CN101877612B - 实现无源光网络光链路保护的***、装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了实现无源光网络光链路保护的***、装置及方法，该***包括：一个光线路终端、两个分光器以及多个光网络单元，其中光线路终端通过两个下联口分别与两个分光器连接；分光器将来自光线路终端一个下联口的光链路分成多条光链路；光网络单元将两个上联口分别相应地与两个分光器上各一条光链路相连；光线路终端与两个分光器之间形成互为保护的光链路，每一个分光器与每两个光网络单元之间形成互为保护的光链路。本发明通过快速检测光链路，有效地过滤光链路上因噪声、故障及手工拔插而导致的光信号抖动，从而可避免在两条互为保护的光链路之间频繁地倒换。

Description

实现无源光网络光链路保护的***、装置及方法
技术领域
本发明涉及光纤接入技术，尤其涉及无源光网络(PON，Passive OpticalNetwod)光纤保护的方法、***及装置。
背景技术
以太网无源光网络是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构及无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本，高带宽，扩展性强，服务重组灵活快速，与现有以太网兼容，管理方便等等。
近些年来，接入网的用户规模不断扩大，对网络宽带的要求也日益增长，PON作为新一代的宽带接入技术满足了网络发展与融合的客观要求，在接入网中的应用日益广泛。但在接入网建设中，PON***离用户距离较近，因各种应用和使用环境复杂，很容易受城市建设等不可知因素的影响，造成光纤链路中断事故。因此，迫切要求PON***能提供高效的光纤链路保护方案，在光纤链路发生重大故障时，能够在尽可能短的时间内实现业务的可靠保护倒换。
中国电信在EPON V2.1规范(协议)中提出了几种光纤保护的模型(类型A，类型B，类型C，类型D)，前两者属于主干光纤保护，后两者则属于全光纤保护。该协议只对物理模型做了简单地描述，给出简单倒换的扩展操作管理维护(OAM，Operation Administration Maintenance)帧格式定义，而没有给出具体的实现方法，并且协议上只给出了简单的倒换命令，对整个保护***的稳健性和实用性都没有做进一步地讨论。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供实现无源光网络光链路保护的方法、***及装置，能够对XPON的光链路进行可靠保护。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现无源光网络光链路保护的***，包括：一个光线路终端、两个分光器以及多个光网络单元，其中：
光线路终端，用于通过两个下联口分别与两个分光器连接；
分光器，用于将来自光线路终端一个下联口的光链路分成多条光链路；
光网络单元，用于将两个上联口分别相应地与两个分光器上各一条光链路相连；
光线路终端与两个分光器之间形成互为保护的光链路，每一个分光器与每两个光网络单元之间形成互为保护的光链路。
进一步地，光网络单元除了包含两个上联口外，还包含两个光模块、一个倒换开关和一个PON MAC模块，其中：
光网络单元的两个上联口中的每一上联口与一个光模块连接，并通过倒换开关选择两个光模块中的一个光模块与PON MAC模块连接；
光网络单元内部通过两个光模块形成的互为保护的光链路。
进一步地，倒换开关包含在光网络单元中的一倒换装置中，其中：
倒换装置，用于根据分别对两个光模块的状态检测结果控制内部的倒换开关倒换至两个光模块中的一个光模块。
进一步地，倒换装置除了包含倒换开关外，还包含相互连接的光链路检测模块和倒换处理模块，其中：
光链路检测模块，用于对两个光模块的光功率接收分别实时检测，当检测其中一个光模块有变化便产生告警信号上报给倒换处理模块；
倒换处理模块与倒换开关连接，用于根据光链路检测模块上报的告警信号，向倒换开关输出倒换控制指令；
倒换开关在倒换处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将两个光模块中的一个光模块与PON MAC模块连接。
进一步地，
倒换处理模块通过设置界面被设定采用硬件方式实现或采用软件方式实现。
进一步地，倒换装置在光链路检测模块和倒换处理模块之间还包括防抖动处理模块，其中：
光链路检测模块检测到其中一个光模块有变化产生告警信号通过防抖动处理模块的硬件或软件的防抖动处理后，上报给倒换处理模块；
防抖动处理模块，用于过滤告警信号中的抖动成分。
进一步地，倒换装置还包括与倒换开关连接的协议处理模块，其中：
协议处理模块，用于根据无源光网络***协议对光线路终端下发的倒换命令或光网络单元的倒换命令进行处理，并向倒换开关输出倒换控制指令；
所述倒换开关在协议处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现无源光网络光链路保护的光网络单元，至少含有分别连接两个光模块的两个上联口、一个倒换开关和一个PON MAC模块，其中：
光网络单元的两个上联口分别相应地与两个分光器上的各一条光链路相连，通过倒换开关选择两个光模块中的一个光模块与PON MAC模块连接；
光网络单元内部通过两个光模块形成的互为保护的光链路。
进一步地，倒换开关包含在光网络单元中的一倒换装置中，其中：
倒换装置，用于根据分别对两个光模块的状态检测结果控制内部的倒换开关倒换至两个光模块中的一个光模块。
进一步地，倒换装置除了包含倒换开关外，还包含相互连接的光链路检测模块和倒换处理模块，其中：
光链路检测模块，用于对两个光模块的光功率接收分别进行实时检测，当检测其中一个光模块有变化便产生告警信号上报给倒换处理模块；
倒换处理模块与倒换开关连接，用于根据光链路检测模块上报的告警信号，向倒换开关输出倒换控制指令；
倒换开关在倒换处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将两个光模块中的一个光模块与PON MAC模块连接。
进一步地，
倒换处理模块通过设置界面被设定采用硬件方式实现或采用软件方式实现。
进一步地，倒换装置在光链路检测模块和倒换处理模块之间还包括防抖动处理模块，其中：
光链路检测模块检测到其中一个光模块有变化产生告警信号通过防抖动处理模块的硬件或软件的防抖动处理后，上报给倒换处理模块；
防抖动处理模块，用于过滤告警信号中的抖动成分。
进一步地，倒换装置还包括与倒换开关连接的协议处理模块，其中：
协议处理模块，用于根据无源光网络***协议对光线路终端下发的倒换命令或光网络单元的倒换命令进行处理，并向倒换开关输出倒换控制指令；
倒换开关在协议处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将两个光模块中的一个光模块与PON MAC模块连接。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现无源光网络光链路保护的方法，包括：
将一个光线路终端通过两个下联口分别与两个分光器连接，每一个分光器将来自光线路终端一个下联口的光链路分成多条光链路，光线路终端与两个分光器之间形成互为保护的光链路；
两个分光器上的各一条光链路相应地与一个光网络单元上的两个上联口相连，每一分光器与每两个光网络单元之间形成互为保护的光链路。
进一步地，该方法还包括：
每一光网络单元的两个上联口分别与两个光模块连接，并通过一个倒换开关选择其中一个光模块与一PON MAC模块连接；光网络单元内部通过两个光模块形成互为保护的光链路。
进一步地，
当光网络单元检测到互为保护的光链路中的任意一条光链路发生故障时，自动或手动倒换到对应的另一条光链路上。
采用本发明提供的***、装置及方法，与现有技术相比较，其着眼点在XPON的光链路的保护。通过对光链路快速、有效地检测，可以有效地过滤光链路上因噪声、故障及手工拔插而导致的光信号抖动，从而避免在两条互为保护的光链路之间频繁地倒换。
附图说明
图1是本发明的实现无源光网络光链路保护***一实施例的结构框图；
图2是本发明的实现无源光网络光链路保护***另一实施例的结构框图；
图3是本发明的实现无源光网络光链路保护的ONU实施例的结构框图；
图4是图3所示的ONU中实现光链路保护的倒换装置实施例的结构框图；
图5是本发明的实现无源光网络光链路保护方法实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明的技术方案的进行详细描述。以下例举的实施例仅仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。
如图1所示，是本发明提供的实现无源光网络光链路保护的***一实施例的组网结构，该***包括一光线路终端(OLT)、两个分光器以及两个光网络单元(ONU)，其中：
OLT，用于通过两个下联口(PON下联口1和PON下联口2)分别与两个分光器连接；
分光器，用于将来自OLT一个下联口的光链路分成两条光链路，每一条光链路分别与两个ONU的一个上联口相连；
ONU，用于将每一上联口与一个光模块连接，并通过一个二选一开关将两个光模块中的一个光模块与PON MAC芯片(也称PON MAC模块)连接。
OLT与ONU之间的每一段光链路，均形成了两条互为保护的光链路，从而实现从ONU上行的全部光纤通道的保护。其中包括：OLT与两个分光器之间形成互为保护的两条光链路，每一个分光器与每两个ONU之间形成互为保护的光链路，ONU内部通过两个光模块形成的互为保护的光链路。
图1所示的***实施例可以扩展为OLT与多个ONU之间形成的互为保护的光链路，如图2所示，其中：
每一个分光器以1:N的分光比将来自OLT一个下联口的光链路分成N条光链路，每一条光链路分别与N个ONU的一个上联口相连。其中每一对ONU与一个分光器之间形成了两条互为保护的光链路。
图3表示出图1中的ONU实施例的结构，每一个ONU包括倒换装置、光模块1和光模块2以及PON MAC芯片(也称PON MAC模块)，其中：
倒换装置，用于根据对光模块1和光模块2状态检测的结果控制内部的倒换开关是倒换至光模块1或是光模块2；
光模块1和光模块2分别通过倒换开关的两个选择端与PON MAC芯片连接。
图3所示的倒换装置实施例(虚线框内)除了倒换开关外，还包括一CPU和一复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)，其中：
CPLD，用于采用硬件方式对光模块1和光模块2的状态检测结果通过中断信号上报给CPU，并在CPU的控制信号作用下将二选一倒换开关倒换至光模块1或光模块2；
CPU，用于采用软件方式根据CPLD上报的光模块1和光模块2的状态检测结果控制二选一倒换开关的倒换动作。
图4表示了本发明的ONU中实现光链路保护的倒换装置实施例的结构，该倒换装置200包括依次连接的光链路检测模块210、倒换处理模块230以及倒换开关240，其中：
光链路检测模块210，通过CPLD程序对两个光模块的光功率接收分别进行实时检测，当发现其中一个光模块有变化便产生告警中断信号上报给倒换处理模块230；
倒换处理模块230，用于根据光链路检测模块210上报的告警中断信号，自动向倒换开关240输出倒换控制指令；
倒换开关240，用于在倒换处理模块230输出的倒换控制指令的控制下，倒换将光模块1或是光模块2与PON MAC芯片连接。
上述倒换处理模块230既可通过硬件方式实现，也可通过软件方式实现，具体可由***维护人员在设置界面上进行设定。其中，硬件倒换的优点是直接由硬件倒换，不需软件参与，倒换时间快；软件倒换的优点是配置灵活。
上述倒换装置实施例在光链路检测模块210和倒换处理模块230之间还包括防抖动处理模块220，其中：
光链路检测模块210发现其中一个光模块有变化便产生告警中断信号通过防抖动处理模块220的防抖动处理后，上报给倒换处理模块230；
防抖动处理模块220，用于过滤告警中断信号中的抖动成分。
上述抖动处理模块可采用硬件方式或软件方式进行防抖动处理，或者采用这二种方式结合的方式进行防抖动处理。
防抖动处理模块220的作用是过滤光链路上的噪声信号、光路发生故障及手工拔插光纤时产生的抖动，从而有效的避免倒换开关240在两路光链路之间频繁地切换。
上述倒换装置实施例还包括与倒换开关240连接的协议处理模块250，其中：
协议处理模块250，用于根据XPON***协议对OLT下发的倒换命令或ONU手动倒换命令进行处理，并向倒换开关240输出倒换控制指令；
倒换开关240在协议处理模块250输出的倒换控制指令的控制下，倒换将光模块1或是光模块2与PON MAC芯片连接。
上述协议处理模块250的设置，解决了在XPON***维护人员进行手动倒换(既可在OLT侧进行手动倒换操作，亦可在ONU侧进行手动倒换操作)操作的需求，同时也解决了根据维护人员具体需求做各种具体保护操作的需求，例如可恢复模式和恢复时间可设等，并且该协议处理模块250可以同时支持多种协议，方便维护人员的灵活配置和修改。
在图4所示的实现光链路保护的倒换装置实施例中，光链路检测模块210是通过加载在图3所示的CPLD中的程序实现，倒换处理模块230硬件倒换模式则是通过加载在该CPLD中的程序实现，软件倒换模式则是图3所示的CPU实现；防抖动处理模块220既可以通过加载在该CPLD中的硬件的防抖动处理模块实现，亦可以通过CPU中的软件防抖处理模块实现；协议处理模块250则是通过CPU实现。
本发明针对上述***实施例，还相应地提供了实现无源光网络光链路保护方法实施例，其流程如图5所示，包括如下步骤：
110：建立光链路保护网络，即一个OLT的两个下联口分别与两个分光器连接，每一个分光器将来自OLT一个下联口的光链路分成多条光链路，两个分光器上各一条光链路相应地与一个ONU上的两个上联口相连；OLT与两个分光器间形成互为保护的两条光链路，每一个分光器与每两个ONU之间形成互为保护的光纤链路；
在建立该光链路保护网络中，还包括ONU的两个上联口分别与两个光模块连接，并通过开关选择两个光模块中的一个光模块与PON MAC模块连接；ONU内部通过两个光模块形成的互为保护的光链路。
120：当ONU检测到互为保护的光链路中的任意一条光链路发生故障时，自动或手动倒换到对应的另一条光链路上。
采用本发明提供的***、装置及方法，与现有技术相比较，其着眼点在XPON的光链路的保护。通过对光链路快速、有效地检测，并采用硬件防抖和/或软件防抖处理，可以有效地过滤光链路上因噪声、故障及手工拔插而导致的光信号抖动，从而避免在两条互为保护的光链路之间频繁地倒换；通过对硬件倒换或软件倒换的设置，使得倒换的处理灵活，硬件倒换的优点是直接由硬件倒换，不需软件参与，倒换时间快，在无需人工干预的情况下配置成硬件倒换模式，倒换操作稳定且速度较快；需要进行手动倒换或根据维护人员具体需求做各种具体保护操作(例如可恢复模式下的恢复操作和恢复时间的设置等)时，配置软件倒换模式，并且能够同时支持多种的***协议，为维护人员专门提供的操作界面使得配置和修改非常方便和灵活。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (12)

1.一种实现无源光网络光链路保护的***，包括：一个光线路终端、两个分光器以及多个光网络单元，其中：
所述光线路终端，用于通过两个下联口分别与所述两个分光器连接；
所述分光器，用于将来自所述光线路终端一个下联口的光链路分成多条光链路；
所述光网络单元，用于将两个上联口分别相应地与所述两个分光器上各一条光链路相连；
所述光线路终端与所述两个分光器之间形成互为保护的光链路，每一个分光器与每两个光网络单元之间形成互为保护的光链路；
所述光网络单元除了包含所述两个上联口外，还包含两个光模块、一个倒换开关和一个PON MAC模块，其中：
所述光网络单元的所述两个上联口中的每一上联口与一个光模块连接，并通过所述倒换开关选择所述两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接；
所述光网络单元内部通过所述两个光模块形成的互为保护的光链路；
所述光网络单元还包括与所述倒换开关连接的协议处理模块，其中：
所述协议处理模块，用于根据所述无源光网络***协议对所述光线路终端下发的倒换命令或所述光网络单元的倒换命令进行处理，并向所述倒换开关输出倒换控制指令；
所述倒换开关在所述协议处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将所述两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接；
所述协议处理模块，同时支持多种协议。
2.按照权利要求1所述的***，其特征在于，所述倒换开关包含在所述光网络单元中的一倒换装置中，其中：
所述倒换装置，用于根据分别对所述两个光模块的状态检测结果控制内部的所述倒换开关倒换至所述两个光模块中的一个光模块。
3.按照权利要求2所述的***，其特征在于，所述倒换装置除了包含所述倒换开关外，还包含相互连接的光链路检测模块和倒换处理模块，其中：
所述光链路检测模块，用于对所述两个光模块的光功率接收分别实时检测，当检测其中一个光模块有变化便产生告警信号上报给所述倒换处理模块；
所述倒换处理模块与所述倒换开关连接，用于根据所述光链路检测模块上报的所述告警信号，向所述倒换开关输出倒换控制指令；
所述倒换开关在所述倒换处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将所述两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接。
4.按照权利要求3所述的***，其特征在于，
所述倒换处理模块通过设置界面被设定采用硬件方式实现或采用软件方式实现。
5.按照权利要求3所述的***，其特征在于，所述倒换装置在所述光链路检测模块和倒换处理模块之间还包括防抖动处理模块，其中：
所述光链路检测模块检测到其中一个光模块有变化产生告警信号通过所述防抖动处理模块的硬件或软件的防抖动处理后，上报给所述倒换处理模块；
所述防抖动处理模块，用于过滤所述告警信号中的抖动成分。
6.一种实现无源光网络光链路保护的光网络单元，至少含有分别连接两个光模块的两个上联口、一个倒换开关和一个PON MAC模块，其中：
所述光网络单元的两个上联口分别相应地与两个分光器上的各一条光链路相连，通过所述倒换开关选择所述两个光模块中的一个光模块与所述PONMAC模块连接；
所述光网络单元内部通过所述两个光模块形成的互为保护的光链路；
所述两个分光器上的各一条光链路相应地与一个光网络单元上的两个上联口相连，每一分光器与每两个光网络单元之间形成互为保护的光链路；
每一光网络单元的所述两个上联口分别与两个光模块连接，并通过一个倒换开关选择其中一个光模块与一PON MAC模块连接；所述光网络单元内部通过两个光模块形成互为保护的光链路；
还包括与所述倒换开关连接的协议处理模块，其中：
所述协议处理模块，用于根据所述无源光网络***协议对所述光线路终端下发的倒换命令或所述光网络单元的倒换命令进行处理，并向所述倒换开关输出倒换控制指令；
所述倒换开关在所述协议处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将所述两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接；
所述协议处理模块，同时支持多种协议。
7.按照权利要求6所述的光网络单元，其特征在于，所述倒换开关包含在所述光网络单元中的一倒换装置中，其中：
所述倒换装置，用于根据分别对所述两个光模块的状态检测结果控制内部的所述倒换开关倒换至所述两个光模块中的一个光模块。
8.按照权利要求6所述的光网络单元，其特征在于，所述倒换装置除了包含所述倒换开关外，还包含相互连接的光链路检测模块和倒换处理模块，其中：
所述光链路检测模块，用于对所述两个光模块的光功率接收分别进行实时检测，当检测其中一个光模块有变化便产生告警信号上报给所述倒换处理模块；
所述倒换处理模块与所述倒换开关连接，用于根据所述光链路检测模块上报的所述告警信号，向所述倒换开关输出倒换控制指令；
所述倒换开关在所述倒换处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将所述两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接。
9.按照权利要求8所述的光网络单元，其特征在于，
所述倒换处理模块通过设置界面被设定采用硬件方式实现或采用软件方式实现。
10.按照权利要求8所述的光网络单元，其特征在于，所述倒换装置在所述光链路检测模块和倒换处理模块之间还包括防抖动处理模块，其中：
所述光链路检测模块检测到其中一个光模块有变化产生告警信号通过所述防抖动处理模块的硬件或软件的防抖动处理后，上报给所述倒换处理模块；
所述防抖动处理模块，用于过滤所述告警信号中的抖动成分。
11.一种实现无源光网络光链路保护的方法，包括：
将一个光线路终端通过两个下联口分别与两个分光器连接，每一个分光器将来自所述光线路终端一个下联口的光链路分成多条光链路，所述光线路终端与所述两个分光器之间形成互为保护的光链路；
所述两个分光器上的各一条光链路相应地与一个光网络单元上的两个上联口相连，每一分光器与每两个光网络单元之间形成互为保护的光链路；
每一光网络单元的所述两个上联口分别与两个光模块连接，并通过一个倒换开关选择其中一个光模块与一PON MAC模块连接；所述光网络单元内部通过两个光模块形成互为保护的光链路；
所述协议处理模块与所述倒换开关连接，根据所述无源光网络***协议对所述光线路终端下发的倒换命令或所述光网络单元的倒换命令进行处理，并向所述倒换开关输出倒换控制指令；
所述倒换开关在所述协议处理模块输出的倒换控制指令的控制下，倒换将所述两个光模块中的一个光模块与所述PON MAC模块连接；
所述协议处理模块，同时支持多种协议。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，
当所述光网络单元检测到互为保护的光链路中的任意一条光链路发生故障时，自动或手动倒换到对应的另一条光链路上。
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