專利名稱：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方法，系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能在電信級(jí)保護(hù)時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。
一個(gè)典型的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由光線路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元、光分路器組成。光線路終端放在中心機(jī)房，光網(wǎng)絡(luò)單元放在網(wǎng)絡(luò)接口單元附近或與其合為一體。光分路器是無(wú)源光纖分支器，是一個(gè)連接光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元的無(wú)源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的傳輸方案是以1310nm波長(zhǎng)區(qū)傳送窄帶業(yè)務(wù)信號(hào)，以1550nm波長(zhǎng)區(qū)傳送寬帶業(yè)務(wù)信號(hào)。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸技術(shù)有頻分復(fù)用(FDM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)和密集波分復(fù)用(DWDM)等多種方式，目前，使用比較多的是基于時(shí)分復(fù)用的。在下行方向采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，上行方向執(zhí)行時(shí)分復(fù)用相關(guān)接入?yún)f(xié)議。上行方向上的給定時(shí)刻只允許一個(gè)用戶傳輸。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，由于不同光網(wǎng)絡(luò)單元光支路的傳輸時(shí)延不同，不同光網(wǎng)絡(luò)單元的光電、電光轉(zhuǎn)換及處理時(shí)間不同，以及由于系統(tǒng)環(huán)境溫度的變化及器件老化等原因?qū)е碌膫鬏敃r(shí)延會(huì)變化，都會(huì)導(dǎo)致不同光網(wǎng)絡(luò)單元發(fā)出的信號(hào)在光線路終端處發(fā)生上行信號(hào)的沖突，為此在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中采用了多點(diǎn)控制協(xié)議(MPCP，Multi-Point Control Protocol)以及測(cè)距技術(shù)。
在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)光纜或故障的保護(hù)變得非常重要。故障主要分為線路與終端，終端包括光線路終端及光網(wǎng)絡(luò)單元。
G.983.3中提出了四種保護(hù)方法，其中第二種方法主要有工作光線路終端，光線路終端內(nèi)包括PON-LT(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)線路終端)工作模塊、PON-LT保護(hù)模塊，工作光纖，保護(hù)光纖，2×N光分路器，工作光網(wǎng)絡(luò)單元，其中，PON-LT保護(hù)模塊采用冷備份方案。來(lái)自工作光線路終端的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)工作光纖、2×N光分路器，最后進(jìn)入工作光網(wǎng)絡(luò)單元。
當(dāng)工作光線路終端與2×N光分路器間的工作光纖失效時(shí)，冷備份的PON-LT保護(hù)模塊被激發(fā)，同時(shí)與之相連的保護(hù)光纖被啟用，來(lái)自PON-LT保護(hù)模塊的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)保護(hù)光纖、2×N光分路器，最后進(jìn)入工作光網(wǎng)絡(luò)單元。由于，冷備份的PON-LT保護(hù)模塊中的信號(hào)發(fā)射模塊被激發(fā)到正常工作狀態(tài)需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間(＞50ms)，同時(shí)，當(dāng)光終端或光線路發(fā)生失效，系統(tǒng)啟用了備份的PON-LT保護(hù)模塊及光纖后，由于工作和保護(hù)PON-LT模塊光線路終端存在著差異，為了保證無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的上行信號(hào)同步，必需對(duì)系統(tǒng)中的所有光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行重測(cè)距過(guò)程，測(cè)量各個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的往返時(shí)間(RTT)，重測(cè)距也是一個(gè)耗費(fèi)系統(tǒng)時(shí)間資源的過(guò)程，所以這種保護(hù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不能實(shí)現(xiàn)電信級(jí)＜50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明首先在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)保護(hù)系統(tǒng)作了改進(jìn)，主要由光線路終端，工作光纖，保護(hù)光纖，2×N光分路器，工作光網(wǎng)絡(luò)單元組成。光線路終端內(nèi)包括控制模塊、PON-LT工作模塊、PON-LT保護(hù)模塊和2×2光開(kāi)關(guān)?？刂颇K具有系統(tǒng)失效判斷功能，針對(duì)光纖失效采用切換光開(kāi)關(guān)到保護(hù)光纖的方法，針對(duì)PON-LT工作模塊失效或兩者同時(shí)失效的情況，采用拷貝事先測(cè)量好的PON-LT保護(hù)模塊往返時(shí)間RTT數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元序號(hào)ONU-ID數(shù)據(jù)來(lái)取消測(cè)距過(guò)程，并對(duì)新增的光網(wǎng)絡(luò)單元的序號(hào)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的往返時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償及計(jì)算修正，同樣也取消了光網(wǎng)絡(luò)單元的測(cè)距過(guò)程，加快系統(tǒng)的恢復(fù)保護(hù)速度。
本發(fā)明改進(jìn)的保護(hù)系統(tǒng)中，控制模塊連接PON-LT工作模塊和PON-LT保護(hù)模塊，PON-LT工作模塊和PON-LT保護(hù)模塊分別連接到2×2光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端口，2×2光開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端口分別與工作光纖、保護(hù)光纖相連，工作光纖與相連保護(hù)光纖分別連接到2×N光分路器的兩個(gè)輸入端口，2×N光分路器的N個(gè)輸出端口通過(guò)光纖與工作光網(wǎng)絡(luò)單元相連。
系統(tǒng)正常工作時(shí)，來(lái)自PON-LT工作模塊的光信號(hào)分別經(jīng)過(guò)2×2光開(kāi)關(guān)，工作光纖，2×N光分路器和光纖到達(dá)工作光網(wǎng)絡(luò)單元。此處，控制模塊負(fù)責(zé)接收來(lái)自PON-LT工作模塊、PON-LT保護(hù)模塊和2×2光開(kāi)關(guān)的光信號(hào)并負(fù)責(zé)發(fā)出控制信號(hào)，控制模塊具有系統(tǒng)失效判斷功能，并根據(jù)失效不同做出不同的保護(hù)恢復(fù)動(dòng)作。
在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分配一個(gè)ONU序號(hào)(ONU-ID)，為了保證上行信號(hào)同步，在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝過(guò)程或新光網(wǎng)絡(luò)單元添加過(guò)程中，控制模塊均會(huì)測(cè)量出每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的往返時(shí)間RTT，這些往返時(shí)間包括在PON-LT工作模塊下的往返時(shí)間RTT1和在PON-LT保護(hù)模塊下的往返時(shí)間RTT2，根據(jù)往返時(shí)間RTT1和往返時(shí)間RTT2計(jì)算出往返時(shí)間差RTT2-1，將往返時(shí)間RTT1及其對(duì)應(yīng)的ONU-ID1、返時(shí)間RTT2及其對(duì)應(yīng)的ONU-ID2、往返時(shí)間差RTT2-1等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制模塊的內(nèi)存中，以便在執(zhí)行保護(hù)恢復(fù)時(shí)提高速度。
當(dāng)控制模塊僅接收到工作光纖失效的告警信號(hào)時(shí)，控制模快對(duì)2×2光開(kāi)關(guān)發(fā)出切換命令，2×2光開(kāi)關(guān)切換到保護(hù)光纖，將PON-LT工作模塊與保護(hù)光纖接通，這時(shí)，來(lái)自PON-LT工作模塊的光信號(hào)分別經(jīng)過(guò)2×2光開(kāi)關(guān)，保護(hù)光纖，2×N光分路器和光纖到達(dá)工作光網(wǎng)絡(luò)單元。在這一過(guò)程中無(wú)需啟動(dòng)冷備份的PON-LT保護(hù)模塊。
當(dāng)控制模塊接收到PON-LT工作模塊失效的告警信號(hào)或又同時(shí)收到工作光纖失效的告警信號(hào)時(shí)，控制模塊用當(dāng)前的ONU-ID及其對(duì)應(yīng)的RTT值刷新內(nèi)存中的往返時(shí)間RTT1表及其對(duì)應(yīng)的ONU-ID1表，然后，對(duì)照當(dāng)前ONU-ID及保存于內(nèi)存中的往返時(shí)間RTT2表中的ONU-ID，一一對(duì)應(yīng)，用保存于內(nèi)存中的往返時(shí)間RTT2表更新當(dāng)前的RTT表，如發(fā)現(xiàn)ONU-ID表中沒(méi)有的ONU-ID，說(shuō)明這些光網(wǎng)絡(luò)單元ONU是后來(lái)新增的，其對(duì)應(yīng)的RTT值可以通過(guò)公式(RTT)j＝(RTT1)j-(RTT2-1)來(lái)計(jì)算，其中j為新增的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU序號(hào)。計(jì)算好的(RTT)j添加到當(dāng)前的RTTT表中。接著，控制模塊啟動(dòng)PON-LT保護(hù)模塊收發(fā)數(shù)據(jù)。通過(guò)以上過(guò)程，可以取消測(cè)距過(guò)程，節(jié)省了大量的時(shí)間，加快了系統(tǒng)的恢復(fù)保護(hù)速度。
本發(fā)明提出的這種新的保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法具有顯著的效果。本發(fā)明針對(duì)光纖失效采用了切換光開(kāi)關(guān)到保護(hù)光纖的簡(jiǎn)單方法，針對(duì)其他的失效情況，采用拷貝事先測(cè)量好的往返時(shí)間(RTT)以及對(duì)應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU序號(hào)(ONU-ID)數(shù)據(jù)來(lái)取消測(cè)距過(guò)程，同時(shí)，對(duì)于新增的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的(ONU-ID)及對(duì)應(yīng)的往返時(shí)間(RTT)進(jìn)行補(bǔ)償及計(jì)算修正，同樣也取消了光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的測(cè)距過(guò)程，快速而有效地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了保護(hù)。
圖2為工作光纖(5)失效時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)保護(hù)后的工作流程示意圖。
圖3為本發(fā)明控制模塊的控制保護(hù)流程圖。


圖1是本發(fā)明保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。系統(tǒng)主要由光線路終端(1)，工作光纖(5)，保護(hù)光纖(6)，2×N光分路器(7)，工作光網(wǎng)絡(luò)單元(8)，光纖(9)組成。光線路終端(1)內(nèi)包括控制模塊(2)、PON-LT工作模塊(3)、PON-LT保護(hù)模塊(4)和2×2光開(kāi)關(guān)(10)，控制模塊(2)通過(guò)控制線連接著PON-LT工作模塊(3)和PON-LT保護(hù)模塊(4)，PON-LT工作模塊(3)和PON-LT保護(hù)模塊(4)分別連接到2×2光開(kāi)關(guān)(10)的兩個(gè)輸入端口，2×2光開(kāi)關(guān)(10)的兩個(gè)輸出端口分別與工作光纖(5)、保護(hù)光纖(6)相連，工作光纖(5)與保護(hù)光纖(6)分別連接到2×N光分路器(7)的兩個(gè)輸入端口，2×N光分路器(7)的N個(gè)輸出端口通過(guò)光纖(9)與工作光網(wǎng)絡(luò)單元(8)相連。系統(tǒng)正常工作時(shí)，來(lái)自PON-LT工作模塊(3)的光信號(hào)分別經(jīng)過(guò)2×2光開(kāi)關(guān)(10)，工作光纖(5)，2×N光分路器(7)，光纖(9)到達(dá)工作光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)(8)，圖中的點(diǎn)劃線表示的是正常系統(tǒng)的工作光信號(hào)軌跡。
圖2為工作光纖(5)失效時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)保護(hù)后的工作流程圖，其恢復(fù)保護(hù)動(dòng)作過(guò)程主要如下控制模塊(2)監(jiān)測(cè)到工作光纖(5)斷路，將2×2光開(kāi)關(guān)(10)切換到保護(hù)光纖(6)。保護(hù)倒換后，來(lái)自PON-LT工作模塊(3)的光信號(hào)分別經(jīng)過(guò)2×2光開(kāi)關(guān)(10)，保護(hù)光纖(6)，2×N光分路器(7)，光纖(9)到達(dá)工作光網(wǎng)絡(luò)單元(8)。在這一過(guò)程中無(wú)需啟動(dòng)冷備份的PON-LT保護(hù)模塊(4)。系統(tǒng)完成恢復(fù)保護(hù)過(guò)程后，將進(jìn)行ONU的重測(cè)距過(guò)程。圖2中的點(diǎn)劃線表示的是系統(tǒng)恢復(fù)保護(hù)后光信號(hào)的軌跡。
圖3本發(fā)明控制模塊(2)的控制保護(hù)流程圖。
在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)中，每一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分配一個(gè)ONU序號(hào)(ONU-ID)，為了保證上行信號(hào)同步，在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝過(guò)程或新光網(wǎng)絡(luò)單元添加過(guò)程中，控制模塊(2)均會(huì)測(cè)量出每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的往返時(shí)間RTT，這些往返時(shí)間RTT包括在PON-LT工作模塊下的往返時(shí)間RTT1和在PON-LT保護(hù)模塊下的往返時(shí)間RTT2，并計(jì)算出往返時(shí)間差RTT2-1，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，以便保護(hù)恢復(fù)時(shí)提高速度。
流程圖解析如下第1步，控制模塊的保護(hù)程序開(kāi)始工作。
第2步，從光線路終端OLT獲得監(jiān)控信號(hào)數(shù)據(jù)。
第3步，通過(guò)監(jiān)控信號(hào)判斷系統(tǒng)是否正常工作，如果是，回到第1步，如果否，到第4步。
第4步，判斷系統(tǒng)失效的種類光纖斷路或PON-LT工作模塊失效或兩者同時(shí)失效。
第5步，因?yàn)槭枪饫w斷路，切換光開(kāi)關(guān)至備用保護(hù)光纖，到第9步。
第6步，PON-LT工作模塊失效或兩者同時(shí)失效，啟動(dòng)備份PON-LT保護(hù)模塊，拷貝當(dāng)前的RTT數(shù)據(jù)，將內(nèi)存中的RTT1表更新。
第7步，數(shù)據(jù)復(fù)制與修正過(guò)程。用保存于內(nèi)存中的往返時(shí)間(RTT2)表更新當(dāng)前的RTT表，依據(jù)ONU-ID表一一對(duì)應(yīng)，如發(fā)現(xiàn)(ONU-ID)表中沒(méi)有的ONU-ID，說(shuō)明這些ONU后來(lái)新增的，其對(duì)應(yīng)的RTT可以通過(guò)公式(RTT2)j＝(RTT1)j-(RTT2-1)來(lái)計(jì)算，計(jì)算好的(RTT2)j添加到當(dāng)前的RTT表中。
第8步，控制模塊啟動(dòng)備份的PON-LT保護(hù)模塊收發(fā)數(shù)據(jù)。
第9步，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作，到第1步。
本發(fā)明采用改進(jìn)的保護(hù)系統(tǒng)及相應(yīng)的恢復(fù)保護(hù)方法，能保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電信級(jí)的恢復(fù)保護(hù)時(shí)間，從而提高電信業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生工作光纖斷路時(shí)，光線路終端(OLT)無(wú)需通過(guò)丟棄仍能正常工作的ONU-LT而啟用冷備份ONU-LT保護(hù)模塊的方式達(dá)到快速保護(hù)恢復(fù)，如果采用冷備份ONU-LT，保護(hù)模塊啟動(dòng)穩(wěn)定過(guò)程需要一個(gè)校長(zhǎng)的時(shí)間(秒量級(jí))，而這種方案從恢復(fù)保護(hù)時(shí)間上能達(dá)到電信級(jí)的恢復(fù)要求(＜50毫秒)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，其特征在于采用的保護(hù)系統(tǒng)由光線路終端(1)，工作光纖(5)，保護(hù)光纖(6)，2×N光分路器(7)，工作光網(wǎng)絡(luò)單元(8)，光纖(9)組成，光線路終端(1)內(nèi)包括控制模塊(2)、PON-LT工作模塊(3)、PON-LT保護(hù)模塊(4)和2×2光開(kāi)關(guān)(10)，控制模塊(2)通過(guò)控制線連接PON-LT工作模塊(3)和PON-LT保護(hù)模塊(4)，PON-LT工作模塊(3)和PON-LT保護(hù)模塊(4)分別連接到2×2光開(kāi)關(guān)(10)的兩個(gè)輸入端口，2×2光開(kāi)關(guān)(10)的兩個(gè)輸出端口分別與工作光纖(5)、保護(hù)光纖(6)相連，工作光纖(5)與保護(hù)光纖(6)分別連接2×N光分路器(7)的兩個(gè)輸入端口，2×N光分路器(7)的輸出端口通過(guò)光纖(9)與工作光網(wǎng)絡(luò)單元(8)相連；當(dāng)控制模塊(2)僅接收到工作光纖(5)失效的告警信號(hào)時(shí)，對(duì)2×2光開(kāi)關(guān)(10)發(fā)出切換命令，將PON-LT工作模塊(3)與保護(hù)光纖(6)接通；當(dāng)控制模塊(2)接收到PON-LT工作模塊(3)失效的告警信號(hào)或又同時(shí)收到工作光纖(5)失效的告警信號(hào)時(shí)，用當(dāng)前的ONU-ID及其對(duì)應(yīng)的RTT值刷新內(nèi)存中的往返時(shí)間RTT1表及其對(duì)應(yīng)的ONU-ID1表，然后，對(duì)照當(dāng)前ONU-ID及保存于內(nèi)存中的往返時(shí)間RTT2表中的ONU-ID，一一對(duì)應(yīng)，用保存于內(nèi)存中的往返時(shí)間RTT2表更新當(dāng)前的RTT表，如發(fā)現(xiàn)ONU-ID表中沒(méi)有的ONU-ID，說(shuō)明這些光網(wǎng)絡(luò)單元ONU是后來(lái)新增的，其對(duì)應(yīng)的RTT值通過(guò)公式(RTT)j＝(RTT1)j-(RTT2-1)來(lái)計(jì)算，其中j為新增的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU序號(hào)，計(jì)算好的(RTT)j添加到當(dāng)前的RTT表中，接著，控制模塊(2)啟動(dòng)PON-LT保護(hù)模塊(4)收發(fā)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，采用的保護(hù)系統(tǒng)主要由光線路終端，工作光纖，保護(hù)光纖，2×N光分路器，工作光網(wǎng)絡(luò)單元組成，光線路終端內(nèi)包括控制模塊、PON－LT工作模塊、PON－LT保護(hù)模塊和2×2光開(kāi)關(guān)，控制模塊具有系統(tǒng)失效判斷功能，針對(duì)系統(tǒng)失效的不同種類，采用切換光開(kāi)關(guān)到保護(hù)光纖的方法，或采用拷貝事先測(cè)量好的PON－LT保護(hù)模塊往返時(shí)間RTT數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)單元序號(hào)ONU－ID數(shù)據(jù)來(lái)取消測(cè)距過(guò)程，并對(duì)新增的光網(wǎng)絡(luò)單元的序號(hào)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的往返時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償及計(jì)算修正，同樣也取消了光網(wǎng)絡(luò)單元的測(cè)距過(guò)程，加快系統(tǒng)的恢復(fù)保護(hù)速度。
文檔編號(hào)H04Q3/00GK1479460SQ03128899
公開(kāi)日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者趙煥東, 曾慶濟(jì), 池灝, 劉華, 王云 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)