专利名称：通路切换方法、系统及下行数据发送方法
技术领域：
本发明涉及无源光网络技术，尤其涉及一种无源光网络中的通路切换方法、系统 及下行数据发送方法。
背景技术：
吉比特无源光网络(GPON，Gigabit-Capable Passive Optical Network)技术是 无源光网络(PON)家族中一个重要的技术分支，和其它PON技术类似，GPON也是一种采用 点到多点拓扑结构的无源光接入技术。图1为现有GPON系统的拓扑结构示意图，如图1所示，GPON由局侧的光线路终端 (0LT，Optical Line Terminal)、用户侧的光网络单元(ONU, OpticalNetwork Unit)以及 光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)组成，通常采用点到多点的网络结构。 ODN由单模光纤、光分路器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供 光传输媒质。在GPON系统中，下行方向(由OLT到0NU)的数据传输采用广播方式，每个ONU 分别接收所有的帧，再根据ONU标识(ONU-ID)、GEM端口标识(GEM-Port ID)、配置标识 (Allocation-ID)来获取属于自己的帧。对于上行方向(从ONU到0LT)的数据传输，由于 各个ONU需要共享传输媒质，因此各个ONU应该在OLT安排给自己的时隙内传输上行数据。图 2 为 GPON 的传输汇聚(GTC，G-PON Transmission Convergence)层的下行帧 结构的示意图，如图2所示，GPON的下行帧由下行物理控制块(PCBd，Physical Control Block downstream)和净荷两部分组成，其中，PCBd由物理同步域(Psync，Physical Synchronization)、Ident 域、下行物理层操作、管理与维护(PLOAMd, Physical Layer Operation, Administraion and Maintenancedownstream)域、比特间插奇偶校验域(BIP, Bit Interleaved Parity)、信息净荷长度域(Plend, Payload Length downstream)禾口上行 带宽映射域(US Bffmap)组成。在无源光网络部署中，工作人员如果在如图1所示的PON系统中安装0NU，某些场 景下，OLT与ONU距离可能较远，以至达几十公里。按照目前GPON协议中OLT发送(如图 2所示)的下行帧中并不包含OLT的特征信息，但工作人员在分支光纤接入点安装ONU时， 需要获取该点所对应的OLT端口信息，以确保ONU安装在正确的PON系统中。如果不能确 保ONU安装在正确OLT所属的ODN中，可能导致安装的ONU不能正常工作。另外，在无源光网络的部署应用中，有部分用户需要较高的安全性，希望运营商能 够提供一种保障机制来确保其业务通路不中断，或者次一级的要求是，能够在业务通路中 断后快速恢复。这就对承载用户业务运行的无源光网络提出了保护通路和快速切换通路的 要求。图3为现有无源光网络标准中，保护模式下的一种典型的网络架构示意图，图4为 现有无源光网络标准中，保护模式下的另一种典型的网络架构示意图。图3所示是类型B的保护主干光纤的方式。如图3所示，OLT的两个光口 PONLT(O)和PON LT⑴均连接到一个2:N的分光器，该分光器下行方向分别通过光纤连接到各 ONU (标号从#1至#N共N个)。假设OLT的光口 PON LT (0)通过分光器到达ONU的通路为 主用通路，OLT的光口 PON LT(I)通过分光器到达ONU的通路为备用通路。在主用通路作 为光网络单元和光线路终端的服务通路中断后，将启用备用通路作为光网络单元和光线路 终端的服务通路保持光网络单元和光线路终端间的通信。图4所示是类型C的全光纤保护方式。如图4所示，OLT的光口 PON LT(O)连接 到1:N的分光器1，OLT的光口 PON LT(I)连接到1 :N的分光器2，两个分光器分别通过光 纤与各ONU连接。假设OLT的光口 PON LT(O)通过分光器1到达ONU的通路为主用通路， OLT的光口 PON LT(I)通过分光器2到达ONU的通路为备用通路。在主用通路作为光网络 单元和光线路终端的服务通路中断后，将启用备用通路作为光网络单元和光线路终端的服 务通路保持光网络单元和光线路终端间的通信。在图3和图4所示的无源光网络的现有的保护模式下，结合图5，以主用通路故障 后启用备用通路的过程为例，说明光网络单元的逻辑状态迁移过程。图5为现有主用通路故障后启用备用通路时，光网络单元的逻辑状态迁移过程的 示意图，如图5所示，假设ONU与OLT通过两者之间的主用通路即PONLT (0) 口的通路通信， ONU处于运行状态(05)；主用通路中断后，包括ONU在主用通路检测不到OLT的光信号，产生失同步(L0S/L0F)告警，并进入弹 出状态(06)，ONU处于弹出状态(06)的时间超过T02定时器设定的时长后，进入初始状态 (01)；OLT启用备用通路即PON LT(I) 口的通路，同步备用通路相关协议配置参数(如发 送光功率，ONU ID, T-CONT ID, GEM ID等)，并向ONU发送下行光信号，和ONU进行帧定界 和同步；ONU检测到OLT的下行光信号后，消除OLT的L0S/L0F告警，通过备用通路与OLT 完成帧定界和同步后，ONU从初始状态(01)转入待机状态(02)；ONU接收OLT发送的上行开销参数后从待机状态(02)转入序列号状态(03)；上行 开销参数包括前导码比特类型，定界符参数(Delimiter)，用于指示ONU发送光功率的级 别的ONU发送光功率水平参数，以及其它参数。OLT从主用通路切换到备用通路后，需对其管理的ONU的ID进行重新分配，并将重 新分配后的各ONU的ID发送至各ONU ；ONU接收OLT发送的ONU-ID信息后，从序列号状态
(03)转入测距状态(04)；ONU接收OLT发送的均衡时延(EqD，Equalization Delay)消息后，从测距状态
(04)转入运行状态(05)；至此，ONU与OLT间的备用通路完全建立，ONU与OLT通过备用通路进行信息交互。在图5所示的通路切换过程中，备用通路上建立物理层通路后，OLT需发送EqD等 相关数据给所有0NU，每一个ONU都需要在接收相关数据后更新自身参数，并与备用通路的 OLT光口间完成对发射功率的调整，最后才能恢复正常工作状态。以图3所示类型B的网 络结构为例来看，当一个OLT所管理的ONU共有32个时，在通路切换过程中，OLT需要与32 个ONU交互并全部完成如图5所示的状态迁移过程(即经历01、02、03、04和05)。可见， 现有通路切换流程存在以下问题
(1)每个ONU均完成上述一系列的状态迁移，使得OLT需负担大量的消息传送工 作；(2)在处理过程中，由于OLT和ONU之间通路的容量有限，在GTC下行帧中，没有 足够的容量存放物理层运行管理维护(PLOAM，Physical LayerOperation Administration and Maintenance)消息来支持32个ONU同时完成前述的状态迁移过程，因此，大部分ONU 需要等待消息，延长了通路切换的时间，影响了 ONU和OLT快速恢复正常通信，使ONU和OLT 恢复正常工作基本耗时在100毫秒量级以上，不能满足用户对网络故障快速恢复的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无源光网络中的通路切换方法及系 统，能够缩短通路切换的时间，快速实现ONU和OLT正常通信的恢复。本发明的另一目的在于提供一种无源光网络中的下行数据发送方法，能够确保 ONU安装在正确OLT所属的ODN中，保证ONU的正常工作。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种通路切换方法，包括当前工作光线路终端OLT向光网络单元ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行 数据；ONU接收并解析所述下行数据，获得当前工作OLT的身份信息；当ONU检测到当前 工作OLT的身份信息发生变化时，ONU执行通路切换。所述当ONU检测到当前工作OLT的身份信息发生变化时，ONU执行通路切换包括ONU检测到当前工作OLT的身份信息发生变化时，根据自身存储的备用通路上的 OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数的对应关系将自身的工作参数配置为备用 通路的工作参数后进入工作状态。所述当前工作OLT向ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行数据包括当主用通路作为工作通路时，主用通路上的OLT向ONU发送携带有该OLT的身份 信息的下行数据；当主用通路无效后，备用通路作为工作通路，备用通路上的OLT向ONU发 送携带有该OLT的身份信息的下行数据。所述ONU在处于以下状态时收到来自所述OLT的身份信息待机状态；或者，从待 机状态转移到序列号状态，并处于序列号状态；或者，从待机状态转移到序列号状态，然后 从序列号状态转移到测距状态，并处于测距状态。ONU通过以下方式存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作 参数的对应关系主用通路作为工作通路时，备用通路上的OLT将自身的身份信息发送给主用通路 上的0LT，并通过主用通路上的OLT完成对所有ONU在备用通路上的工作参数的测量；主用通路上的OLT将接收到的备用通路上的OLT的身份信息和测量得到的ONU在 备用通路上的工作参数发送给相应的ONU ；所述ONU接收到主用通路上的OLT发送的所述备用通路上的OLT的身份信息和 ONU在备用通路上的工作参数后，存储所述身份信息和所述工作参数的对应关系。ONU通过以下方式存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数的对应关系ONU存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数，及二者的 对应关系为系统默认设置。所述OLT通过下述方式发送携带有所述OLT的身份信息的下行数据将所述身份信息携带在下行帧中新增的一个域中，所述新增的域位于GPON的下 行帧的下行物理控制块PCBd域中，或者，位于GPON的下行帧的净荷的GEM帧头中；或者将所述身份信息携带在下行帧中的现有域中，所述现有域为下行物理层OAM PLOAMd域，或净荷域。所述OLT的身份信息包括下述之一或任意组合0LT所在的国家、OLT所在的城市、 OLT识别信息、OLT的槽位识别信息、OLT当前工作的端口识别信息、OLT的发射光功率信息； 或者，与实际OLT的身份信息存在预设对应关系的逻辑信息。一种通路切换系统，包括光线路终端OLT及光网络单元ONU ；所述OLT包括主用通路上的OLT和备用通路上的OLT，主用通路或备用通路作为工 作通路时，工作通路上的OLT用于向ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行数据；所述0NU，用于在主用通路正常通信时，存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU 在备用通路上的工作参数的对应关系；还用于接收并解析所述下行数据，获得当前工作 OLT的身份信息；以及用于在检测到当前工作OLT的身份信息发生变化时，根据自身存储的 所述对应关系将自身的工作参数配置为备用通路的工作参数后进入工作状态。主用通路作为工作通路时，所述备用通路上的OLT用于将自身的身份信息发送给所述主用通路上的OLT ；所述主用通路上的OLT用于完成对所有ONU在备用通路上的工作参数的测量，并 将接收到的备用通路上的OLT的身份信息和测量得到的ONU在备用通路上的工作参数发送 给相应的ONU ；所述ONU用于接收到主用通路上的OLT发送的所述备用通路上的OLT的身份信息 和ONU在备用通路上的工作参数后存储所述身份信息和所述工作参数的对应关系；或者， 所述ONU存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数，及二者的对 应关系为系统默认设置。一种下行数据发送方法，包括当前工作光线路终端OLT向光网络单元ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行 数据；ONU接收并解析所述下行数据，获得当前工作OLT的身份信息并进行显示。所述OLT通过下述方式发送携带有所述OLT的身份信息的下行数据将所述身份信息携带在下行帧中新增的一个域中，所述新增的域位于GPON的下 行帧的下行物理控制块PCBd域中，或者，位于GPON的下行帧的净荷的GEM帧头中；或者将所述身份信息携带在下行帧中的现有域中，所述现有域为下行物理层OAM PLOAMd域，或净荷域。所述OLT的身份信息包括下述之一或任意组合0LT所在的国家、OLT所在的城市、 OLT识别信息、OLT的槽位识别信息、OLT当前工作的端口识别信息、OLT的发射光功率信息；或者，与实际OLT的身份信息存在预设对应关系的逻辑信息。所述ONU为带显示屏的手持终端。所述ONU通过网管显示所述OLT的身份信息。从上述本发明提供的技术方案可以看出，通过本发明实现通路切换的方法和系 统，OLT和ONU在主用通路发生故障后，快速转移到了备用通路上，ONU跳过现有的注册激活 步骤，减少了 OLT和ONU从主用通路到备用通路的转换所需的时间，提高了 OLT和ONU之间 的通信效率。本发明下行数据发送的方法中，OLT向ONU发送携带有OLT的身份信息的下 行数据，ONU接收到下行数据可解析识别出当前工作OLT的身份信息并进行显示，从而确保 了 ONU安装在正确的PON中，保证了 ONU的正常安装。
图1为现有GPON系统的拓扑结构示意图；图2为现有GPON的GTC层的下行帧结构的示意图；图3为现有无源光网络标准中，保护模式下的一种典型的网络架构示意图；图4为现有无源光网络标准中，保护模式下的另一种典型的网络架构示意图；图5为现有主用通路故障后启用备用通路时，光网络单元的逻辑状态迁移过程的 示意图；图6为本发明GPON的GTC层的下行帧结构的示意图；图7为本发明实现通路切换的流程图。
具体实施例方式本发明下行数据发送方法包括0LT向ONU发送携带有OLT的身份信息的下行数 据，ONU接收并解析下行数据，获得当前工作OLT的身份信息并进行显示。其中，可以通过 以下方式携带OLT的身份信息方式一，将OLT的身份信息携带在下行帧中新增的一个域中，该新增的域可以位 于GPON下行帧的PCBd域中，也可以位于GPON下行帧的净荷的GEM帧头中。以在GPON下行 帧的PCBd域增加一个域用于携带发送该下行帧的OLT的身份信息为例，图6为本发明GPON 的GTC层的下行帧结构的示意图。如图6所示，在GPON的下行帧的PCBd域中包含有PON识别信息(P0N-ID，PON identifier)域，PON-ID域位于Psync域和Ident域之间(图6只是对PON-ID的位置给出 了一个示例，PON-ID也可以位于PCBd域的其它位置)。PON-ID域用于携带OLT的身份信息 (即PON-ID信息)，包括以下之一或任意组合0LT所在的国家(Country)、0LT所在的城市 (City)、0LT识别信息(OLT-ID)、0LT的槽位识别信息(Slot-ID)、0LT现在工作的端口识别 信息(Port-ID)、OLT的发射光功率信息(Power)。当然，PON-ID域用于携带OLT的身份信 息也可以是逻辑信息，即与实际信息存在预设对应关系的代号或者编码。这样，在GPON的部署应用中，当工作人员需要将一个ONU安装到GPON系统中时， 工作人员选择一个GPON的接入节点，并将一个可以接收GPON下行帧的装置(例如，带显 示屏的手持终端)连接到该接入节点以接收下行帧，工作人员根据接收到的下行帧中的PON-ID域的信息，判断出当前使用的接入节点是否属于ONU将要接入的Ρ0Ν，从而确保了 ONU安装在正确的PON中。进一步地，ONU接收PON-ID域内的OLT的发射光功率信息后，和 ONU自身收到的OLT光功率进行对比，计算出PON系统链路损耗。方式二，将OLT的身份信息携带在下行帧中的现有域中，如PLOAMd域(或称PLOAM 消息)中，或净荷中。其中，携带OLT的身份信息的PLOAM消息在本文中称为PON-ID消息，PON-ID消息的格 式如表1所示。
权利要求
1.一种通路切换方法，其特征在于，包括当前工作光线路终端OLT向光网络单元ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行数据；ONU接收并解析所述下行数据，获得当前工作OLT的身份信息；当ONU检测到当前工作 OLT的身份信息发生变化时，ONU执行通路切换。
2.根据权利要求1所述的通路切换方法，其特征在于，所述当ONU检测到当前工作OLT 的身份信息发生变化时，ONU执行通路切换包括ONU检测到当前工作OLT的身份信息发生变化时，根据自身存储的备用通路上的OLT的 身份信息和ONU在备用通路上的工作参数的对应关系将自身的工作参数配置为备用通路 的工作参数后进入工作状态。
3.根据权利要求1所述的通路切换方法，其特征在于，所述当前工作OLT向ONU发送携 带有该OLT的身份信息的下行数据包括当主用通路作为工作通路时，主用通路上的OLT向ONU发送携带有该OLT的身份信息 的下行数据；当主用通路无效后，备用通路作为工作通路，备用通路上的OLT向ONU发送携 带有该OLT的身份信息的下行数据。
4.根据权利要求1所述的通路切换方法，其特征在于，所述ONU在处于以下状态时收到 来自所述OLT的身份信息待机状态；或者，从待机状态转移到序列号状态，并处于序列号 状态；或者，从待机状态转移到序列号状态，然后从序列号状态转移到测距状态，并处于测 距状态。
5.根据权利要求2所述的通路切换方法，其特征在于，ONU通过以下方式存储备用通路 上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数的对应关系主用通路作为工作通路时，备用通路上的OLT将自身的身份信息发送给主用通路上的 0LT,并通过主用通路上的OLT完成对所有ONU在备用通路上的工作参数的测量；主用通路上的OLT将接收到的备用通路上的OLT的身份信息和测量得到的ONU在备用 通路上的工作参数发送给相应的ONU ；所述ONU接收到主用通路上的OLT发送的所述备用通路上的OLT的身份信息和ONU在 备用通路上的工作参数后，存储所述身份信息和所述工作参数的对应关系。
6.根据权利要求2所述的通路切换方法，其特征在于，ONU通过以下方式存储备用通路 上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数的对应关系ONU存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数，及二者的对应 关系为系统默认设置。
7.根据权利要求1至6任一项所述的通路切换方法，其特征在于，所述OLT通过下述方 式发送携带有所述OLT的身份信息的下行数据将所述身份信息携带在下行帧中新增的一个域中，所述新增的域位于GPON的下行帧 的下行物理控制块PCBd域中，或者，位于GPON的下行帧的净荷的GEM帧头中；或者将所述身份信息携带在下行帧中的现有域中，所述现有域为下行物理层OAM PLOAMd域，或净荷域。
8.根据权利要求1至6任一项所述的通路切换方法，其特征在于，所述OLT的身份信息 包括下述之一或任意组合0LT所在的国家、OLT所在的城市、OLT识别信息、OLT的槽位识别信息、OLT当前工作的端口识别信息、OLT的发射光功率信息；或者， 与实际OLT的身份信息存在预设对应关系的逻辑信息。
9.一种通路切换系统，其特征在于，包括光线路终端OLT及光网络单元ONU ；所述OLT包括主用通路上的OLT和备用通路上的0LT，主用通路或备用通路作为工作通 路时，工作通路上的OLT用于向ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行数据；所述0NU，用于在主用通路正常通信时，存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备 用通路上的工作参数的对应关系；还用于接收并解析所述下行数据，获得当前工作OLT的 身份信息；以及用于在检测到当前工作OLT的身份信息发生变化时，根据自身存储的所述 对应关系将自身的工作参数配置为备用通路的工作参数后进入工作状态。
10.根据权利要求9所述的通路切换系统，其特征在于，主用通路作为工作通路时， 所述备用通路上的OLT用于将自身的身份信息发送给所述主用通路上的OLT ；所述主用通路上的OLT用于完成对所有ONU在备用通路上的工作参数的测量，并将接 收到的备用通路上的OLT的身份信息和测量得到的ONU在备用通路上的工作参数发送给相 应的ONU ；所述ONU用于接收到主用通路上的OLT发送的所述备用通路上的OLT的身份信息和 ONU在备用通路上的工作参数后存储所述身份信息和所述工作参数的对应关系；或者，所 述ONU存储备用通路上的OLT的身份信息和ONU在备用通路上的工作参数，及二者的对应 关系为系统默认设置。
11.一种下行数据发送方法，其特征在于，包括当前工作光线路终端OLT向光网络单元ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行数据；ONU接收并解析所述下行数据，获得当前工作OLT的身份信息并进行显示。
12.根据权利要求11所述的下行数据发送方法，其特征在于，所述OLT通过下述方式发 送携带有所述OLT的身份信息的下行数据将所述身份信息携带在下行帧中新增的一个域中，所述新增的域位于GPON的下行帧 的下行物理控制块PCBd域中，或者，位于GPON的下行帧的净荷的GEM帧头中；或者将所述身份信息携带在下行帧中的现有域中，所述现有域为下行物理层OAM PLOAMd域，或净荷域。
13.根据权利要求11所述的下行数据发送方法，其特征在于，所述OLT的身份信息包括 下述之一或任意组合0LT所在的国家、OLT所在的城市、OLT识别信息、OLT的槽位识别信 息、OLT当前工作的端口识别信息、OLT的发射光功率信息；或者，与实际OLT的身份信息存在预设对应关系的逻辑信息。
14.根据权利要求11所述的下行数据发送方法，其特征在于，所述ONU为带显示屏的手持终端。
15.根据权利要求11所述的下行数据发送方法，其特征在于，所述ONU通过网管显示所 述OLT的身份信息。
全文摘要
本发明提供了一种通路切换方法、系统及下行数据发送方法，该通路切换方法包括当前工作光线路终端OLT向光网络单元ONU发送携带有该OLT的身份信息的下行数据；ONU接收并解析该下行数据，获得当前工作OLT的身份信息；当ONU检测到当前工作OLT的身份信息发生变化时，ONU执行通路切换。ONU跳过现有某些注册激活步骤，减少了OLT和ONU从主用通路到备用通路的转换所需的时间，提高了OLT和ONU之间的通信效率。
文档编号H04Q11/00GK102149027SQ20101011252
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者张伟良, 张德智, 耿丹 申请人:中兴通讯股份有限公司