无源光网络保护方法、主备切换控制设备和系统的制作方法

专利名称：无源光网络保护方法、主备切换控制设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，具体涉及无源光网络保护方法、主备切换控制设备 和系统。
背景技术：
无源光网络(Passive Optical Network, PON)技术是一种点对多点(P2MP)方 式的光接入技术，由光线路终端(Optical Line Termination，OLT)，光分路器(Optical splitter)/延长器(Extender Box，EB)，光网络单元(Optical NetworkUnit，0NU)/光网络 终端(Optical Network Terminal,0NT)以及连接设备的光纤组成。0LT作为局端设备，通 过一根主干光纤与光分路器或延长器连接，光分路器/EB通过单独的分支光纤连接每一个 0NU。光分路器/EB与0LT之间为主干光纤，光分路器/EB与0NU之间为若干个分支光纤。 下行方向(0LT- > 0NU)，光分路器/EB实现分光功能，通过分支光纤将0LT的下行光信号发 送给所有的0NU ；上行方向(0NU- > 0LT)，光分路器/EB实现光信号汇聚功能，将所有0NU 发送的光信号汇聚，通过主干光纤发送给0LT。目前，为了抵抗光分路器或EB与0LT之间的主干光纤故障或0LT故障，通常采用 如图1所示的1+1保护架构，采用主备两套主干光纤及0LT，构成对主干光纤及0LT的1+1 保护，备用0LT在主干光纤故障或0LT故障时接管原主用0LT下的0NU。该方案虽然能起到对主干光纤及0LT的保护作用，但是由于每个0LT都需要一个 备用0LT，建网成本非常高，从而阻碍了 P0N的企业用户接入或专线用户接入应用。

发明内容
本发明实施例提供无源光网络保护方法、主备切换控制设备和系统，可以采用一 个备用0LT实现对多个主用0LT的备份。本发明实施例提供的一种无源光网络保护方法，包括主备切换控制设备接收切换请求；所述切换请求包含主用光线路终端0LT信息或 主用0LT的光链路信息；根据所述主用0LT信息或主用0LT的光链路信息接通备用光链路；所述主备切换 设备与至少两个主用0LT光链路连接；通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU/光网络终端0NT。本发明实施例提供的一种无源光网络保护方法，包括 主备切换控制设备通过连接到主用0LT光链路的分光设备对来自0NU/0NT侧端口 的光传输数据进行监听；根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发生故障，则 接通备用光链路；所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接；通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU/光网络终端0NT。本发明实施例提供的一种主备切换控制设备，包括
控制信息接收单元，用于接收的切换请求；所述切换请求包含主用0LT信息或主 用0LT的光链路信息；分路单元，用于与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接；切换控制单元，用于在控制信息接收单元收到切换请求后根据所述主用0LT信息 或主用0LT的光链路信息接通备用光链路，并通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络 单元0NU或光网络终端0NT。。本发明实施例提供的一种主备切换控制设备，包括检测单元，用于连接过主用0LT光链路的分光设备，对0NU侧端口进行监听，并向 切换控制单元反馈所述监听的结果；分路单元，用于与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接； 切换控制单元，根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障， 若发生故障，则接通备用光链路；并通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU或 光网络终端0NT。本发明实施例提供的一种无源光网络保护系统，包括备用0LT、主备切换控制设 备和至少两个主用0LT以及对应的光链路，其中，所述备用0LT和主备切换控制设备之间通 过L2CP或0MCI消息或以太网0AM消息通信；所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路连接，用于接收切换请求；所述切 换请求包含主用0LT信息或主用0LT的光链路信息；并根据所述主用0LT信息或主用0LT 的光链路信息接通备用光链路；备用0LT用于向主备切换设备发送切换请求，并在备用光链路接通后，接管所述 主用0LT下属的0NU或0NT。本发明实施例提供的一种无源光网络保护系统，包括备用0LT和主备切换控制 设备，其中，所述备用0LT和主备切换控制设备之间通过L2CP或0MCI消息或以太网0AM消
息通信；所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接，通过连接到主用 0LT光链路的分光设备对来自0NU或0NT侧端口的光传输数据进行监听；根据所述监听结 果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发生故障，则接通备用光链路；备用0LT，用于在所述主备切换设备接通备用光链路后，通过所述备用光链路接管 所述主用0LT下属的0NU或0NT。本发明实施例采用将备用0LT通过所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路 连接；当某一个主用0LT故障或者主用光链路故障时，由主备切换设备通过备用光链路接 替主用0LT工作，保证了通信的平稳进行，同时相对于现有技术，采用多主用+1备用的组网 模式，大大的节约了组网成本，有利于P0N技术的推广应用。


图1是现有技术无源光网络保护方案的组网示意图；图2是本发明实施例一无源光网络保护方法的流程图；图3(a)、图3(b)是本发明实施例一应用的网络架构示意图；图4 (a)、图4 (b)、图4 (c)、图4 (d)是本发明实施例一中改进的EB的结构示意图5本发明实施例中通过管理系统或IP边缘节点触发主备切换的流程图；图6是本发明实施例中0LT触发主备切换的流程图；图7为本发明实施例中应用L2CP/0MCI协议进行主备切换触发主备切换的流程 图；图8为本发明实施例二无源光网络保护方法的流程图；图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)为本发明实施例二改进的特殊EB的结构示意 图；图10为实施例三方法应用L2CP协议的流程图；图11 (a)、图11(b)、图11(c)、图11(d)、图11(e)为本发明例改进的EB设备的结 构示意图；图12为本发明实施例四主备切换控制设备的结构示意图；图13为本发明实施例五主备切换控制设备的结构示意图；图14为本发明实施例六无源光网络保护系统的结构示意图；图15为本发明实施例七无源光网络保护系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供无源光网络保护方法发明实施例还提供相应的主备切换控制 设备和无源光网络保护系统。以下分别进行详细说明。下述本发明实施例中的“主备倒换”可以是整个主用0LT的所有物理端口倒换到 备用0LT ；也可以是仅将光纤故障的物理端口由主用0LT倒换到备用0LT的物理端口，原来 没有光纤故障的物理端口仍保留在主用0LT正常工作。本发明实施例说明书附图中的“主 用”和“备用”虚线方框，在针对整个主用0LT的所有物理端口倒换到备用0LT的情况下，特 指整个0LT设备；在针对部分物理端口由主用0LT倒换到备用0LT的情况下，特指被倒换的 物理端口。对于后者，主用0LT和备用0LT以负荷分担方式工作。实施例一、一种无源光网络保护方法，流程如图2所示，包括A1，主备切换控制设备接收切换请求；所述切换请求可以包含主用0LT信息(如主 用0LT所对应的分光设备的通信接口)或主用0LT的光链路信息(如主用0LT的光链路所 对应的分光设备的通信接口)；本发明实施例中，当备用0LT获知主用0LT发生故障或主用0LT的光链路发生故 障时，向主备切换控制设备发送切换请求。可以理解，所述切换请求还可以是由主用的0LT 设备或者主用0LT设备下属的0NU/EB设备发送给住给切换设备，针对触发主备切换的方式 可以有多种，具体由哪个设备触发不构成对本发明的限制。其中，所述主用0LT下属的光网络单元0NU或光网络终端0NT包括主用0LT下属 的所有0NU或光网络终端0NT，或者主用0LT下属的出现故障的端口对应的0NU或光网络终 端 0NT。
对于接收的切换请求，可以是备用0LT或者IP边缘节点或者主用0LT设备下属的 0NU/EB设备利用L2CP/0MCI/SNMP协议消息通知EB有主用0LT进行告警或某一路的主干光 纤/主用0L故障，还可直接通知EB启动对OLTm的主备倒换。备用0LT获知主用0LT发生故障或主用0LT的光链路发生故障的过程包括备用0LT接收宽带网络网关(Broadband Network Gateway,BNG)或宽带接入服务 器(broadband remote access server, BRAS)发送的消息，所述消息包含发生故障的主用 0LT信息或主用0LT光链路信息；或者，备用0LT与主用0LT交互，得知主用0LT或主用0LT光链路发生故障。A2，主用切换控制设备根据所述主用0LT信息或主用0LT的光链路信息接通备用 光链路；所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路连接；本实施例中，所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接，可 以理解，所述主用切换设备还可以通过其他方式与主用0LT光链路连接，如直接与所述主 用0LT所述的0NU/0NT连接。本发明实施例中，所述分光设备为光分路器或延长器或者类似功能的设备。本实施例中，所述主用0LT信息或主用光链路信息开启与对应分光设备的通信接 口，以接通主用0LT下属的光网络单元与备用0LT的光链路。开启和关闭主用0LT下属的 光网络单元与备用0LT的光链路可以采取多种方式实现，如机械式开关或者电子开关等， 具体的开关形式不构成对本发明的限制。A3，通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU/光网络终端0NT。本发明实施例一采用将备用0LT通过所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链 路连接；当某一个主用0LT故障或者主用光链路故障时，由主备切换设备通过备用光链路 接替主用0LT工作，保证了通信的平稳进行，同时相对于现有技术，采用多主用+1备用的组 网模式，大大的节约了组网成本，有利于P0N技术的推广应用。如图3所示，是本发明实施例一应用的网络架构示意图的一个举例，由于采用多 个主用0LT由一个备用0LT进行备份的方式，这种方式可以被称为N+1或者N 1的备份 方式，本发明实施例中，主备切换控制设备可以通过对现有的EB设备改进得到，通过对现 有的EB设备增加连接其他主用光链路的接口和切换控制功能实现1对多的备份。图3 (a)中的0LT1至OLTn为n个主用0LT，0LTn+l则为所述n个主用0LT做备 份的备用0LT。每个主用0LT通过光分路器连接对应的多个0NU，如图3中，0LT1对应x个 0NU, 0LT2对应y个0NU，0LT3对应z个0NU。其中，0LT1至OLTn可以采用不同种P0N模 式，如 0LT1 为 GP0N/EP0N，0LT2 为下一代 GP0N/EP0N。EBn+1是经过改进后的特殊的EB设备，该EB设备可以支持由N路P0N工作路径共 享同一路P0N备份路径，N个主用(Working)0LT共享同一个备用0LT(如图2中的OLTn+1)， N路主干光纤共享同一路备份主干光纤，主用0LT与备用0LT皆和BNG相连，工作0LT与备 用0LT可以彼此连接(例如用WDM设备组成0LT环网)。实际应用中，图3中的光分路器可以用具有相同功能的EB设备代替，示意图如图 3(b)所示，其中，0LT1至OLTn甚至连同OLTn+1都可以实现于同一个0LT物理设备中，例如 0LT1主用插卡至OLTn主用插卡共享同一个OLTn+1备份插卡。图4(a)、图4(b)、图4(c)和图4(d)为本例中，改进的特殊EB的结构示意图，对于图4 (a)，包括光开关，分支器(Tap)、光分路器(Splitter)、内嵌ONT、LC (Local Controller，本地控制器)和OA (Optical Amplifier，光功率放大器)。通常，上行和下行 需要分开，更具体的EB结构可参见图11 (a)。其中，Tap用于从光路中分支出一小部分光给光检测器(ODJpticalDetector)做 光检测用；内嵌0NT用于和OLTn+1进行通信，并进行光开关的控制；本例中是在EB中内嵌一 个0NT作为控制设备，当然也可以使用其他具有类似功能的装置实现对光开关的控制，具 体的装置不构成对本发明的限制。例如，可以引入单独的LC，将对光开关的控制功能从内嵌 0NT中分离出来，而内嵌0NT主要用于和OLTn+1进行通信。光开关的常态为开启，当判定第m路主干光纤故障或主用OLTm故障时，端口 m对 应的光开关闭合；本实施例中，所述光开关还可以由机械开关或电开关方式实现。0A，用于对接收到的光信号进行放大，当故障的主用0LT的主干光纤的个数增加， 0LTn+l接管的相应0NU增加，0LTn+l可以通过所述内嵌0NT调整EBn+1相应的0A功率放 大系数或EBn+1需能自适应调整相应OA功率放大系数，以实现切换后的备份光链路可以完 美的接管主用0LT。光分路器，用于将多路光信号汇聚为一路光信号，反之则将一路光信号分路为多 路光信号；图4(a)0NU上行和下行采用同样波长，因此可以采用光分路器；对于0NU上行 和下行光信号的波长不同的情况，参照图4(b)，用波分复用器件(Wavelength Division Multiplexing, WDM)代替光分路器，既可以用光电光(Optical-Electrical-Optical，0E0) 转发器代替0A，也可以用0A。如果0NU侧与0LT侧采用的波长不同，则还需要在EB内进行 波长转换(WavelengthConversion)。通常，上行和下行需要分开，更具体的EB结构可参见 图 11(a)或图 11(b)。0E0转发器，用于将接收到的光信号转换为电信号，对电信号进行处理，将处理后 的电信号转换为新的光信号，并转发新的光信号；当故障的主用0LT的主干光纤的个数增 加，0LTn+l接管的相应0NU增加，0LTn+l通过所述内嵌0NT调整EBn+1相应的0E0功率放 大系数或EBn+1需能自适应调整相应0E0功率放大系数，以实现切换后的备份光链路可以 完美的接管主用0LT。图4(c)与图4(a)、图4(b)的区别在于，先将光信号转换为电信号，在进行信号的 汇聚/分流，汇聚/分流后在转换为光信号，由于采用这种光电光转换的架构，对备份链路 进行开/关时，可以采用电路开关(如开关M0S管、开关三极管等)进行处理，使得系统对 链路的通断更加容易控制。如图4(C)所示，改进的EB设备包括电汇聚模块、电开关、内嵌ONT、LC(Local Controller，本地控制器)和收发器组成。通常，上行和下行需要分开，更具体的EB结构可 参见图11(c)。其中，电汇聚模块，用于对电信号进行分流和汇聚；主要有两种模式第一种电汇 聚模块相当于电splitter(分路器)，即对电信号进行下行分流(或称为分路)和上行汇聚 (或称为合路)，功能上类似于纯光的splitter，可称为virtualsplitter (虚拟分路器)， 实现在电域上而不是光域上将P0N的一路下行物理信号分为多路完全相同的下行物理信号，将PON的多路上行物理信号叠加合并为一路上行物理信号；第二种电汇聚模块相当于 MUX (复用器)/DeMUX (解复用器)，对电信号进行下行解复用和上行多路复用。对于第二种 电汇聚模块，EB需要通过内嵌0NT或LC与OLTn+1进行MUX/DeMUX的选路控制通信。电开关的常态为开启，当判定第m路主干光纤故障或主用OLTm故障时，端口 m对 应的电开关闭合。本实施例中，所述电开关还可以由机械开关方式实现。电开关可以和收 发器集成，即收发器本身可以有开关功能。收发器，用于将接收到的光信号转换为电信号，或将电信号转换为光信号；当故障 的主用0LT/主干光纤的个数增加，OLTn+1接管的相应0NU会增加，OLTn+1通过所述内嵌 0NT调整EBn+1相应收发器的发送功率或EBn+1需能自适应调整相应收发器的发送功率， 以实现切换后的备份光链路可以完美的接管主用0LT。不同端口的收发器可以采用不同种 P0N 模式，如端 口 1 为 GP0N/EP0N，端口 2 为下一代 GP0N/EP0N。本例中，触发主备切换的开关由所述内嵌0NT控制，可以理解，开关的控制也可以 由收发器控制，本发明实施例强调的是只需EB内部存在可以根据对主用光链路的传输状 态的获取，在适当的时候实现主备切换即可，其控制设备可以单独设置或者集成于光检测 器、收发器、内嵌0NT等设备上。例如，可以引入单独的LC，将对开关的控制功能从内嵌0NT 中分离出来，而内嵌0NT主要用于和OLTn+1进行通信。图4(d)与图4(a)、图4(b)的区别在于，在每个0NU侧端口分别用0A/0E0转发器替 代光开关，即0A/0E0转发器既实现0A/0E0功能，又实现开关功能。0A/0E0转发器的开启或 关闭由内嵌0NT控制，当然也可以使用其他具有类似功能的装置实现对光开关的控制，具 体的装置不构成对本发明的限制。例如，可以引入单独的LC，将对0A/0E0转发器的开启或 关闭的控制功能从内嵌0NT中分离出来，而内嵌0NT主要用于和OLTn+1进行通信。如果0NU 侧与0LT侧采用的波长不同，则还需要在EB内进行波长转换(Wavelength Conversion)。 不同端口的0E0收发器可以采用不同种P0N模式，如端口 1为GP0N/EP0N，端口 2为下一代 GP0N/EP0N。通常，上行和下行需要分开，更具体的EB结构可参见图11(d)或图11(e)。下面以本发明实施例一应用层二控制协议(Layer 2Control Protocol, L2CP)或 者光网络单元管理和控制接口(0NU Management and Control Interface，0MCI)协议或简 单网络管理协议(Simple Network Management Protocol, SNMP)或以太网0AM进行主备切 换的过程进行举例描述，流程图如图5和图6和图7所示。L2CP又称为ANCP(Access Node Control Protocol，接入节点控制协议)图5为通过管理系统或IP边缘节点(如BNG/BRAS)触发主备切换的流程。本例中在主用OLTm正常工作时，EB相应端口 m的光开关处于开启状态，主用OLTm 会周期性上报L2CP消息/存活消息给BNG，表明主用OLTm/第m路主干光纤正常，具体流程 包括S1、当出现第m路主干光纤故障，此时主用OLTm检测到信号丢失(lost ofsignal, L0S)/ 帧丢失(lost of Frame, L0F)告警；S2、当出现第m路主干光纤故障时，主用OLTm可以直接用L2CP/以太网0AM消息将 L0S/L0F告警上报给BNG或者停止周期性上报L2CP消息/以太网0AM/存活消息(如BFD) 给BNG，表明第m路主干光纤故障；当主用OLTm故障时，主用OLTm将停止周期性上报L2CP消息/存活消息给BNG;S3、BNG由于收到L2CP/以太网0AM消息的L0S/L0F告警上报或没有收到周期性 的L2CP消息/以太网0AM/存活消息，从而判定第m路主干光纤故障或主用OLTm故障；S4、BNG利用L2CP/以太网0AM消息通知OLTn+1有主用0LTmL0S/L0F告警或第m 路主干光纤/主用OLTm故障，还可直接通知OLTn+1启动对OLTm的主备倒换；S5、0LTn+l 利用 L2CP/光网络单元管理和控制接口(0NU Managementand Control Interface, 0MCI)协议/以太网0AM消息通知EB有主用OLTm进行L0S/L0F告警或第m路 主干光纤/主用OLTm故障，还可直接通知EB启动对OLTm的主备倒换；S6、EB闭合端口 m的开关，通过端口 m接通备份支路；S7、备用OLTn+1上升为主用，接管OLTm所有端口或故障端口的0NU。图6为0LT触发的主备切换流程。本例中在在主用OLTm正常工作时，EB相应端 口 m的光开关处于开启状态，具体流程包括T1、主用OLTm和备用OLTn+1之间会通过互为周期性的存活消息(如BFD)应答， 表明主用0LT工作正常；T2、当出现第m路主干光纤故障，此时主用OLTm检测到L0S/L0F告警；T3、当出现第m路主干光纤故障或主用OLTm故障时，主用OLTm将停止周期性的存 活消息应答；T4、备用OLTn+1由于没有收到周期性的存活消息应答，从而判定第m路主干光纤 故障或主用OLTm故障；T5、0LTn+l利用L2CP/0MCI/以太网0AM消息通知冊有主用OLTm告警或第m路 主干光纤/主用OLTm故障，还可直接通知EB启动对OLTm的主备倒换；T6、EB闭合端口 m的开关，通过端口 m接通备份支路；T7、备用OLTn+1上升为主用，接管OLTm所有端口或故障端口的0NU。下面以本发明实施例一应用层二控制协议(L2CP)/0MCI/以太网0AM协议进行主 备切换的过程进行举例描述，流程图如图7所示。本例中在主用OLTm正常工作时，EB相应 端口 m的光开关处于开启状态，具体包括K1、当出现第m路主干光纤故障或主用OLTm故障时，此时主用EBm/主用OLTm所 属的0NU检测到L0S/L0F告警；K2、主用EBm/主用OLTm所属的0NU可以直接用0MCI/L2CP/以太网0AM消息将 L0S/L0F告警上报给EBn+1或直接通知EBn+1启动对OLTm的主备倒换，表明第m路主干光 纤故障或主用OLTm故障；K3、EBn+l 中转 0MCI/L2CP/ 以太网 0AM 消息通过内嵌 0NT 通知 0LTn+l 有 L0S/L0F 告警或第m路主干光纤/主用OLTm故障，还可直接通知OLTn+1启动对OLTm的主备倒换；K4、EB n+1的0D由于收到0MCI/以太网0AM消息的L0S/L0F告警上报或对OLTm 的主备倒换通知，从而判定第m路主干光纤故障或主用OLTm故障；则闭合端口 m的开关，通 过端口m接通备份支路；K5、备用OLTn+1上升为主用，接管OLTm所有端口或故障端口的0NU。实施例二、一种无源光网络保护方法，流程如图8所示，包括B1，主备切换控制设备通过连接到主用0LT光链路的分光设备对来自0NU/0NT侧端口的光传输数据进行监听；本发明实施例中，所述主备切换控制设备和所述主用0LT光链路的分光设备通过 光检测器连接；所述光检测器通过连接到主用0LT光链路的分光设备对来自0NU/0NT侧端 口进行上行光传输数据监听。B2,根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发生故 障，则接通备用光链路；所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接；本发明实施例中，若在预置的时间内，主备切换控制设备没有监听到上行传输数 据，则判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障。B3，通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU/光网络终端0NT。本发明实施例二与实施例一的区别在于，主备切换控制设备中增加对主用光链路 的检测装置，通过对主备切换控制设备0NU侧端口上行光信号的检测，则可以获得对主用 光链路或者主用0LT的状态，并据此启动主备切换。本例中，可以通过对EB的改进实现主 备切换设备的功能。图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)为本例中，改进的特殊EB的结构示意图，对于 0 7(a)包括光检测器(0D，Optical Detector)、光开关、分支器(Tap)、光分路器 (Splitter)、内嵌 0NT、LC (Local Controller，本地控制器)和 0A/0E0 转发器。其中，光检测器相当于一个0LT接收机，用于检测上行光信号，并对上行光传输数 据进行解析，具体功能是对来自0NU侧端口进行上行光传输数据监听，如果在一定时间 内，在端口 m上没有监听到任何上行传输数据，则通过内嵌0NT向0LT上报相应的端口 m可 能存在主干光纤故障或主用0LT故障，则光检测器直接或通过LC触发光开关闭合，接通相 应端口的通信通道。图9(a)0NU上行和下行采用同样波长，因此可以采用光分路器；对于0NU上行 和下行光信号的波长不同的情况，参照图8(b)，用波分复用设备(Wavelength Division Multiplexing, WDM)代替光分路器，既可以用光电光(Optical-Electrical-Optical，0E0) 转发器代替0A，也可以用0A。如果0NU侧与0LT侧采用的波长不同，则还需要在EB内进行 波长转换(WavelengthConversion)。通常，上行和下行需要分开，更具体的EB结构可参见 图 11(a)或图 11(b)。光开关、分支器(Tap)、光分路器(Splitter)、内嵌0NT、LC (Local Controller，本 地控制器)和0A/0E0转发器以及波分复用设备和光电光转换设备的功能参照实施例一中 的描述。图9 (c)中，改进的EB设备包括电汇聚模块、电开关、内嵌0NT、LC (Local Controller，本地控制器)和收发器组成。通常，上行和下行需要分开，更具体的EB结构可 参见图11(c)。不同端口的收发器可以采用不同种P0N模式，如端口 1为GP0N/EP0N，端口 2为下 一代 GP0N/EP0N。其中，电汇聚模块，收发器的基本功能参考实施例一图4(c)的描述，其区别在于， 本例中，收发器需要通过接口对主用光链路传送的数据进行监听，并根据监听的结果直接 或通过LC控制开关的通断实现主备切换，当然，内嵌0NT也可跟据收发器监听的结果控制开关的通断，这种情况下，则需要收发器将监听的结果反馈给内嵌0NT。图9(d)与图9(a)的区别在于，在每个0NU侧端口分别用OA替代光开关，即OA既 实现OA功能，又实现开关功能。OA的开启或关闭由内嵌0NT控制，当然也可以使用其他具有 类似功能的装置实现对光开关的控制，具体的装置不构成对本发明的限制。例如，可以引入 单独的LC，将对OA的开启或关闭的控制功能从内嵌0NT中分离出来，而内嵌0NT主要用于 和OLTn+1进行通信。不同端口的0E0收发器可以采用不同种P0N模式，如端口 1为GP0N/ EP0N，端口 2为下一代GP0N/EP0N。如果0NU侧与0LT侧采用的波长不同，则还需要在EB内 进行波长转换(Wavelength Conversion)。通常，上行和下行需要分开，更具体的EB结构可 参见图11(d)。实施例三，一种无源光网络保护方法，本实施例方法与实施例二的区别在于，所述接通备用光链路之后，备用0LT切换为主用0LT，接管主用0LT下属的0NU/ 0NT之前进一步包括备用0LT开启激光器，尝试与下属的0NU/0NT建立通信联系；主备切换控制设备判断检测器在预置的时间内，是否监听到0NU/0NT的上行传 输数据；若监听到，则继续所述备用0LT切换为主用0LT，接管主用0LT下属的光网络单元 0NU/0NT的步骤。若未监听到，则备用0LT关闭激光器，放弃与下属的0NU/0NT的通信联系。并且，在备用0LT切换为主用0LT，接管主用0LT下属的0NU/0NT之后，还包括判 断是否存在异常发光占用上行通道，若是，则关闭对应0NU/0NT的上行开关。判断是否存在异常发光占用上行通道的过程可以采取以下方式所述备用0LT通知问题端口下的所有0NU/0NT停止发送上行光信号，并记录此时 的总的光功率值，若总的光功率值为0，则逐一命令0NU/0NT发送上行光信号，若某一个0NU/0NT上 行信号无法解析，则判定此0NU/0NT为异常发光的0NU/0NT ；若总的光功率值不为0，则逐一命令0NU/0NT发送上行光信号，然后比较前后的总 光功率值，如果没有变化，则判断此0NU/0NT则是异常发光的0NU/0NT。下面对实施例三方法实现EB保护自感知的具体流程进行说明，流程图如图10所 示，本例中，在主用OLTm正常工作时，EB相应端口 m的光开关处于开启状态，包括Q1、EB的0D监听各个端口的上行传输数据；Q2、在0NU检测到L0S/L0F，0NU将进入“POPUP (弹出)，，状态，并立即停止发送任 何上行光信号，等待0LT来激活0NU ；所以，如果在一定时间内，ODm在端口 m上没有监听到 任何上行传输数据，则怀疑第m路主干光纤故障或主用OLTm故障；Q3、ODm直接或通过LCm触发闭合端口 m的光开关，通过端口 m接通备份支路；Q4、通过内嵌0NT向0LT上报相应的端口 m可能存在主干光纤故障或主用0LT故 障，或直接通知OLTn+1启动对OLTm所有端口 /故障端口的主备倒换；Q5、备份0LT开启激光器，尝试与端口 m下的0NU建立通信联系；Q6、EB判断ODm在一定时间内，在端口 m上是否监听到上行传输数据；Q7、如果在端口 m上监听到0NU正常响应OLTn+1的上行传输数据，则认为主干光 纤或主用0LT的确出现故障，EB维持端口 m光开关闭合；Q8、如果在端口 m上监听不到0NU正常响应OLTn+1的上行传输数据，则认为主干光纤或主用0LT并没有出现故障，则EB通过0MCI/L2CP/以太网0AM消息通知备用0LT关 闭激光器；Q9、0LTn+l判断在一定时间内，是否收到关闭激光器的命令；Q10、如果OLTn+1在一定时间内收到关闭激光器的命令，则认为主干光纤或主用 0LT并没有出现故障，则OLTn+1关闭激光器放弃与端口 m下0NU建立通信联系；Q11、如果OLTn+1在一定时间内没有收到关闭激光器的命令，并且OLTn+1与端口 m 下的0NU成功建立通信联系，则认为主干光纤或主用0LT的确出现故障，则OLTn+1上升为 主用，接管OLTm所有端口 /故障端口的0NU。上述实现EB保护自感知的具体流程同样适用于电开关的场景。为了实现备份EB设备对上行光链路和下行光链路进行分别控制，本发明实施例 提供一种支持P0N保护的改进型EB设备的功能框图如图11(a)、图11(b)、图11(c)、图 11(d)、图11(e)所示。图11(a)和图11(b)在每个P0N端口上下行分离，引入光检测器、 下行光开关和上行光开关；整个EB由分支器(Tap)、光分路器/WDM、上下行光开关、0D、内 嵌0NT、上下行OA/上下行0E0转发器、LC(Local Controller，本地控制器)和双工器组 成。如果0NU侧与0LT侧采用的波长不同，则还需要在EB内进行波长转换(WC，Wavelength Conversion)，在上下行路径引入WC模块。其中，双工器用于实现单纤双向收发，即将上下行两路合并成一路；上下行光开关的常态为开启，当判定第m路主干光纤故障或主用OLTm故障时，端 口 m对应的上行光开关和下行光开关闭合；光检测器相当于一个0LT接收机，用于检测上行光信号，并对上行光传输数据进 行解析，功能具体如下1、对来自0NU侧端口进行上行光传输数据监听，如果在一定时间内，在端口 m上没 有监听到任何上行传输数据，则通过内嵌0NT向0LT上报相应的端口 m可能存在主干光纤 故障或主用0LT故障，则触发上下行光开关闭合，接通相应端口的通信通道；2、对异常发光端口的识别检测，对来自0NU侧端口的光信号进行解析，若上行光 信号都无法进行正常解析，则判断该端口中存在发生常发光的0NU，则触发上行光开关断 开。基于图11的EB主备倒换流程与基于图3和图6的EB主备倒换流程雷同，不同在 于基于图6的EB主备倒换流程中，端口 m的上下行光开关是同时闭合或开启。当0LT n+1上升为主用，接管OLTm的0NU后，EB的ODm将对端口 m下的0NU是否 存在异常发光的0NU进行识别检测，检测过程如下EB通过Tap m从每个端口 m取出一小部分光通过ODm进行光检测，当ODm判断端 口 m下的0NU异常发光占用上行通道，则直接或通过LCm触发上行光开关断开，然后通过内 嵌0NT向0LT上报有问题的端口 m。从而及时隔离有问题的端口 m的上行通路，保证其它端口的上行通路不受影响， 对有问题的端口 m的下行通路也仍然保持畅通(因为下行光开关仍然闭合)，然后OLTn+1 可通过下令有问题的端口 m的下所以的0NU停止发送上行光信号，并记录此时的总的光功 率值，此时有两种情况，第一种情况是总的光功率值为0，则转步骤1，第二种情况是总的光 功率值不为0，则转步骤2;
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1、逐一命令0NU发送上行光信号，若第i个0NU上行信号无法解析，则判定此0NU 为异常发光0NU ；2、逐一命令0NU发送上行光信号，然后比较前后的总光功率值，如果没有变化，则 判断此0NU则是异常发光的0NU ；如果有变化，则再命令该0NU停止发送上行光信号，继续 下一个0NU的检测，直至定位出异常发光的0NU。对于图11(c)，与图11(b)的区别在于，对于光信号的处理，采用先将光信号转换 为电信号，经过电汇聚单元处理后，再转换成光信号发送出去，其由接收器(TX)，用于将接收到的光信号转换为电信号；接收器还相当于一个所述的 光检测器。发送器(RX)，用于电信号转换为光信号进行发送；当故障的主用0LT/主干光纤个 数增加，OLTn+1接管的相应0NU会增加，OLTn+1需通过EBn+1的内嵌0NT通知EBn+1调整 相应的TX发送功率或EBn+1需能自适应调整相应的TX发送功率。不同端口的TX/RX可以采用不同种P0N模式，如端口 1为GP0N/EP0N，端口 2为下 一代 GP0N/EP0N。图11(d)和图11(e)与图11 (a)、图4(b)的区别在于，在每个0NU侧端口分别用 0A/TX/RX替代开关，即0A/TX/RX既实现0A/TX/RX功能，又实现开关功能。0A/TX/RX的开 启或关闭由内嵌0NT控制，当然也可以使用其他具有类似功能的装置实现对开关的控制， 具体的装置不构成对本发明的限制。例如，可以引入单独的LC，将对0A/TX/RX的开启或关 闭的控制功能从内嵌0NT中分离出来，而内嵌0NT主要用于和OLTn+1进行通信。不同端口 的TX/RX可以采用不同种P0N模式，如端口 1为GP0N/EP0N，端口 2为下一代GP0N/EP0N。 如果0NU侧与0LT侧采用的波长不同，则还需要在EB内进行波长转换(WC，Wavelength Conversion)，在上下行路径引入WC模块。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储 介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。实施例四，一种主备切换控制设备，结构示意图如图12所示，包括控制信息接收单元310，用于接收备用光线路终端0LT或者主用0LT设备下属的 0NU/EB设备发送的切换请求；所述切换请求可以包含主用0LT信息或主用0LT的光链路信 息；分路单元320，用于与至少两个主用0LT光链路连接；本实施例中，所述分路单元，具体用于通过闭合所述分路单元和主用0LT光链路 的分光设备之间的开关来控制所述分路单元和主用0LT光链路的分光设备之间的链路。所述分路单元可以为光分路器或延长器或波分复用器件或电汇聚模块；当所述分 路单元为电汇聚模块时，所述电汇聚模块具体用于，对电信号进行下行分路和上行合路，或 者对电信号进行下行解复用和上行多路复用；所述分路单元为波分复用器件时，所述波分 复用器件具体用于对0NU侧与0LT侧采用的不同波长时，进行波长转换。切换控制单元330，用于在控制信息接收单元收到切换请求后，根据所述主用0LT 信息或主用0LT的光链路信息接通备用光链路，并通知备用0LT的接管主用0LT下属的光 网络单元0NU或光网络终端0NT。
可以理解，本实施例中的主备切换控制设备还可以包括功率调整单元，用于调整 备用光链路的功率放大系数，实现对备用0LT收发信号功率的调整。实施例五、一种主备切换控制设备，结构示意图如图13所示，包括检测单元410，用于连接过主用0LT光链路的分光设备，对0NU侧端口进行监听，并 向切换控制单元反馈所述监听的结果；本发明实施例中，所述检测单元可以光检测器或收 发器等具有光检测功能装置。分路单元420，用于与至少两个主用0LT光链路的分光设备通过开关连接，还用于 与备用0LT设备连接，建立备用光链路；切换控制单元430，根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生 故障，若发生故障，则接通备用光链路；并通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元 0NU或光网络终端0NT。可以理解，本实施例中的所述检测单元是光检测器或收发器；主备切换控制设备 还可以包括功率调整单元，用于调整备用光链路的功率放大系数，实现对备用0LT收发信 号功率的调整。本发明实施例三和实施例四中的切换控制设备为主备切换控制设备内部做判断 和控制的设备，可以集成于存在的实体硬件上，如集成在内嵌0LT、集成在光放大器、光电光 转换器、光检测器、LC、收发器等设备上。实施例六、一种无源光网络保护系统，结构示意图如图14示，包括备用光线路终 端510、主备切换控制设备520、备用光线路终端530和主用光线路终端1...光线路终端 n(n > l，n属于整数)以及对应的光链路，其中，所述备用0LT和主备切换控制设备之间通 过L2CP或0MCI消息或以太网0AM消息通信。所述主备切换设备520，与所述光线路终端1...光线路终端n对应的光链路连 接，用于接收切换请求，所述切换请求可以是备用光线路终端520或者IP边缘节点或者主 用0LT设备下属的0NU/EB发送的；所述切换请求包含主用光线路终端信息或主用光线路终 端的光链路信息；并根据所述主用光线路终端信息或主用0LT的光链路信息接通备用光链 路；备用光线路终端510，用于向主备切换设备发送切换请求，并在备用光链路接通 后，接管所述主用光线路终端下属的0NU/0NT。实施例七、一种无源光网络保护系统，结构示意图如图15示，包括主备切换控制 设备620和备用光线路终端620，其中，所述备用0LT和主备切换控制设备之间通过L2CP或 0MCI消息或以太网0AM消息通信。所述主备切换设备610，与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接，通过连接到 主用0LT光链路的分光设备对来自0NU/0NT侧端口的光传输数据进行监听；根据所述监听 结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发生故障，则接通备用光链路；备用光线路终端620，用于在所述主备切换设备610接通备用光链路后，通过所述 备用光链路接管所述主用0LT下属的光网络单元0NU/0NT。本发明实施例提供的主备切换控制设备和无源光网络保护系统可以运行的方法， 可参考上文对本发明提供的提供多个方法实施例的描述，在此不再重复。上述实施例六和 实施例七的系统中，备用0LT、主备切换控制设备和主用0LT之间可以通过L2CP或0MCI消息通信。 以上对本发明实施例所提供的无源光网络保护方法、主备切换控制设备和系统进 行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人 员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明 书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种无源光网络保护方法，其特征在于，包括主备切换控制设备接收切换请求；所述切换请求包含主用光线路终端OLT信息或主用OLT的光链路信息；根据所述主用OLT信息或主用OLT的光链路信息接通备用光链路；所述主备切换设备与至少两个主用OLT光链路连接；通知备用OLT的接管主用OLT下属的光网络单元ONU或光网络终端ONT。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主用0LT下属的光网络单元0NU或光网 络终端0NT包括主用0LT下属的所有0NU或光网络终端0NT，或者主用0LT下属的出现故 障的端口对应的0NU或光网络终端0NT。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述主用0LT信息或主用0LT的光 链路信息接通备用光链路包括根据所述主用0LT信息或主用光链路信息开启与对应分光设备的通信接口，以接通主 用0LT下属的光网络单元与备用0LT的光链路，所述主备切换设备与至少两个主用0LT光 链路的分光设备连接。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分光设备为光分路器或延长器。
5.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括当备用0LT获知主用0LT发生故障或主用0LT的光链路发生故障时，向主备切换控制 设备发送切换请求。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，备用0LT获知主用0LT发生故障或主用0LT 的光链路发生故障的过程包括备用0LT接收IP边缘节点发送的消息，所述消息包含发生故障的主用0LT信息或主用 0LT光链路信息；或者，备用0LT与主用0LT交互，得知主用0LT或主用0LT光链路发生故障。
7.一种无源光网络保护方法，其特征在于，包括主备切换控制设备通过连接到主用0LT光链路的分光设备对来自0NU或0NT侧端口的 光传输数据进行监听；根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发生故障，则接通 备用光链路；所述主备切换设备与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接；通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU或光网络终端0NT。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备切换控制设备和所述主用0LT光链 路的分光设备通过光检测器或收发器连接；所述主备切换控制设备通过主用0LT光链路的分光设备对来自0NU或0NT侧端口的光 传输数据进行监听包括所述光检测器或收发器通过连接到主用0LT光链路的分光设备对来自0NU或0NT侧端 口进行上行光传输数据监听。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT 光链路是否发生故障的过程包括 若在预置的时间内，主备切换控制设备没有监听到上行传输数据，则判断主用0LT或 主用0LT光链路是否发生故障。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通知备用0LT的接管主用0LT下属的 光网络单元0NU或光网络终端0NT之后，还包括备用0LT开启激光器，与下属的0NU或0NT建立通信联系；主备切换控制设备判断检测器在预置的时间内，是否监听到0NU或0NT的上行传输数据；若监听到，则继续接管主用0LT下属的0NU或0NT ；若未监听到，则备用0LT关闭激光 器，放弃与下属的0NU或0NT的通信联系。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，备用0LT切换为主用0LT，接管主用0LT下 属的0NU或0NT之后，还包括判断是否存在异常发光占用上行通道，若是，则闭合对应0NU 或0NT的上行链路。
12.一种主备切换控制设备，其特征在于，包括控制信息接收单元，用于接收的切换请求；所述切换请求包含主用0LT信息或主用0LT 的光链路信息；分路单元，用于与至少两个主用0LT光链路连接；切换控制单元，用于在控制信息接收单元收到切换请求后，根据所述主用0LT信息或 主用0LT的光链路信息接通备用光链路，并通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单 元0NU或光网络终端0NT。
13.如权利要求12所述的主备切换设备，其特征在于，所述设备还包括功率调整单 元，用于调整备用光链路的功率系数，实现对备用0LT收发信号功率的调整。
14.如权利要求12所述的主备切换控制设备，其特征在于，所述分路单元，具体用于通 过闭合所述分路单元和主用0LT光链路的分光设备之间的开关来控制所述分路单元和主 用0LT光链路的分光设备之间的链路。
15.如权利要求12所述的主备切换控制设备，其特征在于，所述分路单元为光分路器 或延长器或波分复用器件或电汇聚模块。
16.如权利要求15所述的主备切换控制设备，其特征在于，当所述分路单元为电汇聚 模块时，所述电汇聚模块具体用于，对电信号进行下行分路和上行合路，或者对电信号进行 下行解复用和上行多路复用。
17.如权利要求15所述的主备切换控制设备，其特征在于，当所述分路单元为波分复 用器件时，所述波分复用器件具体用于对0NU侧与0LT侧采用的不同波长时，进行波长转 换。
18.—种主备切换控制设备，其特征在于，包括检测单元，用于连接过主用0LT光链路的分光设备，对0NU侧端口进行监听，并向切换 控制单元反馈所述监听的结果；分路单元，用于与至少两个主用0LT光链路连接；切换控制单元，根据所述监听结果判断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发 生故障，则接通备用光链路；并通知备用0LT的接管主用0LT下属的光网络单元0NU或光网 络终端0NT。
19.如权利要求18所述的主备切换设备，其特征在于，所述检测单元是光检测器或收 发器。
20.如权利要求18所述的主备切换设备，其特征在于，还包括功率调整单元，用于调 整备用光链路的功率放大系数，实现对备用0LT收发信号功率的调整。
21.一种无源光网络保护系统，其特征在于，包括备用0LT、主备切换控制设备和至少 两个主用0LT以及对应的光链路，其中，所述备用0LT和主备切换控制设备之间通过L2CP 或0MCI消息或以太网0AM消息通信；所述主备切换设备，与至少两个主用0LT光链路连接，用于接收切换请求；所述切换请 求包含主用0LT信息或主用0LT的光链路信息；并根据所述主用0LT信息或主用0LT的光 链路信息接通备用光链路；所述备用0LT，用于向主备切换设备发送切换请求，并在备用光链路接通后，接管所述 主用0LT下属的0NU或0NT。
22.一种无源光网络保护系统，其特征在于，包括备用0LT和主备切换控制设备，其 中，所述备用0LT和主备切换控制设备之间通过L2CP或0MCI消息或以太网0AM消息通信；所述主备切换设备，与至少两个主用0LT光链路的分光设备连接，通过连接到主用0LT 光链路的分光设备对来自0NU或0NT侧端口的光传输数据进行监听；根据所述监听结果判 断主用0LT或主用0LT光链路是否发生故障，若发生故障，则接通备用光链路；所述备用0LT，用于在所述主备切换设备接通备用光链路后，通过所述备用光链路接管 所述主用0LT下属的0NU或0NT。
全文摘要
本发明公开了无源光网络保护方法、主备切换控制设备和系统。本发明实施例采用将备用OLT通过所述主备切换设备与至少两个主用OLT光链路连接；当某一个主用OLT故障或者主用光链路故障时，由主备切换设备通过备用光链路接替主用OLT工作，保证了通信的平稳进行，同时相对于现有技术，采用多主用+1备用的组网模式，大大的节约了组网成本，有利于PON技术的推广应用。
文档编号H04Q11/00GK101854566SQ200910149578
公开日2010年10月6日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者郑若滨 申请人:华为技术有限公司