專利名稱：以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域中的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡，特別是涉及一種以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法。
背景技術：
Internet的飛速發(fā)展帶來了數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速增長，對寬帶接入技術的需求也越來越高。EP0N(Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)因其成本低、可靠性高、維護少、帶寬高等優(yōu)點而得到了廣泛的應用。ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector,國際電信聯(lián)盟電信標準化部門，負責制定通信領域的標準)關于EPON保護的G. 983. 5建議中給出兩種保護倒換方式骨干光纖保護倒換方式和光纖全保護倒換方式。由于接入網(wǎng)末端的光纖一般不會有多個路由，因而對ONU(Optical Network toit，光網(wǎng)絡單元)到光分之間的光路進行保護效益并不明顯，由于后一種方式的組網(wǎng)成本較高，因此前一種倒換方式應用比較廣泛。參見圖1所示，骨干光纖保護倒換方式中，第一P0N(Passive Optical Network，無源光網(wǎng)絡)口為主用口，第二 PON 口為備用口，正常情況下EPON系統(tǒng)使用第一 PON 口通過主干光纖A傳輸數(shù)據(jù)，當主干光纖A發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)業(yè)務會自動切換到第二 PON 口，這時通過主干光纖B傳輸數(shù)據(jù)。在倒換發(fā)生期間，最主要要解決的問題是如何讓業(yè)務中斷時間減到最小。根據(jù)不同的應用場景的需要，主備PON 口很可能是2個獨立的PON 口，或者處于不同芯片上甚至不同的板上。在這種情況下要實現(xiàn)倒換并盡量減小業(yè)務中斷時間，主要存在以下技術問題第一、主備PON口擁有不同的MPCP (Multiple Point Control Protocol，多點控制協(xié)議)子層，因此MPCP時鐘不同，這會導致在倒換的過程中ONU收到的MPCP幀的時標可能會突變，導致ONU掉線，ONU掉線后要重新注冊，倒換業(yè)務的中斷時間就比較長；第二、主備PON 口分別各自維護不同的ONU狀態(tài)信息，而且使用光分路比為2 N 的光分路器要求在正常狀態(tài)下備用PON 口激光器關閉，因此備用PON 口無法通過正常途徑獲取ONU的相關信息。一旦發(fā)生倒換，如果備用PON 口無法迅速獲得ONU信息，就無法保持系統(tǒng)的當前狀態(tài)，導致業(yè)務中斷時間較長；第三、在某些情況下，主用主干光纖和備用主干光纖的長度差異可能較大，導致倒換發(fā)生以后，所有ONU的RTT (Round-Trip Time，往返時延)測距值都會發(fā)生較大的變化，造成正常工作中的ONU掉線和OLT (Optical Line Tterminal，光纜終端設備)主備PON 口的
ONU信息不一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，能保證在倒換過程中ONU不會掉線，且能得到較好的業(yè)務中斷時間性能，適用于OLT同一 PON板內(nèi)和PON板間的PON 口保護；所有機制都在OLT側實現(xiàn)，不需要改動0NU，能提高EPON系統(tǒng)對ONU的兼容性。本發(fā)明提供的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，包括以下步驟A、主備無源光網(wǎng)絡PON 口初始化后，通過多點控制協(xié)議MPCP時鐘同步機制，將主備PON 口的MPCP時鐘調(diào)整至相同，主備PON 口進入MPCP時鐘光纜終端設備OLT同步狀態(tài)；B、當以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡EPON系統(tǒng)中有光網(wǎng)絡單元ONU注冊時，主用PON 口將其對ONU的往返時延 RTT測距值發(fā)送給備用PON 口，備用PON 口通過比較主備PON 口對同一 ONU的RTT測距值， 得到主備主干光纖的長度差異，通過MPCP時鐘同步機制將主備PON 口的MPCP時鐘調(diào)整至保持固定差值，備用PON 口每次進行MPCP時鐘同步時，補償所述主備主干光纖的長度差異， 主備PON 口進入MPCP時鐘ONU同步狀態(tài)；C、計算備用PON 口用于正常工作的RTT測距值， 主備PON 口進入正常工作狀態(tài)之后，利用ONU信息同步機制將主備PON 口的所有ONU相關信息保持一致。在上述技術方案中，所述MPCP時鐘同步機制為主用PON 口的MPCP時鐘電路工作于主模式，備用PON 口的MPCP時鐘工作于從模式，EPON系統(tǒng)周期性給主備PON 口的MPCP 時鐘電路發(fā)送校時脈沖，當主用PON 口 MPCP時鐘電路收到校時脈沖時，該電路鎖存當時主用PON 口 MPCP時鐘值到寄存器，同時產(chǎn)生中斷通知主用PON 口軟件，主用PON 口軟件讀取寄存器中剛鎖存的主用PON 口 MPCP時鐘值，并將其發(fā)送給備用PON 口軟件；備用PON 口軟件根據(jù)收到的主用PON 口 MPCP時鐘值，計算下一次校時脈沖到來的時刻，寫入備用PON 口 MPCP時鐘電路的寄存器，作為主用PON 口 MPCP時鐘的預測值，當下一個校時脈沖到來時，備用PON 口 MPCP時鐘電路將當前備用PON 口的MPCP時鐘同步為所述預測值。在上述技術方案中，所述EPON系統(tǒng)給主備PON 口的MPCP時鐘電路發(fā)送校時脈沖的周期是1秒。在上述技術方案中，所述預測值根據(jù)需要加減一定的偏移量。在上述技術方案中，步驟B中所述主用PON 口將其對ONU的RTT測距值發(fā)送給備用PON 口的實現(xiàn)方式為通過網(wǎng)管軟件提供的通道來進行數(shù)據(jù)傳遞。在上述技術方案中，所述備用PON 口獲得自身對ONU的RTT測距值的實現(xiàn)方式為 主用PON 口發(fā)送MPCP幀到ONU，ONU發(fā)送MPCP幀到備用PON 口。在上述技術方案中，步驟B中所述主備PON 口均按照“收到MPCP幀時的MPCP時鐘值-該MPCP幀中攜帶的時標值”來計算對同一 ONU的RTT測距值，主備PON 口計算出來的 RTT測距值的差為主備主干光纖的長度差異。在上述技術方案中，步驟C中備用PON 口用于正常工作的RTT測距值的計算方法是備用PON 口在其接收到的主用PON 口對ONU的RTT測距值的基礎上補償主備主干光纖差異的2倍，計算得到備用PON 口用于正常工作的RTT測距值。在上述技術方案中，步驟C中所述ONU信息同步機制的實現(xiàn)方式為網(wǎng)管軟件提供數(shù)據(jù)通道用于正常工作狀態(tài)中主用PON 口和備用PON 口的MPCP協(xié)議層和OAM協(xié)議層相關信息的同步。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下(1)本發(fā)明能夠實現(xiàn)EPON系統(tǒng)中OLT設備的光鏈路保護倒換功能，采用2 :N光分路器的骨干光纖保護倒換方式，能適用于OLT同一 PON板內(nèi)和PON板間的PON 口保護。
(2)本發(fā)明能保證在倒換過程中，所有ONU不會掉線，且能得到較好的業(yè)務中斷時間性能。(3)本發(fā)明的所有機制都在OLT側實現(xiàn)，不需要改動0NU，能夠提高EPON系統(tǒng)對 ONU的兼容性，特別適用于需要兼容多個廠商ONU的OLT系統(tǒng)。


圖1為骨干光纖保護倒換方式的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例中MPCP時鐘同步機制的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例中實際測試系統(tǒng)的上行業(yè)務結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例中實際測試系統(tǒng)的下行業(yè)務結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。參見圖2所示，本發(fā)明實施例提供的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，具體包括以下步驟步驟101 主備PON 口初始化。步驟102 通過MPCP時鐘同步機制，將主備PON 口的MPCP時鐘調(diào)整至相同，主備 PON 口進入MPCP時鐘OLT同步狀態(tài)。步驟103 當EPON系統(tǒng)中有ONU注冊的時候，就可以進行下一步驟的MPCP時鐘調(diào)
整操作。步驟104 主用PON 口將其對ONU的往返時延RTT測距值發(fā)送給備用PON 口，實現(xiàn)方式為通過網(wǎng)管軟件提供的通道來進行數(shù)據(jù)傳遞。備用PON 口獲得自身對ONU的RTT測距值的實現(xiàn)方式為主用PON 口發(fā)送MPCP幀到ONU，ONU發(fā)送MPCP幀到備用PON 口。步驟105 備用PON 口通過比較主備PON 口對同一 ONU的RTT測距值，得到主備主干光纖的長度差異。步驟106 通過MPCP時鐘同步機制將主備PON 口的MPCP時鐘調(diào)整至保持固定差值，備用PON 口每次進行MPCP時鐘同步時，補償主備主干光纖的長度差異。步驟107 主備PON 口進入MPCP時鐘ONU同步狀態(tài)。步驟108 :C、計算備用PON 口用于正常工作的RTT測距值，主備PON 口進入正常工作狀態(tài)。步驟109 主備PON 口利用ONU信息同步機制將主備PON 口的ONU相關信息保持一致，ONU信息同步機制的實現(xiàn)方式為網(wǎng)管軟件提供數(shù)據(jù)通道用于正常工作狀態(tài)中主用PON 口和備用PON 口的MPCP協(xié)議層和OAM協(xié)議層等相關信息的同步。由于主備PON 口分別有各自的MPCP時鐘產(chǎn)生電路，因此本發(fā)明實施例設計了不同 PON 口的MPCP時鐘同步機制每個PON 口的MPCP時鐘產(chǎn)生電路都有主從兩種模式，主用PON 口的MPCP時鐘電路工作于主模式，備用PON 口的MPCP時鐘工作于從模式。EPON系統(tǒng)會送給所有PON 口 MPCP時鐘電路一個校時脈沖，其周期是1秒。參見圖3所示，MPCP時鐘同步機制的具體流程如下
步驟201 工作于主模式的MPCP時鐘電路收到校時脈沖；步驟202 主用PON 口 MPCP時鐘電路鎖存當前主用PON 口 MPCP時鐘值到寄存器；步驟203 主用PON 口 MPCP時鐘電路產(chǎn)生中斷通知主用PON 口軟件；步驟204 主用PON 口軟件讀取寄存器中剛剛鎖存的主用PON 口 MPCP時鐘值，并發(fā)送給備用PON 口的軟件；步驟205 備用PON 口軟件根據(jù)接收到的主用PON 口 MPCP時鐘值，計算出下一次校時脈沖到來的時刻，作為主用PON 口 MPCP時鐘的一個預測值(還可以根據(jù)需要對這個預測值加減一定的偏移量)，并將這個預測值寫入備用PON 口工作于從模式的MPCP時鐘電路的寄存器中。步驟206 下一個校時脈沖到達時，備用PON 口工作于從模式的MPCP時鐘電路就會將備用PON 口 MPCP時鐘同步為這個預測值。通過上述方式可以將主備PON 口的MPCP時鐘調(diào)節(jié)成完全一致，或者相差某個固定的偏移量。將上述MPCP時鐘同步機制運用于倒換，就能實現(xiàn)在倒換前后，在EPON系統(tǒng)所有 ONU側觀察到的MPCP時鐘不變，這樣就能避免ONU掉線。由于對于主備PON 口來說主干光纖的長度不同，而光分路器到ONU之間的光纖完全一致，因此只需要將主備PON 口的MPCP時鐘維持一個固定的差值，這個差值恰好能補償主備主干光纖的差異，解決主備PON 口的MPCP時鐘同步的問題。步驟101和102使主備PON 口進入“MPCP時鐘OLT同步狀態(tài)”，這時主備PON 口的 MPCP時鐘被調(diào)整為完全一致，這種情況下主備PON 口如果都通過“收到MPCP幀時刻的MPCP 時鐘值-該MPCP幀中攜帶的時標值”來計算對同一個ONU的RTT值，那么主備PON 口計算出來的RTT值就正好相差主備主干光纖的差異。得出這個差值之后，再通過MPCP時鐘同步機制讓主備PON 口的MPCP時鐘保持為這個差值，就能使主備PON 口進入“MPCP時鐘ONU同步狀態(tài)”。在上述過程中，關于備用PON 口獲得自身對ONU的RTT測距值，需要特別說明的是由于備用PON 口不能打開激光器發(fā)送數(shù)據(jù)，因此只能通過對從備用主干光纖上接收到的數(shù)據(jù)幀進行監(jiān)聽來得到自身對ONU的RTT測距值，即對備用PON 口來說，測距是通過“主用PON 口發(fā)送MPCP幀到ONU，ONU發(fā)送MPCP幀到備用PON 口，，這種方式來實現(xiàn)的。這里利用了主備PON 口在“MPCP時鐘OLT同步狀態(tài)”下MPCP時鐘完全一致這一特性。當主備PON 口進入“MPCP時鐘ONU同步狀態(tài)”之后，主備PON 口才能進入正常工作狀態(tài)。這里需要特別說明的是在進入正常工作狀態(tài)之前，備用PON 口自行測距得到的 RTT值僅用于計算主備主干光纖的差異，而進入正常工作狀態(tài)之后，備用PON 口實際工作中用到的對ONU的RTT值將被重新計算。備用PON 口用于正常工作的RTT測距值的計算方法是備用PON 口在其接收到的主用PON 口對ONU的RTT測距值的基礎上補償主備主干光纖差異的2倍，計算得到備用PON 口用于正常工作的RTT測距值。正常工作狀態(tài)中備用PON 口激光器必須處于關閉狀態(tài)，因此備用PON 口無法主動獲得系統(tǒng)中當前ONU狀態(tài)信息。本發(fā)明實施例通過上層軟件為主用PON 口和備用PON 口的 MPCP 協(xié)議層和 OAM(Operation Administration and Maintenance，操作、管理、維護)協(xié)議層提供一個數(shù)據(jù)通道，用于傳遞所有ONU相關信息。每當主用PON 口的ONU狀態(tài)信息發(fā)生變化的時候，主用PON 口的軟件都需要將主用PON 口的所有ONU狀態(tài)信息發(fā)送給備用PON口，通過這種方式，備用PON 口的ONU狀態(tài)信息就能隨時和主用PON 口保持一致，解決了主備PON 口 ONU狀態(tài)信息同步的問題。需要注意的是由于主用主干光纖和備用主干光纖的長度不同，因此主備PON 口對于系統(tǒng)中同一個ONU的RTT測距值是不同的，當?shù)箵Q發(fā)生之前，備用PON 口需要得到主用 PON 口的所有ONU狀態(tài)信息，但是由于倒換發(fā)生之后備用PON 口對ONU的測距值，和倒換發(fā)生之前主用PON 口對同一個ONU的測距值不同，因此在所有ONU狀態(tài)信息中，備用PON 口不能使用主用PON 口的RTT測距值。知道了主備主干光纖的長度差異，就能解決主備PON 口對同一個ONU的RTT測距值不同的問題。正常工作的主備PON 口的RTT測距值的差異應該是主備主干光纖的長度差異的2倍，備用PON 口通過計算就能得出自己正確的RTT值。本發(fā)明實施例實際測試系統(tǒng)的一個應用案例描述如下實際測試系統(tǒng)的上行業(yè)務的結構參見圖4所示，下行業(yè)務的結構參見圖5所示，這個測試系統(tǒng)中包括網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析儀、0LT、光分路比為2 =N的光分路器和η個0NU，配置OLT 的PONO 口和PONl 口互為主備保護，然后反復測試PONO 口和PONl 口之間的主備倒換，整個測試過程中，沒有發(fā)生ONU掉線的情況。這個測試系統(tǒng)上實際測出的倒換業(yè)務中斷時間為 下行倒換時間10-iaiis，上行倒換時間小于1ms。本發(fā)明實施例盡量將主備PON 口的MPCP 子層和所有ONU相關狀態(tài)信息保持一致，當?shù)箵Q發(fā)生時，盡量減少ONU能感知的變化，用這種方法使ONU在倒換的過程中不掉線，這樣就能將業(yè)務中斷時間減到很低的水平。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
權利要求
1.一種以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟A、主備無源光網(wǎng)絡PON口初始化后，通過多點控制協(xié)議MPCP時鐘同步機制，將主備PON 口的MPCP時鐘調(diào)整至相同，主備PON 口進入MPCP時鐘光纜終端設備OLT同步狀態(tài)；B、當以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡EPON系統(tǒng)中有光網(wǎng)絡單元ONU注冊時，主用PON口將其對ONU 的往返時延RTT測距值發(fā)送給備用PON 口，備用PON 口通過比較主備PON 口對同一 ONU的 RTT測距值，得到主備主干光纖的長度差異，通過MPCP時鐘同步機制將主備PON 口的MPCP 時鐘調(diào)整至保持固定差值，備用PON 口每次進行MPCP時鐘同步時，補償所述主備主干光纖的長度差異，主備PON 口進入MPCP時鐘ONU同步狀態(tài)；C、計算備用PON口用于正常工作的RTT測距值，主備PON 口進入正常工作狀態(tài)之后，利用ONU信息同步機制將主備PON 口的所有ONU相關信息保持一致。
2.如權利要求1所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述MPCP時鐘同步機制為主用PON 口的MPCP時鐘電路工作于主模式，備用PON 口的MPCP時鐘工作于從模式， EPON系統(tǒng)周期性給主備PON 口的MPCP時鐘電路發(fā)送校時脈沖，當主用PON 口 MPCP時鐘電路收到校時脈沖時，該電路鎖存當時主用PON 口 MPCP時鐘值到寄存器，同時產(chǎn)生中斷通知主用PON 口軟件，主用PON 口軟件讀取寄存器中剛鎖存的主用PON 口 MPCP時鐘值，并將其發(fā)送給備用PON 口軟件；備用PON 口軟件根據(jù)收到的主用PON 口 MPCP時鐘值，計算下一次校時脈沖到來的時亥IJ，寫入備用PON 口 MPCP時鐘電路的寄存器，作為主用PON 口 MPCP時鐘的預測值，當下一個校時脈沖到來時，備用PON 口 MPCP時鐘電路將當前備用PON 口的MPCP時鐘同步為所述預測值。
3.如權利要求2所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于所述EPON系統(tǒng)給主備PON 口的MPCP時鐘電路發(fā)送校時脈沖的周期是1秒。
4.如權利要求2所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于所述預測值根據(jù)需要加減一定的偏移量。
5.如權利要求1所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟B中所述主用PON 口將其對ONU的RTT測距值發(fā)送給備用PON 口的實現(xiàn)方式為 通過網(wǎng)管軟件提供的通道來進行數(shù)據(jù)傳遞。
6.如權利要求5所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于所述備用PON 口獲得自身對ONU的RTT測距值的實現(xiàn)方式為主用PON 口發(fā)送MPCP 幀到ONU，ONU發(fā)送MPCP幀到備用PON 口。
7.如權利要求6所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟B中所述主備PON 口均按照“收到MPCP幀時的MPCP時鐘值-該MPCP幀中攜帶的時標值”來計算對同一 ONU的RTT測距值，主備PON 口計算出來的RTT測距值的差為主備主干光纖的長度差異。
8.如權利要求1至7任一項所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟C中備用PON 口用于正常工作的RTT測距值的計算方法是備用PON 口在其接收到的主用PON 口對ONU的RTT測距值的基礎上補償主備主干光纖差異的2倍，得到備用PON 口用于正常工作的RTT測距值。
9.如權利要求1至7任一項所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟C中所述ONU信息同步機制的實現(xiàn)方式為網(wǎng)管軟件提供數(shù)據(jù)通道用于正常工作狀態(tài)中主用PON 口和備用PON 口的MPCP協(xié)議層和OAM協(xié)議層相關信息的同步。
10.如權利要求8所述的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟C中所述ONU信息同步機制的實現(xiàn)方式為網(wǎng)管軟件提供數(shù)據(jù)通道用于正常工作狀態(tài)中主用PON 口和備用PON 口的MPCP協(xié)議層和OAM協(xié)議層相關信息的同步。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種EPON系統(tǒng)中光鏈路保護倒換的實現(xiàn)方法，包括步驟初始化后通過MPCP時鐘同步機制將主備PON的MPCP時鐘調(diào)至相同，進入MPCP時鐘OLT同步狀態(tài)；ONU注冊時主PON將其對ONU的RTT值發(fā)給備PON，備PON比較主備PON對同一ONU的RTT值，得到主備主干光纖的長度差異，將主備PON的MPCP時鐘調(diào)至保持固定差值，備PON進行MPCP時鐘同步時補償差異，進入MPCP時鐘ONU同步狀態(tài)；正常工作后利用ONU信息同步機制將主備PON的ONU相關狀態(tài)信息保持一致。本發(fā)明能保證在倒換過程中ONU不掉線，業(yè)務中斷時間性能較好，適用于OLT同一PON板內(nèi)和板間的PON口保護。
文檔編號H04J3/06GK102368691SQ20111028446
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2011年9月23日
發(fā)明者張星, 楊志勇, 溫玉屏, 謝振新, 鐘山 申請人:烽火通信科技股份有限公司