专利名称：一种相邻onu互相保护的方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种相邻0NU (光网络单元) 互相保护的方法。
背景技术：
随着Internet的高速发展，以IP业务为代表的新型数据业务的急 剧增长，网络业务朝着如多媒体视频图像业务和实时的电话会议业务等 方向发展，这就对网络带宽和网络设备容量提出了越来越高的要求，但 传统的网络突破不了所谓电子时代的"带宽瓶颈"，显然满足不了这些 要求。而以光纤为传输媒介的光网络，具有极大的传输容量和极好的传 输质量，突破了电子瓶颈，提高了带宽的利用率。目前，虽然光网络已 广泛应用于核心网络中，但接入网带来的带宽瓶颈仍然存在。为了解决 这个问题，许多宽带接入技术应运而生。
在各种光接入网技术中，无源光网络(P0N)受到极大关注。P0N是一 种纯介质网络，其主要特点是在接入网中去掉了有源设备，从而避免了 电磁干扰和雷电船响，减少了线路和外部设备的故障率，降低了相应的 运维成本。其次，PON的业务透明性较好，带宽宽，可适用于任何制式和 速率的信号，能比较经济地支持模拟广播电视业务，具备三重业务功能。 基于这些特点，PON技术成为宽带接入的热门技术。
PON网络采用的是点到多点的光接入体系结构，如图1所示，主要由 三个部分组成位于中心局的光线路终端(OLT)、无源光分路器(POS) 和用户端的光网络单元(O而)。ONU的下联用户网络接口 (UNI)与用户在 T参考点相连，目前的ONU能够提供多个有线网络接口给用户，并没有为 移动终端用户提供无线接口，因此，用户需要自己在网络中增设无线AP 来实现移动终端与ONU的互连。考虑到小区中实际光纤布线的困难性以 及移动终端用户的需求，能够拥有无线接入功能的ONU成为必然的发展 趋势。 .
另外，随着接入网宽带业务的增长，人们对宽带网的可靠性和生存 性要求也越来越高，由于接入网直接汇聚用户业务到核心网，而且PON网络携带着超大容量信息，通信中断将会带来巨大的经济损失，对社会 造成严重影响，因此对PON系统的保护显得非常重要。现有技术中，主
要包括针对0LT和主干光纤的备份保护的方法，针对其他支干光纤以及 ONU故障的实施方案一般多考虑双备份的方式，成本代价大。考虑到接入 网对于费用的敏感性，如何经济有效的提供支干光纤和0NU的保护变得 非常重要。
在现有技术当中，还没有解决上述问题的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种无源光网络相邻ONU之间互相保护的方法， 使无源光网络的0NU能够在提供终端的无线接入的同时对上联支干光纤 故障进行检测和处理，通过无线链路对业务实现自动保护恢复。在不采 用光纤备份的情况下，增强无源光网络的生存性，减少建设成本。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的 一种相邻ONU互相保护的方法，该方法包括以下步骤
A、 ONU对链路状态进行实时地监测，检测故障的发生；
B、 故障发生后，受影响的ONU (0NU1)通过无线方式自动连接到相 邻0NU (0NU2)。 0NU1所连接的用户通过0NU2与局端设备0LT进行通信；
C、 故障修复后，恢复正常通信。 所述的步骤A具体包括
0NU接收由0LT下发的数据，采用具有收无光检测电路的光模块，利 用这种方法能够快速的确定故障的发生。 所述的步骤B具体包括
当0丽1检测到有故障发生时，立刻开启与0冊2之间的无线接口。 双方进行协商，如果0NU2的上行链路无故障，说明只是0NU1的支干链 路出现故障。此时，0NU1的上行链路从故障前的有线连接方式切换为与 相邻0NU之间的无线连接方式。如果0NU2的上行链路也出现了故障，则 0NU1继续寻找其他相邻可用的0NU，如果存在一个0NU的上行链路无故 障，则将业务切换至该0NU。如果所有相邻0NU均出现故障，则说明主干 光纤链路出现故障，此时无法进行保护。
所述的步骤B还包括
启用相邻0NU1与0NU2之间的无线接口后，受故障影响的0NU1将作 为一个无线终端接入到0而2，从而完成故障后的自动切换。此时0NU1仅完成无线接入点的基本功能，对收到的所有信息不做处理，只进行透明
传输。0NU1必须保证从上联接口 (相邻0NU接口)接收到的下行数据通
过各下联接口 (包括有线接口、无线接口)发送到用户，同时用户发出
的上行数据通过相邻0NU接口传递给0而2，再发送到OLT。也就是说， 受故障影响的0NU1下连用户的数据倒换后先通过0而1传输到相邻的 0NU2，再由0NU2集中进行协议处理与传输控制。 所述的步骤C具体包括
故障发生后，0NU1仍然通过收无光检测电路对链路状态进行监测。 当重新检测到光信号时，说明故障已经修复。这时，关闭相邻ONU接口， 恢复正常通信，即0NU1的上联接口通过有线方式完成与0LT的通信，与 相邻的0NU2之间的通信随着相邻0NU接口模块的关闭而终止。
为实现这样的目的，本发明首先对现有的0NU做了改进，包括两个 方面 一是在0NU内部增加故障处理模块；二是增加相邻0NU无线接口 模块，以实现0NU之间的互相保护。
一种改进后具有无线接入和自动保护倒换功能的0而装置，包括
故障处理模块用于对光模块的收无光检测结果进行处理。当确定
故障发生时，发送故障消息给中央控制模块；当确定故障已经恢复时， 发送故障恢复消息给中央控制模块。故障处理模块是控制自动保护恢复 实施的关键模块。快速准确的确定链路状态，能够有效縮短切换时间；
光接口模块用于接收0LT通过无源光分路器下发的下行光信号， 本模块具有收无光检测电路，能够对链路状态的改变迅速做出反应。上 行是将中央控制模块传递过来的数据向0LT发送；
有线接口模块用于向用户提供有线网络连接接口，将0NU的下行
数据传递给用户，同时将用户传递过来数据存储到存储模块中；
无线接口模块随着移动终端用户的日益增加，单纯的有线接入已
经不能满足用户的需求，无线接口模块的引入使无线接入成为可能。本
模块用于向用户提供无线接入方式，在P0N的UNI侧T参考点处通过无 线接入方式(比如Wifi)将0NU的下行数据传递给用户，同时将用户传 递过来数据存储到存储模块中；
相邻0NU之间的无线接口模块用于在故障发生时，采用无线方式 与相邻0而进行网络连接。正常工作时，相邻0NU之间的无线接口处于 关闭状态。 一旦有故障发生，接口将开启，这时的0NU1仅仅作为一个特殊的无线接入点接入到相邻的0NU2覆盖的无线网络中。相邻0NU接口作 为备份装置，能够提供相邻0NU之间的互相保护。任一支干光纤故障， 受故障影响的ONU都能够无线接入到相邻0NU;
存储模块主要用于存储0NU下连用户的上行数据。为了区分业务 的优先级，存储模块通常由多个队列组成；
中央控制模块主要负责控制帧的处理、数据的传输控制、对故障
消息的接收以及对其他各模块的状态进行控制。
所述的中央控制模块包括
协议处理模块主要负责控制帧的拆解与封装，包括逻辑链路标识
LLID的提取与判断、时间标签的更新以及发送时隙的保证等。
传输控制模块主要负责数据的传输控制，对故障消息、故障恢复
消息的接收和对相邻0NU接口模块、协议处理模块的状态控制。具体如
下，正常工作时，传输控制模块保证从光接口接收的下行数据通过各有 线接口以及无线接口发送封用户，同时用户发出的上行数据通过光接口
传递给0LT，此时相邻ONU接口处于关闭状态；故障发生时，传输控制模 块接收到故障消息，立刻开启相邻0NU接口，保证从相邻0NU接口接收 到的下行数据通过各有线接口以及无线接口发送到用户，同时用户发出 的上行数据通过相邻0NU接口传递给相邻的0呵2，再发送到0LT，此时 的协议处理模块状态为不可用；故障修复时，传输控制模块接收到故障 恢复消息，启用协议处理模块，同时关闭相邻ONU接口，恢复正常通信。 由上述本发明提供的相邻0NU互相保护的方法中可以看出，本发明 提供的改进的0NU装置能够实现移动终端用户的无线连接，满足用户的 需求。
本发明通过增设相邻0NU接口模块，提供了相邻0而互相保护的方 法。这种方法保护倒换时间较短，保证了更好的在P0N系统上承载各种 业务，特别是对时延敏感的TDM业务，可以达到保护切换不影响TDM业 务的承载。同时，这种方法的P0N系统中没有冗余的支路光纤备份，有 效降低了网络的建设成本。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。 图1是现有技术中的P0N网络结构示意图2是本发明中一种具有无线接入和自动保护倒换功能的0NU结构图3是本发明中所述方法的处理流程图； 图4是本发明中系统正常运行时的示意图5是本发明中系统出现故障时，保护机制运行的示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种无源光网络相邻0NU互相保护的方法，本发明的 核心是ONU对支干光纤链路状态进行实时监测，故障发生时，通过无线 连接方式，受影响的0NU1自动切换并连接到与其相邻的0NU2继续通信。 故障修复时，恢复正常通信。
下面结合附图来详细描述本发明，本发明所述0NU的具体实现方式 的结构如图2所示，包括故障处理模块、光接口模块、多个有线接口模 块、无线接口模块、相邻0NU接口模块、存储模块和中央控制模块。其 中中央控制模块由协议处理模块和传输控制模块两部分组成。
本发明所述方法的具体实现方式的处理流程如图3所示，包括如下 步骤
步骤3-1、 0NU1的光接口模块通过收无光检测电路对链路状态进行 实时监测。
在具体实现上，，采用具有收无光检测功能的光模块，核心思想是通 过监测链路有无收光的状态来确定支干光纤是否故障。系统正常工作时， 能够检测到光信号，而光纤链路发生故障将引起收无光检测电路输出结 果的变化。故障处理模块对收无光检测结果做出判断，利用这种方式能 够简单并且快速的判断支干光纤故障的发生。正常工作时，故障处理模 块将下行数据传输到中央控制模块；故障发生时，故障处理模块发出故 障消息给中央控制模块；故障恢复时，发出故障恢复消息给中央控制模 块。
步骤3-2、故障发生时，故障处理模块发送故障消息给中央控制模块， 中央控制模块开启0冊1的相邻0而接口模块。
当检测到收无光时，确认有故障发生，首先由故障处理模块发送故 障消息给中央控制模块。中央控制模块收到消息后，立刻开启受故障影 响的0NU1的相邻0NU接口模块，向0NU2发出连接请求。启动故障协商 过程，如果0NU2上行链路无故障，则相邻0NU接口模块的开启使得0NU1 作为一个特殊的无线接入点接入到相邻的0NU2。如果0NU2也出现了故障，则继续依次启动与其他相邻0NU的无线接口，重复故障协商过程，直至
找到一个可用0NU，如果找不到，则不进行保护切换动作。
在实际应用中，完成步骤3-2的时间就是系统故障时的保护倒换时 间。为了縮短这个时间，提供电信级的保护，需要在系统运行之前对相 邻0NU接口模块进行初始网管配置。具体来说，首先确定相邻0NU处于 彼此的无线网络覆盖范围中；然后在各0NU的无线接口模块中写入其相 邻0NU的相邻0NU接口模块MAC地址，以此保证相邻0NU接口开启后能 够快速的建立连接，省去复杂的初始鉴权与注册过程。也就是说， 一旦 相邻0冊接口启用，切换过程就已经完成。
步骤3-3、 0NU1作为一个无线终端连接到相邻0NU2， 0NU1下连用户 的带宽分配由0NU2完成。
当与0NU1相连的支干光纤故障时，对应的0NU1将作为一个无线接 入点连接到相邻的0NU2，此时，0NU1只具有无线接入点的功能，协议 处理模块并不对控制帧进行任何的处理，中央控制模块完成信号的透明 传输。带宽分配、队列调度等算法将都由0NU2完成。也就是说，故障发 生后，0NU1不再与0LT直接进行信息交互，0NU1所连接的用户将通过0NU2 完成与0LT的通信。
如图5所示，本发明中系统故障时，保护机制启动。0NU1的用户数 据发送到0LT的路径由正常运行时的"用户-0NU1-P0S-0LT"改变成"用 户-ONUl-0NU2-P0S-0LT"，其中0NU1与0NU2之间采用无线连接方式(数 据传输路径如图4和图5中的虚线所示)。
步骤3-4、故障恢复时，关闭0NU1的相邻0NU接口模块，恢复通过 光接口模块进行的通信。
发生故障后，0NU1光模块中的收无光检测电路仍然对链路状态进行 监测，当重新检测到光信号时，说明故障已经修复。然后，故障处理模 块发送故障恢复消息给中央控制模块，再中央控制模块关闭相邻0NU接 口，恢复通过光接口进行的通信。随着相邻0NU接口的关闭，0NU1与0NU2 之间的无线连接终止。
上面对本发明所述的相邻0NU互相保护方法以及改进的0NU结构进 行了详细说明，但本发明的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领 域的一般技术人员来说，在不背离本发明所述方法的精神和权利要求范 围情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种无源光网络相邻ONU之间互相保护的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤A、终端设备ONU对链路状态进行实时地监测，检测故障的发生；B、故障发生后，受影响的ONU(ONU1)通过无线网络自动切换到相邻ONU(ONU2)。ONU1下所连接的用户通过相邻ONU与局端设备OLT进行通信；C、故障修复后，恢复正常通信。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括0NU接收由0LT下发的数据，采用具有收无光检测电路的光模块，利 用这种方法能够快速的确定故障的发生。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括当0NU1检测到有故障发生时，立刻开启与0冊2之间的无线接口。 双方进行协商，如果0而2的上行链路无故障，说明只是0NU1的支干链 路出现故障。此时，0NU1的上行链路从故障前的有线连接方式切换为与 相邻ONU之间的无线连接方式。如果0NU2的上行链路也出现了故障，则 0NU1继续寻找其他相邻可用的0NU，如果存在一个0NU的上行链路无故 障，则将业务切换至该0NU。如果所有相邻0NU均出现故障，则说明主干 光纤链路出现故障，此时无法进行保护。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括完成步骤B的时间直接影响系统的保护倒换时间。为了縮短这个时 间，需要在系统运行之前对相邻0NU接口模块进行初始网管配置。具体 来说，首先确定相邻ONU处于彼此的无线网络覆盖范围中；然后在各0NU 的无线接口模块中写入其相邻0NU的相邻0NU接口模块MAC地址，以此 保证相邻0NU接口开启后能够快速的建立连接，省去复杂的初始鉴权与 注册过程。也就是说， 一旦相邻0NU接口启用，切换过程就已经完成。
5、 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述的步骤B具 体包括启用相邻0NU1与0NU2之间的无线接口后，受故障影响的ONUl将作 为一个无线终端接入到0NU2，从而完成故障后的自动切换。此时0NU1仅完成无线接入点的基本功能，对收到的所有信息不做处理，只进行透明 传输。0NU1必须保证从上联接口 (相邻ONU接口)接收到的下行数据通 过各下联接口 (包括有线接口、无线接口)发送到用户，同时用户发出 的上行数据通过相邻ONU接口传递给0NU2，再发送到0LT。也就是说， 受故障影响的0NU1下连用户的数据倒换后先通过0NU1传输到相邻的 0NU2，再由0NU2集中进行协议处理与传输控制。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤C具体包括故障发生后，0NU1仍然通过收无光检测电路对链路状态进行监测。 当重新检测到光信号时，说明故障已经修复。这时，关闭相邻0NU接口， 恢复正常通信，即0NU1的上联接口通过有线方式完成与0LT的通信，与 相邻的0NU2之间的通信随着相邻0NU接口模块的关闭而终止。
7、 一种对0NU的改进方法，使其同时具有无线接入和自动保护倒换 功能，其特征在于改进0NU的下列现有模块，包括光接口模块用于接收0LT通过无源光分路器下发的下行光信号， 本模块具有收无光检测电路，能够对链路状态的雄变迅速做出反应。上 行是将中央控制模块传递过来的数据向0LT发送；有线接口模块用于向用户提供有线网络连接接口，将ONU的下行 数据传递给用户，同时将用户传递过来数据存储到存储模块中；中央控制模块主要负责控制帧的处理、数据的传输控制、对故障 消息的接收以及对其他各模块的状态进行控制；存储模块主要用于存储0NU所连接的用户的上行数据。为了区分 业务的优先级，存储模块通常由多个队列组成；为0NU新增以下功能模块，包括故障处理模块用于对光模块的收无光检测结果进行处理。当确定 故障发生时，发送故障消息给中央控制模块；当确定故障已经恢复时， 发送故障恢复消息给中央控制模块。故障处理模块是控制自动保护恢复 实施的关键模块。快速准确的确定链路状态，能够有效縮短切换时间；无线接口模块用于向用户提供无线接入方式，将0NU的下行数据 传递给用户，同时将用户传递过来数据存储到存储模块中；相邻0NU接口模块用于在故障发生时，采用无线方式与相邻0NU 进行网络连接。正常工作时，相邻0NU之间的无线接口处于关闭状态。 一旦有故障发生，接口将开启，这时的0NU1仅仅作为一个特殊的无线接 入点接入到相邻的0NU2覆盖的无线网络中。相邻ONU接口作为备份装置， 能够提供相邻0NU之间的互相保护。任一支干光纤故障，受故障影响的 0NU都能够无线接入到相邻0NU;
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的中央控制模块 包括协议处理模块主要负责控制帧的拆解与封装，包括逻辑链路标识 LLID的提取与判断、时间标签的更新以及发送时隙的保证等；传输控制模块主要负责数据的传输控制，对故障消息、故障恢复消息的接收和对相邻0NU接口模块、协议处理模块的状态控制。具体如 下，正常工作时，传输控制模块保证从光接口接收的下行数据通过各有 线接口以及无线接口发送到用户，同时用户发出的上行数据通过光接口 传递给0LT，此时相邻ONU接口处于关闭状态；故障发生时，传输控制模 块接收到故障消息，立刻开启相邻接口，保证从相邻0NU接口接收到的 下行数据通过各有线接口以及无线接口发送到用户，同时用户发出的上 行数据通过相邻ONU接口传递给相邻的0丽2，再发送到0LT;雄障修复 时，关闭相邻ONU接口，恢复正常通信。
全文摘要
本发明公开了一种无源光网络相邻光网络单元ONU互相保护的方法，该方法主要包括ONU1的光模块和故障处理模块对链路故障进行实时监测；故障发生后，开启相邻ONU接口，自动建立与相邻的ONU2之间的无线连接；ONU1作为一个无线终端连接到相邻的ONU2，ONU1的下连用户通过ONU2与OLT进行通信；故障修复后，关闭ONU1的相邻ONU接口，恢复正常通信。本发明公开了一种对ONU的改进方法，使其同时具有无线接入和自动保护功能，能够在提供用户无线接入的同时对支干光纤故障进行检测和处理。本发明通过相邻ONU之间的无线接入方式提供系统保护，不采用光纤备份，增强无源光网络的生存性，同时减少建设成本。
文档编号H04B10/08GK101431702SQ20081024008
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者慧 李, 纪越峰, 金莎莎 申请人:北京邮电大学