一種混合組網業務保護方法及裝置的製作方法
2023-04-30 10:12:56
專利名稱：一種混合組網業務保護方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及視頻監控領域，尤其涉及視頻監控系統中一種混合組網業務保護方法及裝置。
背景技術：
道路監控是一種常見的視頻監控應用，比如說常見的高速公路道路監控。在高速公路道路監控應用中，其特點是各個監控點之間距離比較大，覆蓋範圍廣，監控點沿道路線 性部署，每條道路上監控點密度較高。這種特點就要要求接入網絡容易部署，可靠性好，長期維護成本低。EPON系統是一種點到多點網絡，其對局端資源佔用很少，模塊化程度高，在傳輸途中無需電源，沒有電子部件，防雷、抗幹擾能力好，並且容易鋪設，基本不用維護，因此從長期來看，EPON運營成本和管理成本非常低廉。正因如此，EPON技術在高速公路監控等應用場景中運用得越來越多。雖然EPON有上述如此多的優點，但是其仍然存在一些技術缺陷需要解決。請參考圖I所示，EPON組網一般採用總線形式的EPON分光系統進行分光部署規劃。前端設備在EPON系統中相當於0NU，其中每個前端設備(比如編碼器EC)連接攝像機，對攝像機採集到的圖像進行編碼和報文封裝，最後通過自身的PON埠光纖發送給0LT。前端設備的形態多樣，另一種流行的方式是網絡攝像機IPC，將攝像機以及EC的功能集成在一起。在圖I的組網場景中，由於前端設備的數量較大，通常達到幾十臺甚至上百臺連接到一個0LT。假設圖I中最左側分光器連接右側分光器的光纖鏈路斷開，那麼右側大量分光器的將與OLT斷開，流量無法傳回到監控中心去。這也就是說主幹線出現的故障所引發的後果通常都十分嚴重。分目前可以考慮在EPON網絡中對主幹光纖鏈路進行備份，但這種備份的機制十分複雜，而且成本高昂，不利於商業推廣。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種混合組網業務保護裝置，應用於視頻監控系統的前端設備上，該前端設備包括通過分光器與OLT設備連接的PON 口，通過乙太網鏈路向OLT方向接入的乙太網外埠以及與用來連接相鄰前端設備乙太網外埠的乙太網內埠 ；其中所述乙太網外埠的轉發狀態被預先設置為阻塞狀態以避免環路產生，該裝置包括狀態監控單元以及切換控制單元，其中狀態監控單元，用於獲取前端設備PON 口的連接狀態，並將PON 口的連接狀態通知給切換控制單元；切換控制單元，用於在PON 口連接狀態變為Down時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態以允許業務流量通過。本發明還提供一種混合組網業務保護方法，應用於視頻監控系統的前端設備上，其特徵在於該前端設備包括通過分光器與OLT設備連接的PON 口，通過乙太網鏈路向OLT方向接入的乙太網外埠以及與用來連接相鄰前端設備乙太網外埠的乙太網內埠 ；其中所述乙太網外埠的轉發狀態被預先設置為阻塞狀態以避免環路產生，該方法包括如下步驟步驟A、獲取前端設備PON 口的連接狀態；步驟B、在PON 口連接狀態變為Down時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態以允許業務流量通過。本發明充分利用前端設備具有的交換機特性來構建乙太網保護網絡，加上合理的控制機制，避免環路的同時確保EPON故障時及時將業務流量切換到健康的乙太網鏈路上
去。
圖I是一種典型的視頻監控系統中EPON組網示意圖。圖2是本發明一種實施方式中視頻監控系統混合組網示意圖。圖3是本發明一種實施方式中混合組網業務保護裝置邏輯結構圖。圖4是本發明一種實施方式中混合組網環境下產生環路的示意圖。圖5是本發明一種實施方式中混合組網業務保護過程示意圖。圖6是本發明另一種實施方式中混合組網業務保護過程示意圖。
具體實施例方式請參考圖2，在本發明一種實施方式的視頻監控系統，除了傳統的EPON網絡部署之外，還利用前端設備(後續以EC為例)以及OLT上自身的乙太網口來部署乙太網鏈路實現EC到OLT的接入；其中EC與EC之間通過乙太網鏈路連接，最終通過乙太網鏈路接入到OLT上，實現混合組網。由於EC等前端設備通常具有乙太網接口並具備乙太網交換機的交換特性，本發明利用這些既有資源來解決現有技術存在的問題。以電腦程式實現為例，本發明提供一種混合組網業務保護裝置，該裝置應用於前端設備上，包括狀態監控單元、切換控制單元以及協議處理單元。請參考圖2，每個EC包括向OLT方向接入的乙太網外埠(後續簡稱「外埠」)、用來連接相鄰EC外埠的乙太網內埠(後續簡稱「內埠 」)以及EPON接入埠(後續簡稱「P0N 口 」)。在PON 口狀態正常情況下，所有EC的外埠的轉發狀態均處於阻塞狀態，僅僅允許預定的協議報文通過。這裡的協議報文主要是通告作用，如何定義取決於開發者的實際需要，後續過程中將具體描述。這裡所說的阻塞狀態是從轉發報文的角度來看的，處於阻塞狀態的外埠可能在連接狀態上是UP的。從另外一個角度來說，本發明所說的連接狀態相對於轉發狀態來說是更為底層的狀態，前者可以是物理上的狀態，而後者是二層的狀態。在圖2的組網形態中，會存在很多環形；由於OLT發送的是廣播報文，作為ONU的EC接收是通過ONU的標識(比如在前導碼中的ONU標識)來區分到底該報文是不是自身需要接收的報文。因此當EC從PON 口收到二層廣播報文時，其會向所有埠複製一份，這樣OLT發送的廣播報文將通過EC的外埠會返回0LT，然後再次被OLT廣播出來形成廣播風暴，請參考圖4帶箭頭線條的示意。因此本發明上述每個EC外埠阻塞的設置處理可以避免廣播風暴的產生，由於預定的協議報文可以被ACL規則等措施上送到軟體層面處理，其不會被底層轉發晶片廣播而導致廣播風暴。上述的轉發狀態設置處理可以避免廣播風暴的產生(或者說環路的產生)，接下來本發明進一步處理EPON網絡上發生分光器故障或光纖鏈路故障的情況。請參考圖5，以光纖鏈路故障為例，假設分光器2與分光器3之間的鏈路斷開，此時EC3與EC4的PON 口均已經失去與對端OLT的連接，因此這兩個PON 口的連接狀態將變為Down。以EC3為例，EC3的狀態監控單元獲取到底層上報的PON 口的連接狀態，然後將PON 口的連接狀態發送給切換控制單元。切換控制單元在PON 口連接狀態變為DOWN時，將所述外埠的轉發狀態從阻塞修改為開放狀態。雖然EC3的PON 口 Down掉了，但EC3下掛的攝像機的視頻流發送到EC3之後，經過EC3編碼與封裝處理後會通過EC3的外埠發送到EC2的內埠，再由EC2通過EC2自 身的PON 口轉發出去，經過狀態正常的EPON網絡轉發到OLT的PON 口。整個流量的轉發路徑可參考圖5中虛線所示。需要說明的是，在PON 口的連接狀態變為Down時，底層的轉發晶片通常會自動刪除掉所有出埠為該PON 口的二層轉發表項，當後續有本來需要通過PON 口轉發出去的報文到來時，由於轉發表項已經不存在，所以這些報文會被廣播到各個正常埠去，最終通過廣播的方式發送到達目的設備。當目的設備回應報文回來之後，沿途的EC或者任何二層設備就可以自動學習到新的轉發表項了，此時就可以走單播轉發的方式，不再需要進行廣播了。同樣的道理，由於EC4的PON 口的連接狀態也變為Down 了，其可以執行與EC3上述相同的處理，讓自身的流量借道乙太網再回到EPON網絡去從而最終到達0LT。以上描述的是EPON網絡中主幹光纖出現故障的情形，其影響範圍比較廣，但是本發明依然可以通過上述處理解決每個EC的流量無法發送到OLT的問題。如果是EC與分光器之間的光纖出現故障，則是更為簡單的情形，僅僅涉及單個EC的PON 口而已，處理與以上描述的處理過程相同。在優選的方式中，考慮到在一些特殊情況下，外埠以及PON 口的連接狀態可能同時變為Down，此時已經修改外埠的轉發狀態沒有任何意義。請參考圖6所示的情形，此時EC3無法通過PON 口或外埠將流量發送到OLT去。為了解決這種特殊故障情形，本發明中，狀態監控單元進一步獲取外埠的連接狀態，並將外埠的連接狀態通知給協議處理單元。當PON 口與外埠的連接狀態均變為Down時，協議處理單元通過內埠向鄰居EC (比如EC4)發送預定的協議報文，其中該協議報文用於通知鄰居EC將其外埠的狀態從阻塞狀態修改為開放狀態，這樣EC3下掛攝像頭產生的流量可以通過EC3的內埠轉發到EC4的外埠，然後由EC4通過EC4的PON 口轉發到0LT，請參考圖6中的虛線所示的流量轉發路徑。需要說明的是這裡預定的協議報文完全可以自定義的一種私有協議，比如說制定一個特殊的MAC地址或者VLAN的報文來表示上述通知，也可以任何一種事先的約定，甚至可以基於一些流行的標準協議來實現。如前述實施方式描述的那樣，PON 口以及外埠 Down之後，與之相關的轉發表項被刪除，初始流量將通過廣播到達目的設備，表項再次成功學習之後則不再需要廣播。同樣的道理，在EC2發生同樣故障的時候，當EC3的協議處理單元收到其鄰居EC2發送的預定的協議報文時，通知切換控制單元，切換控制單元將EC3的外埠從阻塞狀態修改為開放狀態，以使得正常的業務流量可以從該埠通過。本實施方式能夠在更為極端的故障條件下提供流量的保護機制，使得EC的接入網絡有更強的冗餘性。假設大部分EC的PON 口因為主幹光纖故障而Down掉，此時最遠端的EC (相對於OLT而言)的流量沿著乙太網鏈路向OLT方向轉發，每經過一個EC時，都可能會疊加當前EC的流量，因此越靠近OLT的乙太網鏈路，其上的流量越大。因此在優選的方式中，乙太網鏈路通常是光纖乙太網，其帶寬與EPON網絡在相同的量級，這樣一來，即便大部分EC轉發的流量都改道到乙太網鏈路上來的時候，只要原來EPON網絡能夠承載，那麼乙太網鏈路基本上也能夠承載。比如說EPON網絡為IG規格的網絡，乙太網則可以選擇千兆乙太網進行部署。以上描述的過程是故障發生時的流量保護機制，當故障恢復之後，其處理剛好相反，當PON 口的連接狀態變為UP時，切換控制單元則相應將外埠的轉發狀態從開放狀態修改為原始的阻塞狀態。對於第二種特殊情形，當PON 口與外埠的狀態都變為UP時，協議處理單元則發送另一種不同的協議報文來指示鄰居EC將其外埠的轉發狀態從開放狀態修改為阻塞狀態。同樣的道理，如果本EC收到了上述另一種不同的協議報文時，同樣也會將自身外埠的轉發狀態從開放狀態修改為阻塞狀態。在本發明的混合組網環境下，既可以享受EPON網絡帶來的優勢，又從分利用了 EC與OLT對乙太網的支持布設冗餘乙太網鏈路，利用合理的成本讓網絡具有了冗餘性，並充分利用EC具有的交換機特性來對網絡進行控制，避免環路的同時確保故障時及時將業務流量切換到健康鏈路上去。在優選的方式中還能解決兩條鏈路故障的極端一種混合組網控制裝置一種混合組網控制裝置情形。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
1.一種混合組網業務保護裝置，應用於視頻監控系統的前端設備上，其特徵在於該前端設備包括通過分光器與OLT設備連接的PON 口，通過乙太網鏈路向OLT方向接入的乙太網外埠以及與用來連接相鄰前端設備乙太網外埠的乙太網內埠 ；其中所述乙太網外埠的轉發狀態被預先設置為阻塞狀態以避免環路產生，該裝置包括狀態監控單元以及切換控制單元，其中 狀態監控單元，用於獲取前端設備PON 口的連接狀態，並將PON 口的連接狀態通知給切換控制單兀； 切換控制單元，用於在PON 口連接狀態變為Down時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態以允許業務流量通過。
2.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述切換控制單元，進一步用於在PON口狀態變為UP時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從開放狀態修改為阻塞狀態，以阻止業務流量通過避免環路產生。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括協議處理單元，所述狀態監控單元進一步用於獲取所述乙太網外埠的連接狀態，並將該PON 口以及乙太網外埠的連接狀態通知給協議處理單元，所述協議處理單元用於在PON 口以及乙太網外埠均變為Down時，向鄰居前端設備的乙太網外埠發送第一預定協議報文，所述第一預定協議報文用於指示鄰居前端設備將其乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述協議處理單元進一步用於在PON口以及乙太網外埠均變為UP時，向鄰居前端設備的乙太網外埠發送第二預定協議報文，所述第二預定協議報文用於指示鄰居前端設備將其乙太網外埠的轉發狀態從開放狀態修改為阻塞狀態。
5.一種混合組網業務保護方法，應用於視頻監控系統的前端設備上，其特徵在於該前端設備包括通過分光器與OLT設備連接的PON 口，通過乙太網鏈路向OLT方向接入的乙太網外埠以及與用來連接相鄰前端設備乙太網外埠的乙太網內埠 ；其中所述乙太網外埠的轉發狀態被預先設置為阻塞狀態以避免環路產生，該方法包括如下步驟 步驟A、獲取前端設備PON 口的連接狀態； 步驟B、在PON 口連接狀態變為Down時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態以允許業務流量通過。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述步驟B進一步包括在PON口狀態變為UP時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從開放狀態修改為阻塞狀態，以阻止業務流量通過避免環路產生。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述步驟A進一步包括獲取所述乙太網外埠的連接狀態，該方法還包括 步驟C、在PON 口以及乙太網外埠均變為Down時，向鄰居前端設備的乙太網外埠發送第一預定協議報文，所述第一預定協議報文用於指示鄰居前端設備將其乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述步驟C進一步包括 在PON 口以及乙太網外埠均變為UP時，向鄰居前端設備的乙太網外埠發送第二預定協議報文，所述第二預定協議報文用於指示鄰居前端設備將其乙太網外埠的轉發狀態從開放狀態修改為阻塞狀態。·
全文摘要
本發明提供一種混合組網業務保護方法及對應裝置，應用於視頻監控系統的前端設備上，其特徵在於該前端設備包括通過分光器與OLT設備連接的PON口，通過乙太網鏈路向OLT方向接入的乙太網外埠以及與用來連接相鄰前端設備乙太網外埠的乙太網內埠；其中所述乙太網外埠的轉發狀態被預先設置為阻塞狀態以避免環路產生，該方法包括獲取前端設備PON口的連接狀態；在PON口連接狀態變為Down時，將所述乙太網外埠的轉發狀態從阻塞狀態修改為開放狀態以允許業務流量通過。本發明構建乙太網保護網絡，加上合理的控制機制，避免環路的同時確保EPON故障時及時將業務流量切換到健康的乙太網鏈路上去。
文檔編號H04L12/24GK102970197SQ20121045694
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者周迪, 王軍 申請人:浙江宇視科技有限公司