上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統的製作方法

2023-10-05 19:22:54 1

專利名稱：上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及網絡通信系統，特別是涉及基於乙太網的無源光網絡通信系統。
背景技術：
現有技術基於乙太網方式的無源光網絡Ethernet Passive Optical Network通信系統，即EPON通信系統包括控制中心核心交換機73、光線路終端Optical LineTerminal 71和光網絡單兀Optical Network Unit 72。為了提高網絡可靠性，現有技術EPON通信系統大多採用兩種全保護方式。一種現有技術EPON通信系統的全保護方式如圖3所示，一個光線路終端OLT 71配置有多個光網絡單元ONU 72。光線路終端OLT 71和光網絡單元ONU 72都設置有互為主 備用的雙無源光網絡Passive Optical Network埠。EPON通信系統中還包括採用雙路冗餘的I :2分光器8、主幹光纖91和分路光纖92。所述I :2分光器8是具有一路輸入埠和兩路輸出埠，能夠將輸入的光信號分成兩路輸出。光線路終端OLT 71的兩個無源光網絡PON埠分別連接兩路主幹光纖91。光網絡單元ONU 72的兩個無源光網絡PON埠分別藉助分路光纖和I :2分光器8連接兩路主幹光纖91，從而光網絡單元ONU 72各自的無源光網絡PON埠分別並行連接在主幹光纖91上。網絡運行過程中，光網絡單元ONU 72同時在兩個無源光網絡PON埠上完成多點控制協議Multi-Point Control Protocol註冊、標準和擴展的操作維護管理Operation Administration and Maintenance發現,使雙無源光網絡PON埠都處於工作狀態，從而在無源光網絡PON埠保護倒換過程中，備用無源光網絡PON埠不用進行光網絡單元ONU 72的初始化配置和業務屬性配置。這種全保護方式下的缺陷是，光線路終端OLT 71的上行千兆Gigabit Ethernet埠，沒有鏈路保護，設備到控制中心核心交換機73的光纜中斷後，此光線路終端OLT 71的承載業務全部中斷。光網絡單元ONU 72雖然通過分光器8同時和光線路終端OLT 71的兩個下行無源光網絡PON埠連接，但兩條無源光網絡PON光路是在一根光纜中的兩根光纖芯，當光纜中斷後，中斷點後的節點業務將全部中斷。此種方式只能保護光線路終端OLT 71的無源光網絡PON埠、分光器8和單根光纖的損壞和中斷。另一種現有技術EPON通信系統的全保護方式如圖4所示，是一種類似於電力配網輸電線路結構的「手拉手」結構，在兩個光線路終端OLT 71之間設置光網絡單元ONU 72。光網絡單元ONU 72仍然都設置有互為主備用的雙無源光網絡Passive Optical Network埠。EPON通信系統中還包括採用雙路冗餘的I :2分光器8、主幹光纖91和分路光纖92。兩根主幹光纖91分別連接兩個光線路終端OLT 71，一個光線路終端OLT 71連接一根主幹光纖91。光網絡單元ONU 72的兩個無源光網絡PON埠分別藉助分路光纖和1:2分光器8連接兩路主幹光纖91，從而光網絡單元ONU 72各自的無源光網絡PON埠分別並行連接在相應的主幹光纖91上。光纜的中斷不會影響光網絡單元ONU 72節點的業務傳輸，光纜中斷處的光網絡單元ONU 72將分別通過兩個有光鏈路的光線路終端OLT 71進行業務倒換和傳輸。這種全力保護方式下的缺陷是，光線路終端OLT 71上行GE埠同樣也沒有鏈路保護功能；這種全保護方式需要在兩個光線路終端OLT 71間有光纜路由，在實際工程現場，兩個節點間是很難敷設直達光纜路由的；光網絡單元ONU 72的兩個無源光網絡媒體訪問控制Passive Optical Network Media Access Control模塊需要分別註冊到兩個光網絡終端OLT的無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊上，光網絡單元ONU 72的數據配置信息在兩個無源光網絡PON 口的數據同步比較慢，從而影響光網絡單元ONU 72的倒換時間，進而影響實時業務的傳輸。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於避免現有技術的不足之處而提出一種對光線路終端OLT的上下行埠都採用自愈保護的EPON通信系統本實用新型解決所述技術問題可以通過採用以下技術方案來實現設計、製造一種上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統，所述無源光 網絡通信系統是基於乙太網方式的無源光網絡EPON通信系統，包括控制中心核心交換機。尤其是，還包括N個光線路終端0LT，每個光線路終端OLT各自配置有至少一個光網絡單元0NU。所述控制中心核心交換機設置有互為備份的第一光輸入輸出埠和第二光輸入輸出埠。所述光線路終端OLT設置有兩個互為備份的上行光輸入輸出埠和一個第三上行光輸入輸出埠 ；第η個光線路終端OLT的第一上行輸入輸出埠通過主幹光纖連接第η —I個光線路終端OLT的第二上行輸入輸出埠，η = 2、3、…、N，而且第I個光線路終端OLT的第一上行輸入輸出埠通過主幹光纖連接第N個光線路終端OLT的第二上行輸入輸出埠。第I個光線路終端OLT的第三上行輸入輸出埠通過主幹光纖連接控制中心核心交換機的第一光輸入輸出埠，第N個光線路終端OLT的第三上行輸入輸出埠通過主幹光纖連接所述控制中心核心交換機的第二光輸入輸出埠。所述光線路終端OLT設置有互為備份的第一下行無源光網絡PON埠和第二下行無源光網絡PON埠。所述光網絡單元ONU設置有互為備份的第一無源光網絡PON埠和第二無源光網絡PON埠。所述光線路終端OLT的第一下行無源光網絡PON埠通過主幹光纖與為該光線路終端OLT配置的各光網絡單元ONU的第一無源光網絡PON埠並行連接，所述光線路終端OLT的第二下行無源光網絡PON埠通過主幹光纖與為該光線路終端OLT配置的各光網絡單元ONU的第二無源光網絡PON埠並行連接。所述無源光網絡通信系統還包括分別為各光網絡單元ONU的兩個無源光網絡PON埠配置的具有一個輸入埠和兩個輸出埠的I :2分光器。所述I :2分光器的輸入埠用於藉助主幹光纖連接光線路終端OLT的第一下行無源光網絡PON埠，第二下行無源光網絡PON埠，或者前一個I :2分光器的一路輸出埠。所述I :2分光器的一路輸出埠用於藉助分路光纖連接光網絡單元ONU的第一無源光網絡PON埠或者第二無源光網絡PON埠，該I :2分光器的另一路輸出埠藉助主幹光纖連接後一個I :2分光器的輸入端□。具體地，所述光線路終端OLT的第一下行無源光網絡PON埠包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊、並用於連接主幹光纖的光模塊。所述光線路終端OLT的第二下行無源光網絡PON埠包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊、並用於連接主幹光纖的光模塊。所述光網絡單元ONU的第一無源光網絡PON埠包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊、並用於連接分路光纖的光模塊。所述光網絡單元ONU的第二無源光網絡PON埠包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊、並用於連接分路光纖的光模塊。同現有技術相比較，本實用新型「上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統」的技術效果在於I.光線路終端OLT上行光輸入輸出埠連接成環網，上行光輸入輸出埠雙路冗餘，當上行主幹光纖出現故障時，構成自愈保護的上行光輸入輸出埠連接結構，確保上行光輸入輸出埠可靠性；加上使用收斂性優於生成樹協議和快速生成樹協議的快速以太環網保護協議，使環路倒換收斂時間小於20毫秒，滿足了實時性要求很高的工業控制場合 的數據傳輸的需要。2.光線路終端OLT和光網絡單元ONU組成光纖全保護連接結構，當出現EPON通信系統內各設備的無源光網絡PON埠失效,I 2分光器損壞或主幹光纖與分路光纖的中斷時，整個EPON通信系統都能自愈保護，不影響業務的實時性傳輸。

圖I是本實用新型「上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統」優選實施例的組網結構示意圖；圖2是所述優選實施例的光線路終端OLT I與光網絡單元OUN 2的硬體連接結構示意圖；圖3是現有技術一種EPON通信系統採用全保護方式的硬體原理框圖；圖4是現有技術另一種EPON通信系統用全保護方式的硬體原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖所示優選實施例作進一步詳述。本實用新型提出一種上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統，如圖I和圖2所示，所述無源光網絡通信系統是基於乙太網方式的無源光網絡EPON通信系統，包括控制中心核心交換機3。還包括N個光線路終端OLT 1，每個光線路終端OLT I各自配置有至少一個光網絡單元ONU 2。所述控制中心核心交換機3設置有互為備份的第一光輸入輸出埠和第二光輸入輸出埠。所述光線路終端OLT I設置有兩個互為備份的上行光輸入輸出埠和一個第三上行光輸入輸出埠，第η個光線路終端OLT I的第一上行光輸入輸出埠通過主幹光纖4連接第η — I個光線路終端OLT I的第二上行光輸入輸出埠，η=2、3、···、Ν,而且第I個光線路終端OLT I的第一上行光輸入輸出埠通過主幹光纖4連接第N個光線路終端OLT I的第二上行光輸入輸出埠。第I個光線路終端OLT I的第三上行光輸入輸出埠通過主幹光纖4連接控制中心核心交換機3的第一光輸入輸出埠，第N個光線路終端OLT I的第三上行光輸入輸出埠通過主幹光纖4連接所述控制中心核心交換機3的第二光輸入輸出埠。所述光線路終端OLT I設置有互為備份的第一下行無源光網絡PON埠 11和第二下行無源光網絡PON埠 12。所述光網絡單元ONU 2設置有互為備份的第一無源光網絡PON埠 21和第二無源光網絡PON埠 22。所述光線路終端OLT I的第一下行無源光網絡PON埠 11通過主幹光纖4與為該光線路終端OLT I配置的各光網絡單元ONU 2的第一無源光網絡PON埠 21並行連接，所述光線路終端OLT I的第二下行無源光網絡PON埠 12通過主幹光纖4與為該光線路終端OLT I配置的各光網絡單元ONU 2的第二無源光網絡PON埠 22並行連接。本實用新型優選實施例所述光線路終端OLT I的第一、第二、第三上行光輸入輸出埠採用千兆Gigabit Ethernet埠，SPGE 埠。本實用新型優選實施例，如圖2所示，所述無源光網絡通信系統還包括分別為各光網絡單元ONU 2的兩無源光網絡PON埠 21、22配置的具有一個輸入埠和兩個輸出埠的I :2分光器5。所述I :2分光器5的輸入埠用於藉助主幹光纖4連接光線路終端OLTI的第一下行無源光網絡PON埠 11，第二下行無源光網絡PON埠 12，或者前一個1:2分光器5的一路輸出埠。所述I :2分光器5的一路輸出埠用於藉助分路光纖41連接光網絡單元ONU 2的第一無源光網絡PON埠 21或者第二無源光網絡PON埠 22，該I :2分光器5的另一路輸出埠用於藉助主幹光纖4連接後一個I :2分光器5的輸入埠。
·[0020]本實用新型優選實施例，如圖2所示，所述光線路終端OLT I的第一下行無源光網絡PON埠 11包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊61，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊61、並用於連接主幹光纖4的光模塊62。所述光線路終端OLTI的第二下行無源光網絡PON埠 12包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊61，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊61、並用於連接主幹光纖4的光模塊62。所述光網絡單元ONU 2的第一無源光網絡PON埠 21包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊61，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊61、並用於連接分路光纖41的光模塊62。所述光網絡單元ONU 2的第二無源光網絡PON埠 22包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊61，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊61、並用於連接分路光纖41的光模塊62。 上述涉及連接是指至少具有光路連接的連接，該連接還可以同時有機械連接。針對於乙太網生成樹協議和快速生成樹協議的收斂時間過長，不能滿足實時性要求很高的工業場合的數據傳輸的缺陷，本實用新型開發出能滿足實時的數據傳輸的快速以太環網保護協議，它是一個特殊的鏈路層協議，專門用於構建環狀的乙太網拓撲。以太環網保護協議在環網拓撲完整的情況下阻塞一條鏈路，防止出現數據環路形成廣播風暴。在出現鏈路中斷的情況下，協議迅速恢復之前阻斷的鏈路，使環網各節點之間恢復通信。在環型網絡中，快速以太環網保護協議恢復網絡通信的時間小於20毫秒。所述光網絡單元ONU 2同時在光線路終端OLT I的兩個無源光網絡PON埠上完成MPCP註冊、標準和擴展的OAM發現，OLT的PON 口保護倒換過程中備用PON 口不用進行ONU的初始化配置和業務屬性配置，從而保證了無源光網絡PON 口倒換時間小於50毫秒，滿足了工業控制場合的實時數據傳輸。所述光網絡單元ONU 2和光線路終端OLT I的保護倒換控制，保護控制通信通道不採用OAM報文的方式，而是通過上下行業務通道，通過優先級最高的業務通道，無帶寬的限制和處理瓶頸。為保證同步數據的可靠傳輸，引入採用類電信程控交換機信令鏈路層的控制協議，採用定時監控發包、三次握手、超時重傳等狀態機控制。光網絡單元ONU 2的兩個無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊和光線路終端OLT I定時發送監控報文，無源光 網絡媒體訪問控制PON MAC模塊在連續發送3次超時未有應答的情況下，無源光網絡PON埠將完成保護倒換。
權利要求1.一種上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統，所述無源光網絡通信系統是基於乙太網方式的無源光網絡Ethernet Passive Optical Network通信系統,包括控制中心核心交換機(3);其特徵在於 還包括N個光線路終端Optical Line Terminal (I),每個光線路終端OLT (I)各自配置有至少一個光網絡單兀Optical Network Unit (2); 所述控制中心核心交換機(3)設置有互為備份的第一光輸入輸出埠和第二光輸入輸出埠 ； 所述光線路終端OLT (I)設置有兩個互為備份的上行光輸入輸出埠和一個第三上行光輸入輸出埠 ；第η個光線路終端OLT (I)的第一上行光輸入輸出埠通過主幹光纖(4)連接第η — I個光線路終端OLT (I)的第二上行光輸入輸出埠，η = 2、3、…、N，而且第I個光線路終端OLT (I)的第一上行光輸入輸出埠通過主幹光纖(4)連接第N個光線路終端OLT (I)的第二上行光輸入輸出埠 ；第I個光線路終端OLT (I)的第三上行光輸入輸出埠通過主幹光纖(4)連接控制中心核心交換機(3)的第一光輸入輸出埠，第N個光線路終端OLT (I)的第三上行光輸入輸出埠通過主幹光纖(4)連接所述控制中心核心交換機(3)的第二光輸入輸出埠 ；所述光線路終端OLT (I)設置有互為備份的第一下行無源光網絡Passive Optical Network埠( 11)和第二下行無源光網絡PON埠( 12); 所述光網絡單元ONU (2)設置有互為備份的第一無源光網絡PON埠(21)和第二無源光網絡PON埠( 22 );所述光線路終端OLT (I)的第一下行無源光網絡PON埠( 11)通過主幹光纖(4)與為該光線路終端OLT (I)配置的各光網絡單元ONU (2)的第一無源光網絡PON埠(21)並行連接，所述光線路終端OLT (I)的第二下行無源光網絡PON埠( 12)通過主幹光纖(4)與為該光線路終端OLT (I)配置的各光網絡單元ONU (2)的第二無源光網絡PON埠( 22 )並行連接。
2.根據權利要求I所述的上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統，其特徵在於 還包括分別為各光網絡單元ONU (2)的兩個無源光網絡PON埠(21、22)配置的具有一個輸入埠和兩個輸出埠的I :2分光器(5)； 所述I :2分光器(5)的輸入埠用於藉助主幹光纖(4)連接光線路終端OLT (I)的第一下行無源光網絡PON埠(11)，第二下行無源光網絡PON埠(12)，或者前一個I :2分光器(5)的一路輸出埠 ；所述I :2分光器(5)的一路輸出埠用於藉助分路光纖(41)連接光網絡單元ONU (2 )的第一無源光網絡PON埠( 21)或者第二無源光網絡PON埠( 22 )，該I :2分光器(5)的另一路輸出埠藉助主幹光纖(4)連接後一個I :2分光器(5)的輸入埠。
3.根據權利要求I所述的上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統，其特徵在於 所述光線路終端OLT (I)的第一下行無源光網絡PON埠(11)包括無源光網絡媒體訪問控制Passive Optical Network Media Access Control模塊(61),以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊(61)、並用於連接主幹光纖(4)的光模塊(62);所述光線路終端OLT (I)的第二下行無源光網絡PON埠(12)包括無源光網絡媒體訪問控制PONMAC模塊(61)，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊(61)、並用於連接主幹光纖(4)的光模塊(62)； 所述光網絡單元ONU (2)的第一無源光網絡PON埠(21)包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊(61)，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊(61)、並用於連接分路光纖(41)的光模塊(62);所述光網絡單元ONU (2)的第二無源光網絡PON埠(22)包括無源光網絡媒體訪問控制PON MAC模塊(61)，以及連接該無源光網絡媒體訪問控制模塊PON MAC模塊(61)、並用於連接分路光纖(41)的光模塊(62)。
專利摘要一種上下行埠採用全自愈保護的無源光網絡通信系統，所述無源光網絡通信系統是基於乙太網方式的無源光網絡EPON通信系統，包括控制中心核心交換機、N個光線路終端OLT和光網絡單元ONU。所述光線路終端OLT設置有兩個互為備份的上行埠，所有光線路終端OLT連接成環網。所述光網絡單元ONU的兩個互為備份的無源光網絡PON埠藉助兩主幹光纖分別並行地連接在光線路終端OLT的兩個互為備份的下行無源光網絡PON埠。本實用新型所述光線路終端OLT上行埠連接成環網，上行埠雙路冗餘，使上行埠自愈保護；光線路終端OLT與光網絡單元ONU構成光纖全保護連接結構，使光線路終端上下行埠都實現自愈保護。
文檔編號H04Q11/00GK202634436SQ20122011033
公開日2012年12月26日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者茹傳紅, 盛曄, 俞永興, 葉志軍, 袁訓明, 孔錦標, 張少卿, 衛向陽, 李月彬 申請人:紹興電力局, 深圳鍵橋通訊技術股份有限公司