一种PON网络监测系统及其监测方法
技术领域
本申请涉及无源网络检测技术领域,具体是一种PON网络监测系统及其监测方法。
背景技术
PON技术是一点到多点的光纤接入技术,其基础架构由局侧的OLT、用户侧的ONU,以及ODN组成。具体来说:
OLT(Optical Line Terminal,光线路终端),一般放置在中心机房,是终结PON信号的汇聚设备,通过PON接口和ODN网络连按,对ONU进行集中管理;
ODN(Optical Distribution Network,光分配网络),ODN是由光纤、一个或多个无源分光器(Splitter,也叫无源光分路器)等无源光器件组成的无源网络。OLT和ONU通过中间的无源光分配网络ODN连接起来进行通信;
ONU(Optical Networlk Unit,光网络单元),放置在用户侧,提供各种接口连接用户终端设备(如用户的PC、机顶盒、摄像头、无线AP、打印机、话机等),将用户终端设备信号转换成PON信号,通过PON上行接口与ODN连接后传输给OLT,OLT将接收到的PON信号处理后进行业务转发处理。
在PON网络使用中,由于无源PON网络资源的利用度较高,因此,对于其运行状态的监测十分有必要。
传统的PON网络监测,采用了如利用OTDR技术进行网络故障定位,但是,OTDR设备本身成本高,接入PON网络又会引入新的故障点,因此,其实用性较差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种PON网络监测系统及其监测方法,以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的,本申请公开了以下技术方案:
在第一方面,公开了一种PON网络监测系统,包括测试脉冲模块、有源测试模块、数字镜像模块;
所述测试脉冲模块的输出端与已有PON网络的OLT连接,所述测试脉冲模块配置为在启动后向PON链路中输出测试脉冲;
所述有源测试模块的输入端与所述已有PON网络的OLT连接,接收所述已有PON网络的OLT的下行光,所述有源测试模块的输出端通过所述已有PON网络的ODN向所述已有PON网络的ONU转发下行光,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN传输PON信号,所述有源测试模块配置为通过有源连接的方式对所述已有PON网络的网络状态数据进行获取;
所述数字镜像模块配置为基于测试需求构建虚拟PON链路中的模块数字镜像,所述模块数字镜像包括OLT数字镜像、ODN数字镜像或ONU数字镜像中的至少一种;所述测试脉冲模块的输出端与所述虚拟PON链路中的OLT数字镜像连接,所述OLT数字镜像与所述有源测试模块的输入端有源连接,所述有源测试模块与所述虚拟PON链路中的ODN数字镜像有源连接,所述有源测试模块与所述虚拟PON链路中的ONU数字镜像有源连接;在所述虚拟PON链路产生后,所述有源测试模块对所述虚拟PON链路的网络状态数据进行获取。
在一种实施方式中,当所述OLT数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的OLT并与所述已有PON网络的ODN、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路。
在一种实施方式中,当所述ODN数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ODN并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路。
在一种实施方式中,当所述ONU数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ONU并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ODN构成虚拟PON链路。
在第二方面,公开了一种PON网络监测方法,该方法包括以下步骤:
按照测试需求,将已有PON网络作为测试对象或虚拟PON链路作为测试对象,所述虚拟PON链路基于数字镜像模块构建的模块数字镜像或所述虚拟PON链路基于数字镜像模块和所述已有PON网络中部分的已有模块构成,其中,所述模块数字镜像包括OLT数字镜像、ODN数字镜像或ONU数字镜像中的至少一种,所述已有模块为所述已有PON网络中的OLT、ODN或ONU中的一种或两种;
将有源测试模块设置于所述已有PON网络或所述虚拟PON链路中,其中,所述有源测试模块的输入端与所述已有PON网络的OLT和/或所述虚拟PON链路中的OLT数字镜像连接并接收下行光,所述有源测试模块的输出端通过所述已有PON网络的ODN和/或所述虚拟PON链路中的ODN数字镜像向所述已有PON网络的ONU和/或所述虚拟PON链路中的ONU数字镜像转发下行光,以及所述已有PON网络的ONU和/或所述虚拟PON链路中的ONU数字镜像通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN和/或所述虚拟PON链路中的ODN数字镜像传输PON信号;
测试脉冲模块按照预设的监测周期向所述已有PON网络和/或所述虚拟PON链路输入测试脉冲,或作业人员主动启动所述测试脉冲模块向所述已有PON和/或所述虚拟PON链路网络输入测试脉冲;所述测试脉冲模块的输出端与所述已有PON网络的OLT和/或所述虚拟PON链路中的OLT数字镜像连接;
所述有源测试模块配置为通过有源连接的方式对所述已有PON网络和/或所述虚拟PON链路的网络状态数据进行获取,并将获取到的网络状态数据与所述已有PON网络在无源状态下的网络状态数据进行比对,获取监测结果。
在一种实施方式中,当所述OLT数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的OLT并与所述已有PON网络的ODN、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路;所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述虚拟PON链路的OLT数字镜像,所述有源测试模块接收所述虚拟PON链路的OLT数字镜像的下行光,并通过所述已有PON网络的ODN转发该下行光至所述已有PON网络的ONU,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向已有PON网络的ODN传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述虚拟PON链路的OLT数字镜像,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在一种实施方式中,当所述ODN数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ODN并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路;所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块接收所述已有PON网络的OLT的下行光,并通过所述虚拟PON链路的ODN数字镜像转发该下行光至所述已有PON网络的ONU,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向所述虚拟PON链路的ODN数字镜像传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在一种实施方式中,当所述ONU数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ONU并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ODN构成虚拟PON链路;所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块接收所述已有PON网络的OLT的下行光,并通过所述已有PON网络的ODN转发该下行光至所述虚拟PON链路的ONU数字镜像,以及所述虚拟PON链路的ONU数字镜像通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在一种实施方式中,所述监测结果的获取具体包括:
将测试脉冲基于构建的OLT数字镜像的虚拟PON链路的网络状态数据定义为终端测试数据Qt,将测试脉冲基于构建的ODN数字镜像的虚拟PON链路的网络状态数据定义为光分配测试数据Qn,将测试脉冲基于构建的ONU数字镜像的虚拟PON链路的网络状态数据定义为网络端测试数据Qu,将测试脉冲基于所述已有PON网络的网络状态数据定义为原始数据Q0,分别计算相应的终端测试差异率δQt、光分配测试差异率δQn、网络端测试差异率δQu;所述终端测试差异率δQt通过公式:计算得到,其中,Kt为OLT数字镜像测试时的允许误差,mt为基于同一测试脉冲采用OLT数字镜像测试的次数;所述光分配测试差异率δQn通过公式:/>计算得到,其中Kn为ODN数字镜像测试时的允许误差,mn为基于同一测试脉冲采用ODN数字镜像测试的次数;所述网络端测试差异率δQu通过公式:/>计算得到,其中,Ku为ONU数字镜像测试时的允许误差,mu为基于同一测试脉冲采用ONU数字镜像测试的次数;将终端测试差异率δQt、光分配测试差异率δQn、网络端测试差异率δQu分别与对应的预设阈值进行比对,并获取对应的所述已有PON网络的OLT的评价结果、所述已有PON网络的ODN的评价结果以及所述已有PON网络的ONU的评价结果。
有益效果:本申请的PON网络监测系统及其监测方法,基于数字镜像技术,对PON网络中的基础架构节点即局侧的OLT、用户侧的ONU以及ODN进行镜像处理,得到相应的数字镜像模型,同一测试脉冲基于已有的PON网络获取的网络状态数据和基于虚拟PON链路获取的网络状态数据进行比对,从而对PON网络的运行状态进行获取以及对PON网络中的故障节点进行准确定位,进而实现对整个PON网络可靠的监测。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本文中,术语“包括”意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本实施例在第一方面,公开了一种PON网络监测系统,包括测试脉冲模块、有源测试模块、数字镜像模块。
具体的,所述测试脉冲模块的输出端与已有PON网络的OLT连接,所述测试脉冲模块配置为在启动后向PON链路中输出测试脉冲。
具体的,所述有源测试模块的输入端与所述已有PON网络的OLT连接,接收所述已有PON网络的OLT的下行光,所述有源测试模块的输出端通过所述已有PON网络的ODN向所述已有PON网络的ONU转发下行光,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN传输PON信号,所述有源测试模块与处理器相连,在处理器的控制下,所述有源测试模块配置为通过有源连接的方式对所述已有PON网络的网络状态数据进行获取。
具体的,所述数字镜像模块与处理器相连,在处理器的控制下,所述数字镜像模块配置为基于测试需求构建虚拟PON链路中的模块数字镜像,所述模块数字镜像包括OLT数字镜像、ODN数字镜像或ONU数字镜像中的至少一种;所述测试脉冲模块的输出端与所述虚拟PON链路中的OLT数字镜像连接,所述OLT数字镜像与所述有源测试模块的输入端有源连接,所述有源测试模块与所述虚拟PON链路中的ODN数字镜像有源连接,所述有源测试模块与所述虚拟PON链路中的ONU数字镜像有源连接;在所述虚拟PON链路产生后,所述有源测试模块对所述虚拟PON链路的网络状态数据进行获取。
在对已有的PON网络进行监测的过程中,当所述OLT数字镜像构建后,其代替所述已有PON网络的OLT并与所述已有PON网络的ODN、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路。所述测试脉冲输入所述虚拟PON链路的OLT数字镜像,所述有源测试模块接收所述虚拟PON链路的OLT数字镜像的下行光,并通过所述已有PON网络的ODN转发该下行光至所述已有PON网络的ONU,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向已有PON网络的ODN传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述虚拟PON链路的OLT数字镜像,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在对已有的PON网络进行监测的过程中,当所述ODN数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ODN并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路。所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块接收所述已有PON网络的OLT的下行光,并通过所述虚拟PON链路的ODN数字镜像转发该下行光至所述已有PON网络的ONU,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向所述虚拟PON链路的ODN数字镜像传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在对已有的PON网络进行监测的过程中,当所述ONU数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ONU并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ODN构成虚拟PON链路。所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块接收所述已有PON网络的OLT的下行光,并通过所述已有PON网络的ODN转发该下行光至所述虚拟PON链路的ONU数字镜像,以及所述虚拟PON链路的ONU数字镜像通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
本实施例在第二方面公开了一种适用于上述的PON网络监测的方法,具体来说,该种PON网络监测方法具体包括以下步骤:
S101-按照测试需求,将已有PON网络作为测试对象或虚拟PON链路作为测试对象,所述虚拟PON链路基于数字镜像模块构建的模块数字镜像或所述虚拟PON链路基于数字镜像模块和所述已有PON网络中部分的已有模块构成,其中,所述模块数字镜像包括OLT数字镜像、ODN数字镜像或ONU数字镜像中的至少一种,所述已有模块为所述已有PON网络中的OLT、ODN或ONU中的一种或两种。
S102-将有源测试模块设置于所述已有PON网络或所述虚拟PON链路中,其中,所述有源测试模块的输入端与所述已有PON网络的OLT和/或所述虚拟PON链路中的OLT数字镜像连接并接收下行光,所述有源测试模块的输出端通过所述已有PON网络的ODN和/或所述虚拟PON链路中的ODN数字镜像向所述已有PON网络的ONU和/或所述虚拟PON链路中的ONU数字镜像转发下行光,以及所述已有PON网络的ONU和/或所述虚拟PON链路中的ONU数字镜像通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN和/或所述虚拟PON链路中的ODN数字镜像传输PON信号。
S103-测试脉冲模块按照预设的监测周期向所述已有PON网络和/或所述虚拟PON链路输入测试脉冲,或作业人员主动启动所述测试脉冲模块向所述已有PON和/或所述虚拟PON链路网络输入测试脉冲;所述测试脉冲模块的输出端与所述已有PON网络的OLT和/或所述虚拟PON链路中的OLT数字镜像连接。
S104:所述有源测试模块配置为通过有源连接的方式对所述已有PON网络和/或所述虚拟PON链路的网络状态数据进行获取,并将获取到的网络状态数据与所述已有PON网络在无源状态下的网络状态数据进行比对,获取监测结果。
在该种PON网络监测方法中,当所述OLT数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的OLT并与所述已有PON网络的ODN、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路。所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述虚拟PON链路的OLT数字镜像,所述有源测试模块接收所述虚拟PON链路的OLT数字镜像的下行光,并通过所述已有PON网络的ODN转发该下行光至所述已有PON网络的ONU,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向已有PON网络的ODN传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述虚拟PON链路的OLT数字镜像,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在该种PON网络监测方法中,当所述ODN数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ODN并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ONU构成虚拟PON链路;所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块接收所述已有PON网络的OLT的下行光,并通过所述虚拟PON链路的ODN数字镜像转发该下行光至所述已有PON网络的ONU,以及所述已有PON网络的ONU通过所述有源测试模块向所述虚拟PON链路的ODN数字镜像传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
在该种PON网络监测方法中,当所述ONU数字镜像构建后,代替所述已有PON网络的ONU并与所述已有PON网络的OLT、所述已有PON网络的ODN构成虚拟PON链路;所述测试脉冲在无源状态下的所述已有PON网络中进行传输,并反馈无源测试网络状态数据;和所述测试脉冲输入所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块接收所述已有PON网络的OLT的下行光,并通过所述已有PON网络的ODN转发该下行光至所述虚拟PON链路的ONU数字镜像,以及所述虚拟PON链路的ONU数字镜像通过所述有源测试模块向所述已有PON网络的ODN传输PON信号,然后再经所述有源测试模块回传至所述所述已有PON网络的OLT,所述有源测试模块采集所述虚拟PON链路的网络状态数据。
更为具体的是,所述监测结果的获取具体包括:
将测试脉冲基于构建的OLT数字镜像的虚拟PON链路的网络状态数据定义为终端测试数据Qt,将测试脉冲基于构建的ODN数字镜像的虚拟PON链路的网络状态数据定义为光分配测试数据Qn,将测试脉冲基于构建的ONU数字镜像的虚拟PON链路的网络状态数据定义为网络端测试数据Qu,将测试脉冲基于所述已有PON网络的网络状态数据定义为原始数据Qo,分别计算相应的终端测试差异率δQt、光分配测试差异率δQn、网络端测试差异率δQu;所述终端测试差异率δQt通过公式:计算得到,其中,Kt为OLT数字镜像测试时的允许误差,mt为基于同一测试脉冲采用OLT数字镜像测试的次数;所述光分配测试差异率δQn通过公式:/>计算得到,其中Kn为ODN数字镜像测试时的允许误差,mn为基于同一测试脉冲采用ODN数字镜像测试的次数;所述网络端测试差异率δQu通过公式:/>计算得到,其中,Ku为ONU数字镜像测试时的允许误差,mu为基于同一测试脉冲采用ONU数字镜像测试的次数。需要说明的是,Kt、Kn和Ku是通过有限次试验得到的数值。
将终端测试差异率δQt、光分配测试差异率δQn、网络端测试差异率δQu分别与对应的预设阈值进行比对,并获取对应的所述已有PON网络的OLT的评价结果、所述已有PON网络的ODN的评价结果以及所述已有PON网络的ONU的评价结果。需要说明的是,这里的预设阈值,是基于如网络衰减等因素确定的一个数值,并且,在忽略这些因素时,该预设阈值等于1,即当某个差异率大于1时,说明该差异率对应的PON网络中的基础架构节点存在故障,此时,应及时上报;当某个差异率小于或等于1时,说明该差异率对应的PON网络中的基础架构节点不存在故障。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现,处理器可以在一个或多个下列单元中实现:专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现,实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时,可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
最后应说明的是:以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。