CN101917225B - 一种gpon***中盘间stm-1接口自动保护倒换的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,步骤为:步骤1.开启盘间光线路自动保护倒换功能,指定两块STM-1接口盘分别作为主备盘;步骤2.两块STM-1接口盘都创建E1业务链路;仅主盘承载相应的E1业务;步骤3.主备盘直接互发以太网二层包互通各自的状态;步骤4.主盘出现问题时向备盘以以太网二层包的形式发出倒换操作命令,将备盘切换成主盘,承载相应的E1业务;步骤5.主备盘将改变后的状态上报给网管。本发明所述方法,直接通过二层包的发送来变换STM-1接口盘的主备状态,提高了***运行效率,减少了倒换的时延,更加满足了TDM业务的高实时性要求,提高了设备的可靠性,提高电信运营商和用户的满意度。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域中GPON***里面的业务保护倒换技术,具体说是一种GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法。所述GPON***中盘间STM-1接口用来传送E1业务。
背景技术
GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks)技术是新一代的宽带接入技术,GPON***是由光线路终端OLT(optical lineterminal)通过光分配网ODN(Optical Distribution Network)连接多个光网络单元ONU(Optical Networks Unit)。GPON***不但能提供高速的以太网数据业务、语音、IPTV(Internet ProtocolTelevision,网络电视)业务,而且能提供传统的E1业务,做到能够与老的窄带接入网的融合。
所述E1业务一般用于大客户的接入,在银行和移动的基站回传中都有大规模的应用,这就对E1业务的可靠性要求非常高,同时对新型的GPON***中传送可靠的E1业务提出了更高的要求。当E1业务发生了重大的故障后,如何能够在最短的时间内实现E1业务的可靠的保护倒换是当前需要解决的重大问题。
《一种EPON***中TDM业务通道的板间保护倒换方法》(申请号200910136300.1)提出了一种在EPON***中TDM(Time DivisionMultiplex,时分复用)业务盘间保护倒换的方法,其工作原理是:在***中配置两块TDM盘,并配置它们为一个保护组,一块处于工作状态,其接受主控盘下发的E1业务配置并创建E1业务链路。另一块处于备用状态,其仅仅接受E1业务配置,而不进行创建E1业务链路的操作。主控盘去轮询主备TDM盘的状态信息,从而来确定主备盘的倒换是否进行。该发明为我们提供了一个很好的E1业务保护倒换的思路,但该发明仍存在以下问题:
第一.此发明中主控盘通过轮询TDM盘的状态信息,从而确定主备盘的倒换是否进行。倒换操作是在主控盘干预下才执行的,这不但增加了倒换时间而且增大了错误操作的可能性。
第二.此发明中备盘虽然接受E1业务配置,但不创建E1业务链路,当执行倒换操作变为主盘后才创建E1业务链路,这样同样会导致倒换时间的增加。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,直接通过二层包的发送来变换STM-1接口盘的主备状态,提高了***运行效率,减少了倒换的时延,更加满足了TDM业务的高实时性要求,提高了设备的可靠性,提高电信运营商和用户的满意度。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
一种GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,***上电运行时,网管通过主控盘下发使能自动保护倒换功能的命令,开启盘间光线路自动保护倒换功能,指定其中一块STM-1接口盘处于主用态作为主盘,另一块STM-1接口盘处于备用态作为备盘;
步骤2,网管通过主控盘向两块STM-1接口盘同时下发相同的E1业务配置的命令,两块STM-1接口盘都创建E1业务链路;
步骤2.1,主盘CPU模块接受到E1业务配置的命令后,打开主盘Switch模块的以太网GE口,创建E1链路,主盘承载相应的E1业务;
步骤2.2,备盘CPU模块接受到E1业务配置的命令后,创建E1链路,断开备盘Switch模块的以太网GE口,备盘不承载相应的E1业务;
步骤3,主备盘通过直接互发以太网二层包互通各自的状态,并同时将该状态信息上报给网管;其中,备盘以发送二层包的形式通告主盘自己的工作状态,以便主盘知道备盘能否进行倒换操作;主盘接受备盘的发来的包含其状态信息的二层包,当需要倒换时主盘根据备盘的状态来确定是否给备盘发送倒换命令;
步骤4,当处于主用态的STM-1接口盘光线路出现问题以至于影响到E1业务的时候,该STM-1接口盘主动向备盘以以太网二层包的形式发出倒换操作命令,将处于备用态的STM-1接口盘切换成主用态,接受远端ONU发上来的以太网包,承载相应的E1业务;
步骤5,主备盘将改变后的状态上报给网管。
在上述技术方案的基础上,备盘向主盘发送的包含其状态信息的二层包的报文格式为:
Destinate MAC,6字节,要发送到的主盘的MAC地址;
Source MAC,6字节,发出二层包的备盘的MAC地址;
Ether Type,2字节,网络类型;
槽位号,1字节,备盘的背板槽位号;
状态信息,1字节,状态信息字节为0XFF时表示备盘工作正常,可以进行倒换操作;状态信息字节为0X00时表示备盘工作不正常,不能进行倒换操作;
保留字节,48字节,暂未使用。
在上述技术方案的基础上,主盘向备盘发送的包含倒换操作命令的二层包的报文格式为:
Destinate MAC,6字节,要发送到的备盘的MAC地址;
Source MAC,6字节,发出二层包的主盘的MAC地址;
Ether Type,2字节,网络类型;
槽位号,1字节,备盘的背板槽位号;
倒换操作,1字节,倒换操作字节为0x55指示备盘进行倒换操作;
保留字节,48字节,暂未使用。
在上述技术方案的基础上,运行在GPON***中的两块STM-1接口盘的两个光线路口设置成并发,同时发送信号;
所述STM-1接口盘包括:SDH模块、CES模块、Switch模块、CPU模块;其中:
SDH模块完成155.52Mbit/s到63个E1业务的分复接,并完成STM-1光接口告警检测,所述光接口告警作为主备倒换的触发条件;
CES模块完成E1业务的电路仿真功能,完成PCM数据和以太网数据间的相互转换;
Switch模块完成以太网数据的交换;
CPU模块是整个单盘的控制模块,完成倒换命令的收发和解析。
在上述技术方案的基础上,SDH模块如果检测到光线路有光接口告警,则通过中断线INT向CPU模块产生中断,CPU模块立即通过以太网FE口和Switch模块通讯,并经过Switch模块的上联口向备盘发送倒换命令,同时linkdown以太网GE口;
备盘收到倒换命令后立即linkupSwitch模块的以太网GE口,将自己变为主盘并向网管通告状态改变信息,告知主控盘发生主备倒换事件。
本发明所述的GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,具有以下优点:
1、提高了设备的可靠性,提高电信运营商和用户的满意度。
2、直接通过二层包的发送来变换STM-1接口盘的主备状态,提高了***运行效率,减少了倒换的时延,更加满足了TDM业务的高实时性要求。
3、加强了设备的运营、维护和管理的能力。
附图说明
本发明有如下附图:
图1***模型框图,
图2STM-1接口盘原理框图,
图3STM-1接口盘间保护倒换流程图,
图4状态信息二层包报文格式,
图5倒换二层包报文格式。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明给出的GPON***中盘间STM-1接口的光线路保护倒换***模型框图,如图1所示,所述GPON***采用点到多点的接入模式,局端接入多个远端ONU。对于E1业务的传送,可以将远端不同ONU的分散的单个E1接口的E1业务汇接到局端主备STM-1接口盘的两个STM-1接口,在局端主备STM-1接口盘上的两个STM-1接口可互为保护。
所述E1业务在GPON***内部都是通过以太网包的形式传输。以下分别说明E1业务的的上行、下行过程:
E1业务的上行,ONU通过电路仿真的功能将E1业务转换成以太网数据到局端的GPON OLT,GPON OLT通过背板经过主控盘的交换后传输到图2中STM-1接口盘的上联口,再通过Switch模块(交换模块)的以太网GE(千兆以太网口)口到CES(电路仿真)模块,CES模块又将以太网数据还原成TDM数据,再通过SDH(同步数字序列)模块将63个(STM-1只能承载63个E1)E1的数据复接成一个STM-1的光口数据包发送出去。
E1业务的下行,与上行相反,不再详述。
根据以太网交换的原理,如果直接采用控制STM-1接口的关断是不能实现盘间的光线路保护倒换功能的,因为即使关断了主用STM-1接口盘的STM-1接口,从GPON OLT过来的以太网数据仍会通过主控盘交换到主用STM-1接口盘,从而引起E1业务中断,不能达到保护的目的,为了能够实现在GPON***中两块盘的光线路保护倒换功能,可以通过打开或关闭以太网GE口来实现。
本发明给出了GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其流程图如图3所示。网管下发开启盘间光线路自动保护倒换功能的命令和E1业务的配置命令,指定其中一块STM-1接口盘为主盘(工作盘),另外一块为备盘(备用盘)。他们都同时接收来自主控盘的E1业务配置,建立相关E1链路,主盘上的以太网GE口被linkup(连接),备盘上的以太网GE口被linkdown(断开),所以,此时只有主备在工作可以承载相应的E1业务。当主盘光线路发生故障后,发送包含有倒换命令的二层包到备盘并且linkdown以太网GE口,备盘解析相应的二层包,匹配后立即linkup本盘的以太网GE口,由于备盘的链路已经建立成功,所以可以在最短的时间内承载起E1业务,完成倒换工作。其步骤可概括为:步骤1,开启盘间光线路自动保护倒换功能,指定两块STM-1接口盘分别作为主备盘;步骤2,两块STM-1接口盘都创建E1业务链路;仅主盘承载相应的E1业务;步骤3,主备盘直接互发以太网二层包互通各自的状态;步骤4,主盘出现问题时向备盘以以太网二层包的形式发出倒换操作命令,将备盘切换成主盘,承载相应的E1业务;步骤5,主备盘将改变后的状态上报给网管。
下面分几部分对图3所示的整个倒换的工作过程加以说明:
步骤1,***上电运行时,网管通过主控盘下发使能自动保护倒换功能的命令,开启盘间光线路自动保护倒换功能,指定其中一块STM-1接口盘处于主用态作为主盘,主盘可以接收远端ONU发上来的E1业务并通过光线路发送出去,另一块STM-1接口盘处于备用态作为备盘,备盘不能接收远端ONU发上来的E1业务,即备盘的光线路无E1业务发送;
步骤2,网管通过主控盘向两块STM-1接口盘同时下发相同的E1业务配置的命令,两块STM-1接口盘都创建E1业务链路;
步骤2.1,主盘CPU模块接受到E1业务配置的命令后,打开主盘Switch模块的以太网GE口(主盘上的以太网GE口被linkup),创建E1链路,主盘承载相应的E1业务;
步骤2.2,备盘CPU模块接受到E1业务配置的命令后,创建E1链路,断开备盘Switch模块的以太网GE口(备盘上的以太网GE口被linkdown),备盘不承载相应的E1业务;
步骤3,主备盘通过直接互发以太网二层包互通各自的状态,并同时将该状态信息上报给网管;其中,备盘以发送二层包的形式通告主盘自己的工作状态,以便主盘知道备盘能否进行倒换操作;主盘接受备盘的发来的包含其状态信息的二层包,当需要倒换时主盘根据备盘的状态来确定是否给备盘发送倒换命令;
如图4所示,备盘向主盘发送的包含其状态信息的二层包的报文格式为:
Destinate MAC,6字节,要发送到的主盘的MAC地址;
Source MAC,6字节,发出二层包的备盘的MAC地址;
Ether Type,2字节,网络类型;
槽位号,1字节,备盘的背板槽位号;
状态信息,1字节,状态信息字节为0XFF时表示备盘工作正常,可以进行倒换操作;状态信息字节为0X00时表示备盘工作不正常,不能进行倒换操作;
保留字节,48字节,暂未使用。
步骤4,当处于主用态的STM-1接口盘光线路出现问题以至于影响到E1业务的时候,该STM-1接口盘主动向备盘以以太网二层包的形式发出倒换操作命令,将处于备用态的STM-1接口盘切换成主用态,接受远端ONU发上来的以太网包,承载相应的E1业务;
如图5所示,主盘向备盘发送的包含倒换操作命令的二层包的报文格式为:
Destinate MAC,6字节,要发送到的备盘的MAC地址;
Source MAC,6字节,发出二层包的主盘的MAC地址;
Ether Type,2字节,网络类型;
槽位号,1字节,备盘的背板槽位号;
倒换操作,1字节,倒换操作字节为0x55指示备盘进行倒换操作;
保留字节,48字节,暂未使用。
步骤5,主备盘将改变后的状态上报给网管。
本发明所述的GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,运行在GPON***中的两块STM-1接口盘中,两块STM-1接口盘的两个光线路口设置成并发,可以同时发送信号。所述STM-1接口盘包括:SDH模块、CES模块、Switch模块、CPU模块。其中:
SDH模块完成155.52Mbit/s到63个E1业务的分复接,并完成STM-1光接告警检测,其中,光接口告警包括:LOS(收无光)、LOF(帧丢失)、OOF(帧失步)、AIS(全“1”)等,这些光接口告警作为主备倒换的触发条件。SDH模块如果检测到光线路有光接口告警,则通过图2中示出的中断线INT向CPU模块产生中断,CPU模块立即通过以太网FE口和Switch模块通讯,并经过Switch模块的上联口向备盘发送倒换命令,同时linkdown以太网GE口。备盘收到倒换命令后立即linkupSwitch模块的以太网GE口,将自己变为主盘并向网管通告状态改变信息,告知主控盘发生主备倒换事件。
CES模块完成E1业务的电路仿真功能,完成PCM数据和以太网数据间的相互转换。
Switch模块完成以太网数据的交换。
CPU模块是整个单盘的控制模块,完成倒换命令的收发和解析。
备盘始终仅仅只监测二层包。当有目标倒换的二层包匹配时,备盘立即将自己的以太网GE口设为linkup状态。此时由于E1业务链路早已经建立起来,不需要其他的操作即可以顺利的完成倒换工作。备盘改变自己的状态为主盘,并向网管发送一个主备倒换的通告消息,告知此时的主备状态发生变换以及此时主备盘相应的槽位号。之后本盘进入主盘的工作流程。
综上所述,STM-1接口盘间自动倒换具体的倒换流程是:网管下发开启两块STM-1接口盘自动保护倒换的功能,一块为主盘,另一块为备盘。网管同时给两块盘下发相同的E1业务配置。主备将以太网GE口设为linkup状态,建立相应的E1链路。备盘将以太网GE口设为linkdown状态,建立相应的E1链路。当主盘出现需要倒换的事件时,会主动发送二层包给相应的备板,同时将以太网GE口设为linkdown状态。备盘接受到倒换命令后将以太网GE口设为linkup状态,向主控盘发送一个主备倒换的通告消息,告知此时的主备状态发生变换以及此时主备盘相应的槽位号。本发明提供了一种更加快速的GPON***中盘间的STM-1光接口自动保护倒换的实现方法。倒换不用在主控盘的控制下进行,需要倒换时直接由主盘通知备盘实施倒换操作,而没有主控盘参与这一中间环节,同时主备盘在倒换之前已经建立了E1业务的链路,这些都大大缩短了倒换时间,使得业务更快的恢复。
Claims (5)
1.一种GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,***上电运行时,网管通过主控盘下发使能自动保护倒换功能的命令,开启盘间光线路自动保护倒换功能,指定其中一块STM-1接口盘处于主用态作为主盘,另一块STM-1接口盘处于备用态作为备盘;
步骤2,网管通过主控盘向两块STM-1接口盘同时下发相同的E1业务配置的命令,两块STM-1接口盘都创建E1业务链路;
步骤2.1,主盘CPU模块接收到E1业务配置的命令后,打开主盘Switch模块的以太网GE口,创建E1链路,主盘承载相应的E1业务;
步骤2.2,备盘CPU模块接收到E1业务配置的命令后,创建E1链路,断开备盘Switch模块的以太网GE口,备盘不承载相应的E1业务;
步骤3,主备盘通过直接互发以太网二层包互通各自的状态,并同时将该状态信息上报给网管;其中,备盘以发送二层包的形式通告主盘自己的工作状态,以便主盘知道备盘能否进行倒换操作;主盘接收备盘发来的包含其状态信息的二层包,当需要倒换时主盘根据备盘的状态来确定是否给备盘发送倒换命令;
步骤4,当处于主用态的STM-1接口盘光线路出现问题以至于影响到E1业务的时候,该STM-1接口盘主动向备盘以以太网二层包的形式发出倒换操作命令,将处于备用态的STM-1接口盘切换成主用态,接收远端ONU发上来的以太网包,承载相应的E1业务;
步骤5,主备盘将改变后的状态上报给网管。
2.如权利要求1所述的GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其特征在于:备盘向主盘发送的包含其状态信息的二层包的报文格式为:
Destinate MAC,6字节,要发送到的主盘的MAC地址;
Source MAC,6字节,发出二层包的备盘的MAC地址;
Ether Type,2字节,网络类型;
槽位号,1字节,备盘的背板槽位号;
状态信息,1字节,状态信息字节为0XFF时表示备盘工作正常,可以进行倒换操作;状态信息字节为0X00时表示备盘工作不正常,不能进行倒换操作;
保留字节,48字节,暂未使用。
3.如权利要求1所述的GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其特征在于:主盘向备盘发送的包含倒换操作命令的二层包的报文格式为:
Destinate MAC,6字节,要发送到的备盘的MAC地址;
Source MAC,6字节,发出二层包的主盘的MAC地址;
Ether Type,2字节,网络类型;
槽位号,1字节,备盘的背板槽位号;
倒换操作,1字节,倒换操作字节为0x55指示备盘进行倒换操作;
保留字节,48字节,暂未使用。
4.如权利要求1或2或3所述的GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其特征在于:运行在GPON***中的两块STM-1接口盘的两个光线路口设置成并发,同时发送信号;
所述STM-1接口盘包括:SDH模块、CES模块、Switch模块、CPU模块;其中:
SDH模块完成155.52Mbit/s到63个E1业务的分复接,并完成STM-1光接口告警检测,所述光接口告警作为主备倒换的触发条件;
CES模块完成E1业务的电路仿真功能,完成PCM数据和以太网数据间的相互转换;
Switch模块完成以太网数据的交换;
CPU模块是整个单盘的控制模块,完成倒换命令的收发和解析。
5.如权利要求4所述的GPON***中盘间STM-1接口自动保护倒换的实现方法,其特征在于:SDH模块如果检测到光线路有光接口告警,则通过中断线INT向CPU模块产生中断,CPU模块立即通过以太网FE口和Switch模块通讯,并经过Switch模块的上联口向备盘发送倒换命令,同时断开linkdown以太网GE口;
备盘收到倒换命令后立即连接linkup Switch模块的以太网GE口,将自己变为主盘并向网管通告状态改变信息,告知主控盘发生主备倒换事件。
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