增强无源光网络健壮性的系统和方法

摘要

本发明提供了一种增强PON(无源光网络)健壮性的系统和方法，该系统主要包括：可以向OLT(局端设备)发送不同波长的上行光信号的终端和可以接收不同波长的上行光信号的OLT。该方法主要包括：配置PON的终端支持发送不同波长的上行光信号，配置PON的OLT支持接收不同波长的光信号；当OLT检测到PON的上行光信号出现故障后，下发命令将所有终端的上行光信号切换到所述配置的另外一个波长，OLT根据接收到的切换后的上行光信号，采取相应的操作，使PON的上行光信号恢复正常。利用本发明所述方法，可以当PON的上行通信出现故障时，及时采取措施恢复PON的上行通信，增强PON的健壮性。

说明书

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种增强PON(无源光网络)健壮性的系统和方法。

背景技术

光纤具有传输频带宽、容量大、损耗低和抗干扰能力强等优点，非常适合作为高速、宽带业务的传输媒体。而在各种光接入技术中，PON(无源光网络)作为一种现在和未来非常有前途的光接入技术，正越来越受到人们的关注。

如图1所示，PON由一个OLT(局端设备)、一个光分路器、多个远端的终端设备和多根光纤组成。OLT是位于运营商网络末端的设备，向上与网络相连，向下与光分路器相连，在局端设备和光分路器之间通过一根光纤连接，形成光纤的主干路。光分路器采用多根光纤和多个远端终端设备连接。远端终端设备包括ONT(光网络终端)和ONU(光网络单元)。

在PON中下行数据信号为连续广播方式，采用TDM(时分复用)技术，如图2所示，每一个ONU或ONT将接收到OLT下发的所有下行数据信号。

在PON中上行数据信号采用时分多址技术，如图3所示，每个ONT或ONU在OLT指定的时隙内采用突发模式发送光信号，向OLT上传数据。各ONT或ONU上传的数据在OLT处组装为复合帧。

在上述上行数据的传递过程中，每个ONT或ONU按授权的时隙正常地发送数据是极其重要的约束。当PON中一个ONT或ONU出现故障，不在OLT授权的时隙内发射光信号时；或者，PON中一个ONT或ONU的上行发光器件硬件出现错误，导致该ONT或ONU持续地发射光信号时。比如，如图4所示，ONT B持续发射上行光信号。此时，将严重地干扰其他ONT或ONU发射的上行光信号，导致OLT无法解析其他ONT或ONU上传的数据。从而导致整个系统的上行信道堵塞。

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增强PON健壮性的系统和方法，从而可以当PON的上行通信出现故障时，及时采取措施恢复PON的上行通信，增强PON的健壮性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种增强无源光网络健壮性的系统，包括：

终端：包括光网络终端ONT和/或光网络单元ONU，终端的发射光模块可以向局端设备发送不同波长的上行光信号，终端的接收光模块可以接收局端设备通过光分路器下发的下行信号；

局端设备：局端设备的接收光模块可以接收终端向其发送的不同波长的上行光信号，局端设备的发射光模块可以向终端发送下行信号，当检测到无源光网络PON的上行光信号出现故障时，发送下行信号指示所有终端统一切换到另外一个波长进行上行通信，根据切换后的上行光信号，采取相应的操作，使PON的上行光信号恢复正常。

所述局端设备包括：

波分复用器：用于对局端设备接收到的不同波长的上行光信号进行区分。

一种增强无源光网络健壮性的方法，包括：

A、配置PON的终端支持发送不同波长的上行光信号，配置PON的局端设备OLT支持接收不同波长的光信号；

B、当OLT检测到PON的上行光信号出现故障后，下发命令将所有终端的上行光信号切换到所述配置的另外一个波长，OLT根据接收到的切换后的上行光信号，采取相应的操作，使PON的上行光信号恢复正常。

所述的终端包括ONT和ONU。

所述的步骤A还包括：

在正常情况下，PON的终端统一采用所述配置的不同波长中的一种波长向OLT发射上行光信号。

所述的步骤B具体包括：

B1、当OLT检测到PON网络中有故障终端持续地发射光信号或在OLT授权的时隙外发射光信号时，OLT下发命令将所有终端的上行光信号切换到所述配置的不同波长中的另外一个波长；

B2、OLT根据接收到的所述切换后的终端发送的所述另外一个波长的上行光信号，采取相应的操作，使PON的上行光信号恢复正常。

所述的步骤B2具体包括：

当所述故障终端无法处理OLT下发的命令，仍然采用切换前的波长发送上行光信号时，OLT不接收该故障终端发送的上行光信号，只接收切换后的终端发送的所述另外一个波长的上行光信号，PON的上行光信号恢复正常。

所述的步骤B2具体包括：

当所述故障终端能够处理OLT下发的命令，和其它切换后的终端一样在OLT授权的时隙内以所述另外一个波长发射上行光信号时，此时，所述故障终端恢复正常，PON的上行光信号恢复正常。

所述的步骤B2具体包括：

B21、当所述故障终端进行切换后，以所述另外一个波长持续地发射光信号或在OLT授权的时隙外发射光信号；

B22、OLT检测到上行光信号出现故障后，下发命令逐一关闭所有终端，来查找出现故障的终端，当关闭所述故障终端时，PON的上行通信恢复正常，则判断该终端出现故障，继续关闭该终端，PON的上行光信号恢复正常。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过在PON网络中配置ONT或ONU支持发送两个不同波长的上行光信号，同时配置OLT支持接收两个不同波长的光信号。从而可以当PON的上行通信出现故障时，及时检测出出现故障的ONT或ONU，并采取相应的措施恢复PON的上行通信，使整个PON网络的通信恢复正常，增强PON的健壮性。

附图说明

图1为PON的结构示意图；

图2为PON的下行数据链路示意图；

图3为PON的上行数据链路示意图；

图4为故障ONT B持续发射上行光信号的示意图；

图5为本发明所述改进后的终端(包括ONT和ONU)的结构示意图；

图6为本发明所述改进后的OLT的结构示意图；

图7为本发明所述方法的具体实现方式的处理流程图；

图8为本发明所述实施例的组网示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种增强PON健壮性的系统和方法，本发明的核心为：配置ONT或ONU支持发送两个不同波长的上行光信号，同时配置OLT支持接收两个不同波长的光信号。

下面结合附图来详细描述本发明，本方法所述系统的结构和图1所示的PON网络的基本结构相同，本方法所述系统对其中的OLT和终端(包括ONT和ONU)的内部结构和功能进行了改进。

改进后的终端(包括ONT和ONU)的结构如图5所示，该终端包括两个发射光模块、一个接收光模块、控制模块和PON协议数据解析、分析模块。两个发射光模块可以分别向OLT发送两个不同波长的上行光信号。终端的接收光模块可以接收OLT通过光分路器下发的下行信号。

改进后的OLT的结构如图6所示。该OLT包括一个发射光模块、两个接收光模块、控制模块、PON协议数据解析、分析模块和波分复用器。OLT的两个接收光模块可以通过波分复用器分别接收终端(包括ONT和ONU)向其发送的两个不同波长的上行光信号。波分复用器的主要功能是把接收到的不同波长的上行光信号区分开来。OLT的发射光模块可以通过光分路器向终端(包括ONT和ONU)发送下行信息。

当OLT检测到PON的上行光信号出现故障时，通过向终端发送下行信号指示所有终端统一切换到另外一个波长进行上行通信，然后，根据切换后的上行光信号，采取相应的操作，使PON的上行光信号恢复正常。

本发明所述方法的具体实现方式的处理流程如图7所示，包括如下步骤：

步骤7-1、配置ONT或ONU支持发送两个不同波长的上行光信号，同时配置OLT支持接收两个不同波长的光信号。

本发明首先对PON网络的ONT和终端(包括ONT和ONU)的功能进行改进，使OLT支持接收两个不同波长的光信号。使终端(包括ONT和ONU)支持发送两个不同波长的上行光信号，在实际应用中，在正常情况下，所有终端(包括ONT和ONU)都按照相同的其中一种波长向OLT发送上行光信号。

比如，在图8所示的组网中，终端ONT A、ONT B、ONT C和ONT D都可以分别向OLT发送波长为1310nm、1410nm的上行光信号，OLT向终端发送波长为1490nm的下行信号。在正常情况下，终端向OLT发送的上行光信号采用波长1310nm。

步骤7-2、当OLT检测到上行光信号出现故障后，OLT通过下发命令将所有ONT或ONU的上行光信号切换到另外一个波长。

在实际应用中，当OLT检测到有持续的上行光信号，或者OLT无法解析终端的上行光信号时，就认为有终端的发射光模块出现故障。

于是，OLT通过光分路器向所有终端发送下行信号。指示所有终端将上行光信号切换到另外一个波长。同时，OLT只接收该另外一个波长的信号。

比如，在图8所示的组网中，当ONT A的发射光模块发生了故障后，ONT A向OLT持续地发射上行光信号，或者，ONT A不在OLT授权的时隙内发射光信号，于是，ONT A将会严重干扰其他ONT的上行光信号，导致整个上行通路堵塞。OLT检测到上行通路出现故障后，便给PON网络内的所有终端(包括ONT A、ONT B、ONT C和ONT D)都下发一条命令，指示所有终端都将上行波长切换到1410nm。

步骤7-3、OLT根据切换后的上行光信号，确定发生故障的ONT或ONU，并采取相应的操作，确保整个PON网络通信恢复正常。

在进行了上述切换操作后，OLT便根据切换后的上行光信号，确定发生故障的ONT或ONU，并采取相应的操作，确保整个PON网络通信恢复正常。

在进行了上述切换操作后，PON网络会出现以下三种情况：

1、由于ONT A发生严重故障或者光接收模块也不能正常工作，导致其无法处理OLT下发的命令。此时ONT B、ONT C和ONT D都采用1410nm波长进行上行通信，并且OLT只接收1410nm波长的光信号，而ONT A仍然上行发射1310nm波长的光信号，因此，此时，ONT A不会干扰其他ONT的上行通信，除ONT A外整个PON网络的通信恢复正常。

2、ONT能够处理OLT的下行命令，并且ONT A和ONT B、ONT C、ONT D一样在1410nm波长下并且只在OLT授权的时隙内发射上行光信号，这时ONT A既不会干扰其他ONT的上行光信号，本身也恢复正常，整个PON网络的通信恢复正常。

3、ONT能够处理OLT的下行命令，但是切换到1410nm波长后仍然持续发射光信号或在OLT授权的时隙外发射光信号，干扰其他ONT的上行通信。此时，OLT可以下发命令，逐一关闭ONT A、ONT B、ONT C和ONT D来查找出现故障的ONT。当关闭ONT A时，整个PON网络的上行通信恢复正常，因此可以判断ONT A出现故障。于是，OLT关闭ONT A，除了ONT A外整个PON网络通信恢复正常。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。