JP2012526421A

JP2012526421A - イーサネット受動光ネットワークにおいて幹線光ファイバーの保護を実現する方法及び装置

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Publication number: JP2012526421A
Application number: JP2012508880A
Authority: JP
Inventors: ウェイピンスン; チエンシンルー; ユンポンシエ
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2029-11-09
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Abstract

本発明はEPONで幹線光ファイバーの保護を実現する方法及び装置を開示した。本発明技術案において、マスターPONポートの光モジュールをオンし、スタンバイPONポートの光モジュールをオフし、マスターPONポートにサービスを配置し、それに静的データと動的データをスタンバイPONポートに同期する。マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整する。故障検知を行い、故障がある時、スタンバイPONポートに作業状態を送信し、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う。本発明に基づいて、スタンバイPONポートMPCPカウンタを調整し、専用通信チャンネルを設置することでマスター-スタンバイPONポートの間の快速通信を実現することにより、EPONの幹線光ファイバーの保護過程において、マスター-スタンバイ切り替えを行う時、ONUは再登録する必要がない。よって、著しく保護切り替えのビジネス回復時間を短縮し、システム信頼性を増強し、保護切り替えの性能を向上した。

Description

本発明は受動光ネットワーク（PON：Passive Optical Network）技術に関し、具体的に、イーサネット受動光ネットワーク（EPON：Ethernet Passive Optical Network）システムにおいて幹線光ファイバーの保護方法及び装置に関する。

EPONは、新型の光ファイバーアクセスネットワーク技術であり、ポイントツーマルチポイントの構造と受動光ファイバーより伝送し、イーサネットの上にさまざまな業務を提供する。EPONはセントラルオフィス側の光回線ターミナル（OLT：Optical Line Terminal）、ユーザー側の光ネットワークユニット（ONU：Optical Network Unit）及び光分配ネットワーク（ODN：Optical Distribution Network）から構成される。EPONは物理層でPON技術を採用し、リンク層でイーサネットプロトコルを使用し、PONのトポロジ構造でイーサネットアクセスを実現した。よって、EPONは低コスト、高帯域幅、強い拡張性、柔軟な迅速なサービス再建、従来イーサネットとの互換性、便利な管理などPONとイーサネットの利点を統合した。

光信号はOLTとONUの間に伝送する。信号チャネルの内部部品はアクティブデバイスを除き、光ファイバ、受動コンバイナ、受動光カプラ-受動光分割装置を含む。ダウンリンク方向はOLTからONUへ、即ちポイントツーマルチポイントであって、ブロードキャストシステムが採用される。OLTから送信する光信号は受動光分割装置より複数本の光ファイバーに分割してONU毎に送るが、ONUはメディアアクセス制御（MAC：Media Access Control）層のアドレスによって、有用な光信号を抽出する。アップリンク方向はONUからOLTへ、即ちマルチポイントツーポイントであって、時分割多重化システムが採用される。各ONUからの光信号は受動光カプラより1本の光ファイバに組合せてOLTに送る。異なるONUから送信するデータが衝突しないように、OLTはONU毎にタイムスロットを割り当てる。ONUはまずデータパケットをキャッシュしながら、自体のタイムスロットがいったん来ると、キャッシュしたデータパケットを送信する。

EPONにおける各ONUが時分割を採用してシステムにアクセスするので、OLTとONUは通信する前に同期に達したこそ、情報が正確に伝送されることが確保できる。EPONのシステム同期は同期マルチポイント制御プロトコル（MPCP：Muti-Point Control Protocol）カウンタで実現され、MPCPカウンタはローカルクロックカウンタであって、時間の粒子を計算することに使われる。OLTがダウンリンク送信するフレームはすべてMPCPカウンタの値を含み、ONUは受信したMPCPカウンタの値によって、ローカルMPCPカウンタの値を覆う。EPONのシステム同期要求として、一つのOLTがOLTの現地時間Tに送信する情報ビットは、ONUがONU現地時間Tに受信しなければならない。EPONにおいて各ONUからOLTまでの距離が異なるので、伝送遅延は異なる。システム同期に達するために、ONUクロックはOLTクロックより時間遅延量が必要であり、この時間遅延量がダウンリンクの伝送遅延（DD，Downlink Delay）である。つまり、OLTがOLTクロックの時刻0に一つ情報ビットを送信すると、ONUはこの情報ビットをONUクロックの時刻0に受信しなければならない。ラウンドトリップタイム（RTT，Round-Trip Time）はDDとアップリンク伝送遅延（UD，Uplink Delay）の和であり、RTTが既知で、OLTからONUに伝送しなければならない。RTTの取得過程は即ちレンジ（ranging）である。EPONがシステム同期に達したときだけ、同一OLTの下に異なるONUから送信するデータが衝突しない。

図１のように、EPONシステムの典型的なトポロジ構造はツリーである。OLTとスプリッターの間の幹線光ファイバーは故障すると、付加される全てのONUは同時に通信故障を引き起こす。よって、重要な領域と重要な基地局にとって、幹線光ファイバーを保護し、全体PONシステムの信頼性を向上するのは特に重要である。図2は、従来のEPONは幹線光ファイバーの保護を実現するブロック図である。幹線光ファイバーの保護としては主に、1本の異なるパスの冗長な幹線光ファイバー、即ちスタンバイ幹線ファイバを設置し、マスター幹線光ファイバーが故障する時、マスター-スタンバイ幹線光ファイバーを切り替える。マスター幹線光ファイバーとスタンバイ幹線光ファイバーのパス長さが常に異なるので、切り替えた後、UD、DD、RTTは変化することがあり、ONUは受信したOLTからのタイムスタンプのロゴによって、ローカルMPCPカウンタをリアルタイムに更新する。マスター幹線光ファイバーとスタンバイ幹線光ファイバーのパス長さが異なるので、ONUのMPCPカウンタは常に8つのTQ以上を変化される。但し、ONUのMPCPカウンタが8つのTQ以上を変化されると、ONUが切られて再び登録しなければならない。このように、ビジネスの回復時間は50msのキャリア要求を満足できない。その中に、TQはPONの時間単位で、1個TQは16nsに等しい。

上記の記述に基づいて、ビジネスの回復時間を短縮するために、EPONが保護のために切り替えする時、どのようにしてONUを再登録することを避けるかは、解決すべき課題となっている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、EPONが保護切り替えを行う時、ONUに再登録する必要がなくてサービスの回復時間を短縮するために、EPONにおいて幹線光ファイバーの保護を実現する方法及び装置を提供することにある。

上記の目的に達成するために、本発明に係る技術案は以下のように実現される。

マスターPONポートの光モジュールをオンし、スタンバイPONポートの光モジュールをオフし、マスターPONポートにサービスを配置し、且つ静的データと動的データをスタンバイPONポートに同期し、
マスターPONポートマルチポイント制御プロトコル口（MPCP）カウンタの値によって、スタンバイPONポートのMPCPカウンタの値を同期して調整し、
故障検知を行い、故障があるする時、スタンバイPONポートへ作業状態を送信し、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う
ことを含むイーサネット受動光ネットワーク（EPON）において幹線光ファイバーの保護を実現する方法が提供される。

好適に、前記スタンバイPONポートのMPCPカウンタの値を同期して調整するのは、具体的に、
A、マスターPONポートとスタンバイPONポートが同期信号を受信する時のMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートは自体のMPCPカウンタの値をマスターPONポートMPCPカウンタの値と同期するように調整し、
B、光ネットワークユニット（ONU）がMPCPフレームを送信する時のMPCPカウンタの値、及びMPCPフレームがそれぞれにマスターPONポート、スタンバイPONポートに到着する時の各MPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートとマスターPONポートのパス差を確定し、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値がマスターPONポートMPCPカウンタの値より前記パス差を遅くなるように調整する。

前記ステップAは具体的に、具体的に、
マスターPONポートとスタンバイPONポートは同期信号を受信した時、それぞれのMPCPカウンタの値をラッチし、
ラッチしたマスターPONポートMPCPカウンタの値とラッチしたスタンバイPONポートのMPCPカウンタとの値の差を計算し、
スタンバイPONポートは自体のMPCPカウンタの値を調整して前記差値を増加する
ことを含む。

ステップBの後に更に、
マスターPONポートはONUへMPCPフレームを送信し、当該ONUは受信したMPCPフレームによって、自体のMPCPカウンタの値とマスターPONポートと同期し、
ONUはMPCPフレームを送信し、ONUが送信するMPCPフレームのMPCPカウンタの値、及びスタンバイPONポートが受信するMPCPフレームの前記MPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートからONUまでのラウンドトリップ遅延RTTを確定する
ことを含む。

前記故障検知は、具体的に、
コア制御パネルはマスターPONポートに在るEPONラインカードのソフトウエア状態、またはEPONラインカードの在位状況、または上記に種状況の組み合わせによって、マスターPONポートが異常があるかを確定し、またはマスターPONポートはハードウエアで光モジュールの信号検知（SD：Signal Detection）信号を検知することによって、マスター幹線光ファイバーが異常があるかを確定することを含む。

異常を検知した時、前記PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う前に、異常の持続時間が設定時間より長いかを判断し、長いと、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行い、短いと、故障検知を続けて行う。

前記PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行うのは、
マスターPONポートは自体のマスター状態をリリースしてスタンバイ状態に変わって、自体の光モジュールをオフし、
スタンバイPONポートは自体の状態をマスター状態に変わって、自体の光モジュールをオンし、同期の静的データと動的データによってオリジナルマスターPONポートのビジネス処理を引き継ぐ。

光回線ターミナルOLT側にマスターPONポートとスタンバイPONポートを設置し、スタンバイPONポートとマスターPONポートのデータとの同期を完成し、PONポートからの作業状態を対端のPONポートへ伝送するコア制御パネルと、
マスター状態である時に自体の光モジュールをオンし、ビジネス処理を完成するマスターPONポートと、
スタンバイ状態である時に自体の光モジュールをオフし、マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、故障がある時、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行うスタンバイPONポートと、を備えるEPONにおいて幹線光ファイバーの保護を実現する装置。

好適に、マスターPONポートとスタンバイPONポートはCPLD、PON MAC、光モジュールを含み、マスターPONポートは光モジュールを介してマスター幹線光ファイバーと繋がるが、スタンバイPONポートは光モジュールを介してスタンバイ幹線光ファイバーと繋がり、コア制御パネルと作業PONポートまたはスタンバイPONポートの間に専用通信チャンネルを持ち、前記CPLDは、PONポートと対端のPONポートの専用通信チャンネルの通信を担当し、マスターPONポートに位置する時、光モジュールをオンし、スタンバイPONポートに位置する時、光モジュールをオフし、マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、
前記PON MACはEPONプロトコル処理を担当し、MPCPカウンタの値をラッチする。

専用通信チャンネルはコア制御パネル側に時分割多重化（TDM）モードクロスチップまたはフィールドプログラムゲートアレイ（FPGA）チップと繋がる。

本発明に係るEPONで幹線光ファイバーの保護を実現する方法及び装置は、スタンバイPONポートMPCPカウンタを調整し、かつ専用通信チャンネルを設置することでマスター-スタンバイPONポートの間の快速通信を実現することにより、EPONシステムの幹線光ファイバーの保護過程において、ONUは再登録する必要がない。よって、著しく保護切り替えのビジネス回復時間を短縮し、システムの信頼性を増強し、保護切り替えの性能を向上する。本発明はシステムにおける任意なPONポートの間の切り替えを実現でき、かつEPONのラインカード挿抜またはソフトウエアの異常等よる異常がある時、保護を実施することができる。

EPONシステムトポロジーツリー構造を示す図である。従来技術における幹線光ファイバーの保護を実現するEPON構造を示す図である。本発明におけるEPONが幹線光ファイバーの保護を実現するフローチャートを示す図である。本発明におけるMPCPカウンタの同期を実現する原理を示す図である。本発明におけるマスター-スタンバイ幹線光ファイバーのパス差xとスタンバイPONポートからONUまでのRTTを求める原理を示す図である。本発明における幹線光ファイバーのマスター-スタンバイ切り替えのフローチャートを示す図である。本発明におけるEPONが幹線光ファイバーの保護を実現する装置構造を示す図である。

以下、図面と具体的な実施例を参照しながら本発明を詳しく説明する。

一枚のEPONラインカードに一つまたは複数のPONポートがあることができ、同じEPONラインカードにおけるPONポートの間の保護はボード内保護と言われ、異なるEPONラインカードにおけるPONポートの間の保護はボード間保護と言われる。下記の具体的な実施例において、ボード間保護グループを作成することを例として、本発明の幹線光ファイバーの保護の実現過程を説明する。図３に示すように、本発明のEPON幹線光ファイバーの保護を実現するプロセスは下記のステップを含む。

ステップ301：保護グループを作成し、具体的に、OLT側のコア制御パネルはマスターPONポートとスタンバイPONポートを指定し、マスターPONポートとスタンバイPONポートにそれぞれ一対の専用通信チャンネルをバインディング（binding）する。

コア制御パネルは二枚のEPONラインカードからそれぞれ一つのPONポートを選んで、保護グループを作成し、例えば、PON1ポートをマスターPONポートとし、即ち作業PONポートであり、PON2ポートをスタンバイPONポートとし、即ち保護PONポートである。マスターPONポートは、自体の光モジュールをイネーブルし、即ち自体の光モジュールをオンし、スタンバイPONポートは、自体の光モジュールをオフして、ダウンリンク伝送を行う時、マスターPONポートの光モジュールのみ動作する。コア制御パネルはまたマスターPONポートとスタンバイPONポートにそれぞれ一対の専用通信チャンネルをバインディングし、保護グループが動作する時、コア制御パネルは同時にマスターとスタンバイPONポートが対応する専用通信チャンネルを繋ぐ。専用通信チャンネルは時分割多重化（TDM）モードチャンネルであってもよい。

専用通信チャンネルは、マスターPONポートまたはスタンバイPONポートがコア制御パネルで対端のPONポートへ当該PONポート自体の作業状態を伝送することに使用される。前記作業状態は、PONポートのマスター-スタンバイ状態、PONポートソフト-ハードウエア状態、及び信号ロスト（LOS）のアラーム、を含む。PONポートソフトウエアの状態とは、具体的に、PONポートに在るEPONラインカードにおけるコンプレックスプログラマブルロジックデバイス（CPLD）とEPONコアサービスチップ（PON MAC）のソフトウエア運行が正常であるかなどである。信号LOSアラームとPONポートの作業状態及びSD信号は一緒に専用通信チャンネルを通じて伝送し、情報伝送の冗長を実現する。マスターPONポートにとって、対端のPONポートとはスタンバイPONポートである。スタンバイPONポートにとって、対端PONポートとはマスターPONポートである。対端EPONラインカードは以上の解釈と同じである。

ステップ302：保護グループは動作を開始する時、コア制御パネルはマスターPONポートにサービスを配置し、且つ静的データと動的データをスタンバイPONポートに同期する。

保護グループを作成して動作を開始する時、コア制御パネルはマスターPONポートに静的データを配置し、且つスタンバイPONポートに同期する。保護グループの作業過程において、タイミングに動的データをスタンバイPONポートに同期する。スタンバイPONポートとマスターPONポートのデータ同期は専用通信チャンネルで実現されてもよいし、ほかのパス、例えば、EPONラインカードとコア制御パネルの間の繋がりで実現されてもよい。

前記静的データは、ONUの情報リスト、OLTが各ONUに割り当てたアップ-ダウンリンク帯域幅、ONUのボートイネーブル状況及び、仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN：Virtual Local Area Network）のバインディング状態などのサービスデータを含む。動的データは主に、論理リンク識別（LLID，Logical Link IDs）-MAC層アドレスリストである。

ステップ303：マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整する。

OLTがMPCPフレームを送信する時、OLTはOLTクロックのMPCPカウンタの値、即ち絶対クロックをMPCPフレームのタイムスタンプフィールドに挿す。ONUがいつOLTから送信するMPCPフレームを受信するにせよ、MPCPフレームがキャリーする新しいタイムタグ値によってONUクロックのMPCPカウンタの値を刷新する。類似に、ONUがMPCPフレームを送信する時、ONUはONUのMPCPカウンタの値をMPCPフレームのタイムスタンプフィールドに挿す必要がある。OLTは、受信したMPCPフレームのタイムタグを検出し、ONUがMPCPフレームを送信する時のONUのMPCPカウンタの値を取得し、受信したタイムタグ値とOLTのクロックとの間の差を計算して、ONUのRTTを取得する。OLTの異なるPONポートから同じONUまでの伝送パスが異なるので、同じONUに対する異なるPONポートに取得したRTTも異なる。

本発明は下記の方法でスタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、マスター-スタンバイ切り替え後のONUのMPCPカウンタがスムーズに移行することを確保し、具体的に下記の通りである。

a．スタンバイPONポートMPCPカウンタの値がマスターPONポートMPCPカウンタの値と一致するように、同期方法でマスターとスタンバイPONポートを処理する。図4に示すように、前記同期原理は以下の通りである。

コア制御パネルは一つの同期信号（SYNC）を送信する。マスターPONポートとスタンバイPONポートは同期信号を受信する時、それぞれ各のMPCPカウンタの値T1、T2をラッチする。T1またはT2は専用通信チャンネルで対端のEPONラインカードに伝送した後、対端のEPONラインカードより二つのMPCPカウンタの値の差値△t=T1-T2を計算することができる。次の同期信号が到達する時、スタンバイPONポートはMPCPカウンタの値が△tを増加するように調整し、同期した後スタンバイPONポートMPCPカウンタの値はマスターPONポートMPCPカウンタの値と一致させる。

b．ONUがMPCPフレームを送信する時のMPCPカウンタの値、及び前記MPCPフレームがそれぞれマスターPONポート、スタンバイPONポートに到達する時の各MPCPカウンタの値によって、マスターとスタンバイ幹線光ファイバーのパス差xを求める。

図5に示すように、xを求める過程は下記の通りである。

図5において、縦向の三本ラインはそれぞれスタンバイPONポートMPCPカウンタ、マスターPONポートMPCPカウンタ、ONUaのMPCPカウンタを示し、各MPCPカウンタの値が時間軸の方向に沿って逓増し、a、b…fが全てMPCPカウンタの値である。マスターPONポートはa時刻でダウンリンクチャネルでMPCPフレームを放送し、MPCPフレームはDDを介してONUaに到達する。ONUaはMPCPカウンタをaにリセットした後、時刻b即ち自体のMPCPカウンタの値がbである時、OLTへMPCPフレームを回送する。この時、MPCPフレームにおけるタイムスタンプのロゴはbである。マスターPONポートは時刻c即ちMPCPカウンタの値がcである時、MPCPフレームを受け取る。スタンバイPONポートが当該MPCPフレームを受信したときのMPCPカウンタの値はdである。

dとcの差異はマスターとスタンバイ幹線光ファイバーの受信パスの差異を反映し、つまり、マスターPONポートとスタンバイPONポートの伝送パスの片道差異xであり、xが下記の方式で求めることができる。

x=d-c=(d-b)-(c-b)=(d-b)-RTT_PON1-ONUa
PON1-ONUa、即ちマスターPONからONUaまでのRTTがマスターPONポートより取得できる。

xはマスターPONポートとスタンバイPONポートの受信パス差であり、それとも切り替え時のマスターPONポート、スタンバイPONポートからONUまでの送信パス差である。

c．スタンバイPONポートは自体のMPCPカウンタがマスターPONポートMPCPカウンタの値よりxを遅くなるように調整し、xがシンボル付けの数である。

d．コア制御パネルはスタンバイPONポートからONUaまでのRTTを計算し、前記RTTの計算過程は下記の通りである。

ある時刻に、マスターPONポートMPCPカウンタの値がeで、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値がe-xで、マスターPONポートが送信するMPCPフレームがキャリーするタイムスタンプのロゴがeであり、即ち当該MPCPフレームがスタンバイPONポートから送信するなら、MPCPフレームがキャリーするタイムスタンプのロゴはe-xで、ONUaがタイムスタンプロゴeをキャリーするMPCPフレームを受信した後、ローカルのMPCPカウンタの値がeに同期し、ONUaがMPCPカウンタの値のfである時アップリンクでMPCPフレームを送信し、当該MPCPフレームが挿したタイムスタンプロゴはこの時のONUaのMPCPカウンタの値fで、マスターPONポートに当該MPCPフレームを受け取る時にローカルMPCPカウンタの値はgであるが、スタンバイPONポートが当該MPCPフレームを受け取る時にローカルMPCPカウンタの値はhであると、スタンバイPONポートからONUaまでのRTTはh-fであり、即ち
RTT_PON2-ONUa=h-f
上記の調整を経って、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値とマスターPONポートMPCPカウンタの値の同期を実現した。このように、マスター-スタンバイPONポートの切り替えを行う時、ONUにとって、そのMPCPカウンタの値は大幅に変化せず、スムーズに運行できる。また、スタンバイPONポートから各ONUまでのRTTを取得したので、距離を再度に測定する必要がない。

ステップ304：マスター幹線光ファイバーまたはマスターPONポートを検知し、マスター幹線光ファイバーまたはマスターPONポートに故障があったら、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う。

マスターとスタンバイPONポートの光モジュールが同時に発光することを防止するために、マスター-スタンバイPONポートの切り替えロジックはインターロックロジックを採用し、即ち現在にマスターPONポートの光モジュールだけがオン状態にある。図6に示すように、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えプロセスは、主に、マスターPONポートがマスター状態からスタンバイ状態に切り替え、スタンバイPONポートがスタンバイ状態からマスター状態に切り替えという2つの部分を含み、具体的なステップは下記の通りである。

ステップ601〜ステップ603：マスター幹線光ファイバーまたはマスターPONポートは異常があると検知したら、異常持続時間がLより長いであるかを判断して、持続時間がLより長いであれば、ステップ604を実行し、持続時間がL以下であれば、ステップ601に戻って実行する。

コア制御パネルはマスターPONポートが在るEPONラインカードのソフトウエア状態、またはEPONラインカードの在位状況、または以上の二種情況の組み合わせを検知することで、マスターPONポートが異常があるかを確定する。マスターPONポートはハードウエアを介して光モジュールのSD信号を検知することで、マスター幹線光ファイバーが異常があるかを確定する。

前記Lは設定した頻繁に切り替える防止用の固定値であり、毎回の切り替え間隔がLより長いことが要求される。当該固定値は具体的な需要状況によって確定され、主にONUの発現時間、ONUの登録時間によって設定される。

ステップ604〜ステップ607：マスター-スタンバイPONポートの切り替えを行い、スタンバイ状態にあるPONポートは専用通信チャンネルを通じて、対端のPONポートのマスター-スタンバイ状態をリアルタイムに検知し、対端のPONポートのマスター-スタンバイ状態がスタンバイであり、または対端PONポートの状態がオフラインであると検知した時、すぐにマスター状態に切り替える。

コア制御パネルはマスターPONポートが在るEPONラインカードのソフトウエアの状態、またはEPONラインカードの在位状況、または以上の二種情況の組み合わせを検知することで、マスターPONポートは異常があると確定すれば、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う。具体的には下記の通りである。

マスターPONポートは基本な作業を維持することができれば、例えば、EPONラインカードが在位であり、且つソフトウエアはミスが存在する時、マスターPONポートは自体のマスター状態をリリースして、スタンバイ状態に変わ、自体の光モジュールをオフし、そして専用通信チャンネルでスタンバイPONポートに当該PONポートこの時のマスター-スタンバイ状態がスタンバイ状態であることを通知する。スタンバイPONポートはマスターPONポートから提供するスタンバイ状態を受け取り、自体のマスター-スタンバイ状態をマスター状態に変わ、自体の光モジュールをオンし、同期の静的データと動的データによってオリジナルマスターPONポートのサービス処理を引き継いで、PONポートのマスター-スタンバイの切り替えを実現する。

マスターPONポートは基本な作業を維持することができなければ、例えば、EPONラインカードは在位でなぃ、コア制御パネルはスタンバイPONポートに対端PONポートがオフラインであることを通知する。スタンバイPONポートは自体のマスター-スタンバイ状態をマスター状態に変わ、自体の光モジュールをオンし、同期の静的データと動的データによって、オリジナルマスターPONポートのビジネス処理を引き継いで、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを実現する。

マスターPONポートはハードウエアで光モジュールのSD信号を検知することでマスター幹線光ファイバーが異常があると確定すれば、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行い、具体的には下記の通りである。マスターPONポートは自体のマスター状態をリリースし、スタンバイ状態に変わ、自体の光モジュールをオフし、そして専用通信チャンネルでスタンバイPONポートに当該PONポートこの時のマスター-スタンバイ状態がスタンバイ状態であることを通知する。スタンバイPONポートはマスターPONポートから提供するスタンバイ状態を受け取り、自体のマスター-スタンバイ状態をマスター状態に変わ、自体の光モジュールをオンし、同期の静的データと動的データによって、オリジナルマスターPONポートのビジネス処理を引き継いで、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを実現する。

PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行なった後、オリジナルマスターPONポートまたはマスター幹線光ファイバーの故障が解決された後、再度にPONポートのマスター-スタンバイ切り替えより、相応のPONポートをマスターPONポートに切り替えることができる。

上記の方法に基づいて、図7に示すように、本発明におけるEPONで幹線光ファイバーの保護を実現する装置は、コア制御パネル01、マスターPONポート14、スタンバイPONポート24を備え、コア制御パネル01とマスターPONポート14またはスタンバイPONポート24との間に専用通信チャンネルを含む。マスターPONポート14とスタンバイPONポート24は同じEPONラインカードに在位してよいし、異なるEPONラインカードに在位してもよい。例えば、EPONラインカード15はマスターPONポート14を含み、EPONラインカード25はスタンバイPONポート24を含む。

その中に、コア制御パネル01は、OLT側にマスターPONポートとスタンバイPONポートを設置し、スタンバイPONポート24とマスターPONポート14のデータ同期を完成し、PONポートからの作業状態を専用通信チャンネルで対端のPONポートに伝送する。マスターPONポート14は、マスター状態である場合に自体の光モジュールをオンし、サービス処理を完成する。スタンバイPONポート24は、スタンバイ状態である場合に自体の光モジュールをオフし、マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、専用通信チャンネルで対端のPONポートのマスター-スタンバイ状態がスタンバイ状態であることを受け取った時、自体のマスター-スタンバイ状態をマスター状態に変わ、マスターPONポートに切り替える。コア制御パネル01は更にスタンバイPONポートからONUまでのRTTを確定する。

各PONポートはCPLD、PON MACと光モジュールを含み、マスターPONポートは光モジュールを介してマスター幹線光ファイバーと繋がり、スタンバイPONポートは光モジュールを介してスタンバイ幹線光ファイバーと繋がり、幹線ファイバーはスプリッターに繋がる。

保護グループは動作する時、マスターPONポートで静的データを配置し、そして静的データをスタンバイPONポートに同期し、マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整する。正常に動作する時、OLTはマスターPONポート及びマスター幹線光ファイバーで光信号を伝送し、コア制御パネル01はタイミングに動的データをスタンバイPONポート24に同期し、マスターPONポート14またはマスター幹線光ファイバーは故障がある時、マスターの快速な切り替えを実現する。

CPLDは、PONポートと対端のPONポートの専用通信チャンネル通信を担当し、マスターPONポートに位置する時、それとも光モジュールをオンし、検知した光モジュールのSD信号によって幹線光ファイバーは異常があるかを判断し、スタンバイPONポートに位置する時、光モジュールをオフし、マスターPONポートMPCPカウンタの値によってスタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整する。

PON MACはEPON関連プロトコル処理を負担し、PON MAC に在位するMPCPカウンタの値をラッチする。

専用通信チャンネルは、PONポートと対端のPONポートの間の通信に使い、対端のPONポートに当該PONポート自体の作業状態を伝送する。EPONラインカード側の専用通信チャンネルはCPLDと繋がり、コア制御パネル01側の専用通信チャンネルはTDMクロスチップまたはフィールドプログラムゲートアレイ（FPGA，Field-Programmable Gate Array）チップと繋がってデータ交換を実現する。

具体的な実施例を参照しながら、本発明に係るEPONで幹線光ファイバーの保護を実現する装置を詳しく説明する。

コア制御パネル01は、EPONラインカード15におけるPON1ポートがマスターPON1ポート14で、EPONラインカード25におけるPON2ポートがスタンバイPONポート24で、マスターPONポート14のCPLD 11がマスターPONポート14の光モジュール13をオンし、スタンバイPONポート24のCPLD 21がスタンバイPONポート24の光モジュール23をオフするように設置する。コア制御パネル01は同時にマスターPONポート14とスタンバイPONポート24が対応する専用通信チャンネルを貫通させる。

保護グループを成功に作成した後、コア制御パネル01はマスターPONポート14にサービスデータを配置し、且つ静的データをスタンバイPONポート24上に同期する。保護グループの作業過程において、タイミングに動的データをスタンバイPONポート24に同期する。

データ同期の作業は主にコア制御パネル01より完成され、コア制御パネル01はマスターPONポート14のデータを抽出した後、スタンバイPONポート24に送信する。

マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、具体的には下記の通りである。

コア制御パネル01は一つの同期信号（SYNC）を送信し、マスターPONポート14とスタンバイPONポート24のCPLDは同期信号を受信した後、PON MACを制御し各自のMPCPカウンタの値をラッチして、それぞれT1とT2を取得する。T1またはT2は専用通信チャンネルで対端のEPONラインカードに伝送することができる。それから対端のEPONラインカードは2つのMPCPカウンタの値の差値△t=T1-T2を計算する。次の同期信号が到達する時、CPLD 21はスタンバイPONポートMPCPカウンタの値の差値△tを増加してPON MAC 22にラッチし、同期した後スタンバイPONポートMPCPカウンタの値とマスターPONポートMPCPカウンタの値を一致させる。マスターとスタンバイ幹線光ファイバーのパス差xを求め、xがシンボル付けの数である。CPLD 21はスタンバイPONポートMPCPカウンタがマスターPONポートMPCPカウンタよりxを遅くなるように調整する。コア制御パネル01はスタンバイPONポート24から各ONUまでのRTTを計算する。

上記の調整を経った後、マスター-スタンバイPONポートの切り替えを行う時、ONUにとって、そのMPCPカウンタが大幅に変化せず、スムーズに運行することができ、それにスタンバイPONポートにRTTも取得し、再度に距離を測定する必要がない。

各PONポートまたはマスター幹線光ファイバーの故障を検知し、マスター幹線光ファイバーまたはマスターPONポートは故障があると、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う。

以下、幹線光ファイバーは故障がある時PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行なうことを例として、マスター-スタンバイ切り替えの過程を説明し、具体的に、下記の通りである。

マスターPONポート14はCPLD 11で光モジュール13が出力したSD信号を検知し、SD信号がローレベルを出力する時、ローレベルの持続時間がＬより長いかを判断して、Ｌより長いと、CPLD 11は光モジュール13をオフしてPON MAC 12にスタンバイ状態指示を送信し、PONポート14はスタンバイ状態にあり、CPLD 11は専用通信チャンネルでコア制御パネルにスタンバイ状態信号を伝送する。

Lは設定した頻繁に切り替え防止用の固定値であり、毎回の切り替えの間隔はLより長いであると要求し、当該固定値は具体的な要求に応じて確定され、主にONU発現時間、ONU登録時間を参考にする。

コア制御パネル01は受信したマスターPONポート14のスタンバイ状態信号を専用通信チャンネルでCPLD 21に送信し、CPLD 21はマスターPONポート14のスタンバイ状態信号を受信した後、スタンバイPONポート24の光モジュール23をオンし、PON MAC 22へマスター指示を送信し、PONポート24がマスター状態にある。

本装置はコア制御パネル01でマスターPONポート14が在るEPONラインカードのソフトウエアの状態、またはEPONラインカードの在位状況、または以上の二種情況の組み合わせを検知することで、マスターPONポート14が異常があるかを確定し、かつ異常がある時、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを実現する。

以上、上述は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく実施されたあらゆる改変、均等な置換及び改良等は、すべて本発明の保護範囲に属する。

Claims

マスターPONポートの光モジュールをオンし、スタンバイPONポートの光モジュールをオフし、マスターPONポートにサービスを配置し、かつ静的データと動的データをスタンバイPONポートに同期し、
マスターPONポートマルチポイント制御プロトコル（MPCP）カウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、
故障検知を行い、故障があるとき、スタンバイPONポートへ作業状態を送信し、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う
ことを含むイーサネット受動光ネットワーク（EPON）において幹線光ファイバーの保護を実現する方法。
スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整するのは、具体的に、
A、マスターPONポートとスタンバイPONポートが同期信号を受信する時のMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートは自体のMPCPカウンタの値をマスターPONポートMPCPカウンタの値と同期するようにに調整し、
B、光ネットワークユニット（ONU）がMPCPフレームを送信する時のMPCPカウンタの値、及びMPCPフレームがそれぞれマスターPONポート、スタンバイPONポートに到着する時の各MPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートとマスターPONポートのパス差を確定し、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値がマスターPONポートMPCPカウンタの値より前記パス差を遅くなるように調整することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップAは、具体的に、
マスターPONポートとスタンバイPONポートは同期信号を受信した時、それぞれのMPCPカウンタの値をラッチし、
ラッチしたマスターPONポートMPCPカウンタの値とラッチしたスタンバイPONポートMPCPカウンタの値との差値を計算し、
スタンバイPONポートは自体のMPCPカウンタの値を調整して前記差値を増加することを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ステップBの後、更に、
マスターPONポートはONUへMPCPフレームを送信し、当該ONUは受信したMPCPフレームによって、自体のMPCPカウンタの値をマスターPONポートと同期し、
ONUはMPCPフレームを送信し、ONUが送信するMPCPフレームのMPCPカウンタの値、及びスタンバイPONポートがMPCPフレームを受信する前記MPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートからONUまでのラウンドトリップ遅延RTTを確定することを含む
ことを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
前記故障検知とは、具体的に、
コア制御パネルはマスターPONポートに在るEPONラインカードのソフトウエアの状態、またはEPONラインカードの在位状況、または上記二種状況の組み合わせによって、マスターPONポートが異常であるかを確定し、または、
マスターPONポートはハードウエアで光モジュールの信号検知（SD：Signal Detection）信号を検知することによって、マスター幹線光ファイバーが異常であるかを確定することを含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
異常を検知した時、前記PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行う前に、異常の持続時間が設定時間より長いかを判断して、長いと、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行い、短いと、故障検知を続けて行うことをさらに含む
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行うのは、
マスターPONポートは自体のマスター状態をリリースしてスタンバイ状態に変わって、自体の光モジュールをオフし、
スタンバイPONポートは自体の状態をマスター状態に変わって、自体の光モジュールをオンし、同期の静的データと動的データによってオリジナルマスターPONポートのビジネス処理を引き継ぐことを含む
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
光回線ターミナルOLT側にマスターPONポートとスタンバイPONポートを設置し、スタンバイPONポートとマスターPONポートのデータとの同期を完成し、PONポートからの作業状態を対端のPONポートへ伝送するコア制御パネルと、
マスター状態である時に自体の光モジュールをオンし、ビジネス処理を完成するマスターPONポートと、
スタンバイ状態である時に自体の光モジュールをオフし、マスターPONポートMPCPカウンタの値によってスタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、故障がある時、PONポートのマスター-スタンバイ切り替えを行うスタンバイPONポートと、
を備えるEPONにおいて幹線光ファイバーの保護を実現する装置。
マスターPONポートとスタンバイPONポートはCPLD、PON MAC、光モジュールを含み、マスターPONポートは光モジュールを介してマスター幹線光ファイバーと繋がるが、スタンバイPONポートは光モジュールを介してスタンバイ幹線光ファイバーと繋がり、コア制御パネルと作業PONポートまたはスタンバイPONポートの間に専用通信チャンネルを持ち、
前記CPLDは、PONポートと対端のPONポートの専用通信チャンネルの通信を担当し、マスターPONポートに位置する時、光モジュールをオンし、スタンバイPONポートに位置する時、光モジュールをオフし、マスターPONポートMPCPカウンタの値によって、スタンバイPONポートMPCPカウンタの値を同期して調整し、
前記PON MACはEPONプロトコル処理を担当し、MPCPカウンタの値をラッチする
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
専用通信チャンネルはコア制御パネル側に時分割多重化（TDM）モードクロスチップまたはフィールドプログラムゲートアレイ（FPGA）チップと繋がる
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。