CN110446125B - 光网络系统、光路切换方法、光切换指令下发方法及光分路设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光网络系统，所述光网络系统包括业务网、光线路终端、光分路设备、光网络单元和管理网；所述光线路终端具有多个；每个所述光线路终端与业务网连接；每个所述光线路终端具有与之对应的一个光分路设备，每个所述光线路终端和与之对应的光分路设备之间设置主用光路，每个所述光线路终端和至少一个非与之对应的光分路设备之间设置备用光路；每个所述光分路设备还下联多个光网络单元；每个所述光分路设备与管理网通信连接，使得管理网能够监控所述光分路设备的工作状态，以及对所述光分路设备进行主用光路和备用光路的切换。

Description

光网络系统、光路切换方法、光切换指令下发方法及光分路 设备

技术领域

本发明涉及光网络通信领域，具体的涉及一种光网络系统、光路切换方法、光切换指令下发方法及光分路设备。

背景技术

无源光网络(Passive Optical Network,PON)是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。

PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率信号。特别是一个ATM化的无源光网络(APON)可以通过利用ATM的集中和统计复用，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使成本可望比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20％-40％。

无光源网络是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树形、星型、总线型等拓扑结构，在光分支点只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、建网速度快、综合建网成本低等优点。无光源网络包括ATM-PON和Ethernet-PON两种。大部分光分路设备基本上是单路干线光输入，多路光输出的无源设备，从设备本身来讲不具备干线的线路备份，不能提供线路容灾保护；PON设备厂家提供跨OLT的PON口保护，同样增加了OLT设备端的备份PON口和备份光通路，但是依托于PON设备的上联业务口进行联动判断，一旦上联业务口通信中断，PON口的下联保护功能就会失效。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种光网络系统、光路切换方法、光切换指令下发方法及光分路设备，使得可以远程控制光分路设备进行光通路切换，保障光分路设备下联所有设备通信正常。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种光网络系统，所述光网络系统包括业务网、光线路终端、光分路设备、光网络单元和管理网；所述光线路终端具有多个，；每个所述光线路终端与业务网连接；每个所述光线路终端具有与之对应的一个光分路设备，每个所述光线路终端和与之对应的光分路设备之间设置主用光路，每个所述光线路终端和至少一个非与之对应的光分路设备之间设置备用光路；每个所述光分路设备还下联多个光网络单元；每个所述光分路设备与管理网通信连接，使得管理网能够监控所述光分路设备的工作状态，以及对所述光分路设备进行主用光路和备用光路的切换。

较佳的，每个光线路终端被配置一管理网交换机，每个所述管理网交换机与管理网连接，所述管理网交换机用于在管理网和光线路终端之间进行信息互传，每个光分路设备与与之对应的光线路终端上的管理网交换机连接，用于接收管理网交换机发送的管理网信息，或者向管理网发送光线路终端信息。

较佳的，所述光分路设备包括主用光路光功率检测部、控制部、指令信号接收部、光开关部和分光部，所述主用光路光功率检测部用于检测输入到光分路设备中的主用光路中的光功率，所述指令信号接收部用于接收光切换指令，所述控制部分别与主用光路光功率检测部指令信号接收部和光开关部连接；所述分光部还通过光开关部与输入到所述光分路设备中的主用光路和备用光路连接，所述控制部用于接收主用光路光功率检测部检测出的主用光路功率值，和接收指令信号接收部接收到的光切换指令，所述控制部根据接收到的主用光路功率值和光切换指令，根据预设的控制规则，控制光开关部进行切换操作。

较佳的，所述主用光路光功率检测部包括非对称式光分路器和光功率检测器，所述非对称式光分路器一端与输入到所述光分路设备中的主用光路连接，另一端与光功率检测器连接。

较佳的，所述指令信号接收部包括设置在所述光分路设备中的智能光分路管理口和以太网，所述智能光分路管理口为基于以太网协议的管理口，所述智能光分路管理口从管理网接收光切换指令，并通过以太网传输给所述控制部。

一种光路自动切换方法，所述光路自动切换方法使用权利要求1～5任一所述的光网络系统，应用于光分路设备，所述方法包括：

S1：判断是否接收到光切换指令，若是，则执行S3，若否，执行S2；

S2：判断主用光路是否故障，若是，执行S3，若否，继续执行S2，直至判断接收到光切换指令，之后执行S3；

S3：将备用光路导通至光网络单元。

较佳的，

所述S1具体包括：

S11：判断是否接收到光切换指令，若是，则将标识位置位，之后执行S3，若否，则将标识位清零，之后执行S2；

所述S2具体包括：

S21：判断标识位是否清零，若是，则执行S22，若否，则执行S3；

S22：判断主用光路是否故障，若是，执行S3，若否，继续执行S21。

一种光切换指令下发方法，所述方法使用前述的光网络系统，所述方法包括：

光线路终端检测到上联口网络中断或光线路终端自身出现故障；

管理网获得故障信息；

管理网根据故障信息，向光分路设备下发光切换指令。

较佳的，当所述光线路终端检测到上联口网络中断时，发送的故障信息包括trap故障包；

所述光线路终端自身出现故障，包括：

管理网向光线路终端发送心跳检测包，判断是否出现心跳响应超时，若是，则管理网检测到光线路终端出现管理故障，获得故障信息。

一种光分路设备，所述所述光分路设备包括主用光路光功率检测部、控制部、指令信号接收部、光开关部和分光部，所述主用光路光功率检测部用于检测输入到光分路设备中的主用光路中的光功率，所述指令信号接收部用于接收光切换指令，所述控制部分别与主用光路光功率检测部指令信号接收部和光开关部连接；

所述分光部还通过光开关部与输入到所述光分路设备中的主用光路和备用光路连接，所述控制部用于接收主用光路光功率检测部检测出的主用光路功率值，和接收指令信号接收部接收到的光切换指令，所述控制部根据接收到的主用光路功率值和光切换指令，根据预设的控制规则，控制光开关部进行切换操作；

所述主用光路光功率检测部包括非对称式光分路器和光功率检测器，所述非对称式光分路器一端与输入到所述光分路设备中的主用光路连接，另一端与光功率检测器连接；

所述指令信号接收部包括设置在所述光分路设备中的智能光分路管理口和以太网，所述智能光分路管理口为基于以太网协议的管理口，所述智能光分路管理口从管理网接收光切换指令，并通过以太网传输给所述控制部，所述控制部为微控制器。

由上述的技术方案可见，本发明实施例提供了一种光网络系统、光路切换方法、光切换指令下发方法及光分路设备。

本发明的有益效果是：(1)给光分路设备增加管理口，并将该管理口与OLT的管理口组网形成管理网，业务网和管理网完全分开，独立运行；(2)光分路设备能在OLT上联业务中断的情况下远程光路切换，以及在OLT下联的PON口主干光路失效的情况下自动光路切换；(3)在光分路设备本身断电或者管理口掉线的异常情况下，不影响设备异常情况之前的光路状态，不会因为光分路设备的引入导致原有通信网络的可靠性降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种光网络系统总体结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种光网络系统具体结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的智能分光设备结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的智能分光设备结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种光路自动切换方法示意图；

图6为本发明实施例四提供的另一种光路自动切换方法示意图；

图7为本发明实施例五提供的一种光切换指令下发方法示意图；

图8为本发明实施例五提供的另一种光切换指令下发方法示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

本发明实施例一提供了一种光网络系统，如图1所示，所述光网络系统为无源光网络(Passive Optical Network，PON)系统，所述光网络系统包括业务网、光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)、光分路设备、光网络单元(Optical Network Unit，ONU)和管理网；所述光线路终端具有多个。

每个所述光线路终端与业务网连接；每个所述光线路终端具有与之对应的一个光分路设备，每个所述光线路终端和与之对应的光分路设备之间设置主用光路，每个所述光线路终端和至少一个非与之对应的光分路设备之间设置备用光路。

每个所述光分路设备还下联多个光网络单元；每个所述光分路设备与管理网通信连接，使得管理网能够监控所述光分路设备的工作状态，以及对所述光分路设备进行主用光路和备用光路的切换。

具体的，每个光线路终端被配置一管理网交换机，每个所述管理网交换机与管理网连接，所述管理网交换机用于在管理网和光线路终端之间进行信息互传，每个光分路设备与与之对应的光线路终端上的管理网交换机连接，用于接收管理网交换机发送的管理网信息，或者向管理网发送光线路终端信息。

具体的，如图2所示，所述光网络系统为无源光网络系统，所述光网络系统包括业务网、第一光线路终端、第二光线路终端、第一光分路设备、第二光分路设备、多个第一组光网络单元、多个第二组光网络单元、第一管理网交换机、第二管理网交换机和管理网，所述第一光线路终端、第二光线路终端均与业务网连接，所述第一光线路终端、第二光线路终端分别与第一光分路设备和第二光分路设备连接，所述第一光分路设备和第二光分路设备连接分别连接第一组光网络单元和第二组光网络单元，所述第一光分路设备和第二光分路设备还分别通过第一管理网交换机和第二管理网交换机与管理网连接，多个光线路终端可以对应一个上联口，管理网交换机连接控制的可以是几个上联口和光线路终端。

本发明实施例提供了一种光网络系统，所述光网络系统为无源光网络系统，所述光网络系统包括业务网、光线路终端、光分路设备、光网络单元和管理网；所述光线路终端具有多个，。本发明实施例光分路设备新增一条通信线缆连接到管理网交换机，然后可以通过管理网监控光分路设备的工作状态，以及进行远程光路强制切换。

实施例二

本发明实施例二提供了一种光网络系统，如图3所示，在实施例一的基础上，所述光网络系统中，所述光分路设备包括主用光路光功率检测部、控制部、指令信号接收部、光开关部和分光部，所述主用光路光功率检测部用于检测输入到光分路设备中的主用光路中的光功率，所述指令信号接收部用于接收光切换指令，所述控制部分别与主用光路光功率检测部指令信号接收部和光开关部连接。

所述分光部还通过光开关部与输入到所述光分路设备中的主用光路和备用光路连接，所述控制部用于接收主用光路光功率检测部检测出的主用光路功率值，和接收指令信号接收部接收到的光切换指令，所述控制部根据接收到的主用光路功率值和光切换指令，根据预设的控制规则，控制光开关部进行切换操作，即控制分光部选择主用光路或备用光路中的一条光路进行下联导通。

本发明实施例提供了一种光网络系统，所述光网络系统中，所述光分路设备包括主用光路光功率检测部、控制部、指令信号接收部、光开关部和分光部，所述主用光路光功率检测部用于检测输入到光分路设备中的主用光路中的光功率，所述指令信号接收部用于接收光切换指令，所述控制部分别与主用光路光功率检测部指令信号接收部和光开关部部连接。本发明实施例控制分光部进行分光操作，即控制分光部选择主用光路或备用光路中的一条光路进行下联导通。

实施例三

本发明实施例三提供了一种光网络系统，如图4所示，在实施例二的基础上，所述主用光路光功率检测部包括非对称式光分路器和光功率检测器，所述非对称式光分路器一端与输入到所述光分路设备中的主用光路连接，另一端与光功率检测器连接，所述非对称式光分路器能够从主用光路中提取预设比例的光功率用于光功率检测，这样相对不会影响原有主用光路信号通信用光功率，而提取用于检测的光功率也能被用于光功率正常通信范围检测。

进一步的，所述指令信号接收部包括设置在所述光分路设备中的智能光分路管理口和以太网，所述智能光分路管理口为基于以太网协议的管理口，所述智能光分路管理口从管理网接收光切换指令，并通过以太网传输给所述控制部，具体的，所述控制部为微控制器。

具体的，所述分光部包括n：1光开关，所述分光部包括对称式光分路器，所述n：1光开关具有n个输入端与1个输出端，所述n：1光开关与所述微控制器连接，能够在微控制器的控制下，将n个输入端中的一路光路导通至输出端，所述n：1光开关的输出端与对称式光分路器的输入端连接，所述对称式光分路器的输出端为多个光路，所述n：1光开关的n值与输入的光路数量一致，在本发明的一个实施例中，输入到n：1光开关输入端的为一路主用光路和一路备用光路，则选择2：1光开关。

进一步的，所述光分路设备还包括电源模块，所述电源模块用于对光分路设备中的其它模块进行供电。

本发明实施例提供了一种光网络系统，所述光网络系统中，所述主用光路光功率检测部包括非对称式光分路器和光功率检测器，所述非对称式光分路器一端与输入到所述光分路设备中的主用光路连接，另一端与光功率检测器连接。本发明实施例使用非对称式光分路器进行光功率检测，这样相对不会影响原有主用光路信号通信用光功率，而提取用于检测的光功率也能被用于光功率正常通信范围检测。

实施例四

本发明实施例四提供了一种光路自动切换方法，如图5所示，所述光路自动切换方法使用实施例一至实施例三任一所述的光网络系统，应用于光分路设备，所述方法包括：

S1：判断是否接收到光切换指令，若是，则执行S3，若否，执行S2；

S2：判断主用光路是否故障，若是，执行S3，若否，继续执行S2，直至判断接收到光切换指令，之后执行S3；

S3：将备用光路导通至光网络单元。

具体的，如图6所示，所述S1具体包括：

S11：判断是否接收到光切换指令，若是，则将标识位置位，之后执行S3，若否，则将标识位清零，之后执行S2；

所述S2具体包括：

S21：判断标识位是否清零，若是，则执行S22，若否，则执行S3；

S22：判断主用光路是否故障，若是，执行S3，若否，继续执行S21。

具体的，在实施例二或三的基础上，在S2中，所述判断主用光路是否故障，包括：

控制部接收主用光路光功率检测部检测到的主用光路采样功率，判断所述采样功率是否小于预设采样功率阈值，若是，则判断主用光路故障。

本发明实施例提供了一种光路自动切换方法，所述方法判断是否接收到光切换指令，若是，则将备用光路导通至光网络单元，若否，则执判断主用光路是否故障。本发明实施例充分考虑到故障发生的来源，使得光网络系统稳定性更佳。

实施例五

本发明实施例四提供了一种光切换指令下发方法，如图7所示，所述方法使用实施例一至实施例三任一所述的光网络系统，所述方法包括：

S41：光线路终端检测到上联口网络中断或光线路终端自身出现故障；

S42：管理网获得故障信息；

S43：管理网根据故障信息，向光分路设备下发光切换指令。

具体的，当所述光线路终端检测到上联口网络中断时，发送的故障信息包括trap故障包。

具体的，如图8所示，所述光线路终端自身出现故障，包括：

411：管理网向光线路终端发送心跳检测包；

412：判断是否出现心跳响应超时，若是，则管理网检测到光线路终端出现管理故障，获得故障信息。

本发明实施例提供了一种光切换指令下发方法，光线路终端检测到上联口网络中断或光线路终端自身出现故障；光线路终端向管理网发送故障信息；管理网检测根据接收到的光线路终端发送的故障信息，向光分路设备下发光切换指令。本发明实施例从多个方面考虑到是否进行分光操作，确保分光操作及时进行，使得光网络系统稳定性进一步增加。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种光网络系统，其特征在于，所述光网络系统包括业务网、光线路终端、光分路设备、光网络单元和管理网；所述光线路终端具有多个；每个所述光线路终端与业务网连接；每个所述光线路终端具有与之对应的一个光分路设备，每个所述光线路终端和与之对应的光分路设备之间设置主用光路，每个所述光线路终端和至少一个非与之对应的光分路设备之间设置备用光路；每个所述光分路设备还下联多个光网络单元；每个所述光分路设备与管理网通信连接，使得管理网能够监控所述光分路设备的工作状态，以及对所述光分路设备进行主用光路和备用光路的切换；

每个光线路终端被配置一管理网交换机，每个所述管理网交换机与管理网连接，所述管理网交换机用于在管理网和光线路终端之间进行信息互传，每个光分路设备与与之对应的光线路终端上的管理网交换机连接，用于接收管理网交换机发送的管理网信息，或者向管理网发送光线路终端信息。

2.根据权利要求1所述的光网络系统，其特征在于，所述光分路设备包括主用光路光功率检测部、控制部、指令信号接收部、光开关部和分光部，所述主用光路光功率检测部用于检测输入到光分路设备中的主用光路中的光功率，所述指令信号接收部用于接收光切换指令，所述控制部分别与主用光路光功率检测部指令信号接收部和光开关部连接；所述分光部还通过光开关部与输入到所述光分路设备中的主用光路和备用光路连接，所述控制部用于接收主用光路光功率检测部检测出的主用光路功率值，和接收指令信号接收部接收到的光切换指令，所述控制部根据接收到的主用光路功率值和光切换指令，根据预设的控制规则，控制光开关部进行切换操作。

3.根据权利要求2所述的光网络系统，其特征在于，所述主用光路光功率检测部包括非对称式光分路器和光功率检测器，所述非对称式光分路器一端与输入到所述光分路设备中的主用光路连接，另一端与光功率检测器连接。

4.根据权利要求3所述的光网络系统，其特征在于，所述指令信号接收部包括设置在所述光分路设备中的智能光分路管理口和以太网，所述智能光分路管理口为基于以太网协议的管理口，所述智能光分路管理口从管理网接收光切换指令，并通过以太网传输给所述控制部。

5.一种光路自动切换方法，其特征在于，所述光路自动切换方法使用权利要求1～4任一所述的光网络系统，应用于光分路设备，所述方法包括：

S1：判断是否接收到光切换指令，若是，则执行S3，若否，执行S2；

S2：判断主用光路是否故障，若是，执行S3，若否，继续执行S2，直至判断接收到光切换指令，之后执行S3；

S3：将备用光路导通至光网络单元。

6.根据权利要求5所述的光路自动切换方法，其特征在于，

所述S1具体包括：

S11：判断是否接收到光切换指令，若是，则将标识位置位，之后执行S3，若否，则将标识位清零，之后执行S2；

所述S2具体包括：

S21：判断标识位是否清零，若是，则执行S22，若否，则执行S3；

S22：判断主用光路是否故障，若是，执行S3，若否，继续执行S21。

7.一种光切换指令下发方法，所述方法使用权利要求1～4任一所述的光网络系统，所述方法包括：

光线路终端检测到上联口网络中断或光线路终端自身出现故障；

管理网获得故障信息；

管理网根据故障信息，向光分路设备下发光切换指令。

8.根据权利要求7所述的光切换指令下发方法，其特征在于，当所述光线路终端检测到上联口网络中断时，发送的故障信息包括trap故障包；

所述光线路终端自身出现故障，包括：

管理网向光线路终端发送心跳检测包，判断是否出现心跳响应超时，若是，则管理网检测到光线路终端出现管理故障，获得故障信息。