專利名稱：一種epon系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種EPON系統(tǒng)中主干光纖快速保護(hù)倒換的方法和裝置。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(Ethernet Passive Optical System, EPON)是一種新型的光纖接入 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)。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)點低成本；高帶寬；擴展性強，服 務(wù)重組靈活快速；與現(xiàn)有以太網(wǎng)兼容；管理方便等。
近些年來，接入網(wǎng)的用戶規(guī)模不斷擴大，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也日益增長，EPON作 為新一代的寬帶接入技術(shù)滿足了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與融合的客觀需要，在接入網(wǎng)中的應(yīng)用日益廣 泛。但是接入網(wǎng)建設(shè)，離用戶距離較近，各種應(yīng)用和使用環(huán)境復(fù)雜，很容易受城市建設(shè) 等不可知因素的影響，造成光纖鏈路中斷事故。因此，迫切要求EPON系統(tǒng)能提供高效 的光纖鏈路保護(hù)方案，在光纖鏈路發(fā)生重大故障時，能夠在盡可能短的時間內(nèi)實現(xiàn)業(yè)務(wù) 的可靠保護(hù)倒換。
為了解決這一技術(shù)難題，就要求在EPON系統(tǒng)的設(shè)計上考慮充分，為EPON系統(tǒng)提 供可靠的光纖保護(hù)方案。由于EPON的應(yīng)用是接入層的產(chǎn)品，對成本非常的敏感，因此 對于系統(tǒng)的光纖保護(hù)可以優(yōu)先選擇對重點環(huán)節(jié)進(jìn)行保護(hù)，即對主干光纖進(jìn)行保護(hù)。目前 EPON系統(tǒng)主干光纖的保護(hù)主要是在OLT側(cè)采用并發(fā)選收，通過OLT上的板載CPU軟 件根據(jù)OLT上所有的ONU去注冊等作為倒換的條件來進(jìn)行倒換控制，這種方式雖然可 以實現(xiàn)了保護(hù)倒換的功能，但由于需要軟件干預(yù)，所以還存在倒換時間一般都比較長， 以及板載CPU出現(xiàn)故障就無法進(jìn)行倒換控制等缺點。
發(fā)明內(nèi)容
針對軟件控制的主干光纖保護(hù)倒換所存在的問題，同時分析主干光纖出現(xiàn)故障后的 表現(xiàn)形式，本發(fā)明提出了一種使用可編程邏輯器件進(jìn)行倒換故障檢測、判定以及倒換控 制的方法。
本發(fā)明提出一種EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的方法，在光線路終端OLT的無源光網(wǎng)絡(luò)PON口配置兩個光模塊，其中一個為主用光模塊，另一個為備用光模 塊；兩個光模塊通過光連接器分別與兩根互為冗余的主干光纖相連，這兩根主干光纖連 接到一個2: N光分路器；配線光纖從光分路器引出和每一個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU相連；在
OLT的下行方向，正常工作時，只有主用光模塊使能，備用光模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，保證 下行光路上只有一路光信號在傳送；在OLT的上行方向，正常工作時，ONU發(fā)出的光 信號經(jīng)兩條主干光纖傳送給兩個光模塊，選擇主用光模塊接收的信號傳送給PON芯片； 如果當(dāng)前正在工作的主干光纖出現(xiàn)故障，CPLD根據(jù)當(dāng)前工作的主用光模塊輸出的收信 號檢測輸出SD信號判斷是否需要切換到備用光模塊，如果需要，則使能備用光模塊；
優(yōu)選地，在下行方向，PON芯片發(fā)送信號通過1: 2扇出芯片并行傳送給兩個光模塊； 在上行方向，通過多路選擇器MUX選擇主用光模塊接收的信號傳送給OLT;
優(yōu)選地，當(dāng)硬件檢測到主用光模塊SD輸出信號為低電平的時間超過lms時，則倒 換邏輯就會控制倒換，關(guān)斷當(dāng)前的主用光模塊，使能備用光模塊；
優(yōu)選地，對SD信號的檢測是通過可編程邏輯器件CPLD來進(jìn)行的；多路選擇器MUX 的選擇端信號、兩個光模塊的使能端信號均由CPLD控制；
優(yōu)選地，EPON系統(tǒng)中的光纖是單纖雙向傳送的。
同時，本發(fā)明還提出一種EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的裝置，該裝置 包括配置在光線路終端OLT的無源光網(wǎng)絡(luò)PON 口的兩個光模塊，其中一個為主用光模 塊，另一個為備用光模塊；兩個光模塊通過光連接器分別與兩根互為冗余的主干光纖相 連，這兩根主干光纖連接到一個2: N光分路器，配線光纖從光分路器引出和每一個光網(wǎng) 絡(luò)單元ONU相連；在OLT的下行方向，正常工作時，只有主用光模塊使能，備用光模 塊處于關(guān)斷狀態(tài)，保證下行光路上只有一路光信號在傳送；在OLT的上行方向，正常工 作時，ONU發(fā)出的光信號經(jīng)兩條主干光纖傳送給兩個光模塊，選擇主用光模塊接收的信 號傳送給PON芯片；如果當(dāng)前正在工作的主干光纖出現(xiàn)故障，CPLD根據(jù)當(dāng)前工作的主 用光模塊輸出的收信號檢測輸出SD信號判斷是否需要切換到備用光模塊，如果需要， 則使能備用光模塊；
優(yōu)選地，該裝置還包括復(fù)用器MUX和1: 2扇出芯片；在下行方向，PON芯片發(fā)送 信號通過h 2扇出芯片并行傳送給兩個光模塊；在上行方向，通過多路選擇器MUX選 擇主用光模塊接收的信號傳送給OLT;
優(yōu)選地，當(dāng)硬件檢測到主用光模塊SD輸出信號為低電平的時間超過lms時，則倒 換邏輯就會控制倒換，關(guān)斷當(dāng)前的主用光模塊，使能備用光模塊；優(yōu)選地，對SD信號的檢測是通過可編程邏輯器件CPLD來進(jìn)行的;多路選擇器MUX 的選擇端信號、兩個光模塊的使能端信號均由CPLD控制； 優(yōu)選地，EPON系統(tǒng)中的光纖是單纖雙向傳送的。
本發(fā)明不需要OLT的CPU進(jìn)行軟件干預(yù)，即使在OLT板載CPU出現(xiàn)故障，也可實 現(xiàn)正常倒換，同時實驗證明，倒換的速度有了極大的提高，滿足了光通道保護(hù)倒換時間 小于50ms的要求。同時，本發(fā)明采用硬件邏輯進(jìn)行倒換條件的檢測、判定和倒換控制操 作，避免了使用CPU軟件處理而導(dǎo)致的倒換時間長的問題，有效的保證了主干光纖出現(xiàn) 情況下業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。
圖1是主干光纖冗余保護(hù)倒換示意圖2a、 2b分別是本發(fā)明實現(xiàn)的主干光纖冗余保護(hù)發(fā)送單元和接收單元示意圖； 圖3是本發(fā)明實現(xiàn)的主干光纖冗余保護(hù)包括發(fā)送單元和接收單元的完整示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明將主干光纖的倒換分成兩種形式。 一種是強制倒換，強制倒換就是指定倒換 到其中的一根主千光纖上，這根光纖也可以是主用主干光纖，也可以是備用主干光纖，
在強制倒換下，如果當(dāng)前倒換到的主用主干光纖發(fā)生了故障，則不會根據(jù)主用光模塊的 收信號檢測輸出SD信號來進(jìn)行倒換，而是處于一直等待恢復(fù)的狀態(tài)；另一種倒換形式 是自動倒換，自動倒換情況下，當(dāng)當(dāng)前工作光模塊接收信號(工作主干光纖發(fā)生斷纖) 失效，即光模塊的SD輸出信號一直為低電平(持續(xù)時間為lms)， CPLD檢測到這一事 件，則會自動關(guān)斷當(dāng)前工作光模塊的發(fā)送，使能備用光模塊的發(fā)送，同時選擇備用光模 塊輸出的接收信號給PON芯片，從而實現(xiàn)倒換到備用的主干光纖上，此時也就完成了主 干光纖故障自動恢復(fù)功能。
在本方案具體實施例中，首先在OLT在位的情況下，進(jìn)行組網(wǎng)，保證OLT的同一 PON 口下通過主備兩個光模塊引出的兩根主干光纖和2: N分路器正確連接；OLT上的 板載CPU將主干光纖的保護(hù)倒換模式設(shè)置成自動倒換模式，此時主用光模塊發(fā)送是使能 的，而備用光模塊的發(fā)送則是處于關(guān)斷狀態(tài)；接收方向則選擇主用光模塊接收到的信號 輸出給OLT上的PON芯片；如果此時與主用光模塊相連的主干光纖出現(xiàn)故障，則CPLD 會迅速檢測到并控制倒換到備用光模塊上，保證業(yè)務(wù)的迅速恢復(fù)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，在OLT的一個PON 口配置兩個光模塊，這兩個模塊對于PON芯片而 言是選收并發(fā)的關(guān)系，兩個光模塊一主一備，兩個模塊都通過光連接器和兩根互為冗余 的主干光纖相連，這兩根主干光纖連接到一個2: N光分路器，配線光纖從光分路器引出 和每一個ONU相連。光模塊是一個光電轉(zhuǎn)換的器件，PON芯片和光模塊之間的信號是 1.25G差分電信號。
在OLT的下行方向，只有主用光模塊的發(fā)送端是使能，在正常工作時，備用光模塊 的發(fā)送處于關(guān)斷狀態(tài)，保證下行光路上只有一路光信號在傳送；上行方向，在正常工作 時，ONU發(fā)出的光信號經(jīng)兩條主干光纖傳送給兩個光模塊，選擇其中主用光模塊接收的 信號送給PON芯片，當(dāng)硬件檢測到主用光模塊出現(xiàn)收無光，則倒換邏輯就會控制倒換， 關(guān)斷當(dāng)前主用的光模塊，使能備用光模塊的發(fā)送端，同時選擇將備用光模塊接收的信號 送給PON芯片。
圖2a、 2b是使用本發(fā)明實現(xiàn)的主干光纖冗余保護(hù)的裝置示意圖，它包括收發(fā)單元。 收發(fā)單元由兩個光模塊、 一個2: N分路器和CPLD組成；EPON系統(tǒng)中光纖是單纖雙向 傳送的，兩個光模塊分別用光纖和2: N分路器的相連，分路器經(jīng)配線光纖下掛0NU。 為便于說明現(xiàn)將發(fā)送和接收分別用圖2a、 2b表示。P0N芯片的上下行信號分別經(jīng)過1: 2扇出(1: 2FAN0UT)裝置和多路選擇器MUX邏輯芯片與兩個光模塊相連，MUX邏 輯芯片的控制端信號、兩個光模塊的發(fā)送端使能信號和SD信號都由CPLD控制。
本實施例中主干光纖倒換事件的檢測、判定、倒換的控制都是由可編程邏輯器件硬 件實現(xiàn)的，關(guān)于主備用兩個光模塊、MUX邏輯芯片和CPLD之間的信號說明如下
SD1和SD2:主用光模塊和備用光模塊收信號檢測輸出信號；
TX—C0NTR0L1和TX—CONTROL2: CPLD和光模塊之間的發(fā)送使能/關(guān)斷控制信
號；
RX—SELECT1和RX—SELECT2: CPLD和MUX邏輯芯片之間的對上行接收信號的 選擇控制信號。
PON芯片下行發(fā)送采取并行發(fā)送給兩個光模塊，而CPLD控制兩個光模塊的發(fā)送使 能，只讓其中正在工作光模塊的發(fā)送光信號送到光分路器，再傳送到遠(yuǎn)端的ONU;上行 接收方向則是兩個光模塊都會接收到ONU發(fā)送的光信號，但是CPLD會選擇當(dāng)前工作光 模塊的輸出信號送給PON芯片；CPLD根據(jù)當(dāng)前工作光模塊的SD信號來控制主干光纖 的倒換。如果當(dāng)前正在工作的主干光纖出現(xiàn)故障(如斷纖)，CPLD就會檢測到對應(yīng)的工 作光模塊收無光，CPLD就會進(jìn)行倒換，關(guān)斷當(dāng)前工作光模塊的，同時使能備用光模塊的發(fā)送，上行接收方向則通過控制MUX邏輯芯片選擇將備用光模塊的接收信號送給PON 芯片。主備用光模塊和MUX邏輯芯片一起構(gòu)成了一個光開關(guān)，通過控制主備用光模塊 的發(fā)送和接收選擇，從而實現(xiàn)互為冗余的兩根主干光纖的保護(hù)倒換功能。通過上述方法 可以在EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換。
圖3是本發(fā)明實現(xiàn)的主干光纖冗余保護(hù)包括發(fā)送單元和接收單元的完整示意圖。 本發(fā)明無需OLT上板載的CPU控制即可進(jìn)行倒換控制，但在OLT上電工作時需要 OLT板載的CPU對倒換模式進(jìn)行配置，此后CPU不再干預(yù)主干光纖的保護(hù)倒換控制， 只需接收CPLD輸出的指示當(dāng)前工作模塊的狀態(tài)信息。當(dāng)配置完OLT主干光纖采用自動 倒換模式后，即使CPU失效，也可保證主用主干光纖出現(xiàn)故障，業(yè)務(wù)仍能夠快速的倒換 到備用主干光纖上。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實例，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍并不局限于此。本發(fā) 明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng) 可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán) 利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的方法，其特征在于，在光線路終端OLT的無源光網(wǎng)絡(luò)PON口配置兩個光模塊，其中一個為主用光模塊，另一個為備用光模塊；兩個光模塊通過光連接器分別與兩根互為冗余的主干光纖相連，這兩根主干光纖連接到一個2N光分路器；配線光纖從光分路器引出和每一個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU相連；在OLT的下行方向，正常工作時，只有主用光模塊使能，備用光模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，保證下行光路上只有一路光信號在傳送；在OLT的上行方向，正常工作時，ONU發(fā)出的光信號經(jīng)兩條主干光纖傳送給兩個光模塊，選擇主用光模塊接收的信號傳送給PON芯片；如果當(dāng)前正在工作的主干光纖出現(xiàn)故障，CPLD根據(jù)當(dāng)前工作的主用光模塊輸出的收信號檢測輸出SD信號判斷是否需要切換到備用光模塊，如果需要，則使能備用光模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在下行方向，PON芯片發(fā)送信號通過 1: 2扇出芯片并行傳送給兩個光模塊；在上行方向，通過多路選擇器MUX選擇主用光 模塊接收的信號傳送給OLT。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)硬件檢測到主用光模塊SD輸出信 號為低電平的時間超過lms時，則倒換邏輯就會控制倒換，關(guān)斷當(dāng)前的主用光模塊，使 能備用光模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對SD信號的檢測是通過可編程邏輯 器件CPLD來進(jìn)行的；多路選擇器MUX的選擇端信號、兩個光模塊的使能端信號均由 CPLD控制。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一項所述的方法，其特征在于，EPON系統(tǒng)中的光纖是單纖 雙向傳送的。
6、 一種EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的裝置，其特征在于，該裝置包括 配置在光線路終端OLT的無源光網(wǎng)絡(luò)PON 口的兩個光模塊，其中一個為主用光模塊， 另一個為備用光模塊；兩個光模塊通過光連接器分別與兩根互為冗余的主干光纖相連， 這兩根主干光纖連接到一個2: N光分路器，配線光纖從光分路器引出和每一個光網(wǎng)絡(luò)單 元ONU相連；在OLT的下行方向，正常工作時，只有主用光模塊使能，備用光模塊處 于關(guān)斷狀態(tài)，保證下行光路上只有一路光信號在傳送；在OLT的上行方向，正常工作時， ONU發(fā)出的光信號經(jīng)兩條主干光纖傳送給兩個光模塊，選擇主用光模塊接收的信號傳送 給PON芯片；如果當(dāng)前正在工作的主干光纖出現(xiàn)故障，CPLD根據(jù)當(dāng)前工作的主用光模塊輸出的收信號檢測輸出SD信號判斷是否需要切換到備用光模塊，如果需要，則使能備用光模塊。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括復(fù)用器MUX和1: 2煩扇出芯片；在下行方向，PON芯片發(fā)送信號通過l: 2扇出芯片并行傳送給兩個光模塊；在上行方向，通過多路選擇器MUX選擇主用光模塊接收的信號傳送給OLT。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，當(dāng)硬件檢測到主用光模塊SD輸出信 號為低電平的時間超過lms時，則倒換邏輯就會控制倒換，關(guān)斷當(dāng)前的主用光模塊，使 能備用光模塊。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，對SD信號的檢測是通過可編程邏輯 器件CPLD來進(jìn)行的；多路選擇器MUX的選擇端信號、兩個光模塊的使能端信號均由 CPLD控制。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項所述的裝置，其特征在于，EPON系統(tǒng)中的光纖是單纖 雙向傳送的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的方法，正常工作時，在OLT的下行方向，只有主用光模塊使能，備用光模塊處于關(guān)斷狀態(tài)，保證下行光路上只有一路光信號在傳送；上行方向，ONU發(fā)出的光信號經(jīng)兩條主干光纖傳送給兩個光模塊，選擇主用光模塊接收的信號傳送給PON芯片；如果當(dāng)前正在工作的主干光纖出現(xiàn)故障，CPLD根據(jù)當(dāng)前工作的主用光模塊輸出的SD信號判斷是否需要切換到備用光模塊。同時，本發(fā)明還公開了一種EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)主干光纖快速保護(hù)倒換的裝置。本發(fā)明采用硬件邏輯進(jìn)行倒換條件的檢測、判定和倒換控制操作，避免了使用CPU軟件處理而導(dǎo)致的倒換時間長的問題，有效的保證了主干光纖出現(xiàn)情況下業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。
文檔編號H04B10/08GK101414878SQ200810238858
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者嚴(yán)友明, 旭 楊, 柳 楊, 王國峰 申請人:烽火通信科技股份有限公司