WO2008011780A1 - Procédé, système et appareil permettant de détecter un terminal réseau défectueux dans un réseau pon - Google Patents

Description

检测 PON中故障网络终端的方法、 系统及装置

技术领域

本发明涉及无源光网络（PON )技术领域， 具体来说， 涉及到 PON 中故障网络终端的检测方法、 系统及装置。 发明背景

与电缆传输相比较， 光纤传输具有容量大、 损耗小、 防电磁干扰能 力强等优势， 因而， 随着光纤传输的成本逐步下降， 接入网的光纤化是 必然的发展趋势， 而无源光网络采用了无源器件， 是实现宽带光接入网 最有潜力的技术。

从承载的内容来分类， PON技术主要包括异步传输模式无源光网络 ( APON, ATM Based PON ),以太网无源光网络（EPON, Ethernet Based PON ) 以及吉比特无源光网络（GPON, Gigabit PON )等。

如图 1所示， PON通常是由位于中心局（CO )的光线路终端（OLT ) 和一系列位于用户驻地的 ONU或者光网络终端（ ONT, Optical Network Termination )构成， 在 CO与用户驻地这些器件中间， 是由光纤、 无源 分光器或耦合器构成的光配线网络（ ODN , optical distribution network )。

如图 2所示， PON网络中到用户驻地的下行数据流的传输过程有别 于上行数据流的传输过程。 下行数据流从 OLT广播到各个 ONU, 各个 ONU通过匹配协议传输单元头中的地址信息，只对目的地址和其自身匹 配的数据进行处理。

由于 ODN存在共享介质的特性， 上行的流量传输相对较为复杂。 为了避免冲突的发生， 上行数据流采用时分多址（TDMA )方式， 并按 照 OLT的控制机制对上行方向的传输进行控制。 在点对多点的无源光网络系统中，上行数据流为 TDMA方式，各个 ONU终端通过时分复用的方式向 OLT发送数据， 正常情况下 OLT给各 个 ONU分配时隙 （授权）， 保证在同一时刻只有一个 ONU可以发光， ONU仅仅在 OLT分配的时隙 （授权） 内打开光模块， 不会产生冲突。

但是采用这种方式传递上行数据有一个致命缺陷， 就是如果某个 ONU发生故障， 在 OLT分配的时隙之外发送上行数据， 这时就会与其 他相邻 ONU的上行数据发生重叠， 导致数据错误。

如图 3所示， 正常上行通信的每个上行帧分为两部分： 帧头和有效 数据， 两者之间以帧定界符为界。 帧头主要用来帧同步， 在 TDMA上行 通信中， OLT以检测到帧定界符的时刻为该帧到达 OLT的时刻。

如图 4所示， 当 ONU1 发生故障时， 不遵照 OLT的规定， 提前或 延迟发射了上行非成帧 （不是规定帧格式或者是无意义的）信号， 与 ONU2的上行信号发生重叠。 由于 ONU1发出的是非成帧上行信号， 所 以 OLT无法接收 ONU1帧， 认为 ONU1帧丟失。 由于 ONU2的帧头与 ONU1的帧尾发生重叠， 这段数据产生了错误， OLT无法识别出哪里是 O U2的帧头， 就无法定界出哪段数据是 ONU2的帧， 就认为 ONU2帧 丟失。

当发生上述情况时， 由于 ONU1帧和 ONU2帧都丢失， 所以无法确定 是哪个 ONU发生了故障。 发明内容

本发明实施例提供检测 PON中故障网络终端的方法、系统及装置， 以便当出现上行数据发送错误时， 能够快速检测出故障网络终端。

一种检测 PON中故障网络终端的方法， 包括：

改变潜在故障网络终端的时隙的分配； 根据时隙改变后的各网络终端的上行通信中上行数据帧的发送结果 判断故障网络终端。

一种能够检测 PON中故障网络终端的装置， 其特征在于， 包括： 第一单元， 用于改变潜在故障网络终端的时隙的分配；

第二单元， 用于根据时隙改变后的各网络终端的上行通信中上行数 据帧的发送结果判断故障网络终端。

一种检测故障网络终端的系统， 包括：

一个以上网络终端； 和

故障网络终端检测装置， 用于当发现所述网络终端发送的上行数据 帧丟失时， 改变潜在故障网络终端的时隙的分配， 并且才艮据时隙改变后 的各网络终端的上行数据帧的发送结果判断故障网络终端。 作为潜在故障网络终端， 并改变潜在故障网络终端的时隙的分配， 才艮据 改变时隙分配后的上行数据接收情况， 检测出故障网络终端， 以便进行 相应的处理， 恢复系统健康，提高了网络的安全性、稳定性、 自愈能力。 附图简要说明

下面参照实施例和附图对本发明做进一步详细说明。 应该理解， 下 面的描述只是本发明实施例的示例， 并不用来限制本发明的范围。 附图 中： '

图 1为 PON系统示意图；

图 2为 PON系统中上下行数据发送示意图；

图 3为正常通信时上行数据帧的相对位置示意图；

图 4为故障情况下上行数据帧的相对位置示意图；

图 5为本发明实施例一所述的调整 ONU相对时隙位置示意图； T N2007/001485 图 6为多个 O U同时发生故障时其上行数据帧示意图；

图 7本发明实施例三流程图。 实施本发明的方式

根据本发明实施例，当发现 PON中某一网络终端发送的上行数据帧 丢失时， 将上行通信中上行数据帧丟失的网络终端及其前后时隙相邻的 网络终端作为潜在故障网络终端组； 改变潜在故障网络终端组中各网络 终端的时隙的分配； 根据时隙改变后的各网络终端的上行通信中上行数 据帧的发送结果判断故障网络终端。

所述的改变潜在故障网络终端組中各网络终端的时隙的分配， 可以 是调整故障网络终端组中各个网絡终端在上行通信中时隙的相对位置 后根据上行通信的结果确定故障网络终端。 所述的调整网络终端在上行 通信中时隙的相对位置， 实际上是调整对各个网络终端的时隙的分配。 当为某个网络终端分配的时隙为无穷大时， 那么该网络终端在本次上行 通信中将停止发送上行数据。 因此， 也可以对每一个可疑网络终端逐个 停止数据发送以找出故障网络终端。

如果在改变潜在故障网络终端组中各网络终端的时隙的分配之后， 该潜在故障网络终端组中除了改变了时隙分配的网絡终端之外的其他 网络终端发送上行数据帧正常， 则所述改变了时隙分配的网络终端为故 障网络终端。

本发明实施例的网络终端以 ONU为例， 而 PON网络能够检测故障 ONU的装置以 OLT为例， 但本领域技术人员应该理解， 所述的网络终 端可以是 ONU, 或者 ONT, 或者其他光网络终端， 而 PON网絡能够检 测故障 ONU的装置也可以是其他适用的装置。

实施例一： 以 ONU1和 ONU2为例， 通过调整 ONU1和 ONU2在 上行通信中时隙的相对位置找出故障 ONU。

当 ONU1 发生故障时， ONU1不遵照 OLT的规定， 提前或延迟发 射了上行非成帧信号， 与 ONU2 的上行信号发生重叠。 OLT无法接收 ONU1帧和 O U2帧， 无法判断究竟 ONU1还是 ONU2出现故障。

针对上述问题，本实施例中采用调整 ONU1和 ONU2在上行通信中 时隙的相对位置的方法来确定故障 ONU, 如图 5所示， OLT在发现故 障的下一次分配上行时隙时，调整 O U1和 ONU2的相对位置， 使两者 之间具有较大的间隔。例如可以增加为 ONU1分配的时隙，使 ONU1的 时隙的开始时间延迟。

经过上述的调整后， ONU2帧头将不会与 ONU1的帧尾重叠， OLT 可以正确接收到 O U2帧， 而 ONU1帧仍然无法正确接收到， 可以确定 ONU1发生了故障， 而 ONU2是正常 O U2。

确定 ONU1 为故障 ONU后， OLT发出告警信息， 下发指令关闭 ONUl。

实施例二：仍然以 ONU1和 ONU2为例，通过在上行通信中使 ONU1 或者 ONU2停止发送上行数据找出故障 ONU。 使 ONU1或者 O U2停 无穷大。

例如， 可以先使 ONU1 停止发送上行数据， 如果能够正常接收到 ONU2发送的上行数据， 那么 ONU1 即为故障 ONU。 如果仍然接收不 到 ONU2发送的上行数据，那么 ONU2为故障 ONU。但是，此时 ONU1 有可能也是故障 ONU。 因此， 还可以再使 ONU2停止发送上行数据， 如果仍然接收不到 ONU1发送的上行数据， 那么 ONU1是故障 ONU。

但是当故障 ONU较多时， 上述实施例一和二的方法就显的比较复 杂， 可采用下面的方案解决。 实施例三： 故障 ONU的快速定位

例如在如图 6所示的场景下：

ONU2的帧头伸到 ONU1的帧尾， ONU3的帧尾延伸到 ONU4的帧 头， 如果采用前面调整故障 ONU间相对时隙位置算法进行检测的话， 有可能 O U2与 ONU4的时隙会相邻， 这样 ONU2和 ONU4仍然表现 为故障 ONU, 容易导致误判。 此时， 可采用下述的故障 ONU的快速定 位算法来快速找到故障 ONU。

图 7为发明实施例二流程图， 包括如下步驟：

步骤 101、 建立问题组 QG

在第 N次上行发送中， OLT发现有部分 ONU的上行数据发送有误 (头错或尾错）， 则按照上行时隙的字节先后， 以发生错误的 ONU为中 心， 并前后推测 1个 ONU为可疑 ONU, 建立问题组 QGo 即若 ONUj 为发生第 i个错误的 O U,那么 QGi = {ONUj-1 , ONUj , ONUj+1 }，l≤i≤M, l<M<n ,l<j<n, n为系统中 ONU总数， m为发生故障的 ONU总数。 如 当 O U2和 O U3上行数据发送有误时， QGI = {ONUl, ONU2, ONU3} , QG2 = {ONU2, ONU3 , ONU4}

步骤 102、 建立问题域 QA 问题域 QA = YQGi , 将上述的 QG中的 ONU合并成问题域 QA,如 当 ONU1和 ONU3上行数据发送有误时，合并后的问题域 QA = { ONU1, ONU2 , ONU3 , ONU4} o

步骤 103、 建立搜索组 SG

从前往后， 以 QA中相邻的 3个元素为一组对 QA进行分组， 得到 ^ =L个搜索组 SG, l≤L≤n。 如果最后一个搜索组 SG元素不足 3个， 则向前找 1至 2个紧临的 ONU加入到此 SG中。 例如， 若 QA = { O U1, ONU2 , ONU3 , ONU4} , 则分组得到的 SG为：

SGI = { ONU1, ONU2 , ONU3}； SG2 = { ONU2₅ ONU3 , ONU4}。 步骤 104、 对于每一个搜索组 SG, 定位故障 ONU ( Rogue ONU ) 设搜索组 SGk={ONUj-l,ONUj，ONUj+l},l≤k≤L, l≤j≤n。 那么， 对搜 索组 SGi的定位 Rogue ONU的步驟如下：

OLT在第 N + 1次的下行帧的带宽映射图 （Bwmap ) 为 ONUj-1的 时隙分配" 0"指针， 使得 ONUj-1在 N+1次发送上行数据时停止发送。

观察第 N + 1次的上行帧， 如果 ONUj和 ONUj+1上行数据发送恢 复正常， 则 ONUj-1为 RogueONU, RESULTk={ ONUj-l}。

在第 N + 2次的下行帧的 Bwmap为 ONUj的时隙分配" 0"指针。 观察第 N + 2次的上行帧 ,如果 ONUj-1和 ONUj+1上行数据发送恢 复正常， 贝' J ONUj为 Rogue ONU, RESULTS { ONUj}; 否则 , ONUj +

1为 Rogue ONU, RESULTk={ ONUj + 1}。

其中， 每个搜索组 SG的 Rogue ONU的定位过程可以并发进行。 步驟 105、 获得最终的 Rogue ONU结果 最终的 Rogue ONU结果： RESULT= RESULTk , 将对每个搜索组 进行定位的结果合并后即可得到最终的故障 ONU结果。

步骤 106、 OLT发送告警指示，并根据上述的故障 ONU结果关闭相 应的故障 ONU

实施例四：

本实施例的能够检测故障 ONU的装置可以包括第一单元和第二单 元。 第一单元可用于改变潜在故障网络终端的时隙的分配； 第二单元可 用于根据时隙改变后的各网络终端的上行通信中上行数据帧的发送结 果判断故障网络终端。

本实施例的检测故障 ONU的装置可以有两种示例的实现方式。 示例一：

所述第一单元包括控制单元， 用于使所述潜在故障网络终端逐个停 止上行数据帧发送， 也就是在发现故障的下一次分配时隙时， 逐个为潜 在故障网络终端分配的时隙为无穷大。 分组单元， 用于将上行通信中上 行数据帧丢失的网络终端及其前后时隙相邻的网络终端作为潜在故障 网络终端组； 将所述潜在故障网络终端组分成一个或者多个子组； 那么 发送。 所述第二单元包括故障网络终端判断单元， 用于当所述潜在故障 网络终端中某一个网络终端停止发送上行数据帧时， 其他网络终端发送 上行数据帧正常， 则判断为停止发送上行数据帧的网络终端为故障网络 终端。 本示例的第一单元和第二单元工作过程与实施例二或三所述类 似， 本领域技术人员通过实施例二或三的描述， 将容易实现本实施例的 装置， 因此这里不再赘述本实施例能够检测故障 ONU的装置的工作原 理和实现过程， 而本示例的装置模块也并不局限于此。

示例二：

所述第一单元包括时隙改变单元， 用于在分配时隙时改变上行数据 帧丟失的网络终端及其前后时隙相邻的网络终端在上行通信中的发送 时隙。 但此时给各个网络终端分配的时隙不是无穷大。 所述第二单元包 括判断单元， 用于判断在所述的上行通信中改变了时隙分配之后， 上行 数据帧仍然丟失的网络终端为故障网络终端。 本示例的第一单元和第二 单元工作过程与实施例一所述类似， 本领域技术人员通过实施例一的描 述， 将容易实现本实施例的装置， 因此这里不再赘述本实施例能够检测 故障 ONU的装置的工作原理和实现过程， 而本示例的装置模块也并不 局限于此。

实施例五：

本实施例的 PON网络能够检测出故障网络终端，以便及时发现故障 网络终端对其进行相应的处理， 恢复系统健康， 提高了网络的安全性、 稳定性、 自愈能力。

本实施例的 PON网络可以包括网络终端和故障网络终端检测装置。 所述故障网络终端检测装置可以包括第一单元和第二单元， 而故障 网络终端检测装置也可以有两种示例的实现方式。

示例一：

所述故障网络终端检测装置的第一单元包括控制单元， 用于使所述 潜在故障网络终端逐个停止上行数据帧发送， 也就是在发现故障的下一 次分配时隙时， 逐个为潜在故障网络终端分配的时隙为无穷大。 分组单 元， 用于将上行通信中上行数据帧丟失的网络终端及其前后时隙相邻的 网络终端作为潜在故障网络终端组； 将所述潜在故障网络终端组分成一 个或者多个子组； 那么所述控制单元还用于使所述的子组中的网络终端 逐个停止上行数据帧发送。 所述故障网络终端检测装置的第二单元包括 故障网络终端判断单元， 用于当所述潜在故障网络终端中某一个网络终 端停止发送上行数据帧时， 其他网络终端发送上行数据帧正常， 则判断 为停止发送上行数据帧的网络终端为故障网絡终端。 本示例的第一单元 和第二单元工作过程与实施例二或三所述类似， 本领域技术人员通过实 施例二或三的描述， 将容易实现本实施例的装置， 因此这里不再赘述本 实施例能够检测故障 ONU的装置的工作原理和实现过程， 而本示例的 装置模块也并不局限于此。

示例二：

所述故障网络终端检测装置的第一单元包括时隙改变单元， 用于在 分配时隙时改变上行数据帧丢失的网络终端及其前后时隙相邻的网絡 终端在上行通信中发送时隙的相对位置。 所述故障网络终端检测装置的 第二单元包括判断单元， 用于判断在所述的上行通信中上行数据帧仍然 丟失的网络终端为故障网络终端。 本示例的第一单元和第二单元工作过 程与实施例一所述类似， 本领域技术人员通过实施例一的描述， 将容易 实现本实施例的装置， 因此这里不再赘述本实施例能够检测故障 ONU 的装置的工作原理和实现过程， 而本示例的装置模块也并不局限于此。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡 在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、 等同替换和改进等， 均应 包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、 一种检测 PON中故障网络终端的方法， 其特征在于， 包括： 改变潜在故障网络终端的时隙的分配；

根据时隙改变后的各网络终端的上行通信中上行数据帧的发送结果 判断故障网络终端。

2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述根据时隙改变 后的各网络终端的上行通信中上行数据帧的发送结果判断故障网络终 端包括： 外的其他网絡终端发送上行数据帧正常， 则所述被改变了时隙分配的网 络终端为故障网络终端。

3、根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述改变潜在故障网 络终端的时隙的分配包括：

逐个给所述潜在故障网络终端中的一个网络终端分配的时隙为无穷 大。

4、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 还包括：

将上行通信中上行数据帧丟失的网络终端及其前后时隙相邻的网络 终端作为潜在故障网络终端组;

将所述潜在故障网络终端组分成一个或者多个子组；

则所述逐个给所述潜在故障网络终端其中的一个网络终端分配的时 隙为无穷大包括：

逐个给所述子组中的一个网络终端分配的时隙为无穷大。

5、根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 将所述潜在故障网络 终端组分成一个或者多个子组包括：

依次以所述的潜在故障网络终端組中的三个网络终端为一个子组将 所述的潜在网络终端故障组分成所述的一个或者多个子组。

6、根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 所述逐个给所述子组 中的一个网络终端分配的时隙为无穷大包括：

在下行数据帧的带宽映射图 Bwmap 为所述的子组中的网络终端依 次分配 0指针,依次停止所述的子组中的网络终端的上行数据帧的发送。

7、根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述改变潜在故障网 络终端的时隙的分配包括：

逐个给所述潜在故障网络终端中的一个网络终端分配的时隙增大有 限时间。

8、才艮据权利要求 7所述的方法， 其特征在于， 所述才艮据时隙改变后 的各网络终端的上行通信中上行数据帧的发送结果判断故障网络终端 包括：

判断在所述的上行通信中上行数据帧仍然丢失的网络终端为故障网 络终端。

9、 一种能够检测 PON中故障网络终端的装置， 其特征在于， 包括： 第一单元， 用于改变潜在故障网络终端的时隙的分配；

第二单元， 用于根据时隙改变后的各网络终端的上行通信中上行数 据帧的发送结果判断故障网络终端。

10、根据权利要求 9所述的装置， 其特征在于， 所述第一单元包括： 控制单元， 用于逐个给所述潜在故障网络终端中的一个网络终端分 配的时隙为无穷大。

11、根据权利要求 10所迷的装置， 其特征在于， 所述第一单元还包 括：

分组单元， 用于将上行通信中上行数据帧丟失的网络终端及其前后 时隙相邻的网络终端作为潜在故障网络终端组； 将所述潜在故障网络终 端组分成一个或者多个子组；

所述控制单元还用于逐个给所述子组中的一个网絡终端分配的时隙 为无穷大。

12、根据权利要求 10所述的装置，其特征在于，所述第二单元包括: 故障网络终端判断单元， 用于当所述潜在故障网络终端中某一个网 络终端的时隙为无穷大时， 其他网络终端发送上行数据帧正常， 则判断 所述时隙为无穷大的的网絡终端为故障网络终端。

13、根据权利要求 9所述的装置，其特征在于， 所述第一单元包括： 时隙改变单元， 用于在分配时隙时逐个给所述潜在故障网络终端中 的一个网络终端分配的时隙增大有限时间。

14、根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，所述第二单元包括： 判断单元， 用于判断在所述的上行通信中上行数据帧仍然丢失的网 络终端为故障网络终端。

15、 一种检测故障网络终端的系统， 其特征在于， 包括：

一个以上网络终端； 和

故障网络终端检测装置， 用于当发现所述网络终端发送的上行数据 帧丟失时， 改变潜在故障网络终端的时隙的分配， 并且 据时隙改变后 的各网络终端的上行数据帧的发送结果判断故障网络终端。

16、根据权利要求 15所述的系统， 其特征在于， 所述故障网絡终端 检测装置包括：

控制单元， 用于逐个给所述潜在故障网络终端中的一个网络终端分 配的时隙为无穷大。

17、才艮据权利要求 16所述的系统， 其特征在于， 所述故障网络终端 检测装置还包括：

分組单元， 用于将上行通信中上行数据帧丢失的网络终端及其前后 时隙相邻的网络终端作为潜在故障网络终端组； 将所述潜在故障网络终 端组分成一个或者多个子组；

所述控制单元还用于控制单元还用于逐个给所述子组中的一个网络 终端分配的时隙为无穷大。

18、根据权利要求 15所述的系统， 其特征在于， 所述故障网络终端 检测装置包括：

时隙改变单元， 用于在分配时隙时逐个给所述潜在故障网络终端中 的一个网络终端分配的时隙增大有限时间。

19、 根据权利要求 15至 18任一项所述的系统， 其特征在于， 所述 故障网络终端检测装置包括：

判断单元，用于判断在改变了潜在故障网络终端的时隙的分配之后， 上行数据帧仍然丢失的网络终端为故障网络终端。

20、 根据权利要求 15至 18任一项所述的系统， 其特征在于， 所述 网络终端为光网络单元或者光网络终端； 所述故障网络终端检测装置为 光线路终端。