實現無源光網絡光鏈路保護的系統、裝置及方法
2023-10-09 07:20:19
專利名稱：實現無源光網絡光鏈路保護的系統、裝置及方法
技術領域：
本發明涉及光纖接入技術，尤其涉及無源光網絡(PON，Passive OpticalNetwod) 光纖保護的方法、系統及裝置。
背景技術：
乙太網無源光網絡是一種新型的光纖接入網技術，它採用點到多點結構及無源光 纖傳輸，在乙太網之上提供多種業務。它在物理層採用P0N技術，在鏈路層使用乙太網協 議，利用P0N的拓撲結構實現了乙太網的接入。因此，它綜合了 P0N技術和乙太網技術的優 點低成本，高帶寬，擴展性強，服務重組靈活快速，與現有乙太網兼容，管理方便等等。近些年來，接入網的用戶規模不斷擴大，對網絡寬帶的要求也日益增長，P0N作為 新一代的寬帶接入技術滿足了網絡發展與融合的客觀要求，在接入網中的應用日益廣泛。 但在接入網建設中，P0N系統離用戶距離較近，因各種應用和使用環境複雜，很容易受城市 建設等不可知因素的影響，造成光纖鏈路中斷事故。因此，迫切要求P0N系統能提供高效的 光纖鏈路保護方案，在光纖鏈路發生重大故障時，能夠在儘可能短的時間內實現業務的可 靠保護倒換。中國電信在EPON V2.1規範(協議)中提出了幾種光纖保護的模型(類型A， 類型B，類型C，類型D)，前兩者屬於主幹光纖保護，後兩者則屬於全光纖保護。該協議 只對物理模型做了簡單地描述，給出簡單倒換的擴展操作管理維護(0AM，Operation Administration Maintenance)幀格式定義，而沒有給出具體的實現方法，並且協議上只給 出了簡單的倒換命令，對整個保護系統的穩健性和實用性都沒有做進一步地討論。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供實現無源光網絡光鏈路保護的方法、系統及裝 置，能夠對XP0N的光鏈路進行可靠保護。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種實現無源光網絡光鏈路保護的系統， 包括一個光線路終端、兩個分光器以及多個光網絡單元，其中光線路終端，用於通過兩個下聯口分別與兩個分光器連接；分光器，用於將來自光線路終端一個下聯口的光鏈路分成多條光鏈路；光網絡單元，用於將兩個上聯口分別相應地與兩個分光器上各一條光鏈路相連；光線路終端與兩個分光器之間形成互為保護的光鏈路，每一個分光器與每兩個光 網絡單元之間形成互為保護的光鏈路。進一步地，光網絡單元除了包含兩個上聯口外，還包含兩個光模塊、一個倒換開關 和一個PON MAC模塊，其中光網絡單元的兩個上聯口中的每一上聯口與一個光模塊連接，並通過倒換開關選 擇兩個光模塊中的一個光模塊與PON MAC模塊連接；光網絡單元內部通過兩個光模塊形成的互為保護的光鏈路。
進一步地，倒換開關包含在光網絡單元中的一倒換裝置中，其中倒換裝置，用於根據分別對兩個光模塊的狀態檢測結果控制內部的倒換開關倒換 至兩個光模塊中的一個光模塊。進一步地，倒換裝置除了包含倒換開關外，還包含相互連接的光鏈路檢測模塊和 倒換處理模塊，其中光鏈路檢測模塊，用於對兩個光模塊的光功率接收分別實時檢測，當檢測其中一 個光模塊有變化便產生告警信號上報給倒換處理模塊；倒換處理模塊與倒換開關連接，用於根據光鏈路檢測模塊上報的告警信號，向倒 換開關輸出倒換控制指令；倒換開關在倒換處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將兩個光模塊中的 一個光模塊與PON MAC模塊連接。進一步地，倒換處理模塊通過設置界面被設定採用硬體方式實現或採用軟體方式實現。進一步地，倒換裝置在光鏈路檢測模塊和倒換處理模塊之間還包括防抖動處理模 塊，其中光鏈路檢測模塊檢測到其中一個光模塊有變化產生告警信號通過防抖動處理模 塊的硬體或軟體的防抖動處理後，上報給倒換處理模塊；防抖動處理模塊，用於過濾告警信號中的抖動成分。進一步地，倒換裝置還包括與倒換開關連接的協議處理模塊，其中協議處理模塊，用於根據無源光網絡系統協議對光線路終端下發的倒換命令或光 網絡單元的倒換命令進行處理，並向倒換開關輸出倒換控制指令；所述倒換開關在協議處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將兩個光模塊 中的一個光模塊與所述PON MAC模塊連接。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種實現無源光網絡光鏈路保護的光網絡 單元，至少含有分別連接兩個光模塊的兩個上聯口、一個倒換開關和一個PON MAC模塊，其 中光網絡單元的兩個上聯口分別相應地與兩個分光器上的各一條光鏈路相連，通過 倒換開關選擇兩個光模塊中的一個光模塊與PON MAC模塊連接；光網絡單元內部通過兩個光模塊形成的互為保護的光鏈路。進一步地，倒換開關包含在光網絡單元中的一倒換裝置中，其中倒換裝置，用於根據分別對兩個光模塊的狀態檢測結果控制內部的倒換開關倒換 至兩個光模塊中的一個光模塊。進一步地，倒換裝置除了包含倒換開關外，還包含相互連接的光鏈路檢測模塊和 倒換處理模塊，其中光鏈路檢測模塊，用於對兩個光模塊的光功率接收分別進行實時檢測，當檢測其 中一個光模塊有變化便產生告警信號上報給倒換處理模塊；倒換處理模塊與倒換開關連接，用於根據光鏈路檢測模塊上報的告警信號，向倒 換開關輸出倒換控制指令；倒換開關在倒換處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將兩個光模塊中的一個光模塊與PON MAC模塊連接。進一步地，
倒換處理模塊通過設置界面被設定採用硬體方式實現或採用軟體方式實現。進一步地，倒換裝置在光鏈路檢測模塊和倒換處理模塊之間還包括防抖動處理模 塊，其中光鏈路檢測模塊檢測到其中一個光模塊有變化產生告警信號通過防抖動處理模 塊的硬體或軟體的防抖動處理後，上報給倒換處理模塊；防抖動處理模塊，用於過濾告警信號中的抖動成分。進一步地，倒換裝置還包括與倒換開關連接的協議處理模塊，其中協議處理模塊，用於根據無源光網絡系統協議對光線路終端下發的倒換命令或光 網絡單元的倒換命令進行處理，並向倒換開關輸出倒換控制指令；倒換開關在協議處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將兩個光模塊中的 一個光模塊與PON MAC模塊連接。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種實現無源光網絡光鏈路保護的方法， 包括將一個光線路終端通過兩個下聯口分別與兩個分光器連接，每一個分光器將來自 光線路終端一個下聯口的光鏈路分成多條光鏈路，光線路終端與兩個分光器之間形成互為 保護的光鏈路；兩個分光器上的各一條光鏈路相應地與一個光網絡單元上的兩個上聯口相連，每 一分光器與每兩個光網絡單元之間形成互為保護的光鏈路。進一步地，該方法還包括每一光網絡單元的兩個上聯口分別與兩個光模塊連接，並通過一個倒換開關選擇 其中一個光模塊與一 PON MAC模塊連接；光網絡單元內部通過兩個光模塊形成互為保護的 光鏈路。進一步地，當光網絡單元檢測到互為保護的光鏈路中的任意一條光鏈路發生故障時，自動或 手動倒換到對應的另一條光鏈路上。採用本發明提供的系統、裝置及方法，與現有技術相比較，其著眼點在XPON的光 鏈路的保護。通過對光鏈路快速、有效地檢測，可以有效地過濾光鏈路上因噪聲、故障及手 工拔插而導致的光信號抖動，從而避免在兩條互為保護的光鏈路之間頻繁地倒換。
圖1是本發明的實現無源光網絡光鏈路保護系統一實施例的結構框圖；圖2是本發明的實現無源光網絡光鏈路保護系統另一實施例的結構框圖；圖3是本發明的實現無源光網絡光鏈路保護的ONU實施例的結構框圖；圖4是圖3所示的ONU中實現光鏈路保護的倒換裝置實施例的結構框圖；圖5是本發明的實現無源光網絡光鏈路保護方法實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和優選實施例對本發明的技術方案的進行詳細描述。以下例舉的實 施例僅僅用於說明和解釋本發明，而不構成對本發明技術方案的限制。如圖1所示，是本發明提供的實現無源光網絡光鏈路保護的系統一實施例的組網 結構，該系統包括一光線路終端(0LT)、兩個分光器以及兩個光網絡單元(0NU)，其中0LT，用於通過兩個下聯口(P0N下聯口 1和P0N下聯口 2)分別與兩個分光器連接；分光器，用於將來自0LT —個下聯口的光鏈路分成兩條光鏈路，每一條光鏈路分 別與兩個0NU的一個上聯口相連；0NU，用於將每一上聯口與一個光模塊連接，並通過一個二選一開關將兩個光模塊 中的一個光模塊與PON MAC晶片(也稱PON MAC模塊)連接。0LT與0NU之間的每一段光鏈路，均形成了兩條互為保護的光鏈路，從而實現從 0NU上行的全部光纖通道的保護。其中包括0LT與兩個分光器之間形成互為保護的兩條光 鏈路，每一個分光器與每兩個0NU之間形成互為保護的光鏈路，0NU內部通過兩個光模塊形 成的互為保護的光鏈路。圖1所示的系統實施例可以擴展為0LT與多個0NU之間形成的互為保護的光鏈 路，如圖2所示，其中每一個分光器以1:N的分光比將來自0LT—個下聯口的光鏈路分成N條光鏈路， 每一條光鏈路分別與N個0NU的一個上聯口相連。其中每一對0NU與一個分光器之間形成 了兩條互為保護的光鏈路。圖3表示出圖1中的0NU實施例的結構，每一個0NU包括倒換裝置、光模塊1和光 模塊2以及PON MAC晶片(也稱PON MAC模塊)，其中倒換裝置，用於根據對光模塊1和光模塊2狀態檢測的結果控制內部的倒換開關 是倒換至光模塊1或是光模塊2 ；光模塊1和光模塊2分別通過倒換開關的兩個選擇端與PON MAC晶片連接。圖3所示的倒換裝置實施例(虛線框內)除了倒換開關外，還包括一 CPU和一復 雜可編程邏輯器件(CPLD, Complex Programmable Logic Device)，其中CPLD，用於採用硬體方式對光模塊1和光模塊2的狀態檢測結果通過中斷信號上 報給CPU，並在CPU的控制信號作用下將二選一倒換開關倒換至光模塊1或光模塊2 ；CPU，用於採用軟體方式根據CPLD上報的光模塊1和光模塊2的狀態檢測結果控 制二選一倒換開關的倒換動作。圖4表示了本發明的0NU中實現光鏈路保護的倒換裝置實施例的結構，該倒換裝 置200包括依次連接的光鏈路檢測模塊210、倒換處理模塊230以及倒換開關240，其中光鏈路檢測模塊210，通過CPLD程序對兩個光模塊的光功率接收分別進行實時檢 測，當發現其中一個光模塊有變化便產生告警中斷信號上報給倒換處理模塊230 ；倒換處理模塊230，用於根據光鏈路檢測模塊210上報的告警中斷信號，自動向倒 換開關240輸出倒換控制指令；倒換開關240，用於在倒換處理模塊230輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將光 模塊1或是光模塊2與PON MAC晶片連接。上述倒換處理模塊230既可通過硬體方式實現，也可通過軟體方式實現，具體可由系統維護人員在設置界面上進行設定。其中，硬體倒換的優點是直接由硬體倒換，不需軟 件參與，倒換時間快；軟體倒換的優點是配置靈活。上述倒換裝置實施例在光鏈路檢測模塊210和倒換處理模塊230之間還包括防抖 動處理模塊220，其中光鏈路檢測模塊210發現其中一個光模塊有變化便產生告警中斷信號通過防抖 動處理模塊220的防抖動處理後，上報給倒換處理模塊230 ；防抖動處理模塊220，用於過濾告警中斷信號中的抖動成分。
上述抖動處理模塊可採用硬體方式或軟體方式進行防抖動處理，或者採用這二種 方式結合的方式進行防抖動處理。防抖動處理模塊220的作用是過濾光鏈路上的噪聲信號、光路發生故障及手工拔 插光纖時產生的抖動，從而有效的避免倒換開關240在兩路光鏈路之間頻繁地切換。上述倒換裝置實施例還包括與倒換開關240連接的協議處理模塊250，其中協議處理模塊250，用於根據XPON系統協議對OLT下發的倒換命令或ONU手動倒 換命令進行處理，並向倒換開關240輸出倒換控制指令；倒換開關240在協議處理模塊250輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將光模塊 1或是光模塊2與PON MAC晶片連接。上述協議處理模塊250的設置，解決了在XPON系統維護人員進行手動倒換(既可 在OLT側進行手動倒換操作，亦可在ONU側進行手動倒換操作)操作的需求，同時也解決了 根據維護人員具體需求做各種具體保護操作的需求，例如可恢復模式和恢復時間可設等， 並且該協議處理模塊250可以同時支持多種協議，方便維護人員的靈活配置和修改。在圖4所示的實現光鏈路保護的倒換裝置實施例中，光鏈路檢測模塊210是通過 加載在圖3所示的CPLD中的程序實現，倒換處理模塊230硬體倒換模式則是通過加載在該 CPLD中的程序實現，軟體倒換模式則是圖3所示的CPU實現；防抖動處理模塊220既可以 通過加載在該CPLD中的硬體的防抖動處理模塊實現，亦可以通過CPU中的軟體防抖處理模 塊實現；協議處理模塊250則是通過CPU實現。本發明針對上述系統實施例，還相應地提供了實現無源光網絡光鏈路保護方法實 施例，其流程如圖5所示，包括如下步驟110 建立光鏈路保護網絡，即一個OLT的兩個下聯口分別與兩個分光器連接，每 一個分光器將來自OLT —個下聯口的光鏈路分成多條光鏈路，兩個分光器上各一條光鏈路 相應地與一個ONU上的兩個上聯口相連；OLT與兩個分光器間形成互為保護的兩條光鏈路， 每一個分光器與每兩個ONU之間形成互為保護的光纖鏈路；在建立該光鏈路保護網絡中，還包括ONU的兩個上聯口分別與兩個光模塊連接， 並通過開關選擇兩個光模塊中的一個光模塊與PON MAC模塊連接；ONU內部通過兩個光模 塊形成的互為保護的光鏈路。120 當ONU檢測到互為保護的光鏈路中的任意一條光鏈路發生故障時，自動或手 動倒換到對應的另一條光鏈路上。採用本發明提供的系統、裝置及方法，與現有技術相比較，其著眼點在XPON的光 鏈路的保護。通過對光鏈路快速、有效地檢測，並採用硬體防抖和/或軟體防抖處理，可以 有效地過濾光鏈路上因噪聲、故障及手工拔插而導致的光信號抖動，從而避免在兩條互為保護的光鏈路之間頻繁地倒換；通過對硬體倒換或軟體倒換的設置，使得倒換的處理靈活， 硬體倒換的優點是直接由硬體倒換，不需軟體參與，倒換時間快，在無需人工幹預的情況下 配置成硬體倒換模式，倒換操作穩定且速度較快；需要進行手動倒換或根據維護人員具體 需求做各種具體保護操作(例如可恢復模式下的恢復操作和恢復時間的設置等)時，配置 軟體倒換模式，並且能夠同時支持多種的系統協議，為維護人員專門提供的操作界面使得 配置和修改非常方便和靈活。 本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令 相關硬體完成，所述程序可以存儲於計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁碟或光碟 等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現。相應 地，上述實施例中的各模塊可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實 現。本發明不限制於任何特定形式的硬體和軟體的結合。
權利要求
一種實現無源光網絡光鏈路保護的系統，包括一個光線路終端、兩個分光器以及多個光網絡單元，其中所述光線路終端，用於通過兩個下聯口分別與所述兩個分光器連接；所述分光器，用於將來自所述光線路終端一個下聯口的光鏈路分成多條光鏈路；所述光網絡單元，用於將兩個上聯口分別相應地與所述兩個分光器上各一條光鏈路相連；所述光線路終端與所述兩個分光器之間形成互為保護的光鏈路，每一個分光器與每兩個光網絡單元之間形成互為保護的光鏈路。
2.按照權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光網絡單元除了包含所述兩個上聯 口外，還包含兩個光模塊、一個倒換開關和一個PON MAC模塊，其中所述光網絡單元的所述兩個上聯口中的每一上聯口與一個光模塊連接，並通過所述倒 換開關選擇所述兩個光模塊中的一個光模塊與所述PON MAC模塊連接； 所述光網絡單元內部通過所述兩個光模塊形成的互為保護的光鏈路。
3.按照權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述倒換開關包含在所述光網絡單元中 的一倒換裝置中，其中所述倒換裝置，用於根據分別對所述兩個光模塊的狀態檢測結果控制內部的所述倒換 開關倒換至所述兩個光模塊中的一個光模塊。
4.按照權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述倒換裝置除了包含所述倒換開關外， 還包含相互連接的光鏈路檢測模塊和倒換處理模塊，其中所述光鏈路檢測模塊，用於對所述兩個光模塊的光功率接收分別實時檢測，當檢測其 中一個光模塊有變化便產生告警信號上報給所述倒換處理模塊；所述倒換處理模塊與所述倒換開關連接，用於根據所述光鏈路檢測模塊上報的所述告 警信號，向所述倒換開關輸出倒換控制指令；所述倒換開關在所述倒換處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將所述兩個光 模塊中的一個光模塊與所述PON MAC模塊連接。
5.按照權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述倒換處理模塊通過設置界面被設定採用硬體方式實現或採用軟體方式實現。
6.按照權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述倒換裝置在所述光鏈路檢測模塊和 倒換處理模塊之間還包括防抖動處理模塊，其中所述光鏈路檢測模塊檢測到其中一個光模塊有變化產生告警信號通過所述防抖動處 理模塊的硬體或軟體的防抖動處理後，上報給所述倒換處理模塊； 所述防抖動處理模塊，用於過濾所述告警信號中的抖動成分。
7.按照權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述倒換裝置還包括與所述倒換開關連 接的協議處理模塊，其中所述協議處理模塊，用於根據所述無源光網絡系統協議對所述光線路終端下發的倒換 命令或所述光網絡單元的倒換命令進行處理，並向所述倒換開關輸出倒換控制指令；所述倒換開關在所述協議處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將所述兩個光 模塊中的一個光模塊與所述PON MAC模塊連接。
8.一種實現無源光網絡光鏈路保護的光網絡單元，至少含有分別連接兩個光模塊的兩個上聯口、一個倒換開關和一個PON MAC模塊，其中所述光網絡單元的兩個上聯口分別相應地與兩個分光器上的各一條光鏈路相連，通過 所述倒換開關選擇所述兩個光模塊中的一個光模塊與所述P0NMAC模塊連接； 所述光網絡單元內部通過所述兩個光模塊形成的互為保護的光鏈路。
9.按照權利要求8所述的光網絡單元，其特徵在於，所述倒換開關包含在所述光網絡 單元中的一倒換裝置中，其中所述倒換裝置，用於根據分別對所述兩個光模塊的狀態檢測結果控制內部的所述倒換 開關倒換至所述兩個光模塊中的一個光模塊。
10.按照權利要求8所述的光網絡單元，其特徵在於，所述倒換裝置除了包含所述倒換 開關外，還包含相互連接的光鏈路檢測模塊和倒換處理模塊，其中所述光鏈路檢測模塊，用於對所述兩個光模塊的光功率接收分別進行實時檢測，當檢 測其中一個光模塊有變化便產生告警信號上報給所述倒換處理模塊；所述倒換處理模塊與所述倒換開關連接，用於根據所述光鏈路檢測模塊上報的所述告 警信號，向所述倒換開關輸出倒換控制指令；所述倒換開關在所述倒換處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將所述兩個光 模塊中的一個光模塊與所述PON MAC模塊連接。
11.按照權利要求10所述的光網絡單元，其特徵在於，所述倒換處理模塊通過設置界面被設定採用硬體方式實現或採用軟體方式實現。
12.按照權利要求10所述的光網絡單元，其特徵在於，所述倒換裝置在所述光鏈路檢 測模塊和倒換處理模塊之間還包括防抖動處理模塊，其中所述光鏈路檢測模塊檢測到其中一個光模塊有變化產生告警信號通過所述防抖動處 理模塊的硬體或軟體的防抖動處理後，上報給所述倒換處理模塊； 所述防抖動處理模塊，用於過濾所述告警信號中的抖動成分。
13.按照權利要求10所述的光網絡單元，其特徵在於，所述倒換裝置還包括與所述倒 換開關連接的協議處理模塊，其中所述協議處理模塊，用於根據所述無源光網絡系統協議對所述光線路終端下發的倒換 命令或所述光網絡單元的倒換命令進行處理，並向所述倒換開關輸出倒換控制指令；所述倒換開關在所述協議處理模塊輸出的倒換控制指令的控制下，倒換將所述兩個光 模塊中的一個光模塊與所述PON MAC模塊連接。
14.一種實現無源光網絡光鏈路保護的方法，包括將一個光線路終端通過兩個下聯口分別與兩個分光器連接，每一個分光器將來自所述 光線路終端一個下聯口的光鏈路分成多條光鏈路，所述光線路終端與所述兩個分光器之間 形成互為保護的光鏈路；所述兩個分光器上的各一條光鏈路相應地與一個光網絡單元上的兩個上聯口相連，每 一分光器與每兩個光網絡單元之間形成互為保護的光鏈路。
15.按照權利要求14所述的方法，其特徵在於，還包括每一光網絡單元的所述兩個上聯口分別與兩個光模塊連接，並通過一個倒換開關選擇 其中一個光模塊與一 PON MAC模塊連接；所述光網絡單元內部通過兩個光模塊形成互為保 護的光鏈路。
16.按照權利要求15所述的方法，其特徵在於，當所述光網絡單元檢測到互為保護的光鏈路中的任意一條光鏈路發生故障時，自動或 手動倒換到對應的另一條光鏈路上。
全文摘要
本發明披露了實現無源光網絡光鏈路保護的系統、裝置及方法，該系統包括一個光線路終端、兩個分光器以及多個光網絡單元，其中光線路終端通過兩個下聯口分別與兩個分光器連接；分光器將來自光線路終端一個下聯口的光鏈路分成多條光鏈路；光網絡單元將兩個上聯口分別相應地與兩個分光器上各一條光鏈路相連；光線路終端與兩個分光器之間形成互為保護的光鏈路，每一個分光器與每兩個光網絡單元之間形成互為保護的光鏈路。本發明通過快速檢測光鏈路，有效地過濾光鏈路上因噪聲、故障及手工拔插而導致的光信號抖動，從而可避免在兩條互為保護的光鏈路之間頻繁地倒換。
文檔編號H04L12/24GK101877612SQ20101022276
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者劉少情, 張海軍, 王欣, 馬興睿 申請人:中興通訊股份有限公司