[發明專利]EPON系統的保護裝置和數據冗余備份方法及監控方法

無效

• 申請號: 201210140328.4
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102684782A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 宋華;蔡紹昌
• 申請（專利權）人: 成都瑞凌科信息技術有限公司
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08;H04B10/00;H04L12/46
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

技術領域

本發明涉及通信技術中的EPON系統的保護裝置，尤其涉及一種EPON系統的全光纖保護裝置和數據冗余備份方法及監控方法。

背景技術

EPON系統的組成、數據傳輸以及應用：

EPON系統及以太無源光網絡，是一種新型的光纖接入網技術，它采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供多種業務的傳輸。一個典型的EPON系統由OLT設備、ONU設備和POS設備組成。OLT設備（Optical?LineTerminal）放在中心機房，ONU設備（Optical?Network?Unit）放在用戶設備端附近,POS設備（Passive?Optical?Splitter）是無源光纖分支器，是一個連接OLT設備和ONU設備的無源設備，它的功能是分發下行數據，并集中上行數據；系統啟動后，OLT設備首先會周期性的在本端口上廣播允許接入ONU設備的時隙等信息。ONU設備上電后，根據OLT設備廣播的允許接入信息，主動發起注冊請求，OLT設備通過對ONU設備的認證允許ONU設備接入，并給請求注冊的ONU設備分配一個本OLT設備端口唯一的一個邏輯鏈路標識（LLID），只有在OLT設備上成功注冊的ONU設備，才能與OLT設備進行正常的數據傳輸。EPON系統是基于千兆以太網技術發展起來的無源光網絡技術，EPON系統不僅繼承了以太網低成本和易用性，而且也具備了光網絡的高帶寬特性。EPON系統憑借其安全、可靠、組網靈活，建設成本低等優勢，EPON技術已經成為了目前FTTX的主流解決方案（FTTX包括FTTH、FTTB、FTTC等，分別表示光纖到戶、光纖到樓棟、光纖到小區），其次，EPON技術在智能電網建設、鐵路通信、安防及視頻監控等領域也得到了廣泛的應用。甚至在一些軍事通信領域也開始應用EPON技術；EPON系統在實際應用中，由于其網絡拓撲結構是點對多點的屬型結構，其存在單點故障的隱患。主干光纖產生故障，將導致其余ONU設備同時產生通信故障。

現有的解決光纖全保護和數據鏈路的切換問題的方案主要有：

1、在ONU設備或OLT設備上通過電控光開關實現光纖的全保護主備切換，此方案通過控制光開關的通斷，實現光纖線路的切換；通過光功率檢測電路檢測光纖上的光功率，并通過此值來判斷光纖是否故障；當檢測到光功率異常時，邏輯控制電路控制光開關進行切換；在切換過程中ONU需要重新注冊在OLT上，這需要一定的時間，這個時間是不可避免的，長則幾秒鐘，短則幾十毫秒，并且當PON?MAC芯片損壞后，整個系統將會癱瘓，數據業務完全處于中斷狀態。

2、在ONU或OLT設備上采用電子開關實現光纖的全保護主備切換，此方案在ONU或OLT設備上采用一片PON?MAC芯片，兩個光模塊的雙PON口主備倒換方案，這種方法在PON?MAC與光模塊之間通過一個單刀雙擲的電子開關連接至兩個光模塊，通過檢測光模塊的光信號丟失指示信號，即LOS信號判斷光纖鏈路是否故障，當其中一個光模塊的對應的光纖線路故障時將光信號通路切換至另外一個光模塊。在切換過程中ONU需要重新注冊在OLT上，這需要一定的時間，這個時間是不可避免的，長則幾秒鐘，短則幾十毫秒，并且當PON?MAC芯片損壞后，整個系統將會癱瘓，數據業務完全處于中端狀態。

3、基于STP協議族實現光纖全保護，這種方案采用雙PON?MAC，兩個光模塊的雙PON口的技術方案，ONU的兩個PON口同時連接在OLT上，并且是一直注冊到OLT上；該方案利用交換芯片的UNI端口口隔離兩個PON口，通過在交換芯片的UNI端口上運行STP協議族（通常有STP，RSTP，MSTP），這里我們都統稱STP協議，，當STP協議檢測到系統中存在冗余傳輸路徑時，通過控制ONU設備上交換模塊的UNI端口阻塞其中的一條數據傳輸路徑，當檢測到系統中不存在冗余傳輸路徑時，說明其中一條光纖線路已經損壞，此時將交換模塊阻塞的UNI端口打開，保證系統中有一條路徑進行數據傳輸。此種方案倒換過程中ONU不需要重新注冊在OLT上，從這一點上說可以減少倒換時間，但是由于STP協議需要經過復雜的計算才能檢測出系統中冗余傳輸路徑。標準的STP大約要3-20秒，RSTP大約要1—3秒，MSTP大約要幾十至幾百毫秒。因此，此方案的主、備倒換時間也不短。