CN100452679C - 以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法和设备，将动态带宽分配和保护倒换有效地结合，即根据实时的***资源情况进行动态带宽分配，并且当***发生故障的时候，将有故障的线路和/或关键板卡上的业务，根据不同的优先级要求倒换到另一线路和/或关键板卡上。采用面向ONU的倒换方式和利用PON标签标识光分配网等方法，在OLT侧及ONU侧的调和子层实现保护倒换和带宽的动态再分配。设备包括OLT侧设备和ONU侧设备，通过两套光分配网(ODN)连接。OLT侧设备包括OLT交换模块、具有保护功能的下行发送电路和上行接收电路；ONU侧设备包括ONU交换模块、具有保护功能的上行发送电路和下行接收电路。可充分利用线路资源，提供高生存性的上下行连接通道。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及基于以太网的无源光网络(EthernetPassive Optical Network，简写为EPON)中，实现线路数据弹性保护倒换的方法和设备。可充分利用线路资源，在低成本的EPON平台上提供高生存性的上下行连接通道，确保重要数据传输的业务质量(QoS)。本发明的方法与设备主要可应用在基于千兆以太网的EPON***中。
背景技术
网络运营商在采用EPON设备为用户提供高速、廉价的网络接入服务的时候，也应该同时提供高的网络生存性。弹性保护倒换是一种全新的能够显著提高网络生存性的方法，当***发生故障的时候，能够把发生故障的线路和/或关键板卡上的业务倒换到另一线路或关键板卡上，同时保证高QoS的电信级服务质量。
目前，关于EPON***的IEEE 802.3ah协议正在研究制定之中，但是负责此项工作的Ethernet in the First Mile(EFM)Task Force工作组还没有对在EPON***中如何实现保护倒换进行讨论。
IEEE 802.17RPR协议所针对的应用环境是环形拓扑结构的网络，在弹性分组环(RPR)上相邻两个端站之间的通信是一种点对点方式的通信，不同于EPON***中点到多点的通信方式；弹性分组环(RPR)上不相邻的两个端站之间的通信则需要中间站进行中继，中间站的故障会影响到其两边的端站，而EPON***采用的是无源的光分配网，各个光网络单元(Optical lineUnit，简称ONU)之间相互独立，互不影响。
ITU-T G.983.5所建议的宽带PON的保护方式是一种线路保护的方法，保护的手段不够灵活，同时也造成了一定的资源浪费。具体地说，一方面这种方法在发生倒换以后不能根据用户的要求动态地重新进行带宽调整；另一方面这种方法不能够区分主干线路故障和支路故障，当发生支路故障时，有些光网络单元(Optical line Unit，简称ONU)可能并不需要进行倒换，但这种方法却将主用PON上的业务全部倒换到了备用PON上，从而造成了线路资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是设计一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法和设备，针对EPON点到多点的树形网络结构特点，在实现动态带宽分配的同时提供一种高效的保护倒换方案，在实现保护、提供高网络生存性的同时，还能够根据线路可用资源的变化情况及时地调整带宽(弹性的意义所在)，提供低成本的电信级网络接入设备。
实现本发明目的的技术方案是这样的：一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，在由光线路终端OLT和多个光网络单元ONU通过光分配网ODN连接构成的无源光网络***中实现弹性保护倒换，包括由OLT至各ONU的下行方向的数据传输，和由各ONU至OLT的上行方向的数据传输，其特征在于：
A.在OLT设置两个物理层PHY实体PHY0和PHY1、一个调和子层实体、两个媒体接入控制MAC层实体MAC0和MAC1及其相应的高层，在任意一个具有保护倒换功能的ONU设置两个PHY层实体PHY0和PHY1，一个调和子层实体，一个MAC层实体及其相应的高层；OLT与每一个具有保护倒换功能的ONU间均通过ODN0和ODN1相连；
B.下行方向，无故障时，在OLT侧，分别由MAC0、MAC1子层实体发出的MAC帧，进入调和子层实体中相应的下行发送队列0与下行发送队列1，调和子层实体进行动态带宽分配，控制下行发送队列0与下行发送队列1中数据在对应的ODN0、ODN1上发送；在ONU侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入调和子层实体对应的下行接收队列0，并将接收到的来自ODN1的MAC帧放入调和子层实体对应的下行接收队列1，和发送到MAC子层实体；
当***检测到连接某ONU的ODN0或ODN1有故障时，由OLT发起对具有保护功能的ONU的倒换，OLT的调和子层实体根据无故障ODN1或ODN0的线路资源情况，对下行发送队列0和下行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，将下行发送队列1和下行发送队列0中的MAC帧通过无故障ODN1或ODN0发往该ONU；该ONU将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入调和子层实体的相应下行接收队列1或下行接收队列0，和发送到MAC子层实体；
C.上行方向，无故障时，在ONU侧，由MAC子层实体向调和子层实体发送MAC帧，调和子层实体对MAC帧进行分类，按分类放入上行发送队列0与上行发送队列1，调和子层实体进行动态带宽分配，控制上行发送队列0与上行发送队列1中数据在对应的ODN0和ODN1上发送；OLT侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入调和子层实体对应的上行接收队列0，并将接收到的来自ODN1的MAC帧放入调和子层实体对应的上行接收队列1，再对应发送到OLT的MAC0和MAC1；
当ODN0或ODN1有故障时，ONU的调和子层实体对上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，并通过无故障ODN1或ODN0发送；OLT侧，将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入调和子层实体的相应上行接收队列1或上行接收队列0，再按所述的分类放入OLT的MAC0或MAC1。
实现本发明目的的技术方案还是这样的：一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，包括OLT设备和ONU设备，OLT设备与ONU设备通过ODN连接，OLT设备包括OLT侧交换模块和OLT下行发送电路及OLT上行接收电路，ONU设备包括ONU侧交换模块和ONU下行接收电路及ONU上行发送电路，其特征在于：
所述OLT设备中的OLT侧交换模块包括MAC0、MAC1端口，OLT下行发送电路与上行接收电路中各包括一个调和子层实体和两个物理层实体，MAC0、MAC1端口连接调和子层实体，调和子层实体连接0与1两个物理层实体，0与1两个物理层实体分别连接两个ODN，ODN0和ODN1；ONU侧交换模块包括一个MAC端口，ONU上行发送电路与下行接收电路中各包括一个调和子层实体和0与1两个物理层实体，0与1两个物理层实体分别连接ODN0、ODN1和连接调和子层实体，调和子层实体连接ONU侧交换模块的MAC端口，其中，
下行方向无故障时，在OLT侧，所述OLT侧交换模块中的MAC0、MAC1端口发出MAC帧，进入OLT下行发送电路的调和子层实体中相应的下行发送队列0与下行发送队列1，该OLT下行发送电路中的调和子层实体进行动态带宽分配，控制该下行发送队列0与下行发送队列1中数据在对应的ODN0、ODN1上发送；在ONU侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入ONU下行接收电路的调和子层实体中对应的下行接收队列0，再发送到所述ONU侧交换模块中的MAC端口，将接收到的来自ODN1的MAC帧放入ONU下行接收电路的调和子层实体中对应的下行接收队列1，再发送到所述ONU侧交换模块中的MAC端口；
当***检测到连接某ONU的ODN0或ODN1有故障时，由OLT发起对具有保护功能的ONU的倒换，所述OLT下行发送电路中的调和子层实体根据无故障ODN1或ODN0的线路资源情况，对该调和子层实体中下行发送队列0和下行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，将该下行发送队列1和下行发送队列0中的MAC帧通过无故障ODN1或ODN0发往该ONU；该ONU将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入ONU下行接收电路的调和子层实体中的相应下行接收队列1或下行接收队列0，和发送到所述ONU侧交换模块的MAC端口；
上行方向无故障时，在ONU侧，由ONU侧交换模块的MAC端口向所述ONU上行发送电路中的调和子层实体发送MAC帧，该调和子层实体对MAC帧进行分类，按分类放入该调和子层实体中的上行发送队列0与上行发送队列1，该调和子层实体进行动态带宽分配，控制该调和子层实体中的上行发送队列0与上行发送队列1中数据在对应的ODN0和ODN1上发送；OLT侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入上行接收电路的调和子层实体中对应的上行接收队列0，并将接收到的来自ODN1的MAC帧放入上行接收电路的调和子层实体中对应的上行接收队列1，再对应发送到所述OLT侧交换模块的MAC0和MAC1端口；当ODN0或ODN1有故障时，所述ONU上行发送电路中的调和子层实体对上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，并通过无故障ODN1或ODN0发送；OLT侧，将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入上行接收电路的调和子层实体中的相应上行接收队列1或上行接收队列0，再按所述的分类放入所述OLT侧交换模块的MAC0或MAC1端口。
所述OLT下行发送电路中还包括加逻辑链路标识LLID和PON标签模块、动态带宽分配控制及保护模块；加逻辑链路标识LLID和PON标签模块对来自MAC0、MAC1端口的MAC帧分别加上PON标签0与1，和根据MAC地址加上逻辑链路标识LLID，加上标签0与1的MAC帧对应送入下行发送队列0与下行发送队列1中，下行发送队列0与下行发送队列1中的MAC帧送入动态带宽分配控制及保护模块，经动态带宽分配控制及保护模块送物理层实体0和/或1；
所述OLT上行接收电路中还包括动态带宽分配控制及保护模块、去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块；物理层实体0和/或1的MAC帧经动态带宽分配控制及保护模块送上行接收队列0和上行接收队列1，去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块去除上行接收队列0和上行接收队列1中的逻辑链路标识LLID和PON标签以及去除上行接收队列0或上行接收队列1中的广播帧，再对应送入MAC0、MAC1端口。
所述ONU上行发送电路中还包括加逻辑链路标识LLID和PON标签模块、动态带宽分配控制及保护模块；加逻辑链路标识LLID和PON标签模块对来自ONUMAC端口的MAC帧根据MAC帧的源地址的奇偶性进行分类，分别加上PON标签0与1，和根据本ONU的MAC地址加上逻辑链路标识LLID，加上标签0与1的MAC帧对应送入上行发送队列0与上行发送队列1中，上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧送入动态带宽分配控制及保护模块，经动态带宽分配控制及保护模块送物理层实体0和/或1；
所述ONU下行接收电路中还包括动态带宽分配控制及保护模块、去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块；物理层实体0和/或1的MAC帧经动态带宽分配控制及保护模块送下行接收队列0和下行接收队列1，去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块去除下行接收队列0和下行接收队列1中的逻辑链路标识LLID和PON标签以及去除下行接收队列0或下行接收队列1中的广播帧，再对应送入ONU的MAC端口。
本发明的技术方案，采用面向光网络单元(ONU)的倒换方式，和利用PON标签标识光分配网等方法，在调和(Reconciliation)子层实现弹性保护倒换。此弹性的概念是将保护倒换和动态带宽分配有效地结合起来，即通过实时监测***的资源情况进行动态带宽分配，当***发生故障的时候，能够把发生故障的线路和/或关键板卡上的业务根据不同的Qos要求倒换到另一线路和/或关键板卡上；并且为了防止广播帧的复制，采用在OLT与ONU接收一侧过滤部分广播帧的方法；在OLT侧采用根据MAC帧来自MAC0、MAC1分别向光分配网ODN0、ODN1上分发数据的方法，在ONU侧采用根据源MAC地址的奇偶向光分配网ODN0、ODN1上分发数据的方法；考虑到光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)端对成本的不同要求，采用了OLT侧和ONU侧为非对称的***配置方法等。
本发明的方法是在EPON***中，通过实时监测***资源情况进行动态带宽分配，并在进行动态带宽分配的同时实现保护倒换。
在本发明中，弹性保护倒换在调和(Reconciliation)子层中实现，使倒换的操作更接近物理层，有加快倒换过程的优点。本发明采用动态带宽分配，可以实时的根据线路资源的变化调整各个ONU占用的带宽，从而充分地利用***资源。本发明在对带宽进行保护的同时，还能够为不同的用户业务提供不同的Qos服务质量等级。
本发明的弹性保护倒换技术方案，采用两套物理拓扑上分离、互为备用的链路结构实现，使受保护ONU的上行突发带宽增加一倍，当OLT检测到一条数据通道出现故障时，将该通道的上下行业务快速地倒换到另一条保护通道上，并通过动态带宽分配，确保高优先级业务的QoS，而对低优先级业务提供“尽力而为”的服务。
本发明的设备结构简单、成本低，并且带宽利用率高。
附图说明
图1a是OLT侧多业务EPON(MS-EPON)***层次结构中各个实体的结构示意图；
图1b是ONU侧多业务EPON(MS-EPON)***层次结构中各个实体的结构示意图；
图2是本发明利用的以太网帧前导码的结构；
图3是采用本发明保护倒换方案的以太网无源光网络***结构框图；
图4a是本发明下行方向传输的电原理框图；
图4b是本发明上行方向传输的电原理框图。
具体实施方式
本发明提供的是一种基于动态带宽分配、在EPON的调和(Reconciliation)子层实现弹性保护倒换的方法。
动态带宽分配是一种在PON中为各个光网络单元动态配置带宽的方法：首先，各个光网络单元(ONU)向光线路终端(Optical line Terminal，简称OLT)请求带宽，然后光线路终端(OLT)根据线路资源情况以及各个光网络单元(ONU)对带宽的要求，分配带宽，控制各个光网络单元(ONU)数据的发送。
下面结合附图和以多业务EPON(Multi-Service EPON，简称MS-EPON)***为实施例，进一步说明本发明的技术方案(MS-EPON***是一种可支持传统电路业务E1与数据业务在千兆以太网上同时传输的***)。
EPON的分层结构是：最上面是MAC Client子层，实现网桥及逻辑链路控制(LLC)等功能；MAC Client子层之下是可选的MAC Control子层，此MACControl子层完成对MAC层操作的实时控制及管理；MAC Control子层下面是MAC子层，MAC子层为本地及对端的MAC Client子层之间交换LLC数据提供服务；MAC子层之下是调和(Reconciliation)子层，此调和子层负责将MAC子层原语映射成物理层的接口信号，以及将物理层的接口信号还原成MAC子层的原语；调和子层之下是物理(PHY)层，PHY层负责将调和子层的介质无关接口(GMI)信号正确地发送出去，以及将接收到的从对端发送来的信号正确地还原成介质无关接口(GMI)信号。
由于OLT成本是由众多用户分担的，而ONU成本则由一个用户负担，在ONU端就要求尽量减小成本，所以EPON在OLT和ONU端对成本的要求是不同的。本发明在EPON的OLT和ONU两端采用的是一种非对称的***配置。
参见图1a，图中示出本发明OLT侧MS-EPON***层次结构中的各个实体，说明本发明的弹性保护倒换(调和子层)在MS-EPON***OLT侧中所处的位置。
OLT侧MS-EPON***层次结构中的各个实体是：最上面是MAC Client子层，包括两个MAC Client子层实体，即MAC Client 0和MAC Client 1；MAC Client子层下面是MAC Control子层，包括两个MAC Control子层实体，即MAC Control0和MAC Control 1；MAC Control子层下面是MAC子层(MAC：Media AccessControl，介质访问控制层，是以太网数据链路层的一个子层)，包括两个MAC子层实体，为方便说明，规定两个MAC子层实体分别为MAC0和MAC1；MAC子层的下面是调和子层，包括一个调和子层实体，本发明的弹性保护倒换就在该调和子层实现，调和子层利用MAC帧与两个MAC子层实体-MAC 0和MAC 1通信；调和子层下面是物理层(PHY)，包括两个PHY实体，即PHY 0和PHY 1，两个PHY实体-PHY 0和PHY 1分别通过介质无关接口(GMI)与调和子层通信。
参见图1b，图中示出本发明ONU侧MS-EPON***层次结构中的各个实体，说明本发明的弹性保护倒换在MS-EPON***ONU侧中所处的位置。
ONU侧MS-EPON***层次结构中的各个实体是：最上面是MAC Client子层，只有一个MAC Client子层实体；MAC Client子层下面是MAC Control子层，只有一个MAC Control子层实体；MAC Control子层下面是MAC子层，只有一个MAC子层实体；MAC子层下面是调和子层，只有一个调和子层实体，本发明的弹性保护倒换就在该调和子层实现，调和子层通过MAC帧与MAC子层实体通信；调和子层下面是物理层PHY，包括两个PHY实体，即PHY 0和PHY 1，两个PHY实体-PHY 0和PHY 1分别通过介质无关接口(GMI)与调和子层通信。
本发明的弹性保护倒换功能在OLT和ONU的调和(Reconciliation)子层实现，***运行时，线路故障对所述调和子层以上的***透明。
OLT和ONU通过两个光分配网(ODN)相连接，两个ODN分别为ODN0和ODN1。
***正常运行的时候，下行方向，在OLT侧，由MAC0子层实体发出的MAC帧，进入调和子层实体中的下行发送队列中，调和子层实体根据ODN0的线路资源情况以及各个用户对服务质量的要求，控制下行发送队列中的数据在ODN0上发送；由MAC1子层实体发出的MAC帧按照同样的方式在ODN1上发送；在ONU侧，接收到来自ODN0和ODN1的帧，放入调和子层实体的下行接收队列中，然后发送到MAC子层实体。
***正常运行的时候，上行方向，是由ONU侧的MAC子层实体向OLT侧发送MAC帧，ONU侧调和子层实体根据源MAC地址的奇偶性对MAC帧进行分类，然后分别通过ODN0和ODN1对应发往OLT侧的MAC0和MAC1。
参见图2，EPON中以太网帧前导码的结构，用于说明如何在以太网的前导码中***逻辑链路标识(LLID)和PON标签(PON Tag)，实现线路故障对所述调和子层以上的***透明。
EPON前导码(Preamble)共8个字节，其中第1和第2共2个字节是SPD字节；第3至第5共3个字节被保留下来没有使用(Reserved)，本发明选取第5字节的最后一个比特用作PON标签(PON Tag)；第6和第7共2个字节用来传输逻辑链路标识(Logical Link Identification，简称LLID)；第8字节用作CRC校验。本发明采用PON标签，用来表示在未发生故障的情况下，标识数据是在哪个DON上传输的，使得即使发生故障时，在调和子层以上的高层看来，***好像没有发生故障一样。本发明采用LLID，是通过带宽控制策略在EPON平台上建立点对点逻辑链路通道的标识。
在OLT侧，发送时，根据MAC帧来自不同的MAC层实体，为MAC帧添加不同的PON标签，如对来自MAC层MAC0实体的帧，添加的PON标签为0，对来自MAC层MAC1实体的帧，添加的PON标签为1；根据OLT侧MAC地址与LLID对应的维护表，在要发送的MAC帧的前导码中***LLID值。在OLT侧，接收时，将PON标签为0的帧发往MAC子层MAC0实体，将PON标签为1的帧发往MAC子层MAC1实体。在向所述MAC0、MAC1子层实体发送帧时，PON标签相同的帧其前后顺序不可以改变，但不用考虑PON标签不同帧之间的前后顺序。
ONU侧，发送时，根据MAC帧源MAC地址的奇偶性，为MAC帧添加不同的PON标签：如对源MAC地址为偶数的帧，PON标签为0，源MAC地址为奇数的帧，PON标签为1。ONU侧，接收时，接收到的帧按PON标签进入各自的下行接收队列，然后发往ONU侧的MAC子层实体，在向所述MAC子层实体发送帧时，PON标签相同的帧其前后顺序不可以改变，但不用考虑PON标签不同帧之间的前后顺序。
参见图3，是实现本发明保护倒换方法的以太网无源光网络***结构框图。
实现本发明方法的设备包括光线路终端(OLT)设备100和光网络单元(ONU)设备，其中光网络单元(ONU)设备可包括具有保护功能的设备201和不具有保护功能的设备202。一个OLT设备和多个ONU设备通过无源光网络22连接，形成以太网数据传输的无源光网络***。本发明在OLT至各个ONU之间设置了两套物理线路，ODN0和ODN1(两套光分配网ODN)，构成两个PON***。在从OLT到ONU的下行方向，OLT将发往每个ONU的数据分成两部分，通过两个PON***下行发送；上行方向，ONU将自己的上行数据，分配成两部分，通过两个PON***上行发送。这样，两套PON***同时使用，不仅使整个通信***的通信容量比保护倒换前的一个PON***增加了一倍，而且当其中的某个ONU的一条数据通道发生故障时，在上行方向，该ONU的全部业务倒换到另一条数据通道中；在下行方向，OLT也将该ONU的下行业务倒换到该条光数据通道上。当故障恢复后，ONU的上行业务仍在两条数据通道上进行分配，OLT的下行业务也在两条数据通道上进行分配。
光线路终端(OLT)设备100主要包括：OLT侧交换模块1、具有保护功能的OLT下行发送电路21和具有保护功能的OLT上行接收电路51。具有保护功能的光网络单元(ONU)201主要包括：光网络单元交换模块38、具有保护功能的ONU上行发送电路23和具有保护功能的ONU下行接收电路70。
当***检测到故障后，由OLT侧发起倒换，并采用面向ONU的倒换方式，即检测到一个ONU的传输发生故障，就发起一个ONU上业务的倒换，而不是发起整个ODN上业务的倒换。由于发生倒换后，***总的带宽下降，必定会有一些业务的带宽不能保证，在最坏的情况下，某个ODN完全坏掉，此时***只剩下另一个ODN的带宽(单个ODN线路容量为1G)，此时采用动态带宽的分配方法是让具有保护功能的业务具有较高的优先级，优先获得带宽，其它不具有保护功能的业务使用剩余的带宽。
因为两个ODN中任何一个ODN发生故障时的处理方法都是一样的，仅就ODN1中某个ONU的传输发生故障倒换后的情况进行说明。
下行方向，由OLT发往有故障ONU的MAC帧是由OLT侧MAC1实体发出的，进入下行发送队列1，在OLT侧调和子层实体中，不是根据ODN1的线路资源情况为该MAC帧分配带宽，而是根据ODN 0的线路资源情况，与MAC1实体发来的帧一起进行动态带宽分配，然后通过ODN0发往ONU；故障ONU，接收到来自ODN0的帧，放入故障ONU的调和子层实体的下行接收队列0，然后发送到ONU侧的MAC子层实体。
上行方向，由ONU侧的MAC子层实体向OLT侧发送的MAC帧，根据源MAC地址的奇偶性进行分类，但是分完类的MAC帧不是通过两个ODN分别发送，而是都通过无故障的ODN0发送到OLT侧，在OLT侧的调和子层实体，根据ONU侧的分类，分别发到相应的MAC0实体和MAC1实体。
如此，在ONU侧就可能收到两份同样的广播帧，所以，需在ONU侧将来自OLT侧的某MAC1子层实体的广播帧全部丢弃，只接收OLT的MAC0子层实体发来的广播帧。
参见图4a，是本发明从OLT侧至ONU侧下行方向传输的电原理框图。图中，OLT侧交换模块1实现两个MAC子层实体的功能，OLT侧具有保护功能的OLT下行发送电路21实现调和子层功能和两个物理层功能，其中用有背景阴影框中的各模块完成调和子层功能，阴影框中，除加LLID和PON标签模块4、下行发送队列0(5)、下行发送队列1(6)外的模块构成动态带宽分配控制及保护电路。ONU侧交换模块38实现一个MAC子层实体的功能，ONU侧具有保护功能的下行接收电路23实现调和子层功能和两个物理层功能，其中用有背景阴影框中的各模块完成调和子层功能，阴影框中除了去LLID和PON标签以及广播帧模块36、下行接收队列0(34)、下行接收队列1(35)外的模块构成动态带宽分配控制及保护电路。
***未发生故障的时候，在OLT侧，外部数据在OLT侧交换模块1的各个端口之间分发，由端口0(2)出来的MAC帧数据进入具有保护功能OLT下行帧发送电路21：首先在加LLID和PON标签模块4中，在MAC帧的前导码中***LLID值和PON标签，***的LLID值是根据MAC地址与LLID值的对应维护表来添加的，由于是端口0出来的MAC帧，所以添加的PON标签为0；接着，将PON标签为0的MAC帧放在下行发送队列0(5)中，并按LLID值放入相应LLID的发送队列中；动态带宽分配单元13负责维护并且向下行发送队列0(5)指示哪些LLID的发送队列是优先级较高的保护队列，哪些LLID的发送队列是优先级较低的一般队列，并且根据下行发送队列0(5)中数据的状况进行动态带宽分配计算；下行ODN 0选择模块9控制下行发送队列0(5)中各个LLID队列发送到下行时分控制模块12；下行时分控制模块12根据动态带宽分配模块13对带宽分配的计算结果，控制各个LLID队列向ODN0发送，发送时钟由时钟电路7提供；发送数据经并/串转换电路0(15)、编码电路0(17)和电/光转换电路0(19)的并/串转换、编码和电/光转换后，在无源光网络(22)的光分配网ODN0上发送。
由OLT侧交换模块1的端口1(3)出来的MAC帧数据进入具有保护功能OLT下行帧发送电路21，按照与上述步骤同样的方式发送：首先在加LLID和PON标签模块4中，在MAC帧的前导码中***LLID和PON标签，***的LLID值是根据MAC地址与LLID值的对应维护表来添加的，由于是从端口1出来的MAC帧，所以添加的PON标签为1；由于PON标签为1，故放入下行发送队列1(6)中；动态带宽分配单元13负责维护并且向下行发送队列1(6)指示哪些LLI D的发送队列是优先级较高的保护队列，哪些LLID的发送队列是优先级较低的一般队列，并且根据下行发送队列1(6)中数据的状况进行动态带宽分配计算；下行ODN 1选择模块11控制下行发送队列1(6)中各个LLID队列发送到下行时分控制模块14；下行时分控制模块14根据动态带宽分配模块13对带宽分配的计算结果，控制各个LLID队列向ODN1发送，发送时钟由时钟电路7提供；发送数据经过并/串转换电路1(16)、编码电路1(18)，电/光转换电路1(120)的并/串转换、编码和电/光转换后，在无源光网络(22)的光分配网ODN1上发送。
在ONU侧，具有保护功能的ONU下行接收电路23从ODN0接收到的数据，经过光/电转换电路0(24)、解码电路0(27)、串/并转换电路0(30)的光/电转换、解码和串/并转换后，进入下行接收队列0(34)，其工作时钟由时钟提取电路0(26)从解码电路0(27)的信号中提取；下行接收队列0(34)中的MAC帧数据在去LLID和PON标签以及广播帧过滤模块36中，去掉LLID和PON标签，但保留PON标签为0的MAC数据中的广播帧；去掉LLID和PON标签的MAC帧数据被送至ONU侧交换模块38的端口37。
通过ODN1接收到的数据按照同样的方式，经过光/电转换电路1(25)，解码电路1(28)，串/并转换电路0(31)的光/电转换、解码和串/并转换后，进入下行接收队列1(35)，其工作时钟由时钟提取电路1(29)从解码电路1(28)的信号中提取；下行接收队列1(35)中的MAC帧数据在去LLID和PON标签以及广播帧过滤模块36中，去掉LLID和PON标签，并且过滤掉PON标签为1的MAC数据中的广播帧。
当线路发生故障的时候，在OLT侧，数据由OLT侧交换模块1的两个端口2和3进入具有保护功能的OLT下行帧发送电路21，仍按照上述未发生故障时的方式，在加LLID和PON标签模块4中，在帧的前导码中加入LLID和PON标签，并按照上述未发生故障时的方式分别放入下行发送队列0(5)和下行发送队列1(6)；保护倒换控制模块10负责维护并指示发送队列0(5)和发送队列1(6)中各个LLID队列是否发生了倒换，以及其中的数据应该在哪个ODN上发送；动态带宽分配单元13根据保护倒换控制模块10的指示，重新进行带宽计算，优先保证具有较高优先级的保护队列集合中的各个LLID队列的带宽，剩下的带宽再分配给优先级较低的一般队列集合中的各个LLID的队列；ONU故障维护模块8负责向保护倒换控制模块10提供故障信息；下行ODN 0选择模块9和下行ODN1选择模块11根据保护倒换控制模块10的指示，控制发送队列0(5)和发送队列1(6)中各个LLID队列的数据发向下行时分控制模块0(12)和下行时分控制模块1(14)；下行时分控制模块0(12)和下行时分控制模块1(14)根据动态带宽分配单元13的计算结果，控制发送队列0(5)和发送队列1(6)中各个LLID队列的数据发向ODN0和OND1。
在ONU侧，接收到的数据，经过光/电转换、解码、串/并转换后，在下行接收数据分发模块32中，根据接收MAC帧前导码中的PON标签分别放进下行接收队列0(34)和下行接收队列1(35)(PON标签为0的帧放进下行接收队列0，PON标签为1的帧放进下行接收队列1)；在去LLID和PON标签以及广播帧过滤模块36中，将LLID和PON标签去掉，并且过滤掉PON标签为1的广播帧，和将下行接收队列0(34)和下行接收队列1(35)中的帧发往ONU侧交换模块38的端口37。
图4a中示出ODN1发生故障时的下行方向传输情况。如图中虚线所示，下行发送队列1(6)→下行ODN 1选择模块11→下行时分控制0模块12→并/串转换电路0(15)→编码电路0(17)→电/光转换电路0(19)→ODN 0→光/电转换电路0(24)→解码电路0(27)→串/并转换电路0(30)→下行接收数据分发模块32→下行接收队列1(35)。
***检测到故障，由OLT侧发起面向ONU的倒换方式，实现方法是：当检测到一个ONU的传输发生故障后，首先在OLT侧检查将要进行倒换的ONU是否具有保护功能，如果具有保护功能，则修改OLT侧的ONU故障维护模块8的故障维护表，即修改故障维护表中所涉及的LLID队列的指示值(0或1)，然后OLT再向ONU发送控制信息指示，供ONU修改ONU侧的ONU故障维护模块33中的故障维护表，即修改故障维护表中所涉及的LLID队列的指示值(0或1)。对不具有保护功能的ONU 202，则不发起倒换处理。
参见图4b，是本发明从ONU侧至OLT侧上行方向传输的电原理框图。图中，OLT侧交换模块1实现两个MAC子层实体的功能，OLT侧具有保护功能的OLT上行接收电路51实现调和子层功能和两个物理层功能，其中用有背景阴影框中的各模块完成调和子层功能，阴影框中，除了去LLID和PON标签以及广播帧模块39、上行接收队列0(40)、上行接收队列1(41)外的模块构成动态带宽分配控制及保护电路。ONU侧交换模块38实现一个MAC子层实体的功能，ONU侧具有保护功能的上行发送电路70实现调和子层功能和两个物理层功能，其中用有背景阴影框中的各模块完成调和子层功能，阴影框中除了加LLID和PON标签模块68、上行发送队列0(66)、上行发送队列1(67)外的模块构成动态带宽分配控制及保护电路。
***未发生故障的时候，上行方向，在ONU侧，MAC帧由ONU侧交换模块38的端口37进入具有保护功能的ONU上行发送电路70：首先在加LLID和PON标签68模块中，在MAC帧的前导码中***LLID值和PON标签，***的LLID值是根据本ONU的MAC地址与LLID值的对应维护表来添加的，PON标签则根据MAC帧的源MAC地址的奇偶性来分配，如将MAC帧源MAC地址为偶数的帧的PON标签设为0，将MAC帧源MAC地址为奇数的帧的PON标签设为1；接着，将PON标签为0的MAC帧放在上行发送队列0(66)中，并按LLID值放入相应LLID的发送队列中；将PON标签为1的MAC帧放在上行发送队列1(67)中，并按LLID值放入相应LLID的发送队列中；动态带宽分配单元59负责维护并且向两个上行发送队列0与1指示哪些LLID的发送队列是优先级较高的保护队列，哪些LLID的发送队列是优先级较低的一般队列，并且根据两个上行发送队列66、67中数据的状况进行动态带宽分配计算；上行ODN 0选择模块62将上行发送队列0(66)中各个LLID队列发送到上行时分控制模块58；上行时分控制模块58根据动态带宽分配模块59对带宽分配的计算结果，控制各个LLID队列向ODN发送，发送时钟由时钟电路61提供；发送数据经过并/串转换电路0(56)、编码电路0(54)和电/光转换电路0(52)的并/串转换、编码和电/光转换，在无源光网络22的光分配网ODN0上发送；上行ODN 1选择模块64将上行发送队列1(67)中各个LLID队列发送到上行时分控制模块60；上行时分控制模块60根据动态带宽分配模块59对带宽分配的计算结果，控制各个LLID队列向ODN 1发送，发送时钟由时钟电路61提供；发送数据经过并/串转换电路1(57)、编码电路0(55)和电/光转换电路0(53)的并/串转换、编码和电/光转换，在无源光网络22的光分配网ODN 1上发送。
在OLT侧，具有保护功能的OLT上行接收电路51通过ODN0接收到的数据，经过光/电转换电路0(49)、解码电路0(46)、串/并转换电路0(43)的光/电转换、解码和串/并转换，进入上行接收数据分发队列0(40)，其工作时钟由时钟提取电路0(45)从解码电路0(46)的信号中提取；上行接收队列0(45)中的MAC帧数据在去LLID和PON标签以及广播帧过滤模块(39)中，去掉LLID和PON标签；去掉LLID和PON标签的MAC帧被发往OLT侧交换模块(1)的端口0(2)。OLT侧通过ODN1接收到的数据按照同样的方式，经过光/电转换电路1(50)、解码电路1(47)、串/并转换电路0(44)的光/电转换、解码和串/并转换，进入上行接收队列1(41)，其中时钟由时钟提取电路1(48)从解码电路1(47)的信号中提取；上行接收队列1(41)中的MAC帧数据在去LLID和PON标签以及广播帧过滤模块39中，去掉LLI D和PON标签，和过滤掉PON标签为1的广播帧，但保留PON标签为0的MAC数据中的广播帧；去掉LLID和PON标签的MAC帧被发往OLT侧交换模块(1)的端口1(3)。
当线路发生故障的时候，在ONU侧，数据由ONU侧交换模块38的端口37进入具有保护功能的ONU上行发送电路70，然后按照上述未发生故障时的方式，在加LLID和PON标签模块68中，在帧的前导码中加入LLID和PON标签，并按照上述未发生故障时的方式分别放入上行发送队列0(66)和上行发送队列1(67)中；保护倒换控制模块63负责维护并指示两个上行发送队列0(66)、1(67)中各个LLID队列是否发生了倒换，以及其中的数据应该在哪个ODN上发送；动态带宽分配单元59根据保护倒换控制模块63的指示，重新计算带宽，优先保证具有较高优先级的保护队列集合中的各个LLID队列的带宽，剩下的带宽再分配给优先级较低的一般队列集合中的各个LLID的队列；ONU故障维护模块65负责向保护倒换控制模块63提供故障信息；上行OND 0、OND 1选择模块62、64根据保护倒换控制模块63的指示，控制上行发送队列0(66)、1(64)中各个LLID队列的数据发向上行时分控制0模块58和上行时分控制1模块60；上行时分控制0模块58和上行时分控制1模块60根据动态带宽分配单元59的计算结果，控制发送队列0(66)、1(64)中各个LLID队列的数据分别发向OND 0、和OND 1。
在OLT侧，接收到的数据，经过光/电转换、解码、串/并转换后，在上行接收数据分发模块42中，根据接收帧前导码中的PON标签分别放入上行接收队列0(40)和上行接收队列1(41)，其中PON标签为0的帧放进上行接收队列0(40)，PON标签为1的帧放进上行接收队列1(41)；接着将上行接收队列0(40)和上行接收队列1(41)中的帧发往OLT侧交换模块(1)的端口(2)和端口(3)，在去LLID和PON标签以及广播帧过滤模块39中，将LLID和PON标签去掉，并且过滤掉PON标签为1的MAC帧中的广播帧。
图4b中示出了ODN1发生故障时上行方向传输的情况。如图中虚线所示，上行发送队列1(67)→上行ODN 1选择模块64→上行时分控制1模块58→并/串转换电路0(56)→编码电路0(54)→电/光转换电路0(52)→ODN 0→光/电转换电路0(49)→解码电路0(46)→串/并转换电路0(43)→上行接收数据分发模块42→上行接收队列1(41)。
当***检测到故障后，由OLT发起倒换，并采用面向ONU的倒换方式，即检测到一个ONU的传输发生故障，就发起一个ONU上业务的倒换，而不是发起整个ODN上业务的倒换。实现方法是：当检测到一个ONU的传输发生故障后，首先在OLT侧检查将要进行保护倒换的ONU是否具有保护功能，如果具有保护功能，则修改OLT侧的ONU故障维护模块8的故障维护表，即修改故障维护表中所涉及的LLID队列的指示值(0或1)，然后OLT再向ONU发送控制信息指示，由ONU修改ONU侧的ONU故障维护模块65中的故障维护表中，即修改故障维护表中所涉及的LLID队列的指示值(0或1)。
本发明的EPON***，既支持具有保护功能的ONU，也支持不具有保护功能的ONU，所以在保护倒换之前应先检查要进行倒换的ONU是否具有保护功能，如果具有保护功能，则发起倒换；否则，则不发起倒换处理，如对不具有保护功能的ONU 202，不发起倒换处理。
通过在OLT侧的两个PON接口MAC0、MAC1实时检测上行数据来检测ONU故障，当在一定时间里只能在一个PON口检测到某ONU数据、而在另一个PON口检测不到某ONU数据时，说明检测不到某ONU数据的相应通道存在故障，需要进行保护倒换。同理，在故障恢复后，在OLT控制下，对该ONU的该通道发送测试数据，来检测该数据通道故障是否恢复。故障恢复后，对该ONU的业务在两个通道上重新进行分配发送。
由于采用了本发明的弹性保护倒换技术方案，可以对线路和设备的关键板卡进行保护，为用户提供高生存性的接入网络，同时还能够根据线路可用资源的变化情况及时地调整带宽，提供低成本的电信级网络接入设备。
Claims (15)
1.一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，在由光线路终端OLT和多个光网络单元ONU通过光分配网ODN连接构成的无源光网络***中实现弹性保护倒换，包括由OLT至各ONU的下行方向的数据传输，和由各ONU至OLT的上行方向的数据传输，其特征在于：
A.在OLT设置两个物理层PHY实体PHY0和PHY1、一个调和子层实体、两个媒体接入控制MAC层实体MAC0和MAC1及其相应的高层，在任意一个具有保护倒换功能的ONU设置两个PHY层实体PHY0和PHY1，一个调和子层实体，一个MAC层实体及其相应的高层；OLT与每一个具有保护倒换功能的ONU间均通过ODN0和ODN1相连；
B.下行方向，无故障时，在OLT侧，分别由MAC0、MAC1子层实体发出的MAC帧，进入调和子层实体中相应的下行发送队列0与下行发送队列1，调和子层实体进行动态带宽分配，控制下行发送队列0与下行发送队列1中数据在对应的ODN0、ODN1上发送；在ONU侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入调和子层实体对应的下行接收队列0，并将接收到的来自ODN1的MAC帧放入调和子层实体对应的下行接收队列1，和发送到MAC子层实体；
当***检测到连接某ONU的ODN0或ODN1有故障时，由OLT发起对具有保护功能的ONU的倒换，OLT的调和子层实体根据无故障ODN1或ODN0的线路资源情况，对下行发送队列0和下行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，将下行发送队列1和下行发送队列0中的MAC帧通过无故障ODN1或ODN0发往该ONU；该ONU将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入调和子层实体的相应下行接收队列1或下行接收队列0，和发送到MAC子层实体；
C.上行方向，无故障时，在ONU侧，由MAC子层实体向调和子层实体发送MAC帧，调和子层实体对MAC帧进行分类，按分类放入上行发送队列0与上行发送队列1，调和子层实体进行动态带宽分配，控制上行发送队列0与上行发送队列1中数据在对应的ODN0和ODN1上发送；OLT侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入调和子层实体对应的上行接收队列0，并将接收到的来自ODN1的MAC帧放入调和子层实体对应的上行接收队列1，再对应发送到OLT的MAC0和MAC1；
当ODN0或ODN1有故障时，ONU的调和子层实体对上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，并通过无故障ODN1或ODN0发送；OLT侧，将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入调和子层实体的相应上行接收队列1或上行接收队列0，再按所述的分类放入OLT的MAC0或MAC1。
2.根据权利要求1所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：所述步骤B中，在OLT侧，进入调和子层实体中相应的下行发送队列0与下行发送队列1，和在ONU侧，放入调和子层实体对应的下行接收队列0和下行接收队列1，和发送到MAC子层实体，是：在OLT侧，在所述MAC帧的前导码中***1比特位的PON标签，分别对来自MAC0、MAC1的MAC帧进行0与1的标记，和在ONU侧，将标记0与1的MAC帧对应发送到下行接收队列0与下行接收队列1中，并在去除该PON标签后，发送到MAC子层实体。
3.根据权利要求2所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：所述步骤B中的发送到ONU侧的MAC子层实体，保持PON标签相同帧的前后顺序，不考虑PON标签不同帧之间的前后顺序。
4.根据权利要求1所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：所述步骤B中，在OLT侧，进入调和子层实体中相应的下行发送队列0与下行发送队列1，在ONU侧，放入调和子层实体对应的下行接收队列0和下行接收队列1，和发送到MAC子层实体，进一步包括：在OLT侧，根据OLT侧MAC地址与传输链路标识LLID对应的维护表，在所述MAC帧的前导码中***传输链路标识LLID，将MAC帧按传输链路标识LLID放入各下行发送队列0与下行发送队列1中的对应传输链路标识LLID的子队列中；和在ONU侧，去除该传输链路标识LLID后发送到MAC子层实体；
所述步骤C中，在ONU侧，放入上行发送队列0与上行发送队列1；在OLT侧放入上行接收队列0与上行接收队列1，和发送到MAC0和MAC1，进一步包括：根据本ONU的MAC地址与传输链路标识LLID对应的维护表，在所述MAC帧的前导码中***传输链路标识LLID，将MAC帧按传输链路标识LLID放入各上行发送队列0与上行发送队列1中的对应传输链路标识LLID的子队列中；和在OLT侧，去除该传输链路标识LLID发送到MAC0和MAC1。
5.根据权利要求1所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：在步骤C中，在ONU侧按分类分别放入上行发送队列0与上行发送队列1的步骤包括：在ONU侧，按照MAC帧的源MAC地址的奇偶性对MAC帧分类，在所述MAC帧的前导码中***1比特位的PON标签，分别对偶数与奇数MAC地址的MAC帧进行0与1的标记，然后分别放入上行发送队列0与上行发送队列1；
在步骤C中，在OLT侧按分类放入MAC1或MAC0的步骤包括：在OLT侧，将标记0与1的MAC帧对应发送到上行接收队列0与上行接收队列1中，并在去除该PON标签后，对应发送到MAC0与MAC1。
6.根据权利要求5所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：所述步骤C中的发送到OLT的MAC0、MAC1层实体，保持PON标签相同帧的前后顺序，不考虑PON标签不同帧之间的前后顺序。
7.根据权利要求1所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：所述步骤B中，进行动态带宽分配与再分配进一步包括：在下行发送队列0及下行发送队列1中各设置保护队列与一般队列；将高优先级的MAC帧放入保护队列中，将低优先级的MAC帧放入一般队列中；将带宽优先分配给保护队列，将剩余的带宽分配给一般队列；
所述步骤C中，进行动态带宽分配与再分配进一步包括：在上行发送队列0及上行发送队列1中分别设置保护队列与一般队列；将高优先级的MAC帧放入保护队列中，将低优先级的MAC帧放入一般队列中；将带宽优先分配给保护队列，将剩余的带宽分配给一般队列。
8.根据权利要求1所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：所述步骤B中，在ONU侧，还包括去除下行接收队列0中的广播帧而保留下行接收队列1中的广播帧，或者去除下行接收队列1中的广播帧而保留下行接收队列0中的广播帧；
所述步骤C中，在OLT侧，还包括去除上行接收队列0中的广播帧而保留上行接收队列1中的广播帧，或者去除上行接收队列1中的广播帧而保留上行接收队列0中的广播帧。
9.根据权利要求1所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的方法，其特征在于：当***检测到连接某ONU的ODN0或ODN1有故障时，先检查该ONU是否具有保护倒换功能，对于具有保护倒换功能的ONU，修改OLT侧的ONU故障维护表并指示出故障涉及MAC帧队列的指示值，和向该ONU发送控制信息，指示该ONU修改其故障维护表和故障涉及的MAC帧队列的指示值；OLT与ONU根据故障维护表控制MAC帧在无故障的ODN0或ODN1上发送。
10.一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，包括OLT设备和ONU设备，OLT设备与ONU设备通过ODN连接，OLT设备包括OLT侧交换模块和OLT下行发送电路及OLT上行接收电路，ONU设备包括ONU侧交换模块和ONU下行接收电路及ONU上行发送电路，其特征在于：
所述OLT设备中的OLT侧交换模块包括MAC0、MAC1端口，OLT下行发送电路与上行接收电路中各包括一个调和子层实体和两个物理层实体，MAC0、MAC1端口连接调和子层实体，调和子层实体连接0与1两个物理层实体，0与1两个物理层实体分别连接两个ODN，ODN0和ODN1；ONU侧交换模块包括一个MAC端口，ONU上行发送电路与下行接收电路中各包括一个调和子层实体和0与1两个物理层实体，0与1两个物理层实体分别连接ODN0、ODN1和连接调和子层实体，调和子层实体连接ONU侧交换模块的MAC端口，其中，
下行方向无故障时，在OLT侧，所述OLT侧交换模块中的MAC0、MAC1端口发出MAC帧，进入OLT下行发送电路的调和子层实体中相应的下行发送队列0与下行发送队列1，该OLT下行发送电路中的调和子层实体进行动态带宽分配，控制该下行发送队列0与下行发送队列1中数据在对应的ODN0、ODN1上发送；在ONU侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入ONU下行接收电路的调和子层实体中对应的下行接收队列0，再发送到所述ONU侧交换模块中的MAC端口，将接收到的来自ODN1的MAC帧放入ONU下行接收电路的调和子层实体中对应的下行接收队列1，再发送到所述ONU侧交换模块中的MAC端口；
当***检测到连接某ONU的ODN0或ODN1有故障时，由OLT发起对具有保护功能的ONU的倒换，所述OLT下行发送电路中的调和子层实体根据无故障ODN1或ODN0的线路资源情况，对该调和子层实体中下行发送队列0和下行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，将该下行发送队列1和下行发送队列0中的MAC帧通过无故障ODN1或ODN0发往该ONU；该ONU将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入ONU下行接收电路的调和子层实体中的相应下行接收队列1或下行接收队列0，和发送到所述ONU侧交换模块的MAC端口；
上行方向无故障时，在ONU侧，由ONU侧交换模块的MAC端口向所述ONU上行发送电路中的调和子层实体发送MAC帧，该调和子层实体对MAC帧进行分类，按分类放入ONU上行发送电路的调和子层实体中的上行发送队列0与上行发送队列1，该调和子层实体进行动态带宽分配，控制该调和子层实体中的上行发送队列0与上行发送队列1中数据在对应的ODN0和ODN1上发送；OLT侧，将接收到的来自ODN0的MAC帧放入上行接收电路的调和子层实体中对应的上行接收队列0，并将接收到的来自ODN1的MAC帧放入上行接收电路的调和子层实体中对应的上行接收队列1，再对应发送到所述OLT侧交换模块的MAC0和MAC1端口；
当ODN0或ODN1有故障时，所述ONU上行发送电路中的调和子层实体对上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧一起进行动态带宽再分配，并通过无故障ODN1或ODN0发送；OLT侧，将接收的来自无故障ODN1或ODN0上的MAC帧放入上行接收电路的调和子层实体中的相应上行接收队列1或上行接收队列0，再按所述的分类放入所述OLT侧交换模块的MAC0或MAC1端口。
11.根据权利要求10所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，其特征在于：所述OLT下行发送电路中还包括加逻辑链路标识LLID和PON标签模块、动态带宽分配控制及保护模块；加逻辑链路标识LLID和PON标签模块对来自MAC0、MAC1端口的MAC帧分别加上PON标签0与1，和根据MAC地址加上逻辑链路标识LLID，加上标签0与1的MAC帧对应送入下行发送队列0与下行发送队列1中，下行发送队列0与下行发送队列1中的MAC帧送入动态带宽分配控制及保护模块，经动态带宽分配控制及保护模块送物理层实体0和/或1；
所述OLT上行接收电路中还包括动态带宽分配控制及保护模块、去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块；物理层实体0和/或1的MAC帧经动态带宽分配控制及保护模块送上行接收队列0和上行接收队列1，去逻辑。链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块去除上行接收队列0和上行接收队列1中的逻辑链路标识LLID和PON标签以及去除上行接收队列0或上行接收队列1中的广播帧，再对应送入MAC0、MAC1端口。
12.根据权利要求11所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，其特征在于：所述OLT下行发送电路中的动态带宽分配控制及保护模块包括下行ODN 0选择模块、下行ODN 1选择模块、下行时分控制0模块、下行时分控制1模块、ONU故障维护模块、保护倒换控制模块、动态带宽分配模块和时钟电路；下行发送队列0与下行发送队列1中的MAC帧分别经下行ODN 0选择模块与下行ODN 1选择模块进入对应的下行时分控制0模块与下行时分控制1模块，再进入所述的两个物理层实体；ONU故障维护模块将检测的ONU传输故障通知保护倒换控制模块，保护倒换控制模块指示下行ODN 0选择模块与下行ODN 1选择模块，将下行发送队列0和下行发送队列1中的MAC帧发到对应于无故障ODN的下行时分控制模块；保护倒换控制模块还指示动态带宽分配模块，进行带宽计算，将带宽优先分配给下行发送队列0和下行发送队列1中的保护队列，将剩余带宽分配给下行发送队列0和下行发送队列1中的一般队列，时钟电路为动态带宽分配控制及保护模块提供时钟；
所述OLT上行接收电路中的动态带宽分配控制及保护模块包括上行接收数据分发电路、ONU故障维护模块和时钟提取电路0及时钟提取电路1；上行接收数据分发电路在ONU故障维护模块的控制下，和分别在时钟提取电路0和时钟提取电路1的控制下，根据来自ODN0和ODN1的MAC帧中的PON标签，将来自ODN0和ODN1的MAC帧对应放入上行接收队列0和上行接收队列1中；时钟提取电路0及时钟提取电路1分别从OLT侧物理层实体0、1的解码电路中提取时钟。
13.根据权利要求10所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，其特征在于：
所述ONU上行发送电路中还包括加逻辑链路标识LLID和PON标签模块、动态带宽分配控制及保护模块；加逻辑链路标识LLID和PON标签模块对来自ONUMAC端口的MAC帧根据MAC帧的源地址的奇偶性进行分类，分别加上PON标签0与1，和根据本ONU的MAC地址加上逻辑链路标识LLID，加上标签0与1的MAC帧对应送入上行发送队列0与上行发送队列1中，上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧送入动态带宽分配控制及保护模块，经动态带宽分配控制及保护模块送物理层实体0和/或1；
所述ONU下行接收电路中还包括动态带宽分配控制及保护模块、去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块；物理层实体0和/或1的MAC帧经动态带宽分配控制及保护模块送下行接收队列0和下行接收队列1，去逻辑链路标识LLID和PON标签以及广播帧过滤模块去除下行接收队列0和下行接收队列1中的逻辑链路标识LLID和PON标签以及去除下行接收队列0或下行接收队列1中的广播帧，再对应送入ONU的MAC端口。
14.根据权利要求13所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，其特征在于：所述ONU上行发送电路中的动态带宽分配控制及保护模块包括上行ODN 0选择模块、上行ODN 1选择模块、上行时分控制0模块、上行时分控制1模块、ONU故障维护模块、保护倒换控制模块、动态带宽分配模块和时钟电路；上行发送队列0与上行发送队列1中的MAC帧分别经上行ODN 0选择模块与上行ODN 1选择模块进入对应的上行时分控制0模块与上行时分控制1模块，再进入所述的两个物理层实体；ONU故障维护模块将ONU传输故障通知保护倒换控制模块，保护倒换控制模块指示上行ODN 0选择模块与上行ODN1选择模块，将上行发送队列0和上行发送队列1中的MAC帧发到对应于无故障ODN的上行时分控制模块；保护倒换控制模块还指示动态带宽分配模块，进行带宽计算，将带宽优先分配给上行发送队列0和上行发送队列1中的保护队列，将剩余带宽分配给上行发送队列0和上行发送队列1中的一般队列，时钟电路为动态带宽分配控制及保护模块提供时钟；
所述ONU下行接收电路中的动态带宽分配控制及保护模块包括下行接收数据分发电路、ONU故障维护模块和时钟提取电路0及时钟提取电路1；下行接收数据分发电路在ONU故障维护模块的控制下，和分别在时钟提取电路0和时钟提取电路1的控制下，根据来自ODN0和ODN1的MAC帧中的PON标签，将来自ODN0和ODN1的MAC帧对应放入下行接收队列0和下行接收队列1中；时钟提取电路0及时钟提取电路1分别从ONU侧物理层实体0、1的解码电路中提取时钟。
15.根据权利要求10所述的一种以太网无源光网络***中弹性保护倒换的设备，其特征在于：所述OLT设备下行发送电路中的两个物理层实体，及所述ONU设备上行发送电路中的两个物理层实体具有相同的结构，由并/串转换电路、编码电路和电/光转换电路顺序连接构成；所述ONU设备下行接收电路中的两个物理层实体，及所述OLT上行接收电路中的两个物理层实体具有相同的结构，由光/电转换电路、解码电路和串/并转换电路顺序连接构成。
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