CN102025540A - 一种epon网元设备的拓扑结构及配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种EPON网元设备的拓扑结构及配置方法，它雇佣三个OLT共同管理整个***，协同工作，形成稳定的三角支撑，同时，每个OLT以及ONU都有两条光纤链路，互为主备，方便切换，这种保护拓扑架构不仅可以对EPON拓扑中的各个点进行保护，同时还可以借助网管以图形化的形式查出设备故障出现的点，便于问题的定位，分析，以及维护，实际操作表明，该方案可提供至少五个失误，即ONU中光路故障、分支段光纤故障、主干道光纤故障、OLT中光路故障，以及OLT完全故障等。

Description

一种EPON网元设备的拓扑结构及配置方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体的说，是一种高可靠的便于维护的EPON布网拓扑结构及配置方法。

 

背景技术

随着INTERNET 的高速发展和普及,计算机网络数据量的不断膨胀,宽带连接网络已成为人们访问互联网的主要方式。随着互联网的广泛应用以及用户对通信业务不断提出新的要求,开始由传统的电话、电报业务转向视频、数据、图像、语言、多媒体等非话音业务,导致电信网络的规模和结构都发生了扩大化和复杂化的发展过程,越来越多的用户对网络接入有迫切的要求。从而把电信网中负责承载传输的核心骨干网与负责用户接入的那一部分网络,从功能上明显地区分开来,由此出现了接入网(Access Network, AN)的概念和技术。

网络宽带接入是用户将计算机通过电话线、同轴电缆、光纤或无线设备与网络接入服务商( ISP)的服务器连接,从而实现接入国际互联网的方法。目前可供选择的网络接入方法有PSTN、ISDN、xDSL、HFC、FTTx接入等多种方式，数据业务的持续发展推动着运营商构建新一代的宽带城域网，如何适应接入网，特别是以太接入网FTTx的快速发展是宽带城域网建设中迫切需要解决的问题。

当前用于实现光接入网的技术主要有两种:无源光网络技术PON和有源光网络技术AON，其中无源光网络PON技术发展更快些，虽然无源光网络PON技术还不成熟，在其没有形成规模应用之前，成本还是较高，但由于其在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的光分支器即可，具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点，故无疑该技术会成为未来FTTx的最理想的接入方式。

以太无源光网络EPON是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务，它在物理层采用了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，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。

EPON的使用很大程度上缓解了INTERNET的高速发展所带来的带宽剧增的问题，但是随着数据量的骤增，数据的可靠性和安全性又面临着新的挑战，于是乎，无数研究及专利应运而生，ITU-T就提出了四种基本的EPON拓扑，来解决大量数据传输所面临的安全问题。

 

发明内容

本发明就是在ITU-T这四种拓扑的基础上，克服现有技术的一些不足，加以进一步的研究，并发明了一种新的EPON布网拓扑结构。具体实施方案如下：

本发明提供了一种EPON网元设备的拓扑结构，拓扑结构包括管理服务***和通信网络***两部分，、管理服务***包括网管、数据业务服务器和交换机，、通信网络***包括光缆终端设备、光节点以及光纤。

本发明所述的EPON网元设备的拓扑结构，网管和数据业务服务器通过网线连接至交换机，ONU则是通过光纤与OLT相连，网管通过交换机与OLT的网管口相连，数据业务服务器则是通过交换机与OLT的业务口相连。

本发明所述的EPON网元设备的拓扑结构的配置方法具体步骤如下：

（1）、设计EPON中的OLT和ONU，使其都同时挂有两个光口，具有两个光路，然后按照要求配置好网络，使每个ONU通过两个光路分别挂载在最近的两个OLT上，以形成双链路双备份的网络拓扑；

（2）、启动网管***以及OLT，如果是首次启动，则通过网管，向EPON网络中配置OLT相关的信息，并且保存在三个OLT中；如果非首次启动，则OLT自动从配置文件中读取相关配置信息，并生效，启动OLT，如果三个OLT中的配置信息有差异，则以主OLT中的信息为准，同步另外两个副OLT；

（3）、启动ONU，如果是首次启动，则通过网管，向EPON网络中配置ONU相关的信息，保存至OLT的同时，下发数据至相关ONU，生效并启动；如果非首次启动，则ONU自动从其注册好的OLT的配置文件中获取配置信息，生效并启动ONU；

（4）、网管自动检测出该EPON网络中的OLT及ONU，并把其相应的拓扑显示在网管界面中，界面中主要包含以下信息：OLT、ONU之间的相应的拓扑关系，网络中的OLT及他各自的配置，网络中的ONU以及它所挂载的线路，距离OLT的距离，VLAN，RSTP等先关信息，若ONU发生切换或是掉线等情况，网管及时报警并更新界面，以方便故障的及时发现及排除。

本发明步骤（2）中所述的配置信息主要包括以下数据：路由表信息，VLAN信息，IGMP配置信息和RSTP配置信息等。

本发明步骤（3）中所述的ONU中的配置信息主要包括以下数据：VLAN信息，IGMP配置信息和RSTP配置信息等。

本发明所述的三个OLT一起管理所有的ONU，当EPON中链路或是设备发生故障时，数据传输会自动切换至备用链路或是备用设备。

当链路或是设备发生故障时，本发明所述的网管利用光的特性和中断机制，能实时的对故障进行报警，并显示出其具体的故障点。

本发明利用了EPON技术，无疑是一种理想的光纤接入方式，该技术结合了成熟的以太网技术和高带宽的光通信网络（PON）技术，实现基于网络的服务，是最广泛使用的接入网络。随着带宽的增加，数据量的飙升，信息传输的可靠性也面临着越来越大的挑战，因此各种具有冗余保护功能的EPON拓扑应运而生，无疑，本发明提供了一种相对更加新奇，有效，安全，可靠的拓扑结构，它雇佣三个OLT共同管理整个***，协同工作，形成稳定的三角支撑，同时，每个OLT以及ONU都有两条光纤链路（光路），互为主备，方便切换，这种保护拓扑架构不仅可以对EPON拓扑中的各个点进行保护，同时还可以借助网管以图形化的形式查出设备故障出现的点，便于问题的定位，分析，以及维护。实际操作表明，该方案可提供至少五个失误，即ONU中光路故障、分支段光纤故障、主干道光纤故障、OLT中光路故障，以及OLT完全故障等。 

附图说明

图1 是OLT结构示意图。

图2是ONU结构示意图。

图3 EPON网元设备的拓扑结构的配置方法的结构示意图。

 

具体实施方式

本方法共提供了三个OLT对***中的ONU进行管理，并且每个OLT以及ONU中都有两个光路，互为主备，具体如图1所示，本发明利用这种新奇的OLT和ONU设计了一种高可靠的EPON拓扑结构，详情如图2所示，该***一共由两部分组成。一部分为管理服务***，主要由图2中的网管（Network Management Server）、数据业务服务器（Business Processing Server）和交换机（Switch）组成，另一部分则为由光缆终端设备（OLT）、光节点（ONU）以及光纤（Fiber）所组成的通信网络***。

在管理服务***中，数据业务服务器（Business Processing Server）主要负责向特定ONU下的特定用户提供特定的业务服务，而网管（Network Management Server）则主要实现对整个***进行初始配置，管理，以及监控，并实时的把网络的情况显示在屏幕中，以便于网管人员监控整个***。比如，***中VLAN的配置，RSTP的设置等都可以通过网管方便的配置下去，并可实时的查看。而当网络中某点发生故障，比如图2中A-B段发生故障，ONU#1会自动的切换到备用链路ONU#1-光路#2，并从OLT#1去注册，并立刻注册到OLT#2上，这样就避免了数据的丢失。同时，网管也应及时的发现这一现象，并实时的显示在网管界面上，并通过计算，大致计算出光纤出问题的位置，并在网管界面上形象的显示出来，以便于维修人员对问题进行定位，并对其进行及时的维修。

而交换机则是整个拓扑的中转站，OLT#1，OLT#2，OLT#3，网管和数据业务服务器都通过网线连接至交换机，进行数据交换，这几个设备都放在局端，以方便***的维护。而ONU则是通过光纤与OLT相连，然后再通过交换机与网管和业务服务器相连，并进行通信。他们全安置在数千米以外的远端，以连接用户端，为用户提供相应的服务。其中，网管通过交换机与OLT的网管口相连，可以对OLT进行相关的配置和管理，然后通过光纤对该OLT下所注册的ONU进行相应的配置和管理。而数据业务服务器则是通过交换机与OLT的业务口相连，以OLT为中转，为该OLT下所注册的ONU提供定制的服务。

由于其特殊的拓扑结构，本发明至少可以对***进行五种种类的保护。

1）、ONU中光路故障：如图2中，ONU#1-光路1故障，那么ONU#1可以马上切换其业务至另一路PON(ONU#1-光路2),同时，立刻从OLT#1上去注册，并注册至另一路光路所链接的OLT（OLT#2）。并且，在此过程中，网管上也会实时的报警，并在界面上显示出故障的种类，以及故障发生的具体的位置。

2）、分支段光纤故障：如图2，ONU支路（A-B段）故障，那么与第一种相似，ONU#1可以马上切换其业务至另一路PON(ONU#1-光路2),同时，立刻从OLT#1上去注册，并注册至另一路光路所链接的OLT（OLT#2）。并且，在此过程中，网管上也会实时的报警，并在界面上显示出故障的种类，以及故障发生的具体的位置。所不同的是，网管可以计算出光纤故障的点的具***置，如距离ONU的大致位置（如100米），这样便能更好的定位，更好的维修，成本更少，维修时间更短，整个***相对也就更加稳定。

3）、主干道光纤故障：如图2，OLT主路（B-C段）故障。ONU#1可以立刻从OLT#1上去注册，然后尝试从另一路光纤上注册至其它OLT（OLT#2）。当然，在此过程中，网管上也会实时的报警，并在界面上显示出故障的种类，以及故障发生的具体的位置。并计算出故障点距离OLT的大致位置（如1000米），由于这一段距离很远，如果准确的定位故障点，那将大大的提升维修成本的同时更快的对***进行维修，恢复，当然整个***也就更加稳定。

4）、OLT中光路故障：如图2中，OLT#1-光路1故障，那么ONU#1可以马上切换其业务至其备用光纤并注册至相应的OLT；另外原来通过OLT#1-光路#2注册在OLT#1上的ONU#5将不受影响，其将仍然注册在OLT#1上，数据业务也不会中断，当然数据也就不会有任何丢失的危险。当然，在此过程中，网管上也会及时报警，并在界面上显示出故障的种类，并指示出OLT#1故障的光路，以便于进一步的维修和升级。

5）、OLT完全故障：如图2，即使OLT#1中的两个光路同时坏掉，整个OLT#1荡掉，或是OLT#1断电等更加恶劣的情况发生，对整个***也不会有太大的影响。因为ONU#1将会注册至OLT#2上，ONU#5将会注册至OLT#3上，网管可以通过OLT#2和OLT#3对其管理，数据业务服务器也可以通过OLT#2和OLT#3与ONU下的用户进行数据交互。 

Claims (7)

1.一种EPON网元设备的拓扑结构，其特征在于，所述的拓扑结构包括管理服务***和通信网络***两部分，所述的管理服务***包括网管、数据业务服务器和交换机，所述的通信网络***包括光缆终端设备（OLT）、光节点（ONU）以及光纤。

2.根据权利要求1所述的EPON网元设备的拓扑结构，其特征在于，所述的网管和数据业务服务器通过网线连接至交换机，ONU则是通过光纤与OLT相连，网管通过交换机与OLT的网管口相连，数据业务服务器则是通过交换机与OLT的业务口相连。

3.根据权利要求1或2所述的EPON网元设备的拓扑结构的配置方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）、设计EPON中的OLT和ONU，使其都同时挂有两个光口，具有两个光路，然后按照要求配置好网络，使每个ONU通过两个光路分别挂载在最近的两个OLT上，以形成双链路双备份的网络拓扑；

（2）、启动网管***以及OLT，如果是首次启动，则通过网管，向EPON网络中配置OLT相关的信息，并且保存在三个OLT中；如果非首次启动，则OLT自动从配置文件中读取相关配置信息，并生效，启动OLT，如果三个OLT中的配置信息有差异，则以主OLT中的信息为准，同步另外两个副OLT；

（3）、启动ONU，如果是首次启动，则通过网管，向EPON网络中配置ONU相关的信息，保存至OLT的同时，下发数据至相关ONU，生效并启动；如果非首次启动，则ONU自动从其注册好的OLT的配置文件中获取配置信息，生效并启动ONU；

（4）、网管自动检测出该EPON网络中的OLT及ONU，并把其相应的拓扑显示在网管界面中，界面中主要包含以下信息：OLT、ONU之间的相应的拓扑关系，网络中的OLT及他各自的配置，网络中的ONU以及它所挂载的线路，距离OLT的距离，VLAN，RSTP等先关信息，若ONU发生切换或是掉线等情况，网管及时报警并更新界面，以方便故障的及时发现及排除。

4.根据权利要求3所述的EPON网元设备的拓扑结构的配置方法，其特征在于，步骤（2）中所述的配置信息主要包括以下数据：路由表信息，VLAN信息，IGMP配置信息和RSTP配置信息等。

5.根据权利要求3所述的EPON网元设备的拓扑结构的配置方法，其特征在于，步骤（3）中所述的ONU中的配置信息主要包括以下数据：VLAN信息，IGMP配置信息和RSTP配置信息等。

6.根据权利要求书3所述的EPON网元设备的拓扑结构的配置方法，其特征在于，本发明所述的三个OLT一起管理所有的ONU，当EPON中链路或是设备发生故障时，数据传输会自动切换至备用链路或是备用设备。

7.根据权利要求书3所述的EPON网元设备的拓扑结构的配置方法，其特征在于，当链路或是设备发生故障时，本发明所述的网管利用光的特性和中断机制，能实时的对故障进行报警，并显示出其具体的故障点。

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