CN101110648B - 检测pon中故障onu的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测PON中故障ONU的方法，所述的方法包括以下步骤：a、将上行通信中发送错误上行数据帧的每个ONU及与每个ONU前后时隙相邻的ONU建立一个问题ONU组；b、将多个问题ONU组合并后依序排列组成潜在故障ONU组；c、依次以所述潜在故障ONU组中的三个ONU为一个子组将所述潜在故障ONU组分成多个搜索组；d、OLT同时对所述的子组中的ONU逐个停止上行数据帧发送，确定故障ONU。本发明克服现有技术的不足，采用将发生故障的ONU及其前后相邻的ONU作为潜在故障组并依次停止潜在故障组中的OUN的上行数据帧的发送或者调整其时隙的相对位置的技术方案，可以检测出是哪个光网络终端(ONU/ONT)发生故障并进行相应的处理，恢复系统健康，提高了网络的安全性、稳定性、自愈能力。

Description

检测PON中故障ONU的方法

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON)技术领域，具体来说，涉及到PON中ONU(光网络单元optical network unit)的故障诊断技术。

背景技术

与电缆传输相比较，光纤传输具有容量大、损耗小、防电磁干扰能力强等优势，因而，随着光纤传输的成本逐步下降，接入网的光纤化是必然的发展趋势，而无源光网络采用了无源器件，是实现宽带光接入网最有潜力的技术。

从承载的内容来分类，PON技术主要包括APON(ATM Based PON异步传输模式无源光网络)、EPON(Ethernet Based PON以太网无源光网络)以及GPON(Gigabit PON吉比特无源光网络)等。

如图1所示，PON通常是由位于中心局(CO)的光线路终端(OLT)和一系列位于用户驻地的ONU(光网络单元optical network unit)或者ONT(光网络终端Optical Network Termination，为说明方便，下文中统一使用ONU)构成，在这些器件中间是由光纤、无源分光器或耦合器构成的光配线网络(ODN optical distribution network)。

如图2所示，PON网络中到用户驻地的下行数据流的传输过程有别于上行数据流的传输过程。下行数据流从OLT广播到各个ONU，各个ONU通过匹配协议传输单元头中的地址信息，只对目的地址和其自身匹配的数据进行处理。

由于ODN存在共享介质的特性，上行的流量传输相对较为复杂。为了避免冲突的发生，上行数据流采用TDMA(时分多址)方式，并按照OLT的控制机制对上行方向的传输进行控制。

在点对多点的无源光网络系统中，上行数据流为TDMA方式，各个ONU终端通过时分复用的方式向OLT发送数据，正常情况下OLT给各个ONU分配时隙(授权)，保证在同一时刻只有一个ONU可以发光，ONU仅仅在OLT分配的时隙(授权)内打开光模块，不会产生冲突。

但是采用这种方式传递上行数据有一个致命缺陷，就是如果某个ONU发生故障，在OLT分配的时隙之外发送上行数据，这时就会与其他相邻ONU的上行数据发生重叠，导致数据错误。

如图3所示，正常上行通信的每个上行帧分为两部分：帧头和有效数据，两者之间以帧定界符为界。帧头主要用来帧同步，在TDMA上行通信中，OLT以检测到帧定界符的时刻为该帧到达OLT的时刻。

如图4所示，当ONU1发生故障时，不遵照OLT的规定，提前或延迟发射了上行非成帧(不是规定帧格式或者是无意义的)信号，与ONU2的上行信号发生重叠。由于ONU1发出的是非成帧上行信号，所以OLT无法接收ONU1帧，认为ONU1帧丢失。由于ONU2的帧头与ONU1的帧尾发生重叠，这段数据产生了错误，OLT无法识别出哪里是ONU2的帧头，就无法定界出哪段数据是ONU2的帧，就认为ONU2帧丢失。

当发生上述情况时，由于ONU1帧和ONU2帧都丢失，所以无法确定是哪个ONU发生了故障。

发明内容

本发明的目的在于提供检测PON中故障ONU的方法，以解决当出现上行数据发送错误时检测判断哪一个ONU为故障ONU的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种检测PON中故障ONU的方法，所述的方法包括以下步骤：

a、将上行通信中发送错误上行数据帧的每个光网络单元ONU及与每个ONU前后时隙相邻的ONU建立一个问题ONU组；

b、将多个问题ONU组合并后依序排列组成潜在故障ONU组；

c、依次以所述潜在故障ONU组中的三个ONU为一个子组将所述潜在故障ONU组分成多个搜索组；

d、光线路终端OLT同时对所述的子组中的ONU逐个停止上行数据帧发送，确定故障ONU。

其中步骤d具体包括：

d1、OLT在下行数据帧的带宽映射图Bwmap为所述的子组中的ONU依次分配0指针，依次停止所述的子组中的ONU的上行数据帧的发送；

d2、OLT根据上行数据帧的发送情况判断故障ONU。

其中步骤d2具体包括：

如果所述的子组中的第一个ONU停止发送上行数据帧时，所述的子组中的第二个和第三个ONU发送上行数据帧正常，则所述的第一个ONU为故障ONU；

如果所述的子组中的第二个ONU停止发送上行数据帧时，所述的子组中的第一个和第三个ONU发送上行数据帧正常，则所述的第二个ONU为故障ONU，否则所述的子组中的第三个ONU为故障ONU。

其中步骤c还包括：

依次以所述潜在故障ONU组中的三个ONU为一个子组将所述潜在故障ONU组分成多个搜索组时，如果最后一个子组的ONU不足三个，则将其前面相邻的一个或者二个ONU纳入所述最后一个子组。

其中步骤d之后还包括：

所述的OLT发送告警信息，下指令关闭所述的故障ONU。

本发明克服现有技术的不足，采用将发生故障的ONU及其前后相邻的ONU作为潜在故障组并依次停止潜在故障组中的OUN的上行数据帧的发送或者调整其时隙的相对位置的技术方案，可以检测出是哪个光网络终端(ONU/ONT)发生故障并进行相应的处理，恢复系统健康，提高了网络的安全性、稳定性、自愈能力。

附图说明

图1为PON系统示意图；

图2为PON系统中上下行数据发送示意图；

图3为正常通信时上行数据帧的相对位置示意图；

图4为故障情况下上行数据帧的相对位置示意图；

图5为本发明实施例一所述的调整ONU相对时隙位置示意图；

图6为多个ONU同时发生故障时其上行数据帧示意图；

图7本发明实施例二流程图。

具体实施方式

本发明的基本原理是当ONU发生故障时将该故障ONU和与其前后时隙相邻的ONU作为潜在故障ONU组成故障ONU组，调整故障ONU组中各个ONU在上行通信中时隙的相对位置后根据上行通信的结果确定故障ONU，或者将潜在故障ONU组分成多个子组，对每一个子组中的ONU逐个停止数据发送以找出故障ONU。

实施例一：调整ONU1和ONU2在上行通信中时隙的相对位置

如背景技术中所述，当ONU1发生故障时，不遵照OLT的规定，提前或延迟发射了上行非成帧信号，与ONU2的上行信号发生重叠。OLT无法接收ONU1帧和ONU2帧，无法判断究竟ONU1还是ONU2出现故障。

针对上述问题，本实施例中采用调整ONU1和ONU2在上行通信中时隙的相对位置的方法来确定故障ONU，如图5所示，OLT分配上行时隙时，调整ONU1和ONU2的相对位置，使两者之间具有较大的间隔。

经过上述的调整后，ONU2帧头将不会与ONU1的帧尾重叠，OLT可以正确接收到ONU2帧，而ONU1帧仍然无法正确接收到，可以确定ONU1发生了故障，而ONU2是正常ONU2。

确定ONU1为故障ONU后，OLT发出告警信息，下发指令关闭ONU1。

实施例二：故障ONU的快速定位

当故障ONU较多时，上述的调整故障ONU时隙的相对位置的方法就显的比较复杂，可采用下面的方案解决。

例如在如图6所示的场景下：

ONU2的帧头伸到ONU2的帧尾，ONU3的帧尾延伸到ONU4的帧头，如果采用前面调整故障ONU间相对时隙位置算法进行检测的话，有可能ONU2与ONU4的时隙会相邻，这样ONU2和ONU4仍然表现为故障ONU，容易导致误判。此时，可采用下述的故障ONU的快速定位算法来快速找到故障ONU。

图7为发明实施例二流程图，包括如下步骤：

1、建立问题组QG

在第N次上行发送中，OLT发现有部分ONU的上行数据发送有误(头错或尾错)，则按照上行时隙的字节先后，以发生错误的ONU为中心，并前后推测1个ONU为可疑ONU，建立问题组QG。即若ONUj为发生第i个错误的ONU，那么QGi＝{ONUj-1，ONUj，ONUj}，1≤i≤M，1≤M≤n，1≤j≤n，n为系统中ONU总数，m为发生故障的ONU总数。如当ONU2和ONU3上行数据发送有误时，QG1＝{ONU1，ONU2，ONU3}，QG2＝{ONU2，ONU3，ONU4}

2、建立问题域QA

问题域 $\mathrm{QA}=\underset{i=1}{\overset{M}{Y}}\mathrm{QGi},$ 将上述的QG中的ONU合并成问题域QA，如当ONU1和ONU3上行数据发送有误时，合并后的问题域QA＝{ONU1，ONU2，ONU3，ONU4}。

3、建立搜索组SG

从前往后，以QA中相邻的3个元素为一组对QA进行分组，得到

个搜索组SG，1≤L≤n。

如果最后一个搜索组SG元素不足3个，则向前找1至2个紧临的ONU加入到此SG中。例如，若QA＝{ONU1，ONU2，ONU3，ONU4}，则分组得到的SG为：

SG1＝{ONU1，ONU2，ONU3}；SG2＝{ONU2，ONU3，ONU4}。

4、对于每一个搜索组SG，定位Rogue ONU

设搜索组SGk＝{ONUj-1，ONUj，ONUj+1}，1≤k≤L，1≤j≤n。那么，对搜索组SGi的定位Rogue ONU的步骤如下：

OLT在第N+1次的下行帧的Bwmap(带宽映射图)为ONUj-1的分配“0”指针，使得ONUj-1在N+1次发送上行数据时停止发送。

观察第N+1次的上行帧，如果ONUj和ONUj+1上行数据发送恢复正常，则ONUj-1为Rogue(流氓)ONU，RESULTk＝{ONUj-1}。

在第N+2次的下行帧的Bwmap为ONUj的分配“0”指针。

观察第N+2次的上行帧，如果ONUj-1和ONUj+1上行数据发送恢复正常，则ONUj为Rogue ONU，RESULTk＝{ONUj}；否则，ONUj+1为RogueONU，RESULTk＝{ONUj+1}。

其中，每个搜索组SG的Rogue ONU的定位过程可以并发进行。

5、获得最终的Rogue ONT结果

最终的Rogue ONT结果： $\mathrm{RESULT}=\underset{k=1}{\overset{L}{Y}}\mathrm{RESULTk},$ 将对每个搜索组进行定位的结果合并后即可得到最终的故障ONU结果。

6、OLT发送告警指示，并根据上述的故障ONU结果关闭相应的故障ONU。

Claims (5)

1.一种检测PON中故障ONU的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

a、将上行通信中发送错误上行数据帧的每个光网络单元ONU及与每个ONU前后时隙相邻的ONU建立一个问题ONU组；

b、将多个问题ONU组合并后依序排列组成潜在故障ONU组；

c、依次以所述潜在故障ONU组中的三个ONU为一个子组将所述潜在故障ONU组分成多个搜索组；

d、光线路终端OLT同时对所述的子组中的ONU逐个停止上行数据帧发送，确定故障ONU。

2.根据权利1所述的方法，其特征在于，其中步骤d具体包括：

d1、OLT在下行数据帧的带宽映射图Bwmap为所述的子组中的ONU依次分配0指针，依次停止所述的子组中的ONU的上行数据帧的发送；

d2、OLT根据上行数据帧的发送情况判断故障ONU。

3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤d2具体包括：

如果所述的子组中的第一个ONU停止发送上行数据帧时，所述的子组中的第二个和第三个ONU发送上行数据帧正常，则所述的第一个ONU为故障ONU；

如果所述的子组中的第二个ONU停止发送上行数据帧时，所述的子组中的第一个和第三个ONU发送上行数据帧正常，则所述的第二个ONU为故障ONU，否则所述的子组中的第三个ONU为故障ONU。

4.根据权利要求2或者3所述的方法，其特征在于，其中步骤c还包括：

依次以所述潜在故障ONU组中的三个ONU为一个子组将所述潜在故障ONU组分成多个搜索组时，如果最后一个子组的ONU不足三个，则将其前面相邻的一个或者二个ONU纳入所述最后一个子组。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤d之后还包括：

所述的OLT发送告警信息，下指令关闭所述的故障ONU。

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