專利名稱：Epon系統(tǒng)的保護裝置和數(shù)據(jù)冗余備份方法及監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)中的EPON系統(tǒng)的保護裝置，尤其涉及ー種EPON系統(tǒng)的全光纖保護裝置和數(shù)據(jù)冗余備份方法及監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
EPON系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)傳輸以及應(yīng)用EPON系統(tǒng)及以太無源光網(wǎng)絡(luò)，是ー種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)的傳輸。ー個典型的EPON系 統(tǒng)由OLT設(shè)備、ONU設(shè)備和POS設(shè)備組成。OLT設(shè)備(Optical LineTerminal)放在中心機房，ONU設(shè)備(Optical Network Unit)放在用戶設(shè)備端附近，POS 設(shè)備(Passive Optical Splitter)是無源光纖分支器，是ー個連接OLT設(shè)備和ONU設(shè)備的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)據(jù)；系統(tǒng)啟動后，OLT設(shè)備首先會周期性的在本端口上廣播允許接入ONU設(shè)備的時隙等信息。ONU設(shè)備上電后，根據(jù)OLT設(shè)備廣播的允許接入信息，主動發(fā)起注冊請求，OLT設(shè)備通過對ONU設(shè)備的認(rèn)證允許ONU設(shè)備接入，并給請求注冊的ONU設(shè)備分配ー個本OLT設(shè)備端ロ唯一的ー個邏輯鏈路標(biāo)識(LLID)，只有在OLT設(shè)備上成功注冊的ONU設(shè)備，才能與OLT設(shè)備進行正常的數(shù)據(jù)傳輸。EPON系統(tǒng)是基于千兆以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展起來的無源光網(wǎng)絡(luò)技木，EPON系統(tǒng)不僅繼承了以太網(wǎng)低成本和易用性，而且也具備了光網(wǎng)絡(luò)的高帶寬特性。EPON系統(tǒng)憑借其安全、可靠、組網(wǎng)靈活，建設(shè)成本低等優(yōu)勢，EPON技術(shù)已經(jīng)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(qū))，其次，EPON技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)、鉄路通信、安防及視頻監(jiān)控等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。甚至在一些軍事通信領(lǐng)域也開始應(yīng)用EPON技術(shù)；ΕΡ0Ν系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，由于其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是點對多點的屬型結(jié)構(gòu)，其存在單點故障的隱患。主干光纖產(chǎn)生故障，將導(dǎo)致其余ONU設(shè)備同時產(chǎn)生通信故障?，F(xiàn)有的解決光纖全保護和數(shù)據(jù)鏈路的切換問題的方案主要有I、在ONU設(shè)備或OLT設(shè)備上通過電控光開關(guān)實現(xiàn)光纖的全保護主備切換，此方案通過控制光開關(guān)的通斷，實現(xiàn)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(dāng)檢測到光功率異常時，邏輯控制電路控制光開關(guān)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(dāng)PON MAC芯片損壞后，整個系統(tǒng)將會癱瘓，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)完全處于中斷狀態(tài)。2、在ONU或OLT設(shè)備上采用電子開關(guān)實現(xiàn)光纖的全保護主備切換，此方案在ONU或OLT設(shè)備上采用一片PON MAC芯片，兩個光模塊的雙PON ロ主備倒換方案，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(guān)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(dāng)其中ー個光模塊的對應(yīng)的光纖線路故障時將光信號通路切換至另外ー個光模塊。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(dāng)PONMAC芯片損壞后，整個系統(tǒng)將會癱瘓，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)完全處于中端狀態(tài)。3、基于STP協(xié)議族實現(xiàn)光纖全保護，這種方案采用雙PON MAC,兩個光模塊的雙PON ロ的技術(shù)方案，ONU的兩個PON ロ同時連接在OLT上，并且是一直注冊到OLT上；該方案利用交換芯片的UNI端ロロ隔離兩個PON ロ，通過在交換芯片的UNI端ロ上運行STP協(xié)議族(通常有STP，RSTP, MSTP)，這里我們都統(tǒng)稱STP協(xié)議，，當(dāng)STP協(xié)議檢測到系統(tǒng)中存在冗余傳輸路徑時，通過控制ONU設(shè)備上交換模塊的UNI端ロ阻塞其中的一條數(shù)據(jù)傳輸路徑，當(dāng)檢測到系統(tǒng)中不存在冗余傳輸路徑時，說明其中一條光纖線路已經(jīng)損壞，此時將交換模塊阻塞的UNI端ロ打開，保證系統(tǒng)中有一條路徑進行數(shù)據(jù)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(xié)議需要經(jīng)過復(fù)雜的計算才能檢測出系統(tǒng)中冗余傳輸路徑。標(biāo)準(zhǔn)的STP大約要3-20秒，RSTP大約要I一3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。綜合上述三種方案都存在一個主備切換的過程，因此有一定的倒換時間；在倒換時間內(nèi)，系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，無法進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，系統(tǒng)可靠性不高；方案I和方案2采用單PON MAC芯片方案，在主備切換后，ONU設(shè)備需要重新注冊到OLT設(shè)備上才能進行數(shù)據(jù)通信，這個時間是不可避免的，長則幾秒，短則幾十毫秒；對于方案三，用STP協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)冗余路徑檢測，STP協(xié)議的計算非常復(fù)雜，長則幾十秒，短則幾十毫秒；所述三種方案同時都只有一根光纖在進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，如果數(shù)據(jù)在傳輸路徑上丟失，則在接收端將徹底不能接收到該數(shù)據(jù)，無法做到數(shù)據(jù)的冗余備份，系統(tǒng)可靠性不高；對于方案I和方案ニ，如果其中ー個PON MAC芯片損壞，系統(tǒng)也將癱瘓，無法再進行正常的數(shù)據(jù)傳輸。因此，現(xiàn)有的以上三種方案都無法計算出光纖線路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率，無法判斷出光纖線路的傳輸質(zhì)量，不利于系統(tǒng)的維護。且現(xiàn)有技術(shù)無論是單PONMAC芯片還是雙PON MAC芯片解決方案，或者是通過光開關(guān)還是電子開關(guān)進行光纖主備切換，都不能做到零毫秒主備切換，零業(yè)務(wù)中斷并且在數(shù)據(jù)傳輸過程中同時只有一條光纖進行數(shù)據(jù)的傳輸，當(dāng)數(shù)據(jù)在其中一根光纖上丟失后，在接收端將無法再得到該數(shù)據(jù)，無法做到數(shù)據(jù)的冗余備份。在專利號為“200810197527. 2”、名稱為“基于SOA光開關(guān)的突發(fā)式超長距離光纖保護器”的發(fā)明中，其包括光纖路終端接ロ、光分支器、SOA光開關(guān)/主干光纖接ロ，它們依次連接。光分支其還和光探測器、控制邏輯電路依次相連?？刂七壿嬰娐芬埠鸵埠蚐OA光開光相連。該光纖保護裝置能兼容所有的PON系統(tǒng)，能實現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)的自動光纖保護切換。光纖主備切換的依據(jù)是通過光探測器檢測光纖上的光信號功率結(jié)果。前述專利中沒有提到數(shù)據(jù)的冗余備份，并且實現(xiàn)光纖保護倒換的方法是通過光開關(guān)來實現(xiàn)的，倒換條件是通過光探測器檢測光功率大小，依然具有上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供ー種EPON系統(tǒng)的保護裝置和數(shù)據(jù)冗余備份方法及監(jiān)控方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明包括OLT設(shè)備和ONU設(shè)備，所述OLT設(shè)備包括OLT MAC芯片和OLT設(shè)備的交 換模塊，OLT MAC芯片包括OLT MAC主芯片和OLT MAC備芯片；所述ONU設(shè)備包括多個ONU單元，每個所述ONU單元包括ー個ONU MAC主芯片、ー個ONU MAC備芯片和ー個ONU設(shè)備的交換模塊，其特征在于所述保護裝置還包括數(shù)據(jù)冗余備份裝置，所述數(shù)據(jù)冗余備份裝置包括OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊，所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊連接在所述OLT MAC芯片和所述OLT設(shè)備的交換模塊之間，所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊連接在所述ONUMAC芯片和所述ONU単元的交換模塊之間，所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊連接在所述ONU MAC芯片和所述ONU單元的交換模塊之間，所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊連接在所述OLT MAC芯片和所述OLT設(shè)備的交換模塊之間。具體地，所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊的信號端與所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊的信號端之間還連接有OLT監(jiān)控模塊，所述OLT監(jiān)控模塊還與所述OLT設(shè)備的光模塊的LOS信號端連接；所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊的信號端與所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊的信號端之間還連接有ONU監(jiān)控模塊，所述ONU監(jiān)控模塊還與所述ONU単元的光模塊的LOS信號端連接。本發(fā)明所述數(shù)據(jù)冗余備份方法包括OLT下行數(shù)據(jù)處理方法、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝 方法、ONU上行數(shù)據(jù)處理方法和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝方法，分別通過所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊實現(xiàn)；其中I.所述OLT下行數(shù)據(jù)處理方法為將來自O(shè)LT設(shè)備的交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行封裝，添加上唯一的標(biāo)識碼，所述標(biāo)識碼按順序遞增，并將添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制成ニ份，分別傳送至OLT設(shè)備的OLTMAC主芯片和OLT MAC備芯片；2.所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝方法為如果所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊接收到ニ份所述方法(I)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則選擇其中一份數(shù)據(jù)包傳輸給ONU單元的交換模塊，實現(xiàn)PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)的冗余備份；所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊只接收到一份所述方法(I)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則將該份數(shù)據(jù)包傳輸給ONU単元的交換模塊；3.所述ONU上行數(shù)據(jù)處理方法為將來自O(shè)NU単元的交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行封裝，添加上唯一的標(biāo)識碼，所述標(biāo)識碼按順序遞增，并將添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制成ニ份，分別傳送至ONU單元的ONU MAC主芯片和ONU MAC備芯片；4.所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝方法為如果所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊接收到ニ份所述方法(3)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則選擇其中一份數(shù)據(jù)包傳輸給OLT設(shè)備的交換模塊，實現(xiàn)PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)的冗余備份；所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊只接收到一份所述方法(3)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則將該份數(shù)據(jù)包傳輸給OLT設(shè)備的交換模塊。本發(fā)明所述監(jiān)控方法包括對所述OLT設(shè)備上的主光模塊、備光模塊和所述ONU單元的主光模塊、備光模塊的LOS信號進行監(jiān)控，如果檢測到所述光模塊的LOS信號有效，則判斷對應(yīng)的光纖線路受到破壞，并將此故障信號上傳給網(wǎng)管系統(tǒng)；所述監(jiān)控方法還包括對所述OLT設(shè)備上的OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊和所述ONU単元的ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊進行監(jiān)控，計算出兩光纖傳輸路徑的數(shù)據(jù)誤碼率，并將此誤碼率上傳給網(wǎng)管系統(tǒng)；如果檢測到某路光纖線路正常，但是數(shù)據(jù)誤碼率為100%,則判定MAC芯片損壞。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明采用雙PON MAC芯片和雙PON ロ的技術(shù)方案，通過在OLT設(shè)備和ONU設(shè)備上増加一光纖全保護裝置以及數(shù)據(jù)冗余備份裝置，實現(xiàn)EPON系統(tǒng)中的手拉手光纖全保護，并且能做到光纖的零毫秒主、備切換，零業(yè)務(wù)中斷，同時提供冗余的數(shù)據(jù)備份，其中一條光纖線路損壞或者是其中ー個PON MAC芯片損壞不會影響PON系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸。本發(fā)明在PON系統(tǒng)中存在ー個監(jiān)控模塊，它能夠以監(jiān)控光模塊的光功率以及每一條光纖路徑數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率，井根據(jù)此判斷光纖線路故障的原因，是光纖遭到物理性的徹底毀壞，還是MAC芯片或其它電路故障；大大提高了系統(tǒng)的可維護性。滿足在軍事通信、エ業(yè)實時控制、安防、視頻監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域等高可靠性的應(yīng)用場合。


圖I是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的保護裝置和數(shù)據(jù)冗余備份方法及監(jiān)控方法的原理框圖；
圖2是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的保護裝置中的OLT設(shè)備的OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊和ONU単元的ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊的原理框圖；圖3是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余備份方法中ONU單元的ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解封裝模塊和OLT設(shè)備的OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解封裝模塊的原理框圖；圖4是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余備份方法中重新封裝后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的原理框圖；圖5是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余備份方法中的標(biāo)識碼含義、結(jié)構(gòu)原理框圖；圖6是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余備份方法中下行數(shù)據(jù)的傳輸流程原理框圖；圖7是本發(fā)明EPON系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余備份方法中上行數(shù)據(jù)的傳輸流程原理框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步具體描述如圖I所示本發(fā)明包括OLT設(shè)備和ONU設(shè)備，所述OLT設(shè)備包括OLTMAC芯片和OLT設(shè)備的交換模塊，OLT MAC芯片包括OLT MAC主芯片和OLTMAC備芯片；所述ONU設(shè)備包括多個ONU單元，每個所述ONU單元包括ー個ONU MAC主芯片、ー個ONU MAC備芯片和ー個ONU設(shè)備的交換模塊，其特征在于所述保護裝置還包括數(shù)據(jù)冗余備份裝置，所述數(shù)據(jù)冗余備份裝置包括OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊，所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊連接在所述OLTMAC芯片和所述OLT設(shè)備的交換模塊之間，所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊連接在所述ONU MAC芯片和所述ONU單元的交換模塊之間，所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊連接在所述ONU MAC芯片和所述ONU單元的交換模塊之間，所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊連接在所述OLT MAC芯片和所述OLT設(shè)備的交換模塊之間。如圖I所示所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊的信號端與所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊的信號端之間還連接有OLT監(jiān)控模塊，所述OLT監(jiān)控模塊還與所述OLT設(shè)備的光模塊的LOS信號端連接；所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊的信號端與所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊的信號端之間還連接有ONU監(jiān)控模塊，所述ONU監(jiān)控模塊還與所述ONU単元的光模塊的LOS信號端連接；它的主要作用是監(jiān)控光模塊的LOS (光丟失輸出信號)以及數(shù)據(jù)解封裝模塊對接收到數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計分析結(jié)果，并根據(jù)此狀態(tài)判斷兩條光纖線路的故障狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸誤碼率，并將故障狀態(tài)上報給網(wǎng)管系統(tǒng)。如果監(jiān)控模塊檢測到光模塊的LOS信號有效，說明對應(yīng)的光纖線路收到物理性的破壞，對應(yīng)的光纖路徑完全不能進行數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)解封裝模塊可計算出兩光纖傳輸路徑的的誤碼率，將此誤碼率告知監(jiān)控模塊，監(jiān)控模塊能夠?qū)⒋苏`碼率上報給網(wǎng)管系統(tǒng)，以便進行系統(tǒng)的維護。另外，如果檢測到某路光纖傳輸路徑的光模塊光功率正常，但是數(shù)據(jù)誤碼率為100%，則能夠判定是PON MAC芯片或其它電路損壞。
如圖I所示本發(fā)明包括OLT下行數(shù)據(jù)處理方法、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝方法、ONU上行數(shù)據(jù)處理方法和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝方法，分別通過所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊實現(xiàn)；其中如圖2所示所述OLT下行數(shù)據(jù)處理方法為將來自O(shè)LT設(shè)備的交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行封裝，添加上唯一的標(biāo)識碼，所述標(biāo)識碼按順序遞增，并將添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制成ニ份，分別傳送至OLT設(shè)備的OLTMAC主芯片和OLT MAC備芯片后依次經(jīng)光模塊、光纖和ONU MAC芯片分別傳輸至ONU上的下行數(shù)據(jù)解封裝模塊。如圖3所示所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝方法為如果所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊接收到ニ份所述方法(I)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則選擇其中一份數(shù)據(jù)包傳輸給ONU単元的交換模塊，實現(xiàn)PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)的冗余備份；如果其中一條光纖線線路損壞或者其中ー個PON MAC芯片損壞，則所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊只接收到ー份所述方法
(I)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，但是不會影響數(shù)據(jù)的正常傳數(shù)，不會造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛啵皇谴藭r不能做到數(shù)據(jù)的冗余備份，不但實現(xiàn)了 PON系統(tǒng)下行業(yè)務(wù)的光纖全保護，也實現(xiàn)了下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的零毫秒業(yè)務(wù)切換和零業(yè)務(wù)中斷；并且ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊可以由此計算出光纖線路上的數(shù)據(jù)傳輸誤碼率，并將誤碼率結(jié)果傳輸給監(jiān)控模塊。如圖2所示所述ONU上行數(shù)據(jù)處理方法為將來自O(shè)NU単元的交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行封裝，添加上唯一的標(biāo)識碼，所述標(biāo)識碼按順序遞增，并將添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制成ニ份，分別傳送至ONU單元的ONUMAC主芯片和ONU MAC備芯片后依次經(jīng)光模塊、光纖和ONU MAC芯片分別傳輸至ONU上的下行數(shù)據(jù)解封裝模塊。如圖3所示所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝方法為如果所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊接收到ニ份所述方法(3)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則選擇其中一份數(shù)據(jù)包傳輸給OLT設(shè)備的交換模塊，實現(xiàn)PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)的冗余備份；如果其中一條光纖線線路損壞或者其中ー個PON MAC芯片損壞，那在OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊只能接收到ー份所述方法
(3)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，但是不會影響數(shù)據(jù)的正常傳數(shù)，不會造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛?，只是此時不能做到數(shù)據(jù)的冗余備份，不但實現(xiàn)了 PON系統(tǒng)下行業(yè)務(wù)的光纖全保護，也實現(xiàn)了下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的零毫秒業(yè)務(wù)切換和零業(yè)務(wù)中斷；并且OLT下行數(shù)據(jù)解封裝模塊可以由此計算出光纖線路上的數(shù)據(jù)傳輸誤碼率，并將誤碼率結(jié)果傳輸給監(jiān)控模塊。如圖I所示本發(fā)明包括對所述OLT設(shè)備上的主光模塊、備光模塊和所述ONU單元的主光模塊、備光模塊的LOS信號進行監(jiān)控，如果檢測到所述光模塊的LOS信號有效，則判斷對應(yīng)的光纖線路受到破壞，并將此故障信號上傳給網(wǎng)管系統(tǒng)；所述監(jiān)控方法還包括對所述OLT設(shè)備上的OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊和所述ONU単元的ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊進行監(jiān)控，計算出兩光纖傳輸路徑的數(shù)據(jù)誤碼率，并將此誤碼率上傳給網(wǎng)管系統(tǒng)；如果檢測到某路光纖線路正常，但是數(shù)據(jù)誤碼率為100%,則判定MAC芯片損壞。如圖2和圖4所示0LT設(shè)備的下行數(shù)據(jù)處理模塊和ONU単元的上行數(shù)據(jù)處理模塊均由以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收電路、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包接收緩存、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包封裝電路、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包發(fā)送緩存、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包發(fā)送電路幾個部分組成。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收電路負(fù)責(zé)接收來自交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包存入接收緩存，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包封裝電路把數(shù)據(jù)包從接收緩存中取出進行封裝，給每ー數(shù)據(jù)包添加上唯一的標(biāo)識碼，標(biāo)識碼占四個字節(jié)，并且是按順序遞增的，標(biāo)識碼封裝在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的長度字段之后，重新封裝的 數(shù)據(jù)包，包長度會増加四個字節(jié)，因此需要修改數(shù)據(jù)包的長度字段，并且需要重新計算FCS(校驗和)。如圖5所示這里需要提出的是IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)下規(guī)定的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，其數(shù)據(jù)字段的最大長度為1500字節(jié)，若從交換模塊接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)段長度為1500字節(jié)時，則需要將此數(shù)據(jù)包拆分封裝成兩個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行傳輸。如果是經(jīng)過拆分的數(shù)據(jù)包封裝后在標(biāo)識碼里面會有兩個字節(jié)來進行標(biāo)識。標(biāo)識碼字段占用4個字節(jié)，前兩個字節(jié)為拆分包識別碼，如果值為全零表示此數(shù)據(jù)包沒有進行拆分，如果是需要拆分的數(shù)據(jù)包這兩個字節(jié)的值不為零，并且每拆分ー個數(shù)據(jù)包，此值遞增，被拆分成的兩個數(shù)據(jù)包此字段的值是一祥的，以便在接收端將數(shù)據(jù)包進行重組；后兩個字節(jié)是數(shù)據(jù)包識別標(biāo)識碼，每個被封裝的數(shù)據(jù)包識別碼是唯一的，并且是按順序遞增的。如圖3所示0NU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解封裝模塊中的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包接收緩存是ー個FIFO型的存儲器，F(xiàn)IFO及先進先出，也就是先存入的數(shù)據(jù)先取出來，這樣可以保證以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包按接收的順序從緩存中取出。重新封裝好的數(shù)據(jù)包復(fù)制成兩份，存入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包發(fā)送緩存，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送電路在空閑狀態(tài)時將數(shù)據(jù)包從以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送緩存取出來發(fā)送給PON MAC芯片。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送緩存也是ー個FIFO型的存儲器，這樣可以保證以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包按接收的順序從緩存中取出發(fā)送給PON MAC芯片。數(shù)據(jù)的解封裝處理模塊位于PON MAC芯片和交換模塊之間，它將從兩個PON MAC芯片接收到的數(shù)據(jù)包進行解封裝，對于拆分的數(shù)據(jù)包對數(shù)據(jù)包進行重組，并重新計算校驗和，然后選擇其中一個數(shù)據(jù)包發(fā)送給交換模塊。綜上所述，本發(fā)明PON系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸流程如圖6和圖7所示以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收電路負(fù)責(zé)接收來自兩個PON MAC芯片的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包存入接收緩存；以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包接收緩存是ー個FIFO型的存儲器，F(xiàn)IFO及先進先出，也就是先存入的數(shù)據(jù)先取出來，這樣可以保證以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包按接收的順序從緩存中取出。接收緩存分為PON MAC-A芯片的緩存和PON MAC-B芯片的緩存兩部分。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解析電路把數(shù)據(jù)包從接收緩存中取出進行解析，依次從接收緩存中取出來自PON MAC-A芯片和PON MAC-B芯片的數(shù)據(jù)包，記 錄下從PON MAC-A芯片和PON MAC-B芯片接收到數(shù)據(jù)包的識別碼，并根據(jù)這些識別碼判斷PON MAC-A芯片和PON MAC-B芯片對應(yīng)的光纖路徑的故障狀態(tài)，將故障狀態(tài)傳輸給監(jiān)控模塊。在兩條光纖線路完好的情況下，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解析電路會解析出兩個含有相同標(biāo)識碼的數(shù)據(jù)包，隨機選擇兩個相同數(shù)據(jù)包中的一個傳輸給以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解封裝電路。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包解封裝電路，首先分析標(biāo)識符字段，如果標(biāo)識符字段的拆分包識別符為全零，則說明該數(shù)據(jù)包是未經(jīng)拆分的，將4個字節(jié)的標(biāo)識符去除，重新計算校驗和，將數(shù)據(jù)包寫入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包發(fā)送緩存。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送緩存也是ー個FIFO型的存儲器，這樣可以保證以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包按接收的順序從緩存中取出發(fā)送給交換模塊。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送電路在空閑狀態(tài)時將數(shù)據(jù)包從以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送緩存取出來發(fā)送給交換模塊。本發(fā)明不僅適用于PON系統(tǒng)中對光纖線路進行全保護，對數(shù)據(jù)進行冗余備份的應(yīng)用，而且也適用于所有基于以太網(wǎng)的光纖通信系統(tǒng)對光纖路徑的全保護和對數(shù)據(jù)進行冗余備份的應(yīng)用場合；如エ業(yè)以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)應(yīng)用，以太網(wǎng)交換機 組建光纖環(huán)網(wǎng)，PON系統(tǒng)組建光纖環(huán)網(wǎng)等應(yīng)用場合。
權(quán)利要求
1.ー種EPON系統(tǒng)的保護裝置，包括OLT設(shè)備和ONU設(shè)備，所述OLT設(shè)備包括OLT MAC芯片和OLT設(shè)備的交換模塊，OLT MAC芯片包括OLTMAC主芯片和OLT MAC備芯片；所述ONU設(shè)備包括多個ONU單元，每個所述ONU單元包括ー個ONU MAC主芯片、ー個ONU MAC備芯片和ー個ONU設(shè)備的交換模塊，其特征在于所述保護裝置還包括數(shù)據(jù)冗余備份裝置，所述數(shù)據(jù)冗余備份裝置包括OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊，所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊連接在所述OLT MAC芯片和所述OLT設(shè)備的交換模塊之間，所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊連接在所述ONUMAC芯片和所述ONU單元的交換模塊之間，所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊連接在所述ONU MAC芯片和所述ONU單元的交換模塊之間，所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊連接在所述OLT MAC芯片和所述OLT設(shè)備的交換模塊之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種EPON系統(tǒng)的保護裝置，其特征在于所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊的信號端與所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊的信號端之間還連接有OLT監(jiān)控模塊，所述OLT監(jiān)控模塊還與所述OLT設(shè)備的光模塊的LOS信號端連接；所述ONU上行數(shù)據(jù)處理 模塊的信號端與所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊的信號端之間還連接有ONU監(jiān)控模塊，所述 ONU監(jiān)控模塊還與所述ONU単元的光模塊的LOS信號端連接。
3.—種如權(quán)利要求I所述的EPON系統(tǒng)的保護裝置采用的數(shù)據(jù)冗余備份方法，其特征在于包括OLT下行數(shù)據(jù)處理方法、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝方法、ONU上行數(shù)據(jù)處理方法和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝方法，分別通過所述OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、所述ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊實現(xiàn)；其中 (1)所述OLT下行數(shù)據(jù)處理方法為將來自O(shè)LT設(shè)備的交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行封裝，添加上唯一的標(biāo)識碼，所述標(biāo)識碼按順序遞增，并將添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制成ニ份，分別傳送至OLT設(shè)備的OLT MAC主芯片和OLT MAC備芯片； (2)所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝方法為如果所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊接收到ニ份所述方法(I)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則選擇其中一份數(shù)據(jù)包傳輸給ONU単元的交換模塊，實現(xiàn)PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)的冗余備份；所述ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊只接收到ー份所述方法(I)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則將該份數(shù)據(jù)包傳輸給ONU単元的交換模塊； (3)所述ONU上行數(shù)據(jù)處理方法為將來自O(shè)NU単元的交換模塊的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行封裝，添加上唯一的標(biāo)識碼，所述標(biāo)識碼按順序遞增，并將添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包復(fù)制成ニ份，分別傳送至ONU單元的ONU MAC主芯片和ONU MAC備芯片； (4)所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝方法為如果所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊接收到ニ份所述方法(3)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則選擇其中一份數(shù)據(jù)包傳輸給OLT設(shè)備的交換模塊，實現(xiàn)PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)的冗余備份；所述OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊只接收到ー份所述方法(3)中的添加標(biāo)識碼后的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，則將該份數(shù)據(jù)包傳輸給OLT設(shè)備的交換模塊。
4.一種如權(quán)利要求I所述的EPON系統(tǒng)的保護裝置采用的監(jiān)控方法，其特征在于包括對所述OLT設(shè)備上的主光模塊、備光模塊和所述ONU単元的主光模塊、備光模塊的LOS信號進行監(jiān)控，如果檢測到所述光模塊的LOS信號有效，則判斷對應(yīng)的光纖線路受到破壞，并將此故障信號上傳給網(wǎng)管系統(tǒng)；所述監(jiān)控方法還包括對所述OLT設(shè)備上的OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊和所述ONU単元的ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊進行監(jiān)控，計算出兩光纖傳輸路徑的數(shù)據(jù)誤碼率，并將此誤碼率上傳給網(wǎng)管系統(tǒng)； 如果檢測到某路光纖線路正常，但是數(shù)據(jù)誤碼率為100%，則判定MAC芯片損壞。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種EPON系統(tǒng)的保護裝置和數(shù)據(jù)冗余備份方法及監(jiān)控方法，數(shù)據(jù)冗余備份裝置包括OLT下行數(shù)據(jù)處理模塊、ONU下行數(shù)據(jù)解封裝模塊、ONU上行數(shù)據(jù)處理模塊和OLT上行數(shù)據(jù)解封裝模塊，EPON系統(tǒng)的保護裝置還安裝有監(jiān)控模塊，其數(shù)據(jù)冗余備份方法及監(jiān)控方法均通過所述模塊實現(xiàn)。本發(fā)明通過在OLT設(shè)備和ONU設(shè)備上增加一光纖全保護裝置以及數(shù)據(jù)冗余備份裝置，實現(xiàn)EPON系統(tǒng)中的手拉手光纖全保護，并且能夠做到光纖的零毫秒主、備切換，零業(yè)務(wù)中斷，同時提供冗余的數(shù)據(jù)備份，監(jiān)控模塊能夠檢測MAC芯片或其它電路故障；大大提高了系統(tǒng)的可維護性。滿足在軍事通信、工業(yè)實時控制、安防、視頻監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域等高可靠性的應(yīng)用場合。
文檔編號H04L12/46GK102684782SQ201210140328
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者宋華, 蔡紹昌 申請人:成都瑞凌科信息技術(shù)有限公司