專利名稱:一種epon網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及配置方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域,具體的說,是一種高可靠的便于維護(hù)的EPON布網(wǎng)拓?fù)?結(jié)構(gòu)及配置方法。
技術(shù)背景
隨著INTERNET的高速發(fā)展和普及,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的不斷膨脹,寬帶連接網(wǎng) 絡(luò)已成為人們訪問互聯(lián)網(wǎng)的主要方式。隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用以及用戶對通信業(yè)務(wù)不斷 提出新的要求,開始由傳統(tǒng)的電話、電報(bào)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向視頻、數(shù)據(jù)、圖像、語言、多媒體等非 話音業(yè)務(wù),導(dǎo)致電信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和結(jié)構(gòu)都發(fā)生了擴(kuò)大化和復(fù)雜化的發(fā)展過程,越來越多的 用戶對網(wǎng)絡(luò)接入有迫切的要求。從而把電信網(wǎng)中負(fù)責(zé)承載傳輸?shù)暮诵墓歉删W(wǎng)與負(fù)責(zé)用戶 接入的那一部分網(wǎng)絡(luò),從功能上明顯地區(qū)分開來,由此出現(xiàn)了接入網(wǎng)(AccessNetwork, AN) 的概念和技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)寬帶接入是用戶將計(jì)算機(jī)通過電話線、同軸電纜、光纖或無線設(shè)備與網(wǎng)絡(luò) 接入服務(wù)商(ISP)的服務(wù)器連接,從而實(shí)現(xiàn)接入國際互聯(lián)網(wǎng)的方法。目前可供選擇的網(wǎng) 絡(luò)接入方法有PSTN、ISDN、xDSL、HFC、FTTx接入等多種方式,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā) 展推動(dòng)著運(yùn)營商構(gòu)建新一代的寬帶城域網(wǎng),如何適應(yīng)接入網(wǎng),特別是以太接入網(wǎng)FTTx的 快速發(fā)展是寬帶城域網(wǎng)建設(shè)中迫切需要解決的問題。
當(dāng)前用于實(shí)現(xiàn)光接入網(wǎng)的技術(shù)主要有兩種無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PON和有源光網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)AON,其中無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)發(fā)展更快些,雖然無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)還不 成熟,在其沒有形成規(guī)模應(yīng)用之前,成本還是較高,但由于其在光分支點(diǎn)不需要節(jié)點(diǎn)設(shè) 備,只需要安裝一個(gè)簡單的光分支器即可,具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī) 房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn),故無疑該技術(shù)會(huì)成為未 來FTTx的最理想的接入方式。
以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù),它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、 無源光纖傳輸,在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù),它在物理層采用了 PON技術(shù),在鏈路層使 用以太網(wǎng)協(xié)議,利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入,因此,它綜合了 PON技術(shù)和 以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)低成本;高帶寬;擴(kuò)展性強(qiáng),靈活快速的服務(wù)重組;與現(xiàn)有以太網(wǎng) 的兼容性;方便的管理等等。
EPON的使用很大程度上緩解了 INTERNET的高速發(fā)展所帶來的帶寬劇增的問 題,但是隨著數(shù)據(jù)量的驟增,數(shù)據(jù)的可靠性和安全性又面臨著新的挑戰(zhàn),于是乎,無數(shù) 研究及專利應(yīng)運(yùn)而生,ITU-T就提出了四種基本的EPON拓?fù)?,來解決大量數(shù)據(jù)傳輸所 面臨的安全問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在ITU-T這四種拓?fù)涞幕A(chǔ)上,克服現(xiàn)有技術(shù)的一些不足,加以進(jìn) 一步的研究,并發(fā)明了一種新的EPON布網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。具體實(shí)施方案如下本發(fā)明提供了一種EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括管理服務(wù)系統(tǒng)和通信 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分,、管理服務(wù)系統(tǒng)包括網(wǎng)管、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器和交換機(jī),、通信網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)包括光纜終端設(shè)備、光節(jié)點(diǎn)以及光纖。
本發(fā)明所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),網(wǎng)管和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器通過網(wǎng)線連 接至交換機(jī),ONU則是通過光纖與OLT相連,網(wǎng)管通過交換機(jī)與OLT的網(wǎng)管口相連,數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器則是通過交換機(jī)與OLT的業(yè)務(wù)口相連。
本發(fā)明所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法具體步驟如下(1)、設(shè)計(jì)EPON中的OLT和ONU,使其都同時(shí)掛有兩個(gè)光口,具有兩個(gè)光路, 然后按照要求配置好網(wǎng)絡(luò),使每個(gè)ONU通過兩個(gè)光路分別掛載在最近的兩個(gè)OLT上,以 形成雙鏈路雙備份的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?2)、啟動(dòng)網(wǎng)管系統(tǒng)以及OLT,如果是首次啟動(dòng),則通過網(wǎng)管,向EPON網(wǎng)絡(luò)中配 置OLT相關(guān)的信息,并且保存在三個(gè)OLT中;如果非首次啟動(dòng),則OLT自動(dòng)從配置文件 中讀取相關(guān)配置信息,并生效,啟動(dòng)OLT,如果三個(gè)OLT中的配置信息有差異,則以主 OLT中的信息為準(zhǔn),同步另外兩個(gè)副O(jiān)LT;(3)、啟動(dòng)ONU,如果是首次啟動(dòng),則通過網(wǎng)管,向EPON網(wǎng)絡(luò)中配置ONU相關(guān) 的信息,保存至OLT的同時(shí),下發(fā)數(shù)據(jù)至相關(guān)ONU,生效并啟動(dòng);如果非首次啟動(dòng),則 ONU自動(dòng)從其注冊好的OLT的配置文件中獲取配置信息,生效并啟動(dòng)ONU ;(4)、網(wǎng)管自動(dòng)檢測出該EPON網(wǎng)絡(luò)中的OLT及0NU,并把其相應(yīng)的拓?fù)滹@示在 網(wǎng)管界面中,界面中主要包含以下信息OLT、ONU之間的相應(yīng)的拓?fù)潢P(guān)系,網(wǎng)絡(luò)中的 OLT及他各自的配置,網(wǎng)絡(luò)中的ONU以及它所掛載的線路,距離OLT的距離,VLAN, RSTP等先關(guān)信息,若ONU發(fā)生切換或是掉線等情況,網(wǎng)管及時(shí)報(bào)警并更新界面,以方 便故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)及排除。
本發(fā)明步驟(2)中所述的配置信息主要包括以下數(shù)據(jù)路由表信息,VLAN信 息,IGMP配置信息和RSTP配置信息等。
本發(fā)明步驟(3)中所述的ONU中的配置信息主要包括以下數(shù)據(jù)VLAN信息,IGMP配置信息和RSTP配置信息等。
本發(fā)明所述的三個(gè)OLT —起管理所有的ONU,當(dāng)EPON中鏈路或是設(shè)備發(fā)生故 障時(shí),數(shù)據(jù)傳輸會(huì)自動(dòng)切換至備用鏈路或是備用設(shè)備。
當(dāng)鏈路或是設(shè)備發(fā)生故障時(shí),本發(fā)明所述的網(wǎng)管利用光的特性和中斷機(jī)制,能 實(shí)時(shí)的對故障進(jìn)行報(bào)警,并顯示出其具體的故障點(diǎn)。
本發(fā)明利用了 EPON技術(shù),無疑是一種理想的光纖接入方式,該技術(shù)結(jié)合了成 熟的以太網(wǎng)技術(shù)和高帶寬的光通信網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù),實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),是最廣泛 使用的接入網(wǎng)絡(luò)。隨著帶寬的增加,數(shù)據(jù)量的飆升,信息傳輸?shù)目煽啃砸裁媾R著越來越 大的挑戰(zhàn),因此各種具有冗余保護(hù)功能的EPON拓?fù)鋺?yīng)運(yùn)而生,無疑,本發(fā)明提供了一 種相對更加新奇,有效,安全,可靠的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),它雇傭三個(gè)OLT共同管理整個(gè)系統(tǒng), 協(xié)同工作,形成穩(wěn)定的三角支撐,同時(shí),每個(gè)OLT以及ONU都有兩條光纖鏈路(光路),互為主備,方便切換,這種保護(hù)拓?fù)浼軜?gòu)不僅可以對EPON拓?fù)渲械母鱾€(gè)點(diǎn)進(jìn)行 保護(hù),同時(shí)還可以借助網(wǎng)管以圖形化的形式查出設(shè)備故障出現(xiàn)的點(diǎn),便于問題的定位, 分析,以及維護(hù)。實(shí)際操作表明,該方案可提供至少五個(gè)失誤,即ONU中光路故障、分 支段光纖故障、主干道光纖故障、OLT中光路故障,以及OLT完全故障等。
圖1是OLT結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是ONU結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本方法共提供了三個(gè)OLT對系統(tǒng)中的ONU進(jìn)行管理,并且每個(gè)OLT以及ONU 中都有兩個(gè)光路,互為主備,具體如圖1所示,本發(fā)明利用這種新奇的OLT和ONU設(shè)計(jì) 了一種高可靠的EPON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),詳情如圖2所示,該系統(tǒng)一共由兩部分組成。一部分 為管理服務(wù)系統(tǒng),主要由圖2中的網(wǎng)管(Network Mamigement Server)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器(Business Processing Server)和交換機(jī)(Switch)組成,另一部分則為由光纜終端設(shè)備 (OLT)、光節(jié)點(diǎn)(ONU)以及光纖(Fiber)所組成的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
在管理服務(wù)系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器(Business Processing Server)主要負(fù)責(zé)向 特定ONU下的特定用戶提供特定的業(yè)務(wù)服務(wù),而網(wǎng)管(NetworkMamigementServer)則 主要實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始配置,管理,以及監(jiān)控,并實(shí)時(shí)的把網(wǎng)絡(luò)的情況顯示在屏 幕中,以便于網(wǎng)管人員監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)。比如,系統(tǒng)中VLAN的配置,RSTP的設(shè)置等都 可以通過網(wǎng)管方便的配置下去,并可實(shí)時(shí)的查看。而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)發(fā)生故障,比如圖2 中A-B段發(fā)生故障,0NU#1會(huì)自動(dòng)的切換到備用鏈路0NU#1_光路#2,并從0LT#1去 注冊,并立刻注冊到0LT#2上,這樣就避免了數(shù)據(jù)的丟失。同時(shí),網(wǎng)管也應(yīng)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)這 一現(xiàn)象,并實(shí)時(shí)的顯示在網(wǎng)管界面上,并通過計(jì)算,大致計(jì)算出光纖出問題的位置,并在 網(wǎng)管界面上形象的顯示出來,以便于維修人員對問題進(jìn)行定位,并對其進(jìn)行及時(shí)的維修。
而交換機(jī)則是整個(gè)拓?fù)涞闹修D(zhuǎn)站,0LT#1,0LT#2,0LT#3,網(wǎng)管和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 服務(wù)器都通過網(wǎng)線連接至交換機(jī),進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,這幾個(gè)設(shè)備都放在局端,以方便系統(tǒng) 的維護(hù)。而ONU則是通過光纖與OLT相連,然后再通過交換機(jī)與網(wǎng)管和業(yè)務(wù)服務(wù)器相 連,并進(jìn)行通信。他們?nèi)仓迷跀?shù)千米以外的遠(yuǎn)端,以連接用戶端,為用戶提供相應(yīng)的 服務(wù)。其中,網(wǎng)管通過交換機(jī)與OLT的網(wǎng)管口相連,可以對OLT進(jìn)行相關(guān)的配置和管 理,然后通過光纖對該OLT下所注冊的ONU進(jìn)行相應(yīng)的配置和管理。而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù) 器則是通過交換機(jī)與OLT的業(yè)務(wù)口相連,以O(shè)LT為中轉(zhuǎn),為該OLT下所注冊的ONU提 供定制的服務(wù)。
由于其特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),本發(fā)明至少可以對系統(tǒng)進(jìn)行五種種類的保護(hù)。
1)、ONU中光路故障如圖2中,0NU#1_光路1故障,那么0NU#1可以馬 上切換其業(yè)務(wù)至另一路PON(0NU#1_光路2),同時(shí),立刻從0LT#1上去注冊,并注冊至 另一路光路所鏈接的OLT (0LT#2)。并且,在此過程中,網(wǎng)管上也會(huì)實(shí)時(shí)的報(bào)警,并在界面上顯示出故障的種類,以及故障發(fā)生的具體的位置。
2)、分支段光纖故障如圖2,ONU支路(A-B段)故障,那么與第一種相 似,ONU#l可以馬上切換其業(yè)務(wù)至另一路PON(ONU#l_光路2),同時(shí),立刻從OLT#l上 去注冊,并注冊至另一路光路所鏈接的OLT (OLT#2)。并且,在此過程中,網(wǎng)管上也 會(huì)實(shí)時(shí)的報(bào)警,并在界面上顯示出故障的種類,以及故障發(fā)生的具體的位置。所不同的 是,網(wǎng)管可以計(jì)算出光纖故障的點(diǎn)的具體位置,如距離ONU的大致位置(如100米), 這樣便能更好的定位,更好的維修,成本更少,維修時(shí)間更短,整個(gè)系統(tǒng)相對也就更加 穩(wěn)定。
3)、主干道光纖故障如圖2,OLT主路(B-C段)故障。ONU#l可以立刻 從OLT#l上去注冊,然后嘗試從另一路光纖上注冊至其它OLT (OLT#2)。當(dāng)然,在此 過程中,網(wǎng)管上也會(huì)實(shí)時(shí)的報(bào)警,并在界面上顯示出故障的種類,以及故障發(fā)生的具體 的位置。并計(jì)算出故障點(diǎn)距離OLT的大致位置(如1000米),由于這一段距離很遠(yuǎn),如 果準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn),那將大大的提升維修成本的同時(shí)更快的對系統(tǒng)進(jìn)行維修,恢復(fù), 當(dāng)然整個(gè)系統(tǒng)也就更加穩(wěn)定。
4)、OLT中光路故障如圖2中,OLT#l-光路1故障,那么ONU#l可以馬 上切換其業(yè)務(wù)至其備用光纖并注冊至相應(yīng)的OLT ;另外原來通過OLT#l-光路#2注冊在 OLT#l上的ONU#5將不受影響,其將仍然注冊在OLT#l上,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也不會(huì)中斷,當(dāng)然 數(shù)據(jù)也就不會(huì)有任何丟失的危險(xiǎn)。當(dāng)然,在此過程中,網(wǎng)管上也會(huì)及時(shí)報(bào)警,并在界面 上顯示出故障的種類,并指示出OLT#l故障的光路,以便于進(jìn)一步的維修和升級(jí)。
5)、OLT完全故障如圖2,即使OLT#l中的兩個(gè)光路同時(shí)壞掉,整個(gè)OLT#l 蕩掉,或是OLT#l斷電等更加惡劣的情況發(fā)生,對整個(gè)系統(tǒng)也不會(huì)有太大的影響。因?yàn)?ONU#l將會(huì)注冊至OLT#2上,ONU#5將會(huì)注冊至OLT#3上,網(wǎng)管可以通過OLT#2和 OLT#3對其管理,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器也可以通過OLT#2和OLT#3與ONU下的用戶進(jìn)行數(shù) 據(jù)交互。
權(quán)利要求
1.一種EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其特征在于,所述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括管理服務(wù)系統(tǒng) 和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分,所述的管理服務(wù)系統(tǒng)包括網(wǎng)管、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器和交換機(jī),所 述的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括光纜終端設(shè)備(OLT)、光節(jié)點(diǎn)(ONU)以及光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其特征在于,所述的網(wǎng)管和數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器通過網(wǎng)線連接至交換機(jī),ONU則是通過光纖與OLT相連,網(wǎng)管通過交換機(jī) 與OLT的網(wǎng)管口相連,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)器則是通過交換機(jī)與OLT的業(yè)務(wù)口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法,其特征在于, 具體步驟如下(1)、設(shè)計(jì)EPON中的OLT和0NU,使其都同時(shí)掛有兩個(gè)光口,具有兩個(gè)光路, 然后按照要求配置好網(wǎng)絡(luò),使每個(gè)ONU通過兩個(gè)光路分別掛載在最近的兩個(gè)OLT上,以 形成雙鏈路雙備份的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?2)、啟動(dòng)網(wǎng)管系統(tǒng)以及0LT,如果是首次啟動(dòng),則通過網(wǎng)管,向EPON網(wǎng)絡(luò)中配 置OLT相關(guān)的信息,并且保存在三個(gè)OLT中;如果非首次啟動(dòng),則OLT自動(dòng)從配置文件 中讀取相關(guān)配置信息,并生效,啟動(dòng)0LT,如果三個(gè)OLT中的配置信息有差異,則以主 OLT中的信息為準(zhǔn),同步另外兩個(gè)副0LT;(3)、啟動(dòng)0NU,如果是首次啟動(dòng),則通過網(wǎng)管,向EPON網(wǎng)絡(luò)中配置ONU相關(guān) 的信息,保存至OLT的同時(shí),下發(fā)數(shù)據(jù)至相關(guān)0NU,生效并啟動(dòng);如果非首次啟動(dòng),則 ONU自動(dòng)從其注冊好的OLT的配置文件中獲取配置信息,生效并啟動(dòng)ONU ;(4)、網(wǎng)管自動(dòng)檢測出該EPON網(wǎng)絡(luò)中的OLT及0NU,并把其相應(yīng)的拓?fù)滹@示在 網(wǎng)管界面中,界面中主要包含以下信息OLT、ONU之間的相應(yīng)的拓?fù)潢P(guān)系,網(wǎng)絡(luò)中的 OLT及他各自的配置,網(wǎng)絡(luò)中的ONU以及它所掛載的線路,距離OLT的距離,VLAN, RSTP等先關(guān)信息,若ONU發(fā)生切換或是掉線等情況,網(wǎng)管及時(shí)報(bào)警并更新界面,以方 便故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)及排除。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法,其特征在于,步驟(2)中所述的配置信息主要包括以下數(shù)據(jù)路由表信息,VLAN信息,IGMP配置信息 和RSTP配置信息等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法,其特征在于,步驟(3)中所述的ONU中的配置信息主要包括以下數(shù)據(jù)VLAN信息,IGMP配置信息和 RSTP配置信息等。
6.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法,其特征在于,本 發(fā)明所述的三個(gè)OLT —起管理所有的0NU,當(dāng)EPON中鏈路或是設(shè)備發(fā)生故障時(shí),數(shù)據(jù) 傳輸會(huì)自動(dòng)切換至備用鏈路或是備用設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置方法,其特征在于,當(dāng) 鏈路或是設(shè)備發(fā)生故障時(shí),本發(fā)明所述的網(wǎng)管利用光的特性和中斷機(jī)制,能實(shí)時(shí)的對故 障進(jìn)行報(bào)警,并顯示出其具體的故障點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種EPON網(wǎng)元設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及配置方法,它雇傭三個(gè)OLT共同管理整個(gè)系統(tǒng),協(xié)同工作,形成穩(wěn)定的三角支撐,同時(shí),每個(gè)OLT以及ONU都有兩條光纖鏈路,互為主備,方便切換,這種保護(hù)拓?fù)浼軜?gòu)不僅可以對EPON拓?fù)渲械母鱾€(gè)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù),同時(shí)還可以借助網(wǎng)管以圖形化的形式查出設(shè)備故障出現(xiàn)的點(diǎn),便于問題的定位,分析,以及維護(hù),實(shí)際操作表明,該方案可提供至少五個(gè)失誤,即ONU中光路故障、分支段光纖故障、主干道光纖故障、OLT中光路故障,以及OLT完全故障等。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK102025540SQ201010576589
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者劉家瑞, 周小林, 溫雨春, 郁發(fā)新, 陸哲明, 陳華 申請人:浙江大學(xué)