Wdm-pon系统中onu实时检测管理方法及光线路终端设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法及光线路终端设备,其方法包括：OLT定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态，在当前检测波长对应的光通道链路为开启状态时，判断在所述波长下是否已有ONU注册，如果是，则OLT发起心跳处理流程检测所述波长下ONU的状态，在没有接收到ONU的心跳响应报文报文后触发ONU掉注册处理流程；如果否，则在光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发所述波长下ONU的注册处理流程。本发明可以在WDM-PON?OLT和ONU物理光层通道成功建立的基础上，实现OLT对接入ONU的发现、注册和掉注册等流程，增加WDM-PON系统的运营管理能力和接入安全性。
【专利说明】WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法及光线路终端设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤接入网领域，具体涉及一种波分复用的无源光网络系统(WDM-PON)中ONU实时检测管理方法及OLT设备。
【背景技术】
[0002]目前，波分复用的无源光网络系统(WDM-PON)通过在物理光层采用波分器件，在接入网处实现了多个波长的复用和无源化波长路由。这使其相对于传统TDM-PON而言，具有光纤资源利用充分、对速率和业务完全透明、安全性高、易管理维护、传输距离长、扩展性好等特点，能够极大的节约主干光纤和光分配网络建设及维护费用，扩大用户覆盖范围，增加用户接入数量，为运营商构建具有更大接入容量、更高传输速率、面向全业务运营的全新光接入网提供一个理想的解决方案。
[0003]WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON,波分复用无源光网络)1? OLT(Optical Line Terminal 的缩写，即光线路终端)、ODN (Optical DistributionNetwork,光分配网)、ONU (Optical Network Unit,光用户节点)三个部分组成，OLT采用一组有色光源，它是一组由多个激光器组成的光模块阵列，每个激光器发射一个特定波长的光。不同的波长经过AWG (阵列波导光栅)合波后通过单纤传送至RN (远端节点)。RN通过AWG将不同波长的信号分 离至不同的用户侧光纤，每个ONU只收到特定的波长。ONU采用无色光模块，根据接收到的下行光，动态来调制上行的发射波长。不同的ONU只能收到所接光纤中所传输的特定波长的业务。上行方向，ONU发射的不同波长的光信号，通过AWG合波后传向OLT。
[0004]但WDM-PON系统在OLT和一个ONU之间，只提供了一条物理层光通道，没有定义可达各个ONU的介质访问控制方法，无法提供远端ONU的发现、注册、授权的功能。因此在物理层光通道建立以后，OLT并不知道ONU的物理标识符，不能对ONU进行接入控制和管理，从而也无法满足基本的运营管理维护功能。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，在WDM-PON系统的局远端设备的物理光层可以互通的基础上，实现OLT对ONU的实时发现、注册和掉注册的功能。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法及光线路终端设备。一种WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法包括:光线路终端OLT定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态，在当前检测波长对应的光通道链路为开启状态时，判断在所述波长下是否已有光用户节点ONU注册，如果是，则所述光线路终端OLT发起心跳处理流程检测所述波长下光用户节点ONU的状态，在没有接收到所述光用户节点ONU的心跳响应报文报文后触发光用户节点ONU掉注册处理流程；如果否，则在所述光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发所述波长下光用户节点ONU的注册处理流程。[0007]在上述方案中，所述方法还包括:在当前检测波长对应的光通道链路为关闭状态时，判断在所述波长下是否已有光用户节点ONU注册，如果是，则在所述光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发光用户节点ONU掉注册处理流程。
[0008]在上述方案中，所述方法还包括:在触发所述波长下光用户节点ONU的注册处理流程后，触发所述光线路终端OLT对新注册的光用户节点ONU的授权处理流程。
[0009]在上述方案中，所述光用户节点ONU的注册处理流程包括:
[0010]所述光线路终端OLT向所述光通道链路发送注册请求报文，所述注册请求报文中包括所述光用户节点ONU所在光通道链路的波长信息；
[0011]判断所述光线路终端OLT是否在预设超时时间内收到来自所述光用户节点ONU的注册响应报文，所述报文中包括所述光用户节点ONU的物理标示符，
[0012]如果接收到所述注册响应报文，则执行以下步骤100:
[0013]所述光线路终端OLT记录所述光用户节点ONU的物理标示符，并将所述光用户节点ONU加入注册表，同时标记所述波长的光通道端口下已有光用户节点ONU注册；
[0014]如果未接收到所述注册响应报文，所述光线路终端OLT将重复发送所述注册请求报文，在接收到所述注册响应报文后执行所述步骤100，在预设重复时间或者预设次数后仍未接收到所述注册响应报文，判定所述光用户节点ONU注册失败。
[0015]在上述方案中，所述授权处理流程包括:
[0016]所述光线路终端OLT判断所述当前检测波长对应的光通道链路端口是否开启流过滤功能，所述流过滤功能中定义有与所述光用户节点ONU的访问规则；若是，则执行下一个步骤101，若否，在开启所述流过滤功能后执行所述步骤101，
[0017]步骤101:解析所述光通道链路端口接收的来自所述光用户节点ONU的数据包，判断所述数据包是否满足所述访问规则，若是，则授权通过所述数据包，并关闭所述流过滤功能；若否，则丢弃所述数据包中除注册协议报文以外的帧数据。
[0018]在上述方案中，所述掉注册处理流程包括:
[0019]所述光线路终端OLT删除注册表中所述当前检测波长对应的用户节点ONU注册信息；
[0020]所述光线路终端OLT在所述当前检测波长对应的光通道链路端口开启流过滤功能，所述流过滤功能中定义有与所述光用户节点ONU的访问规则。
[0021]在上述方案中，所述流过滤功能中包括的访问规则包括目的MAC地址和以太网类型。
[0022]在上述方案中，所述光线路终端OLT定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态的过程中，通过轮询每个波长对应的所述光线路终端OLT交换模块端口的链路状况来进行判断，如果所述交换模块端口有光用户节点ONU接入，则对应的所述交换模块端口协商为开启，即当前检测波长对应的光通道链路为开启状态；反之，对应的所述交换模块端口协商为关闭，即当前检测波长对应的光通道链路为关闭状态。
[0023]基于上述方法，还提供了一种光线路终端设备，包括交换模块和注册表单元，其还包括
[0024]用于定期发起查询交换模块的波长端口接入状态的第一查询单元；
[0025]用于根据所述端口接入状态查询光用户节点ONU注册表信息的第二查询单元[0026]用于发起心跳请求报文或者注册请求报文的发送单元；
[0027]用于接收来自所述有光用户节点ONU的心跳响应报文或注册响应报文的接收单元;
[0028]用于在未接收到所述心跳响应报文时触发光用户节点ONU掉注册处理流程的第一触发单元；
[0029]用于记录所述第一查询单元的结果维持时间的定时单元；
[0030]用于在所述第一查询单元结果达到所述定时单元预设时间后触发光用户节点ONU注册或者掉注册处理流程的第二触发单元。
[0031]在上述方案中，还包括:流过滤功能单元，用于记录与所述光用户节点ONU的访问规则，并判断所述接收单元从所述交换模块的波长端口获得数据包是否满足所述访问规则。
[0032]本发明可以在WDM-PON OLT和ONU物理光层通道成功建立的基础上，实现OLT对接入ONU的发现、注册和掉注册等流程，还可以增加对新注册的ONU的及时授权处理，增加WDM-PON系统的运营管理能力和接入安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明中WDM-PON系统的结构示意图；
[0034]图2为本发明的ONU实时检测管理方法的流程图；
[0035]图3为本发明的光用户节点ONU注册处理流程示意图；
[0036]图4为本发明的授权处理流程示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明作出详细的说明。
[0038]图1为WDM-PON系统结构示意图，如图1所示，WDM-PON由OLT、ODN, ONU三部分组成，OLT由一组有色光模块阵列、AWG (阵列波导光栅)、交换模块和多个局端光模块组成。ONU由远端光模块和交换模块组成。OLT和ONU的光模块用于实现物理光层通道的建立。在波分复用的光分配网络中，ONU接入光纤后，只能收到特定波长的下行光信号，ONU的远端光模块会锁定下行波长，并根据下行波长，调谐到对应上行光的发射波长。ONU调制正确后，OLT可以接收到ONU发送的光信号，光层物理通道即可建立成功。OLT和ONU的交换芯片用于实现链路层通道的协商和数据业务的汇聚转发。在物理通道建立之后，互连的交换模块端口将检测链路状态，并协商传输速率。在链路层协商完成之后，OLT和ONU之间即可实现以太网数据业务的互通。
[0039]基于上述系统架构图，如2所示，本发明的实施例提供了一种WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其包括以下步骤:
[0040]首先，在WDM-PON系统中，OLT和ONU在连接物理层光通道后，ONU根据OLT下发的报文信息自动调制到正确的波长，成功建立OLT和ONU之间的物理层光通道链路；
[0041]然后，光线路终端(OLT)定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态，并根据链路状态完成对ONU的发现、注册和掉注册管理。
[0042]在当前检测波长对应的光通道链路为开启状态时，判断在所述波长下是否已有光用户节点(ONU)注册，如果是，则所述光线路终端(OLT)发起心跳处理流程检测所述波长下光用户节点(ONU)的状态，在没有接收到所述光用户节点(ONU)的心跳响应报文后触发光用户节点(ONU)掉注册处理流程；如果否，则在所述光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发所述波长下光用户节点(ONU)的注册处理流程。此步骤有助于发现新的未注册光用户节点(0NU)，并完成注册。
[0043]在当前检测波长对应的光通道链路为关闭状态时，判断在所述波长下是否已有光用户节点(ONU)注册，如果是，则在所述光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发光用户节点(ONU)掉注册处理流程。
[0044]最后，在触发所述波长下光用户节点(ONU)的注册处理流程后，触发所述光线路终端(OLT)对新注册的光用户节点(ONU)的授权处理流程。此步骤的目的在于针对新注册的光用户节点(ONU)进行授权处理。
[0045]以上通过光线路终端(OLT)定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态，检测波长对应的ONU是否在线，从而触发ONU的注册/掉注册流程；然后再通过触发授权流程，对新注册的ONU进行授权处理，有效对接入网络的ONU进行控制和管理。
[0046]根据图1在WDM-PON系统中每个波长下只可能接入I个0NU，因此OLT通过检测交换模块的端口链路状态，即可判断该波长下是否存在0NU。具体根据附图2，举例说明本发明的最优实施例。
[0047]在光线路终端(OLT)定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态后，执行以下步骤:
[0048]步骤200:开始第η个波长的物理层光通道链路状态进行检测，
[0049]步骤300:获取当前检测波长对应的OLT交换模块端口的链路状况；通过轮询每个波长对应的光线路终端(OLT)交换模块端口的链路状况来判断波长对应的物理层光通道链路状态，如果光线路终端(OLT)交换模块端口有光用户节点(ONU)接入，则对应的所述交换模块端口协商为开启，即当前检测波长对应的光通道链路为开启状态；反之，对应的所述交换模块端口协商为关闭，即当前检测波长对应的光通道链路为关闭状态。
[0050]步骤400:根据OLT交换模块端口的链路状况，判断当前检测波长对应的光通道链路状态；当状态为开启时，执行步骤412 — 419 ;当状态为关闭时，执行步骤421—424 ；
[0051]步骤500:当前波长检测完毕，检测下一个波长对应的光通道链路状态，重复步骤200—500。
[0052]步骤412:获取当前检测波长下ONU的注册状态；对于已经授权的0NU，通常在OLT的注册表中会登记该波长下是否注册有ONU的信息，
[0053]步骤413:判断当前波长下是否有ONU注册；如果否，执行步骤415，如果是，依次执行步骤416、418 ；
[0054]步骤415:判断光通道链路是否保持一预设时间稳定不变，该预设时间可以设定为50毫秒；如果是，则表示当前检测波长下有未注册的0NU，执行步骤417:触发光用户节点(ONU)的注册处理流程；如果否，则执行步骤500 ；
[0055]步骤416:光线路终端(OLT)发起心跳处理流程检测所述波长下光用户节点(ONU)的状态。这里的心跳处理流程指的是OLT主动向ONU发起心跳请求报文。
[0056]步骤418:判断是否接收到所述光用户节点(ONU)的心跳响应报文；如果是，则表示ONU未中断连接，执行步骤500 ;如果否，则表示ONU已中断连接，触发光用户节点(ONU)掉注册处理流程，然后执行步骤500。
[0057]步骤421:获取当前检测波长下ONU的注册状态；对于已经授权的0NU，通常在OLT的注册表中会登记该波长下是否注册有ONU的信息，
[0058]步骤422:判断当前检测波长下是否已有光用户节点(ONU)注册，如果是则执行步骤423 ;如果否，则执行步骤500 ；
[0059]步骤423:判断当前检测波长对应的光通道链路是否保持一预设时间稳定不变，如果是，则执行步骤424:触发光用户节点(ONU)掉注册处理流程，然后执行步骤500 ;如果否，则直接执行步骤500。
[0060]上述过程中，心跳请求和心跳响应报文报文的消息格式，它们与注册报文一样，也是采用以太网OAM的形式封装，如下表1所示，但在OAM帧头中使用不同leaf字段来区别报文类型。心跳响应报文报文通过在净荷中封装有上行发射波长的标称值和下行接收波长的实际值，向OLT提供实时的波长信息，实现波长实时监控的功能。在OLT主动发起心跳请求报文后，同时借助心跳消息实现波长监控的功能。波长监控可分为下行波长监控和上行波长监控两个部分:(I)监控下行波长时，OLT主动向ONU发送心跳请求消息，ONU收到心跳请求后，从远端光模块读取接收到的下行光波长的实际值，并通过心跳响应报文报文将其发送到OLT，OLT将响应报文中的下行实际波长与标称波长进行对比，判断下行波长是否漂移；(2)监控上行波长时， ONU通过心跳响应报文报文将上行发送光波长的标称值发送到OLT, OLT从局端光模块中取读取接收到的上行光的实际波长，并将其与心跳响应报文中的上行标称波长进行对比，判断上行波长是否漂移。这里的ONU可以在心跳响应报文报文中加入接收波长、硬件资源利用率等信息，用于OLT及时获取相应的管理信息。
[0061]
【权利要求】
1.一种WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:包括以下步骤: 光线路终端OLT定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态， 在当前检测波长对应的光通道链路为开启状态时，判断在所述波长下是否已有光用户节点ONU注册， 如果是，则所述光线路终端OLT发起心跳处理流程检测所述波长下光用户节点ONU的状态，在没有接收到所述光用户节点ONU的心跳响应报文报文后，触发光用户节点ONU掉注册处理流程； 如果否，则在所述光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发所述波长下光用户节点ONU的注册处理流程。
2.根据权利要求1所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述方法还包括: 在当前检测波长对应的光通道链路为关闭状态时，判断在所述波长下是否已有光用户节点ONU注册，如果是，则在所述光通道链路保持一预设时间稳定不变的情况下触发光用户节点ONU掉注册处理流程。
3.根据权利要求1所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述方法还包括: 在触发所述波长下光用户节点ONU的注册处理流程后，触发所述光线路终端OLT对新注册的光用户节点ONU的授权处理流程。
4.根据权利要求1所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述光用户节点ONU的注册处理流程包括:` 所述光线路终端OLT向所述光通道链路发送注册请求报文，所述注册请求报文中包括所述光用户节点ONU所在光通道链路的波长信息； 判断所述光线路终端OLT是否在预设超时时间内收到来自所述光用户节点ONU的注册响应报文，所述报文中包括所述光用户节点ONU的物理标示符， 如果接收到所述注册响应报文，则执行以下步骤100: 所述光线路终端OLT记录所述光用户节点ONU的物理标示符，并将所述光用户节点ONU加入注册表，同时标记所述波长的光通道端口下已有光用户节点ONU注册； 如果未接收到所述注册响应报文，所述光线路终端OLT将重复发送所述注册请求报文，在接收到所述注册响应报文后执行所述步骤100，在预设重复时间或者预设次数后仍未接收到所述注册响应报文，判定所述光用户节点ONU注册失败。
5.根据权利要求3所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述授权处理流程包括: 所述光线路终端OLT判断所述当前检测波长对应的光通道链路端口是否开启流过滤功能，所述流过滤功能中定义有与所述光用户节点ONU的访问规则；若是，则执行下一个步骤101，若否，在开启所述流过滤功能后执行所述步骤101， 步骤101:解析所述光通道链路端口接收的来自所述光用户节点ONU的数据包，判断所述数据包是否满足所述访问规则，若是，则授权通过所述数据包，并关闭所述流过滤功能；若否，则丢弃所述数据包中除注册协议报文以外的帧数据。
6.根据权利要求1所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述掉注册处理流程包括: 所述光线路终端OLT删除注册表中所述当前检测波长对应的用户节点ONU注册信息； 所述光线路终端OLT在所述当前检测波长对应的光通道链路端口开启流过滤功能，所述流过滤功能中定义有与所述光用户节点ONU的访问规则。
7.根据权利要求5或6所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述流过滤功能中包括的访问规则包括目的MAC地址和以太网类型。
8.根据权利要求1或2所述的WDM-PON系统中ONU实时检测管理方法，其特征在于:所述光线路终端OLT定期轮询每个波长的物理层光通道链路状态的过程中，通过轮询每个波长对应的所述光线路终端OLT交换模块端口的链路状况来进行判断，如果所述交换模块端口有光用户节点ONU接入，则对应的所述交换模块端口协商为开启，即当前检测波长对应的光通道链路为开启状态；反之，对应的所述交换模块端口协商为关闭，即当前检测波长对应的光通道链路为关闭状态。
9.一种光线路终端设备，包括交换模块和注册表单元，其特征在于:还包括 用于定期发起查询交换模块的波长端口接入状态的第一查询单元； 用于根据所述端口接入状态查询光用户节点ONU注册表信息的第二查询单元 用于发起心跳请求报文或者注册请求报文的发送单元； 用于接收来自所述有光用户节点ONU的心跳响应报文或注册响应报文的接收单元； 用于在未接收到所述心跳响应报文时触发光用户节点ONU掉注册处理流程的第一触发单元； 用于记录所述第一查询单元的结果维持时间的定时单元； 用于在所述第一查询单元结果达到所述定时单元预设时间后触发光用户节点ONU注册或者掉注册处理流程的第二触发单元。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于:还包括:流过滤功能单元，用于记录与所述光用户节点ONU的访问规则，并判断所述接收单元从所述交换模块的波长端口获得数据包是否满足所述访问规则。
【文档编号】H04B10/07GK103763020SQ201410047675
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】沈骅, 何岩, 吴红青, 曹桦, 常宇光 申请人:烽火通信科技股份有限公司