本發(fā)明涉及保障EPON(以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)業(yè)務(wù)穩(wěn)定性的方法，具體涉及EPON系統(tǒng)中環(huán)路檢測(cè)、定位、清除的方法。

技術(shù)背景

在EPON系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)配置或連接錯(cuò)誤，很容易導(dǎo)致EPON中出現(xiàn)環(huán)路，而環(huán)路的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)廣播、多播、未知單播報(bào)文進(jìn)行反復(fù)的發(fā)送，進(jìn)而造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞甚至癱瘓。

基于以上問(wèn)題，就需要對(duì)EPON系統(tǒng)中的環(huán)路進(jìn)行檢測(cè)、定位和清除。目前EPON系統(tǒng)中常用的檢測(cè)方式要么存在檢測(cè)不全面，要么需要OLT與ONU進(jìn)行配合，而在實(shí)際使用中OLT和ONU經(jīng)常不是一個(gè)廠家，無(wú)法做到很好的配合?；诖耍斜匾峁┮环N合理的方法，既能檢測(cè)各種環(huán)路問(wèn)題，又能避免OLT與ONU配合上的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中的環(huán)路檢測(cè)及清除的方法，該方法能自動(dòng)檢測(cè)EPON系統(tǒng)中產(chǎn)生的各種環(huán)路現(xiàn)象，并自動(dòng)對(duì)環(huán)路進(jìn)行清除，從而保證EPON系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中的環(huán)路檢測(cè)及清除方法，包括以下步驟：

a)OLT周期性向每個(gè)PON口發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文；

b)OLT收包任務(wù)在收到環(huán)路檢測(cè)報(bào)文后即認(rèn)為EPON系統(tǒng)中有環(huán)路產(chǎn)生，此時(shí)調(diào)用環(huán)路檢測(cè)處理接口，對(duì)環(huán)路進(jìn)行定位；

c)根據(jù)步驟b中定位的結(jié)果，上報(bào)環(huán)路告警，并對(duì)環(huán)路進(jìn)行清除；

d)OLT周期性對(duì)產(chǎn)生環(huán)路的ONU端口進(jìn)行恢復(fù)，以確保環(huán)路被人工清除后，ONU端口能恢復(fù)正常。

上述方法中，所述的步驟a)，在OLT周期性向每個(gè)PON口發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文過(guò)程中，是采用包括以下步驟方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

(1)采用基于單個(gè)VLAN方法進(jìn)行OLT發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文，以確保環(huán)路報(bào)文與業(yè)務(wù)報(bào)文一樣在系統(tǒng)中正常的轉(zhuǎn)發(fā)；

(2)采用間隔配置OLT發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文的周期：

OLT發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文的周期間隔可配置，默認(rèn)間隔為60s，每個(gè)PON口中的所有虛擬vlan發(fā)送間隔為1s；同時(shí)環(huán)路檢測(cè)報(bào)文使用廣播報(bào)文，并在廣播報(bào)文中用特殊字段進(jìn)行標(biāo)記，以避免與網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文出現(xiàn)沖突。

上述方法中，在步驟b)之前，存在ONU部分的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，該過(guò)程是根據(jù)EPON系統(tǒng)報(bào)文傳輸?shù)奶匦砸约耙蕴W(wǎng)報(bào)文傳輸特性由ONU硬件完成的。

所述的ONU部分的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，具體為：

ONU在收到OLT發(fā)送的環(huán)路檢測(cè)報(bào)文后，根據(jù)廣播報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的特性，ONU應(yīng)該將該環(huán)路檢測(cè)報(bào)文廣播到所有UNI端口，此過(guò)程不需要ONU對(duì)環(huán)路檢測(cè)報(bào)文軟件層面的分析和處理，僅依賴硬件特性進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)即可；

當(dāng)EPON系統(tǒng)下有環(huán)路存在時(shí)，環(huán)路檢測(cè)報(bào)文必定會(huì)從ONU的UNI端口進(jìn)入ONU，此時(shí)ONU收到環(huán)路檢測(cè)報(bào)文，同樣無(wú)需做軟件上的處理，僅僅根據(jù)EPON ONU的特性，將該報(bào)文向上轉(zhuǎn)發(fā)給OLT，同時(shí)根據(jù)EPON報(bào)文傳送特性，報(bào)文在上報(bào)給OLT時(shí)會(huì)打上ONU的邏輯鏈路標(biāo)記；

上述方法中，步驟b)所述定位的過(guò)程包括：在EPON系統(tǒng)中，環(huán)路檢測(cè)報(bào)文從ONU到OLT的傳輸過(guò)程中會(huì)帶上ONU的LLID信息即邏輯鏈路標(biāo)記信息，而該信息是在ONU注冊(cè)時(shí)由OLT統(tǒng)一分配的，每個(gè)PON口下的各個(gè)ONU的LLID信息均不相同，故OLT根據(jù)該信息確定環(huán)路報(bào)文來(lái)自哪個(gè)ONU。

本發(fā)明可以采用以下方法確定步驟b)所述ONU的過(guò)程：

1)ONU在剛注冊(cè)到OLT上時(shí)，OLT會(huì)在內(nèi)存中建立一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存放ONU的LLID、ONU的MAC、ONU所在PON口號(hào)以及一個(gè)虛擬的ONU號(hào)，這四者一一對(duì)應(yīng)，這個(gè)虛擬的ONU號(hào)可以理解為某一特定的OLT PON口下第幾個(gè)注冊(cè)的ONU，假定這個(gè)用來(lái)存放ONU信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做ONU注冊(cè)信息表；

2)當(dāng)OLT收到ONU發(fā)上來(lái)的環(huán)路檢測(cè)報(bào)文時(shí)，OLT根據(jù)報(bào)文中的LLID信息，通過(guò)ONU注冊(cè)信息表查找到ONU的MAC、所在的PON口號(hào)和ONU號(hào)，所述PON口號(hào)、ONU號(hào)分別記錄為PONID、ONUID，同時(shí)記錄本身所在槽位號(hào)為SLOTID；

3)在確定了PON口號(hào)和ONU號(hào)后，OLT便通過(guò)OAM報(bào)文即操作維護(hù)管理報(bào)文獲取ONU的各個(gè)UNI端口的MAC地址表；在獲取到ONU的UNI端口MAC地址表后，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)哪個(gè)端口的MAC地址表中存在環(huán)路檢測(cè)報(bào)文的源MAC，則該端口為ONU環(huán)路端口，記錄為PORTID；

上述方法中，步驟c)所述告警及清除環(huán)路的過(guò)程包括：

1)在步驟b)完成后，OLT記錄下當(dāng)前告警產(chǎn)生的時(shí)間，并連同步驟b中已知的SLOTID、PONID、ONUID、PORTID一起填充到告警報(bào)文中，然后將環(huán)路告警上報(bào)給網(wǎng)管，提示維護(hù)人員在此EPON系統(tǒng)中存在環(huán)路，同時(shí)將該端口的告警狀態(tài)置1；

2)OLT在上報(bào)了環(huán)路告警后，立即通過(guò)已經(jīng)在《中國(guó)電信EPON設(shè)備技術(shù)要求V3.0》中定義的OAM報(bào)文通知ONU將環(huán)路端口關(guān)閉，通過(guò)此方法暫時(shí)將環(huán)路清除，同時(shí)減少了OLT與ONU互通性的問(wèn)題。

上述方法中，步驟d)所述的對(duì)環(huán)路端口進(jìn)行恢復(fù)的過(guò)程包括：OLT開啟一個(gè)線程，周期性的對(duì)端口的告警狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)該端口的告警狀態(tài)被置1，說(shuō)明該端口已經(jīng)產(chǎn)生了環(huán)路告警，此時(shí)獲取系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)間，記錄為CurrentTime，再根據(jù)系統(tǒng)配置的默認(rèn)的環(huán)路告警清除時(shí)間進(jìn)行比較判斷。

上述方法步驟d)中，設(shè)默認(rèn)的環(huán)路告警清除時(shí)間為300s，具體判斷過(guò)程為：

如果CurrentTime-AlarmStartTime>＝300s，則發(fā)送環(huán)路清除告警，同時(shí)報(bào)文中攜帶SLOTID、PONID、ONUID、PORTID以及當(dāng)前時(shí)間，然后再通過(guò)OAM將ONU的環(huán)路端口使能；

如果CurrentTime-AlarmStartTime<300s，則繼續(xù)循環(huán)檢測(cè)。

上述步驟d)中，當(dāng)維護(hù)人員實(shí)際清除了EPON系統(tǒng)中的環(huán)路時(shí)，該系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)曾經(jīng)產(chǎn)生環(huán)路的ONU端口進(jìn)行恢復(fù)；而如果維護(hù)人員沒(méi)有清除環(huán)路，在步驟d中OLT雖然將環(huán)路端口恢復(fù)了，但通過(guò)步驟a)、b)、c)，OLT仍然可以快速的將環(huán)路檢測(cè)出來(lái)并進(jìn)行清除。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要的優(yōu)點(diǎn)：

1.通過(guò)OLT(光線路終端)來(lái)發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文，且利用現(xiàn)有EPON系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3以及《中國(guó)電信EPON設(shè)備技術(shù)要求V3.0》中定義的OAM管理方式，并結(jié)合以太網(wǎng)的報(bào)文傳輸特性，OLT僅僅通過(guò)利用以上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和自身軟件邏輯就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)路的準(zhǔn)確定位及清除，無(wú)需ONU的過(guò)度參與，這樣對(duì)整個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了極大的收斂，提高了功能的穩(wěn)定性，避免了在實(shí)際使用時(shí)OLT與ONU互通性上的問(wèn)題；

2.不僅考慮了對(duì)環(huán)路的檢測(cè)和清除，也考慮了工程實(shí)際使用時(shí)環(huán)路的產(chǎn)生往往是由于人為的誤操作或者設(shè)備故障導(dǎo)致的，需要工程維護(hù)人員去檢查現(xiàn)場(chǎng)，并實(shí)際清除環(huán)路，故在本發(fā)明中使用了環(huán)路告警上報(bào)機(jī)制和環(huán)路恢復(fù)機(jī)制，以協(xié)助工程維護(hù)人員去實(shí)際清除環(huán)路，同時(shí)在環(huán)路被清除后，能夠自動(dòng)恢復(fù)曾經(jīng)產(chǎn)生環(huán)路的ONU端口的業(yè)務(wù)；

3.考慮了EPON系統(tǒng)中環(huán)路產(chǎn)生的各種情況，且支持各種情況下的環(huán)路檢測(cè)，具體包括：ONU單端口下環(huán)路；ONU端口間環(huán)路；同一槽位、同一PON(無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))口下不同ONU間環(huán)路；同一槽位、不同PON口下ONU間環(huán)路；不同槽位、不同PON口下ONU間環(huán)路。

總之，本發(fā)明通過(guò)OLT軟件邏輯的設(shè)計(jì)，并結(jié)合現(xiàn)有EPON的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)普遍使用的中國(guó)電信標(biāo)準(zhǔn)，降低了OLT與不同廠家ONU互通性問(wèn)題，在實(shí)際使用中更具有可操作性；不僅考慮了環(huán)路檢測(cè)和清除，還結(jié)合實(shí)際工程使用情況，增加了告警上報(bào)及環(huán)路恢復(fù)功能，提高了工程維護(hù)的便利性；能處理EPON系統(tǒng)中可能存在的各種環(huán)路情況，增強(qiáng)了功能的完整性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體軟件框圖。

圖2為環(huán)路檢測(cè)報(bào)格式圖。

圖3為周期性發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文的邏輯圖。

圖4為檢測(cè)及定位清除環(huán)路現(xiàn)象的邏輯圖。

圖5為當(dāng)環(huán)路被真正解除后自動(dòng)恢復(fù)的邏輯圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施方式的描述，但并不限定以下所述的內(nèi)容。

本發(fā)明提供的以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中的環(huán)路檢測(cè)及清除方法，包括以下步驟：

a)OLT周期性向每個(gè)PON口發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文；

b)OLT收包任務(wù)在收到環(huán)路檢測(cè)報(bào)文后即認(rèn)為EPON系統(tǒng)中有環(huán)路產(chǎn)生，此時(shí)調(diào)用環(huán)路檢測(cè)處理接口，對(duì)環(huán)路進(jìn)行定位；

c)根據(jù)步驟b)中定位的結(jié)果，上報(bào)環(huán)路告警，并對(duì)環(huán)路進(jìn)行清除；

d)OLT周期性對(duì)產(chǎn)生環(huán)路的ONU端口進(jìn)行恢復(fù)，以確保環(huán)路被人工清除后，ONU端口能恢復(fù)正常。

所述的步驟a)，在OLT周期性向每個(gè)PON口發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文過(guò)程中，是采用包括以下步驟方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

OLT發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文是基于單個(gè)VLAN(虛擬局域網(wǎng))進(jìn)行的，因?yàn)樵趯?shí)際使用中，EPON系統(tǒng)會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)情況劃分不同的VLAN，同時(shí)業(yè)務(wù)報(bào)文在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也會(huì)攜帶相應(yīng)的VLAN，所以在整個(gè)環(huán)路檢測(cè)機(jī)制中，環(huán)路檢測(cè)報(bào)文需要攜帶VLAN是顯而易見(jiàn)的，如果不攜帶VLAN，則環(huán)路報(bào)文無(wú)法與業(yè)務(wù)報(bào)文一樣在系統(tǒng)中正常的轉(zhuǎn)發(fā)，更談不上檢測(cè)環(huán)路；

OLT發(fā)送環(huán)路檢測(cè)報(bào)文的周期間隔可配置，默認(rèn)間隔為60s，每個(gè)PON口每個(gè)虛擬vlan發(fā)送間隔為1s，同時(shí)環(huán)路檢測(cè)報(bào)文使用廣播報(bào)文并在報(bào)文中用特殊字段(如圖2中special data字段)進(jìn)行標(biāo)記，以避免與網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文出現(xiàn)沖突。

上述方法中，在步驟b)之前還存在ONU部分的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，如下：

ONU在收到OLT發(fā)送的環(huán)路檢測(cè)報(bào)文后，由于該報(bào)文為廣播報(bào)文，根據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的特性，ONU應(yīng)該將該環(huán)回檢測(cè)報(bào)文廣播到所有UNI(用戶側(cè))端口，此處簡(jiǎn)化了ONU的處理邏輯，不需要ONU對(duì)環(huán)路檢測(cè)報(bào)文軟件層面的分析和處理，僅依賴硬件特性進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)即可，這種處理方式極大的提高了該功能的收斂性；

當(dāng)EPON系統(tǒng)下有環(huán)路存在時(shí)，環(huán)路檢測(cè)報(bào)文必定會(huì)從ONU的UNI端口進(jìn)入ONU，此時(shí)ONU收到環(huán)路檢測(cè)報(bào)文，同樣無(wú)需做軟件上的處理，僅僅根據(jù)EPON ONU的特性，將該報(bào)文向上轉(zhuǎn)發(fā)給OLT，同時(shí)根據(jù)EPON報(bào)文傳送特性，報(bào)文在上報(bào)給OLT時(shí)會(huì)打上ONU的LLID(邏輯鏈路標(biāo)記)；

在本發(fā)明中以上ONU部分的處理都是根據(jù)EPON系統(tǒng)報(bào)文傳輸?shù)奶匦砸约耙蕴W(wǎng)報(bào)文傳輸特性由ONU硬件完成，正是由于此，本發(fā)明才顯得尤為重要，解決了在EPON系統(tǒng)互通性上的重大難題，避免了本發(fā)明所采用的OLT在配合不同廠家ONU使用可能出現(xiàn)的環(huán)路檢測(cè)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

上述方法中，步驟b)所述定位的過(guò)程包括：在EPON系統(tǒng)中，環(huán)路檢測(cè)報(bào)文從ONU到OLT的傳輸過(guò)程中會(huì)帶上ONU的LLID(邏輯鏈路標(biāo)記)信息，而該LLID是在ONU注冊(cè)時(shí)由OLT統(tǒng)一分配的，每個(gè)PON口下的各個(gè)ONU的LLID均不相同，故OLT可以根據(jù)該LLID確定環(huán)路報(bào)文來(lái)自哪個(gè)ONU，具體確定ONU的過(guò)程涉及到以下步驟：

1)ONU在剛注冊(cè)到OLT上時(shí)，OLT會(huì)在內(nèi)存中建立一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存放ONU的LLID、ONU的MAC、ONU所在PON口號(hào)以及一個(gè)虛擬的ONU號(hào)(這四者一一對(duì)應(yīng))，這個(gè)虛擬的ONU號(hào)可以理解為某一特定的OLT PON口下第幾個(gè)注冊(cè)的ONU，例如，OLT的PON 1口下注冊(cè)的第一個(gè)ONU分配的ONU號(hào)為1；我們暫且把這個(gè)用來(lái)存放ONU信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做ONU注冊(cè)信息表；

2)當(dāng)OLT收到ONU發(fā)上來(lái)的環(huán)路檢測(cè)報(bào)文時(shí)，OLT根據(jù)報(bào)文中的LLID信息，通過(guò)ONU注冊(cè)信息表，查找到ONU的MAC、所在的PON口號(hào)(記錄為PONID)和ONU號(hào)(記錄為ONUID)，同時(shí)記錄本身所在槽位號(hào)為SLOTID；

3)在確定了PON口號(hào)和ONU號(hào)后，OLT便可以通過(guò)OAM(操作維護(hù)管理)報(bào)文獲取ONU的各個(gè)UNI端口的MAC地址表，而OAM通用報(bào)文格式已經(jīng)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3定義，又減少了OLT和ONU在互通性上的問(wèn)題。在獲取到ONU的UNI端口MAC地址表后，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)哪個(gè)端口的MAC地址表中存在環(huán)路檢測(cè)報(bào)文的源MAC，則該端口為ONU環(huán)路端口(記錄為PORTID)；

4)以上的定位過(guò)程主要是OLT通過(guò)自身記錄的ONU注冊(cè)信息表和OAM報(bào)文，并結(jié)合MAC地址學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)邏輯來(lái)完成，盡量使用已有技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，減少了OLT和ONU互通性問(wèn)題。

上述方法中，步驟c)所述告警及清除環(huán)路的過(guò)程包括：

1)在步驟b)完成后，OLT記錄下當(dāng)前告警產(chǎn)生的時(shí)間(AlarmStartTime)，并連同步驟b中已知的SLOTID、PONID、ONUID、PORTID一起填充到告警報(bào)文中，然后將環(huán)路告警上報(bào)給網(wǎng)管，提示維護(hù)人員在此EPON系統(tǒng)中存在環(huán)路，同時(shí)將該端口的告警狀態(tài)置1，此步驟非常重要，因?yàn)榄h(huán)路的產(chǎn)生一般是設(shè)備故障或者工程布線錯(cuò)誤導(dǎo)致的，軟件清除環(huán)路只能暫時(shí)的解決問(wèn)題，要想徹底清除環(huán)路，還是需要工程維護(hù)人員根據(jù)OLT設(shè)備上報(bào)的環(huán)路告警信息，去實(shí)際清除環(huán)路；

2)OLT在上報(bào)了環(huán)路告警后，立即通過(guò)OAM報(bào)文通知ONU將環(huán)路端口關(guān)閉，通過(guò)此方法暫時(shí)將環(huán)路清除。

上述方法中，步驟d)所述的對(duì)環(huán)路端口進(jìn)行恢復(fù)的過(guò)程包括：

OLT開啟一個(gè)線程，周期性的對(duì)端口的告警狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)該端口的告警狀態(tài)被置1，說(shuō)明該端口已經(jīng)產(chǎn)生了環(huán)路告警，此時(shí)獲取系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)間，記錄為CurrentTime，再根據(jù)系統(tǒng)配置的環(huán)路告警清除時(shí)間(默認(rèn)為300s)進(jìn)行比較判斷，此處以默認(rèn)300s為例進(jìn)行說(shuō)明，具體如下：

如果CurrentTime-AlarmStartTime>＝300s，則發(fā)送環(huán)路清除告警，同時(shí)報(bào)文中攜帶SLOTID、PONID、ONUID、PORTID以及當(dāng)前時(shí)間，然后再通過(guò)OAM將ONU的環(huán)路端口使能。

如果CurrentTime-AlarmStartTime<300s，則繼續(xù)循環(huán)檢測(cè)。

步驟d)的重要性主要體現(xiàn)在，當(dāng)維護(hù)人員實(shí)際清除了EPON系統(tǒng)中的環(huán)路時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)曾經(jīng)產(chǎn)生環(huán)路的ONU端口進(jìn)行恢復(fù)。而如果維護(hù)人員沒(méi)有清除環(huán)路，在步驟d中OLT雖然將環(huán)路端口恢復(fù)了，但通過(guò)步驟a)、b)、c)，OLT仍然可以快速的將環(huán)路檢測(cè)出來(lái)并進(jìn)行清除。這樣操作既控制了系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，也增強(qiáng)了實(shí)際使用的方便性。