ONU根据之前OLT记录的ONU的EQD，设置自定义PLOAM扩展消息的EQD，关闭TO2(Time Out，定时器超时)定时及其他相关资源配置后，直接设置GPON系统状态机到运行状态(O5)，并上报GPON系统状态机的转换事件，将PON保护倒换的时间缩短到1ms；主备光纤规格及长度不一致时，OLT通过PON口记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态中测量的EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和EQD；发生主备倒换时，使用备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和EQD。
通过OLT硬件来触发切换PON口以及省去重新测距的时间，能够将传统50ms～150ms的倒换时间大幅缩减，通过testcenter仪表测量，实际测得的倒换时间在1ms左右。
Type b保护倒换模式下，OLT PON1到2：N光分路器和OLT PON2到2：N光分路器的主备光纤规格及长度通常是一致的，ONU对应的EQD误差可忽略不计，不然ONU1～N在不同的光纤上EQD不一致。为了防止主备光纤规格及长度有不一致的情况导致EQD的误差发生，需要OLT一开始分别通过PON1和PON2记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态(O4)中测量的均衡时延EQD，并将ONU的均衡时延EQD保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延EQD。当发生主备倒换时，则使用一开始备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和均衡时延EQD，以避免2：N光分路器的主备光纤规格及长度不一致导致EQD的误差发生。
实施例2
快速PON倒换成功前后，GPON系统状态机及自定义PLOAM扩展消息的处理顺序如下：
O5->LOF Alarm->O6->LOF CLEAR->RANGING_TIME_DELTA->O5
即：运行状态->帧丢失->POPUP状态->帧丢失标识清除->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态
快速PON倒换时Log日志如下：
[gpon_stack.c 3652][Pon(455)]_Gpon LCDG or LOF state change interruptisr＝0x00000010,ier＝0x00000090
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_Activation state machine:Invoke:state＝OPERATION(O5),event＝DETECT_DS_LOS_OR_LOF
[gpon_stack.c 9115][Pon(455)]_OAM indication arrived
[gpon_stack.c 9104][Pon(455)]_State transition indication arrived
[gpon_stack.c 9109][Pon(455)]_Link Operation state transitionindication arrived
[gpon_stack.c 3652][Pon(455)]_Gpon LCDG or LOF state change interruptisr＝0x00000010,ier＝0x00000090
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_Activation state machine:Invoke:state＝POPUP(O6),event＝CLEAR_DS_LOS_OR_LOF
[gpon_stack.c 14834][Pon(455)]_DS PLOAM received:RANGING_TIME_DELTA
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_Activation state machine:Invoke:state＝OPERATION(O5),event＝RANGING_TIME_DELTA_MES SAGE
[gpon_stack.c 14099][Pon(455)]_Set preassigned ted.frame＝1,byte＝19172,bit＝4
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_PON Link state transition:Old State:POPUP(O6),New State:OPERATION(O5)
通过OLT硬件来触发切换PON口以及省去重新测距的时间，能够将传统50ms～150ms的倒换时间大幅缩减，通过testcenter仪表测量，实际测得的倒换时间在1ms左右。
在实施例1的基础上，可能发生导致PON倒换失败的异常状况：
由于ONU是通过LOF硬件中断来处理LOS置位和清除，因此，必须保证LOF CLEAR(帧丢失清除)的中断时间要早于ONU收到自定义PLOAM扩展消息RANGING_TIME_DELTA的时间。
发生PON倒换的过程中，若ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，会出现如下情况：
O5->LOF Alarm->O6->RANGING_TIME_DELTA->O5->LOF CLEAR->O6->TO2timeout->O2，
即：运行状态->帧丢失->POPUP状态->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态->帧丢失标识清除->定时器2超时->待机状态，
此时需要通过调整lof_delta值，来稳定控制各中断的产生顺序，避免出现快速PON倒换失败的情况。lof_delta值是PON芯片的一个参数，用于调整在收到多少帧光信号后产生LOF CLEAR中断信息，以及调整OLT广播自定义PLOAM扩展消息的时间间隔。当ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，通过减小lof_delta，来加快LOF CLEAR产生中断时机。
实施例3
实施例1可以将type b保护倒换的时间缩短到1ms，但由于在type b倒换过程中仍有一小段时间不能发送数据，导致数据丢失。
可以在实施例1的基础上，进一步优化：发生PON倒换的过程中，不能发送数据时，可以通过设置ONU和OLT的PON芯片缓存，对发送的数据进行缓存，恢复发送数据后，再将缓存的数据发送出去，最大程度减小数据丢包。
实施例4
参见图3所示，本发明实施例4提供一种GPON系统中的保护倒换方法，包括以下步骤：
S1、ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息：RANGING_TIME_DELTA；ONU注册时，在GPON系统状态机的POPUP(O6)状态中注册自定义PLOAM扩展消息RANGING_TIME_DELTA的中断处理函数；
PLOAM消息是GPON技术规范里定义的一类物理层操作管理和维护的消息的统称，RANGING_TIME_DELTA消息不是GPON规范定义里的PLOAM消息，而是自定义消息，按标准的PLOAM消息格式封装，可以说是PLOAM消息中的扩展消息。
自定义PLOAM扩展消息用于发生PON保护倒换时，通知ONU进行状态机切换，实现自定义PLOAM扩展消息是ONU侧配合实现快速PON倒换的关键。
自定义PLOAM扩展消息包括广播指令、自定义PLOAM扩展消息的ID、EQD的正负向调整、均衡时延的调整值。
例如：自定义PLOAM扩展消息的ID为21，具体消息内容如下：
FF 15 01 00 00 00 01 00 00 00 00 03
具体意义如下：
1)字节1：0xFF，将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
2)字节2：0x15，标识自定义PLOAM扩展消息的ID＝21；
3)字节3：0x0b，b＝1，则进行正向调整；b＝0，则进行负向调整；
4)字节4～7：EQD(Equalization Delay，均衡时延)的调整值；
5)字节8～12：忽略。
S2、OLT记录正常注册ONU在测距状态(O4)中测量的均衡时延，并将ONU的均衡时延保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延，用于发生PON倒换时将均衡时延下发给对应的ONU。
S3、发生PON倒换时，处于WORKING(工作)模式的OLT PON口检测到LOS，例如：光纤断开，则自动切换为STANDBY(准备)模式，OLT PON口的工作模式由硬件来触发切换为准备模式；处于STANDBY模式的OLT PON口则由CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)输入一个信号，触发其切换到WORKING模式，切换到WORKING模式的OLTPON口将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
S4、参见图2所示，发生PON倒换的过程中，ONU检测到LOF，从运行状态(O5)进入到POPUP状态(O6)，清除LOF中断，此时ONU收到OLT广播的自定义PLOAM扩展消息：RANGING_TIME_DELTA消息，立即产生中断，在中断处理中，ONU根据之前OLT记录的ONU的EQD，设置自定义PLOAM扩展消息的EQD，关闭TO2(Time Out，定时器超时)定时及其他相关资源配置后，直接设置GPON系统状态机到运行状态(O5)，并上报GPON系统状态机的转换事件，将PON保护倒换的时间缩短到1ms；主备光纤规格及长度不一致时，OLT通过PON口记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态中测量的EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和EQD；发生主备倒换时，使用备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和EQD。
通过OLT硬件来触发切换PON口以及省去重新测距的时间，能够将传统50ms～150ms的倒换时间大幅缩减，通过testcenter仪表测量，实际测得的倒换时间在1ms左右。
Type b保护倒换模式下，OLT PON1到2：N光分路器和OLT PON2到2：N光分路器的主备光纤规格及长度通常是一致的，ONU对应的EQD误差可忽略不计，不然ONU1～N在不同的光纤上EQD不一致。为了防止主备光纤规格及长度有不一致的情况导致EQD的误差发生，需要OLT一开始分别通过PON1和PON2记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态(O4)中测量的均衡时延EQD，并将ONU的均衡时延EQD保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延EQD。当发生主备倒换时，则使用一开始备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和均衡时延EQD，以避免2：N光分路器的主备光纤规格及长度不一致导致EQD的误差发生。
实施例5
快速PON倒换成功前后，GPON系统状态机及自定义PLOAM扩展消息的处理顺序如下：
O5->LOF Alarm->O6->LOF CLEAR->RANGING_TIME_DELTA->O5
即：运行状态->帧丢失->POPUP状态->帧丢失标识清除->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态
快速PON倒换时Log日志如下：
[gpon_stack.c 3652][Pon(455)]_Gpon LCDG or LOF state change interruptisr＝0x00000010,ier＝0x00000090
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_Activation state machine:Invoke:state＝OPERATION(O5),event＝DETECT_DS_LOS_OR_LOF
[gpon_stack.c 9115][Pon(455)]_OAM indication arrived
[gpon_stack.c 9104][Pon(455)]_State transition indication arrived
[gpon_stack.c 9109][Pon(455)]_Link Operation state transitionindication arrived
[gpon_stack.c 3652][Pon(455)]_Gpon LCDG or LOF state change interruptisr＝0x00000010,ier＝0x00000090
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_Activation state machine:Invoke:state＝POPUP(O6),event＝CLEAR_DS_LOS_OR_LOF
[gpon_stack.c 14834][Pon(455)]_DS PLOAM received:RANGING_TIME_DELTA
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_Activation state machine:Invoke:state＝OPERATION(O5),event＝RANGING_TIME_DELTA_MES SAGE
[gpon_stack.c 14099][Pon(455)]_Set preassigned ted.frame＝1,byte＝19172,bit＝4
[gpon_stack.c 14546][Pon(455)]_PON Link state transition:Old State:POPUP(O6),New State:OPERATION(O5)
通过OLT硬件来触发切换PON口以及省去重新测距的时间，能够将传统50ms～150ms的倒换时间大幅缩减，通过testcenter仪表测量，实际测得的倒换时间在1ms左右。
在实施例4的基础上，步骤S4中可能发生导致PON倒换失败的异常状况：
由于ONU是通过LOF硬件中断来处理LOS置位和清除，因此，必须保证收到自定义PLOAM扩展消息RANGING_TIME_DELTA的时间要晚于LOF CLEAR(帧丢失清除)的中断时间。
步骤S4中还可以包括以下步骤：
发生PON倒换的过程中，若ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，会出现如下情况：
O5->LOF Alarm->O6->RANGING_TIME_DELTA->O5->LOF CLEAR->O6->TO2timeout->O2，
即：运行状态->帧丢失->POPUP状态->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态->帧丢失标识清除->定时器2超时->待机状态，
此时需要通过调整lof_delta值，来稳定控制各中断的产生顺序，避免出现快速PON倒换失败的情况。lof_delta值是PON芯片的一个参数，用于调整在收到多少帧光信号后产生LOF CLEAR中断信息，以及调整OLT广播自定义PLOAM扩展消息的时间间隔；当ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，通过减小lof_delta，来加快LOF CLEAR产生中断时机。
实施例6
实施例4可以将type b保护倒换的时间缩短到1ms，但由于在type b倒换过程中仍有一小段时间不能发送数据，导致数据丢失。
可以在实施例4的基础上，进一步优化：
步骤S3、S4中还可以包括以下步骤：
发生PON倒换的过程中，不能发送数据时，可以通过设置ONU和OLT的PON芯片缓存，对发送的数据进行缓存，恢复发送数据后，再将缓存的数据发送出去，最大程度减小数据丢包。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种实现快速保护倒换的GPON系统，包括OLT和ONU，其特征在于：
ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息，用于发生PON保护倒换时通知ONU进行状态机切换；ONU注册时，在GPON系统状态机中注册自定义PLOAM扩展消息的中断处理函数；
OLT记录正常注册ONU在测距状态中测量的均衡时延EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延EQD，用于发生PON倒换时将EQD下发给对应的ONU；
发生PON倒换时，处于工作模式的OLT PON口检测到信号丢失LOS，则自动切换为准备模式，处于准备模式的OLT PON口由复杂可编程逻辑器件CPLD输入一个信号，触发其切换到工作模式，切换到工作模式的OLT PON口将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
发生PON倒换的过程中，ONU检测到帧丢失LOF，从运行状态进入到POPUP状态，清除LOF中断，此时ONU收到OLT广播的自定义PLOAM扩展消息，立即产生中断，在中断处理中，ONU根据OLT发出的自定义PLOAM扩展消息中的EQD，设置ONU自身的EQD，关闭定时器超时TO2定时及相关资源配置后，直接设置GPON系统状态机到运行状态，并上报GPON系统状态机的转换，将PON保护倒换的时间缩短到1ms；主备光纤规格及长度不一致时，OLT通过PON口记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态中测量的EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和EQD；发生主备倒换时，使用备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和EQD。
2.如权利要求1所述的实现快速保护倒换的GPON系统，其特征在于：所述自定义PLOAM扩展消息包括广播指令、自定义PLOAM扩展消息的ID、EQD的正负向调整、EQD的调整值。
3.如权利要求1所述的实现快速保护倒换的GPON系统，其特征在于：发生PON倒换时，OLT PON口的工作模式由硬件来触发切换为准备模式。
4.如权利要求1所述的实现快速保护倒换的GPON系统，其特征在于：发生PON倒换的过程中，若ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，出现如下情况：运行状态->帧丢失->POPUP状态->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态->帧丢失标识清除->定时器2超时->待机状态，此时需要通过调整lof_delta值，来稳定控制各中断的产生顺序，避免出现快速PON倒换失败的情况，lof_delta值是PON芯片的一个参数，用于调整在收到多少帧光信号后产生LOF CLEAR中断信息，以及调整OLT广播自定义PLOAM扩展消息的时间间隔；当ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOF CLEAR的中断时间，通过减小lof_delta，来加快LOF CLEAR产生中断时机。
5.如权利要求1所述的实现快速保护倒换的GPON系统，其特征在于：发生PON倒换的过程中，不能发送数据时，设置ONU和OLT的PON芯片缓存，对发送的数据进行缓存，恢复发送数据后，再将缓存的数据发送出去，以减小数据丢包。
6.一种GPON系统中的保护倒换方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、ONU与OLT协商，新增自定义PLOAM扩展消息，用于发生PON保护倒换时通知ONU进行状态机切换；ONU注册时，在GPON系统状态机中注册自定义PLOAM扩展消息的中断处理函数；
S2、OLT记录正常注册ONU在测距状态中测量的均衡时延，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和均衡时延EQD，用于发生PON倒换时将EQD下发给对应的ONU；
S3、发生PON倒换时，处于工作模式的OLT PON口检测到信号丢失LOS，则自动切换为准备模式，处于准备模式的OLT PON口由复杂可编程逻辑器件CPLD输入一个信号，触发其切换到工作模式，切换到工作模式的OLT PON口将自定义PLOAM扩展消息广播给PON口下所有ONU；
S4、发生PON倒换的过程中，ONU检测到帧丢失LOF，从运行状态进入到POPUP状态，清除LOF中断，此时ONU收到OLT广播的自定义PLOAM扩展消息，立即产生中断，在中断处理中，ONU根据OLT发出的自定义PLOAM扩展消息中的EQD，设置ONU自身的EQD，关闭定时器超时TO2定时及相关资源配置后，直接设置GPON系统状态机到运行状态，并上报GPON系统状态机的转换，将PON保护倒换的时间缩短到1ms；主备光纤规格及长度不一致时，OLT通过PON口记录主备光纤上正常注册ONU在测距状态中测量的EQD，并保存到二维结构数组中，该二维结构数组记录了ONU的ID和EQD；发生主备倒换时，使用备用光纤上PON口记录的二维结构数据中的ONU的ID和EQD。
7.如权利要求6所述的GPON系统中的保护倒换方法，其特征在于：所述自定义PLOAM扩展消息包括广播指令、自定义PLOAM扩展消息的ID、EQD的正负向调整、EQD的调整值。
8.如权利要求6所述的GPON系统中的保护倒换方法，其特征在于：步骤S3中发生PON倒换时，OLT PON口的工作模式由硬件来触发切换为准备模式。
9.如权利要求6所述的GPON系统中的保护倒换方法，其特征在于：步骤S4中还包括以下步骤：发生PON倒换的过程中，若ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOFCLEAR的中断时间，出现如下情况：运行状态->帧丢失->POPUP状态->收到自定义PLOAM扩展消息->运行状态->帧丢失标识清除->定时器2超时->待机状态，此时需要通过调整lof_delta值，来稳定控制各中断的产生顺序，避免出现快速PON倒换失败的情况，lof_delta值是PON芯片的一个参数，用于调整在收到多少帧光信号后产生LOF CLEAR中断信息，以及调整OLT广播自定义PLOAM扩展消息的时间间隔；当ONU收到自定义PLOAM扩展消息的时间早于帧丢失清除LOFCLEAR的中断时间，通过减小lof_delta，来加快LOF CLEAR产生中断时机。
10.如权利要求6所述的GPON系统中的保护倒换方法，其特征在于：步骤S3、S4中还包括以下步骤：发生PON倒换的过程中，不能发送数据时，设置ONU和OLT的PON芯片缓存，对发送的数据进行缓存，恢复发送数据后，再将缓存的数据发送出去，以减小数据丢包。
CN201810236052.7A 2018-03-21 2018-03-21 实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法 Active CN108631861B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810236052.7A CN108631861B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810236052.7A CN108631861B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108631861A true CN108631861A (zh) 2018-10-09
CN108631861B CN108631861B (zh) 2020-07-07

Family

ID=63696141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810236052.7A Active CN108631861B (zh) 2018-03-21 2018-03-21 实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108631861B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109547877A (zh) * 2019-01-29 2019-03-29 烽火通信科技股份有限公司 一种光通信通路倒换电路及其使用方法
CN111464887A (zh) * 2020-03-06 2020-07-28 烽火通信科技股份有限公司 一种应用于pon系统的onu注册授权管理方法及设备
CN113556633A (zh) * 2020-04-23 2021-10-26 华为技术有限公司 一种业务信号恢复方法、设备以及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101350679A (zh) * 2007-07-18 2009-01-21 华为技术有限公司 基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备
CN101557539A (zh) * 2008-04-09 2009-10-14 华为技术有限公司 一种光网络发送数据的方法、系统和设备
CN101600128A (zh) * 2009-06-30 2009-12-09 中兴通讯股份有限公司 一种onu及其实现全光纤保护倒换的方法
US20100178051A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 Masahiko Mizutani Optical communication system and method for operating the same
CN102480323A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 中兴通讯股份有限公司 一种实现olt异地容灾的系统和方法
CN103248418A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 中兴通讯股份有限公司 一种基于无源光网络的主备通道切换方法及系统
CN107547125A (zh) * 2016-06-23 2018-01-05 南京中兴软件有限责任公司 光线路终端及光链路切换方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101350679A (zh) * 2007-07-18 2009-01-21 华为技术有限公司 基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备
CN101557539A (zh) * 2008-04-09 2009-10-14 华为技术有限公司 一种光网络发送数据的方法、系统和设备
US20100178051A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 Masahiko Mizutani Optical communication system and method for operating the same
CN101600128A (zh) * 2009-06-30 2009-12-09 中兴通讯股份有限公司 一种onu及其实现全光纤保护倒换的方法
CN102480323A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 中兴通讯股份有限公司 一种实现olt异地容灾的系统和方法
CN103248418A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 中兴通讯股份有限公司 一种基于无源光网络的主备通道切换方法及系统
CN107547125A (zh) * 2016-06-23 2018-01-05 南京中兴软件有限责任公司 光线路终端及光链路切换方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. MENOUTIS: "A configurable transmitter architecture & organization for XG-PON OLT/ONU/ONT network elements", 《2015 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONICS, CIRCUITS, AND SYSTEMS (ICECS)》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109547877A (zh) * 2019-01-29 2019-03-29 烽火通信科技股份有限公司 一种光通信通路倒换电路及其使用方法
CN109547877B (zh) * 2019-01-29 2022-03-01 烽火通信科技股份有限公司 一种光通信通路倒换电路及其使用方法
CN111464887A (zh) * 2020-03-06 2020-07-28 烽火通信科技股份有限公司 一种应用于pon系统的onu注册授权管理方法及设备
CN113556633A (zh) * 2020-04-23 2021-10-26 华为技术有限公司 一种业务信号恢复方法、设备以及系统
CN113556633B (zh) * 2020-04-23 2024-04-09 华为技术有限公司 一种业务信号恢复方法、设备以及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108631861B (zh) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1835641B1 (en) Passive optical network system and method for protecting the services of the same
US20120134664A1 (en) Joint switching method for an aggregation node, aggregation node and system
EP2421179B1 (en) Method, device and system for testing optical network
US8582966B2 (en) Method and apparatus for protection switching in passive optical network
JP5372960B2 (ja) 保護されたパッシブ光学通信システム
US8724453B2 (en) Method and apparatus for implementing trunk optical fiber protection in ethernet passive optical network (EPON)
JP4913865B2 (ja) 光通信ネットワークシステム、親局光通信装置、光通信方法および通信プログラム
EP3537628B1 (en) Passive optical network system, optical line terminal and optical network unit
CN102386970B (zh) Epon系统的光网络单元onu装置及其保护倒换方法
EP2605427B1 (en) Method, system and optical network unit for synchronizing data
CN108631861A (zh) 实现快速保护倒换的gpon系统及保护倒换方法
US8229296B2 (en) Method and apparatus for channel protection switching of optical network device
CN101909222A (zh) 光线路终端设备和保护方法以及无源光网络系统
US20130195439A1 (en) Transparent protection switching operation in a pon
CN102104418A (zh) 传输控制系统、用户侧通信设备和局侧通信设备
CN101489155A (zh) 一种无源光网络系统及其业务保护方法
WO2011085576A1 (zh) 实现分布式保护的方法、无源光网络系统及光线路终端
KR20150100070A (ko) 수동 광 네트워크에서의 고속 보호 절체 방법
EP2154832B1 (en) Optical access network
CN102594444B (zh) 一种实现全保护方式的方法及系统
US9426547B2 (en) PON system, station side device and method for operating the same, and access control device
CN101600128A (zh) 一种onu及其实现全光纤保护倒换的方法
KR100887927B1 (ko) 자체 진단 기능을 가지는 광망 종단장치
CN102487466B (zh) 一种全保护模式下无源光网络中的传输数据的方法及系统
CN103139669A (zh) 数据发送方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant