专利名称：无源光网络系统故障检测排除方法及通信报文装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种无源光网络系统故障检测排除方法及通信报文装置。PON(Passive Optical Network，无源光网络)技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式，上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构。PON的光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的无源光分路器，光信号在传输过程中不再经过放大和再生，网络的分路由无源光分路器来实现。PON技术的优点是宽带化、业务综合化、灵活的组网能力、低成本。
如
图1所示，所有的PON系统由顺次连接的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)和ONU(Optical Network Unit，光网络单元)组成OLT位于系统局端，是整个PON系统的核心部件，向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向下提供一点对多点的PON系接口；ONU位于用户端，终结光纤链路，并提供对用户业务的各种适配功能；ODN是由无源光分支分配器组成的光纤分配网络，它通过节点处的光分路器(Splitter)，可使一个PON接口的光纤传输带宽由多个ONU共享，从而节省了大量的光纤铺设成本。
PON系统的这种一点对多点的拓扑结构中，一点指的是OLT，多点则指的是与同一OLT相连的多个ONU。这种拓扑结构中，上行数据是采用时分复用的形式，即各个ONU轮流占用不同的时隙上行数据，这样就可能导致某一故障点不受OLT的控制而长时间占用上行带宽，使其他点通讯中断，因而如果多点中的一点发生故障，势必会影响到多点中的其他点，甚至可能影响整个系统的运行。
而现有技术方案仅仅实现点对多点的控制管理，例如EPON(Ethernet Passive OpticalNetwork，基于以太网的无源光网络)系统中通常使用MPCP协议(Multi-PointControlProtocol，多点控制协议)来实现OLT对ONU的管理，MPCP使用消息，状态机，定时器来控制访问P2MP(点到多点)的拓扑结构。在P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP的实体，用以和OLT中的MPCP的一个实体相互通信。通常在MPCP报文前导码的前两个字节设计为ONU的地址码，报文的内容包括ONU发送时隙的分配，ONU的自动发现和加入，向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽等。但没有切实可行的方法来实现对于点对多点的故障检测以及故障排除，这使得PON系统的容错能力较弱。为了解决无源光网络系统中一点对多点的故障检测和排除，本发明提供了一种无源光网络系统故障检测排除方法及通信报文装置，可以克服现有技术的缺陷。
本发明的方法是这样实现的一种无源光网络系统故障检测排除方法，系统局端设备通过光分配网络与系统终端之间进行多点控制协议报文格式的通信，包括以下步骤101、系统局端设备通过在所述报文的命令字段中写入查询命令查询系统终端的故障状态信息；102、系统终端通过在所述报文的响应字段中写入本机状态信息向系统局端设备报告故障状态；103、局端设备分析所述响应字段中的故障状态信息，如确认系统终端产生故障，则在所述报文的命令字段中写入强制掉电命令向故障系统终端发送；104、故障系统终端收到包含强制掉电命令的报文后，自动切断电源。
进一步地，步骤101进一步包括所述系统局端设备定时过向系统终端发送故障查询报文。
更进一步地，所述报文内容还包括表征特定系统终端的标识字段。
更进一步地，所述报文内容还包括表示数据上行或者下行的字段。
更进一步地，步骤102所述的本机状态信息为与所述系统终端相连接的光模块是否发光的状态信息。
本发明所述装置包括地址寄存器，存储系统终端设备的逻辑链路标识；命令字段寄存器，存储系统局端设备写入的命令；响应字段寄存器，存储系统终端有无故障的信息；上述三组寄存器并列设置，其储存的信息组成同一报文中的不同字段。
进一步的，本发明还包括数据类型寄存器，存储表示数据上行或者下行的信息。
进一步的，本发明所述地址寄存器为8位数据寄存器。
进一步的，本发明所述命令字段寄存器长度为3位，所述响应字段寄存器长度为4位。
进一步的，本发明所述数据类型寄存器长度为1位。
进一步的，本发明所述的无源光网络系统通信报文装置，安装于无源光网络系统局端设备或者终端设备，实现所述局端设备与终端设备之间的多点控制协议报文格式通信。
通过本发明所提供的方法和装置，因为设计了新的报文格式和使用了新的报文装置，使得故障查询命令和故障排除命令得以顺利实现，可以在对网络设备性能影响很小的基础上提高无源光网络系统的容错能力，提高网络可靠性和可用性，提供网络维护的灵活性。图1为PON的网络构架图。
图2为本发明的MPCP协议报文的格式示意图。
图3为本发明在EPON系统实施的流程图。
图4为本发明在EPON系统中检测到故障ONU并强制其掉电的流程图。下面以本发明方法在EPON系统中的应用为例，结合附图作进一步阐述EPON是基于以太网技术的无源光网络，建立在MPCP协议的基础上。MPCP协议是实现MAC控制(媒质接入控制)子层上的功能，使用消息、状态机、定时器来控制一点到多点之间的通信。在MPCP协议的基础上，EPON系统实现了一个P2P仿真子层，该子层使得一点对多点网络拓扑对于高层来说就是多个一点对多点链路的集合。该子层是通过在每个数据报中加上一个LLID(LogicalLinkIdentification，逻辑链路标识)来实现的。LLID主要用来标识各个不同的ONU，每个ONU都有一个全局唯一的LLID，ONU通过LLID识别数据是不是发给自己的。通常情况下，如果OLT需要所有ONU都处理数据时，就会在LLID字段上填写一个通用的LLID，所有ONU收到通用LLID的报文时都会对其进行处理。
在EPON系统中，OLT和ONU之间是通过MPCP协议报文的形式进行通讯的，本发明设计的MPCP协议报文具体格式如图2所示，报文包括两个字节，共16比特，其中0比特段用来标识数据类型，其中0表示下行数据，1表示上行数据；1-8比特段(LLID字段)用来标识ONU的LLID值，其中255为通用LLID；9-11比特段(命令字段)用来标明故障类型，共8种组合，其中001表示查询故障状态，010表示响应查询故障状态(即强制掉电的命令)；12-15比特段(响应字段)用来标明工作状况，共16种组合，其中0001表示没有故障，0010表示有故障。
上述的字段长度也可以变化为LLID字段为6个比特，命令字段为5个比特，响应字段为5个比特。这样可以处理更多的设备情况。
如图3所示，OLT向ONU发送定时故障查询，查询ONU的故障状态。如果无故障，返回ONU正常工作信息，OLT继续进对ONU行定时故障查询；如果有故障，返回ONU故障信息，表明ONU发生故障，OLT向ONU发送命令，通知ONU掉电，ONU收到此条命令后，自动断电，从而可避免该发生故障的ONU对其他ONU产生影响。与背景技术报文中用两个字节的前导码来容纳ONU地址相比，本报文的设计用两个字节即实现了故障的查询和处理的功能，以相对较少的资源克服了现有技术未能解决的缺陷。
如图4所示，本实施例的实现过程如下第一步，OLT通过ODN向所有的ONU以通用LLID的MPCP协议报文形式广播发送定时查询命令，即在报文的LLID字段内容写入11111111，命令含义字段写入001。
第二步，每个ONU同样也以MPCP协议报文形式把自身的故障状态返回给OLT，如有故障就在报文的响应内容字段写入0010上报。
第三步，OLT通过分析报文，确定ONU1有故障，以响应故障查询状态的报文形式发送命令，即在命令含义字段写入010，LLID字段写入00000001，强制发生故障的第一台ONU掉电。
在EPON系统中，如果某个ONU的光模块处于常发光状态，那么在这个PON系统中其他的ONU都会受到影响而不能正常使用。如果OLT实现上述机制，就可以通过检查各个ONU的发光状态，从而检测到故障ONU，通过下发命令使其掉电，结束常发光状态。这样系统中的其他ONU又可以正常使用，系统也能恢复正常。具体实现方法是每个ONU的光模块回路与ONU的主电路都连接到控制模块，控制模块可以是一个与探测器相连接的选通开关；也可以是一个IC。当ONU正常工作时，控制模块控制光模块回路处于断开状态，光模块不发光；当ONU发生故障，主电路断开，控制模块控制光模块回路闭合，光模块发光。这样，如光模块处于发光状态，就表示该ONU产生故障，如光模块处于熄灭状态，就表明该ONU正常工作。反过来也可以，即光模块处于发光状态，表示ONU正常工作；光模块处于熄灭状态，表示ONU发生故障。采用这种方法，OLT就可以通过检查各个ONU的发光状态，从而检测到故障ONU，并通过下发命令使其掉电，使系统中的其他ONU不受故障ONU的影响可以正常使用。
权利要求
1.一种无源光网络系统故障检测排除方法，系统局端设备通过光分配网络与系统终端之间进行多点控制协议报文格式的通信，其特征在于所述方法包括以下步骤101、系统局端设备通过在所述报文的命令字段中写入查询命令查询系统终端的故障状态信息；102、系统终端通过在所述报文的响应字段中写入本机状态信息向系统局端设备报告故障状态；103、局端设备分析所述响应字段中的故障状态信息，如确认系统终端产生故障，则在所述报文的命令字段中写入强制掉电命令向故障系统终端发送；104、故障系统终端收到包含强制掉电命令的报文后，自动切断电源。
2.根据权利要求1所述的一种无源光网络系统故障检测排除方法，其特征在于步骤101进一步包括以下步骤所述系统局端设备定时向系统终端发送故障查询报文。
3.根据权利要求1或2所述的一种无源光网络系统故障检测排除方法，其特征在于所述报文内容还包括表征特定系统终端的标识字段。
4.根据权利要求1或2所述的一种无源光网络系统故障检测排除方法，其特征在于所述报文内容还包括表示数据上行或者下行的字段。
5.根据权利要求1或2所述的一种无源光网络系统故障检测排除方法，其特征在于步骤102所述的本机状态信息为与所述系统终端相连接的光模块是否发光的状态信息。
6.一种无源光网络系统通信报文装置，其特征在于包括地址寄存器，存储系统终端设备的逻辑链路标识；命令字段寄存器，存储系统局端设备写入的命令；响应字段寄存器，存储系统终端有无故障的信息；上述三组寄存器并列设置，其储存的信息组成同一报文中的不同字段。
7.根据权利要求6所述的无源光网络系统通信报文装置，其特征在于还包括数据类型寄存器，存储表示数据上行或者下行的信息。
8.根据权利要求6所述的无源光网络系统通信报文装置，其特征在于所述地址寄存器为8位数据寄存器。
9.根据权利要求6所述的无源光网络系统通信报文装置，其特征在于所述命令字段寄存器长度为3位，所述响应字段寄存器长度为4位。
10.根据权利要求7所述的无源光网络系统通信报文装置，其特征在于所述数据类型寄存器长度为1位。
11.根据6至10任一权利要求所述的无源光网络系统通信报文装置，安装于无源光网络系统局端设备或者终端设备，实现所述局端设备与终端设备之间的多点控制协议报文格式通信。
全文摘要
本发明公开了一种无源光网络系统故障检测排除方法及通信报文装置，系统局端设备通过光分配网络与系统终端之间进行多点控制协议报文格式的通信，包括以下步骤系统局端设备通过所述报文的故障查询字段查询系统终端的故障状态信息；系统终端通过所述报文的查询响应字段向系统局端设备报告故障状态；局端设备分析所述故障状态信息，如确认系统终端产生故障，则通过所述报文的强制掉电命令字段向故障系统终端发送强制掉电命令；故障系统终端收到命令后，自动切断电源。本发明能在对网络设备性能影响很小的基础上提高无源光网络系统的容错能力，提高网络可靠性和可用性以及网络维护的灵活性。
文档编号H04L1/00GK101047443SQ20061006099
公开日2007年10月3日 申请日期2006年6月6日 优先权日2006年6月6日
发明者张仁静 申请人:华为技术有限公司