无源光网络的主备链路保护方法、环路系统及装置

摘要

本发明提出无源光网络(PON)的主备链路保护方法，包括：建立PON环路，采用所述PON环路配置连接第一节点与第二节点的主链路和备份链路；当主链路正常时，第一节点采用所述主链路传输数据，第二节点接收主链路中传输的所述数据；当主链路发生故障时，将所述故障通知所述PON环路中的相关节点；第一节点采用备份链路传输数据，第二节点接收备份链路中传输的所述数据。本发明还提出PON环路系统及边缘节点。本发明提出的方法、系统及装置，能够减小PON网络中由于单条链路故障而给网络带来的影响。

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON)领域，特别涉及无源光网络的主备链路保护方法、环路系统及装置。

背景技术

目前，光纤接入网(FTTx)主要采用无源光网络(PON，Passive OpticalNetwork)技术。图1为光接入网(OAN)系统的结构示意图，由用户驻地网(CPN，Customer Premises Network)、接入网(AN，Access Network)和业务功能点(Service Node Function)组成。其中在接入网中，适配功能体(AF，Adapation Function)实体是可选设备，主要是提供光网络单元(ONU，OpticalNetwork Unit)/光网络终端(ONT，Optical Network Terminal)接口与用户网络接口(UNI，User Network Interface)的相互转换，AF也可以内置在ONU中，这样省略图1中的参考点a。AF也可以放在光线路终端(OLT，Optical Line Termination)之后作OLT接口和业务点接口(SNI，Service NodeInterface)的相互转换。AF既可以看成用户驻地网(CPN，Customer PremisesNetwork)的功能体，也可以看成是接入网的功能体。用户驻地网和接入网的主要网元包括：OLT、光分配网(ODN，Optical Distribution Network)、ONU/ONT、以及AF。其中T为UNI接口的参考点，V为SNI接口的参考点。OLT为ODN提供网络接口并连接至一个或多个ODN。ODN为OLT和ONU/ONT提供传输手段。ONU/ONT为OAN提供用户侧接口并和ODN相连。宽带网络网关(BNG，Broadband Network Gateway)位于城域网侧，与OLT相连。

现有的PON网络拓扑是星形结构，即一个OLT通过ODN与多个ONU/ONT相连，且各个OLT之间不支持相互连接。由于这种星形结构，使得OLT成为PON的瓶颈，容易发生单点故障，一旦某个OLT发生故障，将造成与其相关的链路瘫痪，对网络造成较大影响。

发明内容

本发明实施例提出一种PON的主备链路保护方法，减小由于单条链路故障对网络造成的影响。

本发明实施例还提出PON环路系统及边缘节点，减小由于单条链路故障对网络造成的影响。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种PON的主备链路保护方法，包括：

建立PON环路，采用所述PON环路配置连接第一节点与第二节点的主链路和备份链路；

当主链路正常时，第一节点采用所述主链路传输数据，第二节点接收主链路中传输的所述数据；

当主链路发生故障时，将所述故障通知所述PON环路中的相关节点；第一节点采用备份链路传输数据，第二节点接收备份链路中传输的所述数据。

一种PON环路系统，包括至少两个用户侧边缘节点设备、以及至少两个OLT，所述用户侧边缘节点设备、或者相互连接的至少两个用户侧边缘节点设备与至少两个OLT连接，形成PON环路。

一种PON环路系统，包括至少两个边缘节点、以及至少两个OLT，所述边缘节点、或者相互连接的至少两个边缘节点与至少两个OLT连接，形成PON环路。

一种边缘节点，包括：

ODN入接口模块，包括第一转发子模块，用于接收OLT发送的数据，对所述数据进行PON物理层和数据链路层的处理，将处理后的数据转发至边缘节点功能模块；

边缘节点功能模块，用于接收由ODN入接口模块发送的数据，完成对所述数据的IP边缘节点处理功能，将处理后的数据发送至ODN出接口模块；

ODN出接口模块，包括第二转发子模块，用于接收由边缘节点功能模块发送的数据，对所述数据进行PON物理层和数据链路层的处理，将处理后的数据转发至与ODN出接口模块连接的OLT。

可见，本发明实施例提出的方法、系统及装置，通过建立PON环路，在PON环路的基础上配置连接两个节点的主备两条链路，实现了当一条链路发生故障时，采用备份链路进行传输，从而减小PON网络中由于单条链路故障而给网络带来的影响。

附图说明

图1为光接入网(OAN)系统的结构示意图；

图2a为本发明实施例一PON环路系统的结构示意图a；

图2b为本发明实施例一PON环路系统的结构示意图b；

图3为本发明实施例二PON环路系统的结构示意图；

图4为本发明实施例三PON环路系统的结构示意图；

图5为本发明实施例四PON环路系统的结构示意图；

图6为本发明实施例五PON环路系统的结构示意图；

图7为本发明实施例六PON的主备链路保护方法流程图；

图8为本发明实施例七PON的主备链路保护方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。

本发明实施例提出一种PON环路系统，该PON拓扑为：两个点到多点(P-MP，Point to MultiPoilt)树的倒接，树叶接树叶，用于多路径传输；包括至少两个用户侧边缘节点设备、以及至少两个OLT，用户侧边缘节点设备、或者相互连接的两个或两个以上用户侧边缘节点设备与至少两个OLT连接，形成PON环路。

上述用户侧边缘节点设备可以为：ONT、ONU、或者PON扩展器。

以下详细介绍本发明实施例的PON环路系统：

实施例一：

参见图2a，图2a为本发明实施例一PON环路系统的结构示意图a。在本实施例中，将用户侧边缘节点设备具体为ONT进行说明，在本发明的其他实施例中，用户侧边缘节点设备也可以为ONU或PON扩展器。本实施例中PON环路系统包括OLT1、OLT2、ONT1和ONT2，其中，OLT->ONT和ONT->OLT两个方向可以采用单条双向光纤，或者OLT->ONT方向采用一条单向光纤，ONT->OLT方向采用另一条单向光纤。ONT1和ONT2都与OLT1和OLT2连接，从而组合成PON环路，数据流可以双向流动，既可以按顺时针OLT1->ONT2->OLT2->ONT1->OLT1的方向流动，亦可按逆时针OLT1->ONT1->OLT2->ONT2->OLT1的方向流动。

PON起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的各段PON连接，构成一条完整的基于PON交换的路径/链路(PON-based SwitchingConnection)、基于运营商骨干传送(PBT，Provider Dackbone Transport)的以太网交换路径(ESP，Ethernet Switching Path)或基于多协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)的标签交换通道(LSP，LabelSwitching Path)。本发明实施例中，基于PON交换的链路(PON-basedSwitching Connection)、基于PBT的ESP或基于MPLS的LSP，统称为“链路”。对于以太网ESP，可采用以太网环的链路保护方法(如EtherRing)保护PON环。

以图2a为例，OLT1到ONT2的方向可以有两条基于PON交换的链路，其一为OLT1->ONT2的链路，其二为OLT1->ONT1->OLT2->ONT2的链路，构成主备链路或负荷分担链路。

参见图2b，图2b为本发明实施例一PON环路系统的结构示意图b。由图2b可见，ONT2到OLT1的方向可以有两条基于PON交换的链路，其一为ONT2->OLT1的链路，其二为ONT2->OLT2->ONT1->OLT1的链路，构成主备链路或负荷分担链路。

再如，OLT1和OLT2之间可以有两条链路：OLT1到OLT2方向，其一为OLT1->ONT2->OLT2的链路，其二为OLT1->ONT1->OLT2的链路，构成主备链路或负荷分担链路；OLT2到OLT1方向，其一为OLT2->ONT2->OLT1的链路，其二为OLT2->ONT1->OLT1的链路，构成主备链路或负荷分担链路。

再如，ONT1和ONT2之间也可以有两条链路：ONT1到ONT2方向，其一为ONT1->OLT2->ONT2的链路，其二为ONT1->OLT1->ONT2的链路，构成主备链路或负荷分担链路；ONT2到ONT1方向，其一为ONT2->OLT2->ONT1的链路，其二为ONT2->OLT1->ONT1的链路，构成主备链路或负荷分担链路。

实施例二：

参见图3，图3为本发明实施例二PON环路系统的结构示意图。本实施例中PON环路系统包括OLT1、OLT2、ONT1、ONT2、ONT3和ONT4，其中，ONT1和ONT3组成的链路、以及ONT2和ONT4组成的链路都与OLT1和OLT2相连，从而组合成PON环路。与实施例一相似，通过建立PON环路，在任意两个节点之间同样可以建立主备链路或负荷分担链路。

实施例三：

参见图4，图4为本发明实施例三PON环路系统的结构示意图。本实施例中PON环路系统包括OLT1、OLT2、ONT1、ONT2......ONTn，其中，ONT1、ONT2......ONTn都与OLT1和OLT2相连，从而组合成多个PON环路。与实施例一相似，通过建立PON环路，在任意两个节点之间同样可以建立主备链路或负荷分担链路。

容易理解的是，上述实施例二也可以采用相同的方式进行扩展，多条由多个ONT建立的链路可以同时与OLT1和OLT2相连，从而组合成多个PON环路。

实施例四：

参见图5，图5为本发明实施例四PON环路系统的结构示意图。

本实施例与实施例一的结构类似，不同点仅在于，采用PON扩展器(Extender)1和PON扩展器2与OLT1和OLT2连接，从而组合成PON环路，PON扩展器下接ONT/ONU；数据流可以双向流动，既可以按顺时针OLT1->Extender2->OLT2->Extender1->OLT1的方向流动，亦可按逆时针OLT1->Extender1->OLT2->Extender2->OLT1的方向流动。

在本实施例中，各节点之间的构成的主备链路或负荷分担链路与实施例一中所述主备链路相似，在此不赘。

上述四个实施例均采用用户侧边缘节点设备与多个OLT连接形成PON环路；本发明还可以采用城域网侧的边缘节点与多个OLT连接，形成PON环路。

本发明实施例还提出一种PON环路系统，包括至少两个边缘节点、以及至少两个OLT，其中，边缘节点、或者相互连接的至少两个边缘节点与至少两个OLT连接，形成PON环路。这种方式的优点是OLT的接口统一为PON接口，OLT可不带与边缘节点连接的ETH接口，改用PON接口与边缘节点连接；同时可以具有PON的广播特性和成本低的特点。上述边缘节点可以为：宽带网络网关BNG或宽带接入服务器(BRAS，Broadband AccessServer)。以下具体介绍：

实施例五：

参见图6，图6为本发明实施例五PON环路系统的结构示意图。

在本实施例中，将边缘节点具体为BNG进行举例说明，在本发明的其他实施例中，还可以采用BRAS等其他的边缘节点用来组成PON环路系统。

本实施例与实施例一的结构类似，不同点仅在于，采用BNG1和BNG2与OLT1和OLT2连接，从而组合成PON环路，数据流可以双向流动，既可以按顺时针OLT1->BNG2->OLT2->BNG1->OLT1的方向流动，亦可按逆时针OLT1->BNG1->OLT2->BNG2->OLT1的方向流动。

在本实施例中，各节点之间的构成的主备链路或负荷分担链路与实施例一中所述主备链路相似，在此不赘。

如图6所示，本实施例五中的边缘节点可以包括：ODN入接口模块、边缘节点功能模块以及ODN出接口模块；

其中，ODN入接口模块，充当ONT/ONU的接口功能，用于接收OLT发送的数据，对接收的数据进行PON物理层和数据链路层的处理，将所述处理后的数据转发至边缘节点功能模块。还可以进一步用于实现PON连接交换功能；

边缘节点功能模块，用于接收由ODN入接口模块发送的数据，完成对所述数据的IP边缘节点处理功能，将处理后的数据发送至ODN出接口模块；

ODN出接口模块，充当ONT/ONU的接口功能，用于接收由边缘节点功能模块发送的数据，对接收的数据进行PON物理层和数据链路层的处理，将所述处理后的数据转发至与ODN出接口模块连接的OLT。还可以进一步用于实现PON连接交换功能。

上述边缘节点可以为BNG或BRAS。

基于上述PON环路系统，本发明实施例提出一种PON的主备链路保护方法，可以包括：

建立PON环路，采用所述PON环路配置连接第一节点与第二节点的主链路和备份链路；

当主链路正常时，第一节点采用所述主链路传输数据，第二节点接收主链路中传输的所述数据；

当主链路发生故障时，将所述故障通知所述PON环路中的相关节点；第一节点采用备份链路传输数据，第二节点接收备份链路中传输的所述数据。

还可以进一步包括：当主链路故障恢复时，将所述故障恢复通知所述PON环路中的相关节点；第一节点采用主链路传输数据，第二节点接收主链路中传输的所述数据。

上述方法中，当主链路正常时，可以进一步包括：第一节点采用备份链路传输数据。也就是说：数据的传输可以采用“选发选收”的方式，即作为发送端的第一节点优先选择在主链路上发送数据，而作为接收端的第二节点接收主链路上传输的数据，当主链路发生故障时，第一节点才选择在备份链路上发送数据，第二节点接收备份链路上传输的数据；或者，数据的传输可以采用“多发选收”的方式，即作为发送端的第一节点在主备链路两条上发送相同的数据，而作为接收端的第二节点优先接收主链路上传输的数据，当检测到主链路发生故障，第二节点从主链路正常时传输数据的收备份链路中接收数据。“多发选收”方式相比“选发选收”方式，其优点在于，当主链路发生故障时，第二节点能够迅速切换至一直正常工作的备份链路，接收备份链路中传输的数据，从而省去了第一节点发送数据时从主链路切换到备份链路的过程。

以下举具体实施例分别介绍：

实施例六：

参见图7，图7为本发明实施例六PON的主备链路保护方法流程图。本实施例中，数据的传输采用“多发选收”方式。

本实施例所述的方法基于图2a所示的PON环路系统。本实施例将第一节点具体为OLT、第二节点具体为OUN进行举例说明，在本发明的其他实施例中，第一节点也可以为OUN、第二节点也可以为OLT；或者，第一节点或第二节点可以是PON中的任意节点。

首先，建立如图2a所示的PON环路。之后进行如下步骤：

步骤701：配置PON环控制链路，用于PON环的运行管理和维护(OAM)；对于ESP，该控制链路可用特殊的虚拟局域网(VLAN)进行标识。

步骤702：配置OLT1到ONT2的两条主备链路；对于ESP，主备链路可用特殊的主备VLAN进行标识。

步骤703：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)采用“多发选收”传输方式，即节点以广播或组播方式，同时向主链路和备份链路发送数据，而仅选择主链路进行数据的接收；PON本身支持OLT向ONT的广播，无需进行广播复制。

步骤704：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信工作于OLT1<->ONT2的主链路。

步骤705：由于采用“多发”，链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信同样存在于OLT1<->ONT1<->OLT2<->ONT2的备份链路上，只是链路目的节点(如ONT2)没有接收备份链路的数据而已。

步骤706：PON环的节点具有故障检测功能，本步骤中ONT2检测到OLT1<->ONT2的主链路出现故障。在本发明的其他实施例中，其他节点也可能检测到主链路故障，如OLT1节点。

步骤707：检测到主链路故障的节点(本实施例中为ONT2)通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障。在本发明的其他实施例中，也可以采用ONT2通知PON环控制中心，由PON环控制中心通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障。

步骤708：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)采用“多发选收”传输方式，仍进行“多发”，但选择备份链路进行数据的接收。

步骤709：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信工作于OLT1<->ONT1<->OLT2<->ONT2的备份链路。

步骤710：OLT1检测到OLT1<->ONT2的主链路故障已恢复。在本发明的其他实施例中，其他节点也可能检测到主链路故障恢复，如ONT2节点。

步骤711：检测到主链路故障恢复的节点(本实施例中为OLT1)通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障恢复。在本发明的其他实施例中，也可以采用OLT1通知PON环控制中心，由PON环控制中心通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障恢复。

步骤712：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)采用“多发选收”传输方式，仍进行“多发”，恢复选择主链路进行数据的接收。

步骤713：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信恢复工作于OLT1<->ONT2的主链路。

步骤714：由于采用“多发”，链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信同样存在于OLT1<->ONT1<->OLT2<->ONT2的备份链路上。

实施例七：

参见图8，图8为本发明实施例七PON的主备链路保护方法流程图。本实施例中，数据的传输采用“选发选收”方式。

本实施例所述的方法基于图2a所示的PON环路系统。本实施例将第一节点具体为OLT、第二节点具体为OUN进行举例说明，在本发明的其他实施例中，第一节点也可以为OUN、第二节点也可以为OLT；或者，第一节点或者第二节点可以是PON中的任意节点。

首先，建立如图2a所示的PON环路。之后进行如下步骤：

步骤801：配置PON环控制链路，用于PON环的OAM；对于ESP，该控制链路可用特殊的虚拟局域网(VLAN)进行标识。

步骤802：配置OLT1到ONT2的两条主备链路；对于ESP，主备链路可用特殊的主备VLAN进行标识。

步骤803：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)采用“选发选收”传输方式，选择主链路进行数据的发送和接收。

步骤804：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信工作于OLT1<->ONT2的主链路。

步骤805：PON环的节点具有故障检测功能，本步骤中ONT2检测到OLT1<->ONT2的主链路出现故障。在本发明的其他实施例中，其他节点也可能检测到主链路故障，如OLT1节点。

步骤806：检测到主链路故障的节点(本实施例中为ONT2)通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障。在本发明的其他实施例中，也可以采用ONT2通知PON环控制中心，由PON环控制中心通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障。

步骤807：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)采用“选发选收”传输方式，选择备份链路进行数据的发送和接收。

步骤808：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信工作于OLT1<->ONT1<->OLT2<->ONT2的备份链路。

步骤809：OLT1检测到OLT1<->ONT2的主链路故障已恢复。在本发明的其他实施例中，其他节点也可能检测到主链路故障恢复，如ONT2节点。

步骤810：检测到主链路故障恢复的节点(本实施例中为OLT1)通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障恢复；在本发明的其他实施例中，也可以采用OLT1通知PON环控制中心，由PON环控制中心通过PON环控制链路通知其它环路节点，OLT1<->ONT2的主链路故障恢复。

步骤811：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)采用“选发选收”传输方式，恢复选择主链路进行数据的发送和接收。

步骤812：链路的起始节点(如OLT1)和目的节点(如ONT2)之间的数据通信恢复工作于OLT1<->ONT2的主链路。

上述实施例六和实施例七中，首先建立起PON环路，在建立的PON环路上设置OLT1到ONT2的主备两条链路，优选在主链路上接收数据，当主链路发生故障时，接收备份链路上传输的数据，从而实现了OLT1到ONT2的主备链路保护。以上两个实施例仅以OLT1到ONT2的链路进行举例，容易理解的是，在PON环路上，任意两节点之间均能够配置主备两条链路，实现主备链路保护。比如：ONT2到OLT1、OLT1与OLT2之间、OUT1与OUT2之间等等，均能够实现主备链路保护，不再一一赘述。

综上可见，本发明实施例提出的实现PON主备链路保护的方法、PON环路系统及边缘节点，采用用户侧边缘节点设备、或者边缘节点与多个OLT建立连接，构成PON环路。由于构成了PON环路，PON中任意两个节点之间的路径都有主备两条链路，从而实现了PON中的主备链路保护，减小PON网络中由于单条链路故障而给网络带来的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。