CN102202244B - 一种提高无源光网络保护性能的方法及装置 - Google Patents

一种提高无源光网络保护性能的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高无源光网络保护性能的方法及装置，所述方法包括以下步骤：对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里；在无源光网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。本发明通过在网络正常运行时，复制并缓存其业务流量；当网络出现故障，在进行主用、备用节点切换时，发送缓存的业务流量，实现在保护切换过程中减少或消除由于网络中断引起的数据丢失，解决在保护切换时信息丢失的问题，增强用户使用的安全性和便利性，提高网络的性能。

Description

一种提高无源光网络保护性能的方法及装置
技术领域
本发明涉及网络通讯领域，特别是涉及一种提高无源光网络(PON：PassiveOptical Network)保护性能的方法及装置。
背景技术
随着现今社会的不断发展，网络在人们的工作、生活中扮演着十分重要的角色。网络的形式有很多种，根据拓扑结构划分，可分为星形、环形、树形、总线形等几种形式。
无源光网络是一种树形拓扑网络，是一种点到多点的光纤接入网技术，可提供多种业务。无源光网络主要由局端侧的光线路终端(OLT：Optical LineTerminal)、用户侧的光网络单元(ONU：Optical Network Unit)以及光分配网络(ODN：Optical Distribution Network)组成。光信号在OLT和ONU之间传送，信号通道上没有有源器件，其内部元件包括：光纤、无源组合器、无源光耦合器/切分器。PON包括APON(APON：ATM Passive Optical Network)、BPON(BPON：Broadband Passive Optical Network)、EPON(EPON：EthernetPassive Optical Network)、GPON(GPON：Gigabit Passive Optical Network)、10G EPON(10G EPON：10Gigabit Ethernet Passive Optical Network)以及10GGPON(10G GPON：10Gigabit Passive Optical Network)等多种技术。
为了保障网络的性能，往往为网络上的关键节点设置冗余节点，例如设置多个节点(通常为两个)，其中，一个为主用节点，剩余节点为备用节点，一旦主用节点发生故障，立即进行主、备用节点切换，进而保障整个网络的正常运行。
PON典型拓扑结构如图1所示，其中，OLT与ODN之间为主干光纤，ODN与各个ONU之间为配路光纤。主干光纤是PON***的一个关键节点。如果OLT与分光器之间的主干光纤产生故障，将会导致下挂的所有ONU同时产生通信故障。因此，对于重点地区和重要站点来说，保护主干光纤(关键节点)提高整个PON***的可靠性尤为重要。目前PON采用主干光纤保护的方法主要有两种，实现框图如图2(类型a)、图3(类型b)所示，其中，OLT与ODN之间的两条光纤一条为主用主干光纤，另一条为备用主干光纤；ODN与各个ONU之间为配路光纤。类型a保护到光模块；类型b保护到PON MAC，但类型b在提高保护范围的同时，所付出的成本也比类型a高。现有技术对PON网络主干光纤的保护操作主要是：设置一条与主用主干光纤(主用节点)不同路径的冗余主干光纤，即备用主干光纤(备用节点)；在主用主干光纤发生故障时，主用、备用主干光纤进行切换，以保证网络的正常运行。但在切换过程中，网络会有短暂的中断，因而业务也会有短时间中断，造成信息丢失，给客户带来了不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高无源光网络保护性能的方法及装置，用以解决现有技术在主用节点与备用节点切换时造成信息丢失的问题。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种提高无源光网络保护性能的方法，所述方法包括以下步骤：
对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里；
在无源光网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
进一步，对主用节点上的业务流量进行复制的复制量不小于最小复制量；
其中，所述最小复制量为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
进一步，将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里，具体包括以下步骤：
设定所述缓存队列的水线设定值；
判断所述缓存队列当前的队列深度是否大于所述水线设定值，如果是，则根据先进先出规则，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量；如果否，则停止发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
进一步，当无源光网络状态正常时，所述水线设定值为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
进一步，当无源光网络发生故障，由主用节点向备用节点切换时，所述水线设定值为零。
另一方面，本发明还提供一种提高无源光网络保护性能的装置，所述装置包括：
业务流量处理单元，用于对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里；
业务流量发送控制单元，用于在无源光网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
进一步，所述装置还包括：
复制量控制单元，用于控制对主用节点上的业务流量进行复制的复制量不小于最小复制量；
其中，所述最小复制量为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
进一步，所述装置还包括：
水线设定单元，用于设定所述缓存队列的水线设定值；
判断单元，用于判断所述缓存队列当前的队列深度是否大于所述水线设定值，如果是，则所述业务流量发送控制单元根据先进先出规则，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量；如果否，则所述业务流量发送控制单元停止发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
进一步，当无源光网络状态正常时，所述水线设定单元设定所述水线设定值为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
进一步，当无源光网络发生故障，由主用节点向备用节点切换时，所述水线设定单元设定所述水线设定值为零。
本发明有益效果如下：
本发明通过在网络正常运行时，复制并缓存其业务流量；当网络出现故障，在进行主用、备用节点切换时，发送缓存的业务流量，实现在保护切换过程中减少或消除由于网络中断引起的数据丢失，解决在保护切换时信息丢失的问题，增强用户使用的安全性和便利性，提高网络的性能。
附图说明
图1是现有技术中PON***树形拓扑结构示意图；
图2是现有技术中一种实现主干光纤保护的PON结构示意图(类型a)；
图3是现有技术中再一种实现主干光纤保护的PON结构示意图(类型b)；
图4是本发明实施例一种提高无源光网络保护性能的方法的流程图；
图5是本发明实施例再一种提高无源光网络保护性能的方法的流程图；
图6是本发明实施例一种提高无源光网络保护性能的装置的结构示意图；
图7是本发明实施例再一种提高无源光网络保护性能的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术在主用节点与备用节点切换时造成信息丢失的问题，本发明提供了一种提高无源光网络保护性能的方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图4所示，本发明实施例1涉及一种提高无源光网络保护性能的方法，包括以下步骤：
S101，首先，在无源光网络正常运行的时候，对发送的下行业务流量进行复制，即对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在设置在备用节点一侧的缓存队列里。并且，需要对缓存队列里的业务流量进行更新，即，当缓存队列的队列深度超过预先设定的缓存阈值时，丢弃过时的业务流量；也就是说，保持缓存队列里复制的业务流量一直都是无源光网络最新发送的业务流量。另外，缓存在缓存队列的业务流量数量要满足无源光网络由主用节点向备用节点切换过程中所需要发送的业务流量数量。
S102，当无源光网络主用节点发生故障，网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在缓存队列里的业务流量。即，将缓存在备用节点的业务流量发送给客户，保证客户在网络切换过程中可以接收到下行数据，解决在保护切换时信息丢失的问题，提高网络的性能。
本实施例的主用节点是指在网络状态正常时发送业务流量的部件或部件集合；备用节点是为主用节点进行冗余设计的部件或部件集合。但，需要注意的是：主用节点并不是一直作为主用节点，同样，备用节点并不是一直作为备用节点。例如：当网络中的主用节点发生故障时，进行主备节点切换，通过备用节点发送业务流量，当网络切换后，正常运行时，原先的备用节点就会被作为主用节点，而原先的主用节点被看作备用节点(故障消除后，即可作为备用节点使用)。
需要说明的是，本实施例主要是涉及无源光网络在主、备用节点切换时数据发送的方法，不涉及无源光网络的主、备用节点切换技术，而且，现有技术中，有成熟的无源光网络的主、备用节点切换技术，因此，本实施例不再详细叙述该技术。
如图5所示，本发明实施例2涉及一种提高无源光网络保护性能的方法，包括以下步骤：
S201，对主用节点上的业务流量进行复制。
首先，选择复制点；复制点可以选择发送点；也可以是备用节点，或者选择业务流量通道上其他任何合适操作的节点，由于在业务流量通道上有多个进行数据处理的芯片，选择这些芯片中最适合(最方便)进行业务流量复制的芯片即可。例如：对于如图2所示的保护类型a的PON网络，复制点可以选择PON MAC；对于如图2所示的保护类型b的PON网络，复制点可以优先选择经过业务流量QoS(Quality of Service，服务质量)调度之后的节点。
然后，复制流量；先计算最小复制量：无源光网络正常工作时，业务报文发送的速率是已知的，而网络进行主备节点切换的时间也是已知的，或可以进行判断得出的。业务报文发送速率与保护切换所需要时间的乘积即为最小复制量，选取不小于最小复制量的数值作为复制量，就能保证有网络切换过程中有足够的余量，就可以满足切换过程中的业务流量发送。
S202，设置缓存队列。
在备用节点上设置一个队列缓冲池(缓存队列)，进出规则采用FIFO(FirstIn First Out，先进先出)方式，队列大小根据具体需要复制的业务流量而定，例如，队列的大小大于或者等于步骤S201中的复制量。设置缓存队列之后，就将复制的业务流量缓存到缓存队列中。
S203，设定缓存队列的水线设定值(缓存阈值)。
通常，会为缓存队列的水线设定值设置一个默认值，即初始值。一般来说，初始值的大小设置为最小复制量，即水线的初始值等于业务报文发送速率与无源光网络主、备用节点切换所需要时间的乘积。
S204，判断网络是否进行主备切换，即判断无源光网络的主用节点是否发生故障，当无源光网络状态正常时，不需要进行主备用节点切换，则转步骤S206；当无源光网络主用节点发生故障，需要进行主备用节点切换时，则转步骤S205。
S205，修改水线设定值，将水线设定值由初始值修改为零，然后转步骤S207。
S206，保持水线设定值不变，即，水线设定值仍然为默认设置的初始值；然后转步骤S207。
S207，判断当前缓存队列的队列深度是否大于水线设定值，如果是，则转步骤S208，如果否，则转步骤S209。
步骤S208，发送缓存在缓存队列的业务流量；
本步骤实际上对应以下两种情况：
一种情况是：本步骤是经步骤S205后得到。也就是说，当无源光网络主用节点发生故障，需要进行主备用节点切换，水线设定值由初始值修改为零，这样，在无源光网络由主用节点向备用节点切换的过程中，缓存在缓存队列中的业务流量会按照先进先出的规则直接发送给下行客户，由于水线设定值为零，所以缓存队列会将缓存的所有业务流量都发送给下行客户，以保证在无源光网络由主用节点向备用节点切换的过程中有足够的业务流量发送给客户，实现在保护切换过程中减少或消除由于网络中断引起的数据丢失，解决在保护切换时信息丢失的问题，提高网络的性能。
另外一种情况是：本步骤是经步骤S206后得到。也就是说，无源光网络状态正常，不需要进行主用、备用节点切换，缓存队列的水线设定值仍然为默认设置的初始值。在这样的情况下，当前缓存队列的队列深度大于水线设定值时，缓存在缓存队列中的业务流量会按照先进先出的规则发出，由于备用节点此时没有与客户连接，因此，从缓存队列发出的业务流量不会发给客户，数据(业务流量)发出的结果相当于将发出的数据丢弃。发出若干数据后，当缓存在缓存队列中的业务流量低于水线设定值时，缓存队列会停止发送业务流量，将新复制的主用节点上的业务流量缓存到缓存队列，直至缓存的业务流量大于水线设定值，然后再按照先进先出的规则发出过时的业务流量，依次循环，进而达到更新缓存在缓存队列里的业务流量的目的，保证缓存在缓存队列里的业务流量为最新的业务流量。
步骤S209，停止发送缓存在缓存队列里的业务流量。
相应的，本步骤也包括以下两种情况：
一种情况是：本步骤是经步骤S205后得到。也就是说，当无源光网络主用节点发生故障，需要进行主备用节点切换，水线设定值由初始值修改为零，这样，当前缓存队列的队列深度小于等于水线设定值，也就是说，当前缓存队列的队列深度为零，说明缓存在缓存队列的业务数据已经发送完毕，因此，停止发送缓存在缓存队列里的业务流量。
另外一种情况是：本步骤是经步骤S206后得到。也就是说，无源光网络状态正常，不需要进行主用、备用节点切换，缓存队列的水线设定值仍然为默认设置的初始值。在这样的情况下，当前缓存队列的队列深度小于等于水线设定值时，说明缓存在缓存队列的业务流量不足以满足无源光网络在主用、备用节点切换过程中发送，需要增加缓存的业务流量，因此，停止发送缓存在缓存队列里的业务流量，对缓存队列继续进行缓存业务流量，直至当前缓存队列的队列深度大于水线设定值，这样才能保证在网络出现故障时，由主用节点向备用节点切换过程中，有足够的业务流量发送给客户。
如图6所示，本发明实施例3涉及一种提高无源光网络保护性能的装置，该装置包括：
业务流量处理单元301，用于对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列302里；
业务流量发送控制单元303，用于在无源光网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在缓存队列302里的业务流量。
如图7所示，为达到更好的技术效果，本实施例提高无源光网络保护性能的装置还包括：
复制量控制单元304，用于控制对主用节点上的业务流量进行复制的复制量不小于最小复制量；其中，最小复制量为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
水线设定单元305，用于设定缓存队列302的水线设定值；
判断单元306，用于判断缓存队列302当前的队列深度是否大于水线设定值，如果是，则业务流量发送控制单元303根据先进先出规则，发送缓存在缓存队列302里的业务流量；如果否，则业务流量发送控制单元303停止发送缓存在缓存队列302里的业务流量。
缓存队列302通常采用FIFO存储器，判断单元306通常为比较器，业务流量发送控制单元303可以通过控制开关的通断来实现对缓存队列302发送以及停止发送业务流量数据的控制。
业务流量处理单元301在复制量控制单元304的控制下，对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列302里。水线设定单元305根据网络状态设置水线设定值，当无源光网络状态正常时，即不需要由主用节点向备用节点切换时，水线设定单元305设定水线设定值为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积；当无源光网络发生故障，由主用节点向备用节点切换时，水线设定单元305设定水线设定值为零。判断单元306判断缓存队列302当前的队列深度是否大于水线设定值，并将判断结果发送给业务流量发送控制单元303，业务流量发送控制单元303根据上述判断结果对是否发送业务流量进行控制。即，当判断单元306判断缓存队列302当前的队列深度大于水线设定值时，业务流量发送控制单元303根据先进先出规则，控制开关闭合，发送缓存在缓存队列302里的业务流量；当判断单元306判断缓存队列302当前的队列深度不大于水线设定值时，业务流量发送控制单元303则控制开关断开，停止发送缓存在缓存队列302里的业务流量。
由上述实施例可以看出，本发明通过在网络正常运行时，复制并缓存其业务流量；当网络出现故障，在进行主用、备用节点切换时，发送缓存的业务流量，实现在保护切换过程中减少或消除由于网络中断引起的数据丢失，解决在保护切换时信息丢失的问题，增强用户使用的安全性和便利性，提高网络的性能。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种提高无源光网络保护性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里,当缓存队列的队列深度超过预先设定的缓存阈值时，丢弃过时的业务流量；对主用节点上的业务流量进行复制的复制量不小于最小复制量；其中，所述最小复制量为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积；
在无源光网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
2.如权利要求1所述的提高无源光网络保护性能的方法，其特征在于，将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里，具体包括以下步骤：
设定所述缓存队列的水线设定值；
判断所述缓存队列当前的队列深度是否大于所述水线设定值，如果是，则根据先进先出规则，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量；如果否，则停止发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
3.如权利要求2所述的提高无源光网络保护性能的方法，其特征在于，当无源光网络状态正常时，所述水线设定值为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
4.如权利要求2述的提高无源光网络保护性能的方法，其特征在于，当无源光网络发生故障，由主用节点向备用节点切换时，所述水线设定值为零。
5.一种提高无源光网络保护性能的装置，其特征在于，所述装置包括：
业务流量处理单元，用于对主用节点上的业务流量进行复制，并将复制后的业务流量缓存在备用节点的缓存队列里,当缓存队列的队列深度超过预先设定的缓存阈值时，丢弃过时的业务流量；
业务流量发送控制单元，用于在无源光网络由主用节点向备用节点切换时，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量；
复制量控制单元，用于控制对主用节点上的业务流量进行复制的复制量不小于最小复制量；
其中，所述最小复制量为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
6.如权利要求5所述的提高无源光网络保护性能的装置，其特征在于，所述装置还包括：
水线设定单元，用于设定所述缓存队列的水线设定值；
判断单元，用于判断所述缓存队列当前的队列深度是否大于所述水线设定值，如果是，则所述业务流量发送控制单元根据先进先出规则，发送缓存在所述缓存队列里的业务流量；如果否，则所述业务流量发送控制单元停止发送缓存在所述缓存队列里的业务流量。
7.如权利要求6所述的提高无源光网络保护性能的装置，其特征在于，
当无源光网络状态正常时，所述水线设定单元设定所述水线设定值为业务报文的发送速率与无源光网络由主用节点向备用节点切换时间的乘积。
8.如权利要求6所述的提高无源光网络保护性能的装置，其特征在于，
当无源光网络发生故障，由主用节点向备用节点切换时，所述水线设定单元设定所述水线设定值为零。
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