CN101350679B - 基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备，属于通信领域。所述方法包括：ONU和OLT在保护通道上发送携带保护倒换消息的ASP报文；OLT检查本地倒换触发请求和APS报文，根据触发请求和报文中的保护倒换消息判断是否需要倒换和确定倒换方式，根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；ONU检查本地倒换触发请求和APS报文，根据触发请求和报文中的保护倒换消息判断是否需要倒换，如果是，将上行业务倒换到保护通道上，从保护通道接收下行业务。所述系统包括：光网络单元和光线路终端。本发明通过在OLT侧判断进行主干倒换或分支倒换，增强了倒换的稳定性和实用性。

Description

基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备。

背景技术

参见图1，EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)由OLT(OpticalLine Terminal，光线路终端)、ONU(Optical Network Unit，光网络单元)以及ODN(OpticalDistributionNetwork，光分配网络)组成。其中，ODN主要是由无源光分路器、无源光衰减器、光纤以及光接头等无源器件组成。EPON综合了无源技术的抗电子干扰能力强、节省光纤资源和以太网技术低成本的优势，被广泛应用在FTTH(Fiber To The Home，光纤到户)的配置中。但是要将EPON用于大客户专线的接入，就要求其有很强的保护能力，现有的EPON的保护方式主要有以下几种：

1)骨干光纤冗余方式的光纤保护倒换

参见图2，提供了一种骨干光纤冗余方式的光纤保护倒换拓扑结构，这种结构在ODN中使用N:1的光功率分配器与OLT连接，并在光功率分配器和OLT之间建立一条保护通道。这种保护方法只能保护主干光纤，而且只能采用冷备用方式，保护倒换时间长，每次倒换会导致整个EPON业务的倒换。

2)OLT接口冗余方式的光纤保护倒换

参见图3，提供了一种OLT接口冗余方式的光纤保护倒换拓扑结构，这种结构在ODN中使用N:2的光功率分配器与OLT连接，每个OLT具有两个PON(Passive Optical Network，无源光网络)接口，通过这两个接口与光功率分配器建立两条链路，一条为工作通道，一条为保护通道。这种方法只能保护主干光纤和OLT，而且只能采用冷备用，保护倒换时间长，每次倒换都会导致整个EPON业务的倒换。

基于图3所提供的光纤保护倒换拓扑结构，现有技术中提供了一种保护倒换的方法，该方法是通过扩展EPON的OAM(Operations，Administration and Maintenance，操作，管理与维护)报文来传送倒换消息的，该方法扩展了OAM报文的FLAG域和操作码OPCODE。

具体实现过程如下：

在正常工作的情况下，OLT在工作通道上发送数据，保护通道空闲；如果ONU检查到SD(Signal Degrade，信号劣化)或SF(Signal Fail，信号失效)信号，则向OLT发送一个扩展了的OAM报文，请求进行切换，并将该报文FLAG域中的第7比特AI(Alarm Indication)置为“1”，操作码OPCODE设为EN(EN为0x03)；当OLT接收到OAM报文后，如果检查到FLAG的第7个比特被置“1”，同时操作码OPCODE为0x03，则认为收到ONU发来的切换请求，执行倒换操作，切换到保护通道。

发明人在实现本发明的过程中，发现上述扩展OAM报文的方法只能保护主干光纤，不能对单个ONU进行保护，即使一个ONU的分支光纤失效也会导致整个EPON网络业务的倒换。并且此方法中的保护通道只能是冷备用的，如果切换到保护通道，需要OLT和ONU之间进行注册和测距的过程，影响倒换速度，存在倒换时间长的问题；并且，保护倒换仅由ONU发起，没有给出OLT侧发起倒换或者下命令强制倒换的情况的处理过程。

3)全保护方式的光纤保护倒换

参见图4，提供了一种全保护的光纤保护倒换拓扑结构，这种结构在ODN中使用两个N:1的光功率分配器分别与OLT的两个PON接口连接，两个光功率分配器的另一端分别与ONU的两个PON接口相连，在ONU的一个PON端口、分光器和OLT的一个PON端口之间建立保护通道。此结构支持主干光纤和分支光纤的保护，倒换时间快，支持任意类型的保护倒换，例如1+1和1:1、单端倒换和双端倒换、恢复和不恢复几种方式的组合。

在此结构基础上还可以实现将部分无保护的ONU接入到网络中，全保护结构可以满足EPON快速保护倒换的需求，但整个结构的倒换机制如何运行，目前并没有提出合适的方法；同时，此结构要实现双端倒换(1:1保护只能是双端保护)需要OLT和ONU之间互通APS(Automatic Protection Switch，自动保护倒换)协议，而目前没有标准规定EPON的保护倒换的协议，现有的EPON芯片也没有提供保护倒换协议，因此，EPON保护在应用上存在一定的限制。

现有技术提供了一种基于光纤全保护的拓扑结构的保护倒换方法，该方法在EPON中扩展了一种称为PON网段跟踪(PST，PON Section Trace)的帧，此帧是在现有标准规定的点对多点(P2MP)的控制帧基础上，通过扩展操作码(opcode)标识来实现的，规定PST帧的操作码为0007，用于实现保护倒换功能，参见表1，为该方法中PST帧的格式。

表1

发明人在实现本发明的过程中，发现上述方法利用多点控制协议数据单元MPCPDU操作码的保留字段定义PST帧来实现保护倒换，而MPCP协议是通过PON芯片硬件实现的，所以要扩展PST帧，就需要芯片支持，不适合上层软件扩展。另外上述方法中的保护倒换没有考虑EPON网络的点对多点的结构，当主干光纤和支路光纤分别失效时，会采用相同的处理方式，不适合实际应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于以太网无源光网络的保护倒换方法、系统和设备。所述技术方案如下：

一种基于以太网无源光网络的保护倒换方法，所述方法包括：

光网络单元和光线路终端在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文，所述报文携带保护倒换消息；

所述自动保护倒换协议报文包括：自动保护倒换协议报文1，自动保护倒换协议报文2；其中所述自动保护倒换协议报文2包括；自动保护倒换协议报文3或自动保护倒换协议报文4；

所述自动保护倒换协议报文携带保护倒换消息包括：保护倒换消息1，保护倒换消息2；其中所述保护倒换消息2包括：保护倒换消息3或保护倒换消息4；

所述光线路终端从所述自动保护倒换协议报文1中提取倒换状态消息1；

将所述倒换状态消息1中的请求/状态信息和本地的倒换触发请求比较，根据预设倒换请求的优先级选出优先级最高的倒换请求；

根据所述优先级最高的倒换请求和报文1携带的保护倒换消息1判断是否倒换，如果是，根据所述优先级最高的倒换请求和所述报文1携带的保护倒换消息1确定倒换方式，并根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

其中，所述根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行主干光纤倒换时，所述光线路终端查找需要保护的光网络单元；

在所述保护通道上向需要保护的光网络单元发送自动保护倒换协议报文3，所述报文3携带保护倒换消息；

将所述需要保护的光网络单元的业务倒换到所述保护通道上传输，以及从所述保护通道接收所述需要保护的光网络单元发送的业务；

根据确定的倒换方式进行分支光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行分支光纤倒换时，所述光线路终端查询需倒换的分支光纤对应的光网络单元是否需要保护；

如果所述光网络单元需要保护，所述光线路终端在保护通道上向所述光网络单元发送所述自动保护倒换协议报文4，所述报文4携带保护倒换消息4，将发送给所述光网络单元的业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收所述光网络单元的业务；

如果所述光网络单元不需要保护，所述光线路终端则不进行倒换操作；

所述光网络单元检查本地倒换触发请求和收到的所述自动保护倒换协议报文2，根据本地倒换触发请求和所述报文2携带的保护倒换消息2判断是否倒换，如果是，将上行业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收下行业务。

本发明实施例还提供了一种基于以太网无源光网络的保护倒换系统，所述系统包括：

光网络单元，用于在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文5，所述报文5携带保护倒换消息，以及检查本地倒换触发请求和收到的自动保护倒换协议报文，根据本地倒换触发请求和所述报文携带的保护倒换消息判断是否倒换，如果是，将上行业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收下行业务；

光线路终端，用于所述光线路终端从所述自动保护倒换协议报文5中提取倒换状态消息5；

将所述倒换状态消息5中的请求/状态信息和本地的倒换触发请求比较，根据预设倒换请求的优先级选出优先级最高的倒换请求；

根据所述优先级最高的倒换请求和报文5携带的保护倒换消息5判断是否倒换，如果是，根据所述优先级最高的倒换请求和所述报文5携带的保护倒换消息5确定倒换方式，并根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

其中，所述根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行主干光纤倒换时，所述光线路终端查找需要保护的光网络单元；

在所述保护通道上向需要保护的光网络单元发送自动保护倒换协议报文3，所述报文3携带保护倒换消息3；

将所述需要保护的光网络单元的业务倒换到所述保护通道上传输，以及从所述保护通道接收所述需要保护的光网络单元发送的业务；

根据确定的倒换方式进行分支光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行分支光纤倒换时，所述光线路终端查询需倒换的分支光纤对应的 光网络单元是否需要保护；

如果所述光网络单元需要保护，所述光线路终端在保护通道上向所述光网络单元发送所 述自动保护倒换协议报文4，所述报文4携带保护倒换消息4，将发送给所述光网络单元的业 务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收所述光网络单元的业务；

如果所述光网络单元不需要保护，所述光线路终端则不进行倒换操作。

进一步地，本发明实施例还提供了一种光线路终端设备，所述设备包括：

报文接收模块，用于接收光网络单元发送的自动保护倒换协议报文；

报文处理模块，用于对所述报文接收模块接收到的自动保护倒换协议报文进行校验，并从所述自动保护倒换协议报文中提取倒换状态消息；

本地请求处理模块，用于收集本地倒换触发请求，所述本地倒换触发请求包括外部命令和自动保护倒换的触发事件；

协议处理模块，用于将所述报文处理模块提取的倒换状态消息中的请求/状态信息、所述本地请求处理模块收集的本地倒换触发请求与当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求；

倒换识别模块，用于根据所述协议处理模块输出的优先级最高的倒换请求判断为分支光纤倒换还是为主干光纤倒换，并发送倒换识别通知；

业务倒换模块，用于根据所述倒换识别模块的判断结果，进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

报文发送模块，用于收到所述倒换识别通知时，在保护通道上向对应的光网络单元发送自动保护倒换协议报文6，所述报文6携带最新倒换状态信息6；以及未收到所述倒换识别通知时，在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文6。

进一步地，本发明实施例还提供了一种光网络单元设备，所述设备包括：

报文接收模块，用于接收光线路终端发送的自动保护倒换协议报文；

报文处理模块，用于对所述报文接收模块接收到的自动保护倒换协议报文进行校验，并从所述自动保护倒换协议报文中提取倒换状态消息；

本地请求处理模块，用于收集本地倒换触发请求，所述本地倒换触发请求包括外部命令和自动保护倒换的触发事件；

协议处理模块，用于将所述报文处理模块提取的倒换状态消息中的请求/状态信息、所述本地请求处理模块收集的本地倒换触发请求与当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求，并发送协议处理通知；

业务倒换模块，用于根据所述协议处理模块得到的优先级最高的倒换请求进行业务倒换；

报文发送模块，用于收到所述协议处理通知时，在保护通道上向光线路终端发送自动保护倒换协议报文7，所述报文7携带最新倒换状态信息；未收到所述协议处理通知时，在保护通道上向光线路终端发送自动保护倒换协议报文7。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过ONU和OLT在所创建的保护通道上定时传送携带保护倒换消息的APS报文，通过APS报文交互，可以实现任意类型的保护倒换，如1+1和1:1、单端倒换和双端倒换、恢复和不恢复几种方式的组合；

同时，ONU和OLT收到触发事件后，都可以触发倒换，由OLT侧通判断采用主干光纤保护倒换或分支光纤保护倒换，增强了倒换的稳定性和实用性。

附图说明

图1是现有技术提供的EPON的拓扑结构示意图；

图2是现有技术提供的骨干光纤冗余方式的光纤保护倒换拓扑结构示意图；

图3是现有技术提供的OLT接口冗余方式的光纤保护倒换拓扑结构示意图；

图4是现有技术提供的全保护方式的光纤保护倒换拓扑结构示意图；

图5是本发明实施例1提供的由ONU发起倒换的保护倒换方法流程图；

图6是本发明实施例1提供的由OLT发起倒换的保护倒换方法流程图；

图7是本发明实施例2提供的基于以太网无源光网络的保护倒换系统示意图；

图8是本发明实施例3提供的光线路终端设备结构图；

图9是本发明实施例4提供的光网络单元设备结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例在OLT侧通过倒换触发条件和ONU发送的保护倒换的协议报文，判断EPON系统的失效位置，根据具体的失效位置进行相应的保护倒换。

实施例1

本实施例提供了一种基于以太网无源光网络的保护倒换方法，本方法包括：

ONU和OLT在保护通道上发送送携带保护倒换消息APS报文；

OLT检查本地倒换触发请求和收到的APS报文，根据本地倒换触发请求和APS报文携带的保护倒换消息判断是否倒换，如果是，根据本地倒换触发请求和保护倒换消息确定倒换方式，并根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

ONU检查本地倒换触发请求和收到的APS报文，根据本地倒换触发请求和APS报文携带的保护倒换消息判断是否倒换，如果是，将上行业务倒换到所述保护通道上，并从保护通道接收下行业务。

在实施上述保护倒换方法之前，需要对系统进行初始化，具体如下：

为EPON系统指定一个ODN作为保护通道，一个ODN作为工作通道；

为了在进行保护倒换时，OLT与ONU之间都不需要注册和测距，作为保护通道的ODN和作为工作通道的ODN均处于热备份状态；

同时，OLT和下连的所有需要保护的ONU之间一一建立保护组，并在OLT中记录保护组与ONU的对应关系，APS协议在指定的ONU与OLT的保护组上运行。APS报文通过OLT给指定ONU分配唯一的逻辑链路标识LLID，保证OLT与指定ONU间的通信。

完成初始化设置后，根据具体情况，OLT和需要保护的ONU进行以下处理：

1)正常情况下，OLT和需要保护的ONU之间在保护通道上定时发送携带保护倒换消息的APS报文进行保护类型的协商，包括以下几个方面的协商：启用APS协议或不启动、1+1或1:1、单端倒换或双端倒换、恢复或不恢复，如果协商不成功，OLT和需要保护的ONU将上报告警。

2)在保护倒换触发条件下，OLT与ONU均可发起EPON系统的倒换，并以较短的时间间隔依次发送多个携带相同保护倒换消息的APS报文通知对端倒换，保证对端能够及时接收到最新的保护倒换消息，并由OLT决定EPON系统倒换为主干光纤倒换还是分支光纤的倒换。

其中，OLT的本地倒换触发请求有：

命令倒换：由管理事件触发(人工倒换或者强制倒换)。可以指定：主干光纤倒换或分支光纤倒换。

自动倒换：由故障发现触发，如信号失效或信号劣化等。分为以下两种：

1)主干光纤倒换的触发条件包括：

信号劣化(SD)，即，检查到上行信号劣化；

信号失效(SF)，包括以下几个条件：

a  输入信号丢失，没有接收到任何上行信号；

b  发射机光功率过大或者过小；

c  其他导致通道信号失效的原因。

2)分支光纤倒换的触发条件包括：

信号劣化(SD)，即检查到ONUi发送的上行信号劣化；

信号失效(SF)，包括以下几个条件：

a  在给ONUi指定的授权时间内没有接收到ONUi发来的光信号；

b  ONUi信号失效；

c  其他导致ONUi上行信号失效的原因。

OLT侧可接收的外部命令有：

保护锁定命令，包括：1)禁止指定ONU的任何信号在保护通道上传输；2)禁止工作ODN上传送的任何信号在保护通道上传输。

强制倒换命令，包括：1)强制指定ONU在工作通道上传输的业务信号倒换到保护通道上传输；2)强制在工作ODN上传送的业务信号全部倒换到保护ODN上传输。

人工倒换命令，包括：1)在工作通道和保护通道不失效的情况下，把指定ONU在工作通道上传送的业务信号倒换到保护通道上传输；2)在工作通道和保护通道不失效的情况下，把工作ODN上传送的业务信号全部倒换到保护ODN上传输。

清除命令，用于当上述外部命令处于激活态时，可用此命令清除。

ONU的本地倒换触发请求有：

命令倒换：由管理事件触发(人工倒换或者强制倒换)。

自动倒换：由故障发现触发，如信号失效或信号劣化等，分为以下两种：

信号劣化(SD)：检查到OLT发送的信号劣化；

信号失效(SF)，包括以下几个条件：

a  输入信号丢失；

b  下行信号误码严重；

c  发射机光功率过大或者过小；

d  其他导致通道信号失效的原因。

ONU侧可接收的外部命令有：

保护锁定：禁止本ONU的任何信号在保护通道上传输；

强制倒换：强制本ONU在工作通道上传输的业务信号倒换到保护通道上传输；

人工倒换：在工作通道和保护通道不失效的情况下，让本ONU在工作通道上传送的业务信号倒换到保护通道上传输；

清除：如果上述外部命令处于激活态，可用此命令清除。

下面分别就两种情况说明：

参见图5，以ONU发起倒换为例，具体过程如下：

步骤101：ONU检查到故障或者接收到外部倒换命令时，ONU立即在保护通道上发送携带最新的保护倒换消息的APS报文，消息中包括最新的请求/状态信息，请求倒换的路径ID。

步骤102：当OLT在保护通道上接收到ONU的携带保护倒换消息的APS报文后，提取报文信息。

步骤103：OLT将从报文中提取出的请求/状态信息和本地倒换触发请求相比较，选出优先级最高的倒换请求执行倒换操作，如果OLT侧没有其他的倒换请求，仅将此ONU的业务倒换到保护通道，并在发送的APS报文中将桥接的路径ID更新，不影响其他ONU的工作。如果OLT侧有其他的倒换请求，根据预先设定倒换请求的优先级决定是否进行主干光纤倒换还是进行ONU分支光纤的倒换。

步骤104：ONU在保护通道上接收到OLT的APS报文后，根据桥接的路径ID得知OLT已经倒换，此时ONU将业务倒换到保护通道上发送，并准备在保护通道接收来自OLT的下行业务信息。同时更新发送的APS报文中的桥接路径ID。

步骤105：OLT在保护通道上接收到ONU的APS报文后，根据桥接的路径ID得知ONU已经倒换，此时OLT准备从保护通道提取此ONU发送的上行业务信息，不影响其他ONU的工作。

参见图6，以OLT发起倒换为例，具体过程如下：

步骤201：OLT侧检查到故障或者接收到外部倒换命令时，OLT分析保护倒换的触发条件。

步骤202：OLT根据分析判断是否导致主干光纤倒换，如果是，执行步骤203；否则，执行步骤204。

步骤203：OLT查询哪些ONU建立了保护组，在保护通道上给需要保护的ONU发送携带保护倒换消息的APS报文，消息中包括最新的请求/状态信息，请求倒换的路径ID。

步骤204：触发请求导致分支光纤倒换，OLT查询此分支光纤对应的ONU是否与OLT建立了保护组，如果是，执行步骤205，否则，执行步骤206。

步骤205：OLT在保护通道上给该ONU发送携带保护倒换消息的APS报文，消息中包括最新的请求/状态信息，请求倒换的路径ID。同时将发给该ONU的业务信号倒换到保护通道，并准备从保护通道提取该ONU的业务信息。

步骤206：该分支光纤对应的ONU没有与OLT建立保护组，OLT则不进行倒换操作。

步骤207：ONU接收到OLT发送的携带保护倒换消息的APS报文后，提取请求/状态信息，并和当前自身的倒换请求相比较，选出优先级最高的倒换请求执行相应的倒换操作，如果OLT侧没有其他的倒换请求，则将上行业务倒换到保护通道，并在发送的APS报文中将桥接的路径ID更新。如果ONU侧有其他的倒换请求，根据预先设定倒换请求的优先级决定进行倒换或者不倒换。

步骤208：OLT在保护通道上接收到ONU的APS报文后，根据桥接的路径ID得知ONU已经倒换，此时OLT将此ONU的业务倒换到保护通道上发送，并准备在保护通道接收来自此ONU的上行业务信息。同时更新发送的APS报文中的桥接路径ID。

步骤209：ONU在保护通道上接收到OLT的APS报文后，根据桥接的路径ID得知OLT已经倒换，此时ONU准备从保护通道提取OLT发送的业务信息。

此倒换过程中，对没有保护要求的ONU的业务不产生影响。也就是说，如果该没有保护要求的ONU连接的ODN故障，那么它的业务便中断；如果该没有保护要求的ONU连接的ODN正常，那么此ONU的业务正常。

本实施例中的APS报文可以通过多点MAC控制子层以上的上层协议报文来实现。例如：通过对OAM协议报文进行扩展来实现，具体可以使用现有OAM报文中的Code域的保留字段进行扩展，但不限于该Code域的保留字段。在Code域的保留字段中增加保护倒换消息，该保护倒换消息又称为APS消息，该消息中携带倒换状态信息，占用2个字节，倒换状态信息包括“请求/状态”、“请求倒换的路径ID”、“桥接的路径ID”和“保护类型”四个字段，每个字段用4个bit表示，具体格式参见表2。

表2

其中，“请求/状态”表示OLT和ONU当前的请求或状态，本实施例中的请求/状态的优先级从高到低的顺序参见表3。其中，优先级分为10级，从0-9依次升高。

表3

“请求倒换的路径ID”字段表示当前需要倒换的路径的标识，“1”表示工作路径，“0”表示保护路径，剩余的bit作为保留字段。

“桥接的路径ID”字段表示已桥接的路径标识，“1”表示工作路径，“0”表示保护路径，剩余的bit作为保留字段。

“保护类型”字段表示OLT和ONU支持的保护类型，“A”字段表示是否需要APS协议，比如1+1的单端倒换不需要APS协议；“B”表示支持“1+1保护”或者“1:1保护”；“D”表示支持“单端倒换”或者“双端倒换”，比如“1:1”只支持双端倒换；“R”表示支持“恢复”或者“非恢复”方式。本实施例的保护类型的具体设置参见表4。

表4

本实施例提供的保护倒换方法，支持快速的自动保护倒换和命令倒换，以及任意类型的保护倒换(1+1和1:1、单端倒换和双端倒换、恢复和不恢复几种方式的组合)，也允许将部分无保护的ONU接入到网络中。无论保护倒换为1+1还是1:1，保护ODN与工作ODN均处于热备份状态，进行保护倒换时，OLT与ONU之间都不需要注册和测距，提高了倒换速度。

实施例2

参见图7，本实施例提供了一种基于以太网无源光网络的保护倒换系统，包括：

光网络单元301，用于在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文，携带保护倒换消息，以及检查本地倒换触发请求和收到的自动保护倒换协议报文，根据本地倒换触发请求和报文携带的保护倒换消息判断是否倒换，如果是，将上行业务倒换到所述保护通道上，并从保护通道接收下行业务；

光线路终端302，用于在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文，携带保护倒换消息；以及检查本地倒换触发请求和自动保护倒换协议报文，根据本地倒换触发请求和报文携带的保护倒换消息判断是否倒换，如果是，根据本地倒换触发请求和报文携带的保护倒换消息确定倒换方式，并根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换。

实施例3

参见图8，本实施例提供了一种光线路终端设备，包括：

报文接收模块401，用于接收光网络单元发送的自动保护倒换协议报文。

如果大于N(建议N＝3)个发送周期(T)，没有接收到自动保护倒换协议报文，认为对端光网络单元失效，上报告警。

报文处理模块402，用于对报文接收模块401接收到的自动保护倒换协议报文进行校验，并从自动保护倒换协议报文中提取倒换状态信息。

本地请求处理模块403，用于收集本地倒换触发请求，该本地倒换触发请求包括外部命令和自动保护倒换的触发事件。

协议处理模块404，用于将报文处理模块402输出的倒换状态信息中的请求/状态信息、本地请求处理模块403输出的本地倒换触发请求与当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求。

倒换识别模块405，用于根据协议处理模块404输出的优先级最高的倒换请求判断为分支光纤倒换还是为主干光纤倒换，并发送倒换识别通知。

业务倒换模块406，用于根据倒换识别模块405的判断结果进行主干光纤倒换或分支光纤倒换。

报文发送模块407，用于收到上述倒换识别通知时，在保护通道上向对应的光网络单元发送自动保护倒换协议报文，此时携带最新倒换状态信息；以及未收到上述倒换识别通知时，在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文。

为了更好地控制报文发送模块407的发送频率，该设备还包括：

定时器模块，用于控制报文发送模块407在未收到倒换识别通知时，以预设频率发送APS报文；在收到倒换识别通知时，按大于该预设频率的频率发送APS报文。

其中，发送频率可以通过定时器模块预先设置，如预设频率f＝1个/秒，根据需要也可以自动调整，如收到倒换识别模块405的倒换识别通知后，以f＝3个/秒发送携带保护倒换消息的APS报文。

上述协议处理模块404的具体功能如下：

1)将报文处理模块402输出的对端的倒换请求、本地请求处理模块403输出的本地请求以及当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求；

2)根据得到的最高优先级的倒换请求，检查对端的“请求倒换的路径标识ID”和“桥接的路径标识ID”是否符合倒换请求的要求，如果不符合要求，上报不匹配告警。符合要求就执行下一步；

3)如果当前执行的倒换请求具有最高优先级，则不作任何处理。在其他情况下根据最高优先级的倒换请求决定倒换操作，并将需要执行的倒换操作传输给倒换识别模块405。

上述倒换识别模块405的具体功能如下：

1)根据需要执行的倒换操作判断为分支光纤倒换还是主干光纤倒换；

2)如果判断为分支光纤倒换，OLT查询此分支光纤对应的ONU是否与OLT建立了保护组，如果没有建立，不进行倒换操作。如果存在保护组，OLT通过报文发送模块407给此ONU发送APS报文，通过业务倒换模块406执行相应的业务倒换操作；

3)如果判断为主干光纤倒换，OLT查询找出建立保护组的ONU，并通过报文发送模块407给这些ONU发送APS报文，通过业务倒换模块406执行相应的业务倒换操作。

实施例4

参见图9，本实施例提供了一种光网络单元设备，包括：

报文接收模块501，用于接收光线路终端发送的自动保护倒换协议报文。

如果大于N(建议N＝3)个发送周期(T)，没有接收到自动保护倒换协议报文，认为对端光网络单元失效，上报告警。

报文处理模块502，用于对报文接收模块501接收到的自动保护倒换协议报文进行校验，并从自动保护倒换协议报文中提取倒换状态消息。

本地请求处理模块503，用于收集本地倒换触发请求，该本地倒换触发请求包括外部命令和自动保护倒换的触发事件。

协议处理模块504，用于将报文处理模块502提取的倒换状态信息中的请求/状态信息、本地请求处理模块收集的本地倒换触发请求与当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求，并发送协议处理通知。

业务倒换模块505，用于根据协议处理模块504得到的优先级最高的倒换请求进行业务倒换。

报文发送模块506，用于收到协议处理通知时，在保护通道上向光线路终端发送自动保护倒换协议报文，并携带最新倒换状态信息；未收到协议处理通知时，在保护通道上向光线路终端发送自动保护倒换协议报文。

为了更好地控制报文发送模块506的发送频率，该设备还包括：

定时器模块，用于控制报文发送模块506在未收到协议处理通知时，以预设频率发送APS报文；在收到协议处理通知时，按大于该预设频率的频率发送APS报文。

其中，发送频率可以通过定时器模块预先设置，如预设频率f＝1个/秒，根据需要也可以自动调整，如收到协议处理模块504的协议处理通知后，以f＝3个/秒发送携带保护倒换消息的APS报文。

上述协议处理模块504的具体功能如下：

1)将报文处理模块502输出的对端的倒换请求、本地请求处理模块503输出的本地请求以及当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求；

2)根据得到的最高优先级的倒换请求，检查对端的“请求倒换的路径标识ID”和“桥接的路径标识ID”是否符合倒换请求的要求，如果不符合要求，上报不匹配告警。符合要求就执行下一步；

3)如果当前执行的倒换请求具有最高优先级，不作任何处理；在其他情况下根据最高优先级的倒换请求决定倒换操作，通过报文发送模块506立即发送APS报文，通过业务倒换模块505执行相应的业务倒换操作。

上述实施例提供的技术方案通过ONU和OLT在所创建的保护通道上定时传送APS报文，协商保护类型和传递保护倒换消息，通过APS报文交互，可以实现任意类型的保护倒换(1+1和1:1、单端倒换和双端倒换、恢复和不恢复几种方式的组合)。

并且，上述方案中的保护通道一直处于热备用状态，在进行保护倒换时，ONU不需重新注册和测距，提高了保护倒换的速度；

在满足802.3ah标准的基础上，结合EPON的点对多点的结构，在OLT侧通过倒换触发事件判断进行主干部分失效或者分支部分失效，增强了倒换的稳定性和实用性；

同时，为了利用现有EPON芯片，通过多点MAC控制子层以上的上层协议报文来实现的APS报文，可以利用现有的EPON芯片实现EPON的保护，解决现有保护方案在扩展性和灵活应用方面的限制。

以上实施例提供的技术方案可以通过硬件和软件实现，软件存储在可读取的存储介质上，如计算机的软盘，硬盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于以太网无源光网络的保护倒换方法，其特征在于，所述方法包括：

光网络单元和光线路终端在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文，所述报文携带保护倒换消息；

所述自动保护倒换协议报文包括：自动保护倒换协议报文1，自动保护倒换协议报文2；其中所述自动保护倒换协议报文2包括：自动保护倒换协议报文3或自动保护倒换协议报文4；

所述自动保护倒换协议报文携带保护倒换消息包括：保护倒换消息1，保护倒换消息2；其中所述保护倒换消息2包括：保护倒换消息3或保护倒换消息4；

所述光线路终端从所述自动保护倒换协议报文1中提取倒换状态消息1；

将所述倒换状态消息1中的请求/状态信息和本地的倒换触发请求比较，根据预设倒换请求的优先级选出优先级最高的倒换请求；

根据所述优先级最高的倒换请求和报文1携带的保护倒换消息1判断是否倒换，如果是，根据所述优先级最高的倒换请求和所述报文1携带的保护倒换消息1确定倒换方式，并根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

其中，所述根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行主干光纤倒换时，所述光线路终端查找需要保护的光网络单元；

在所述保护通道上向需要保护的光网络单元发送所述自动保护倒换协议报文3，所述报文3携带保护倒换消息3；

将所述需要保护的光网络单元的业务倒换到所述保护通道上传输，以及从所述保护通道接收所述需要保护的光网络单元发送的业务；

根据确定的倒换方式进行分支光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行分支光纤倒换时，所述光线路终端查询需倒换的分支光纤对应的光网络单元是否需要保护；

如果所述光网络单元需要保护，所述光线路终端在保护通道上向所述光网络单元发送所述自动保护倒换协议报文4，所述报文4携带保护倒换消息4，将发送给所述光网络单元的业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收所述光网络单元的业务；

如果所述光网络单元不需要保护，所述光线路终端则不进行倒换操作；

所述光网络单元检查本地倒换触发请求和收到的所述自动保护倒换协议报文2，根据本 地倒换触发请求和所述报文2携带的保护倒换消息2判断是否倒换，如果是，将上行业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收下行业务。

2.如权利要求1所述的基于以太网无源光网络的保护倒换方法，其特征在于，所述光网络单元和光线路终端在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文的步骤包括：

工作通道正常时，光网络单元和光线路终端在保护通道上按预设频率向对端发送自动保护倒换协议报文；

当工作通道异常时，所述光网络单元和光线路终端在所述保护通道上按大于所述预设频率的频率向对端发送自动保护倒换协议报文。

3.如权利要求1所述的基于以太网无源光网络的保护倒换方法，其特征在于，所述自动保护倒换协议报文为操作、管理与维护报文。

4.一种基于以太网无源光网络的保护倒换系统，其特征在于，所述系统包括：

光网络单元，用于在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文5，所述报文5携带保护倒换消息，以及检查本地倒换触发请求和收到的自动保护倒换协议报文，根据本地倒换触发请求和所述报文携带的保护倒换消息判断是否倒换，如果是，将上行业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收下行业务；

光线路终端，用于所述光线路终端从所述自动保护倒换协议报文5中提取倒换状态消息5；

将所述倒换状态消息5中的请求/状态信息和本地的倒换触发请求比较，根据预设倒换请求的优先级选出优先级最高的倒换请求；

根据所述优先级最高的倒换请求和报文5携带的保护倒换消息5判断是否倒换，如果是，根据所述优先级最高的倒换请求和所述报文5携带的保护倒换消息5确定倒换方式，并根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

其中，所述根据确定的倒换方式进行主干光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行主干光纤倒换时，所述光线路终端查找需要保护的光网络单元；

在所述保护通道上向需要保护的光网络单元发送自动保护倒换协议报文3，所述报文3携带保护倒换消息3；

将所述需要保护的光网络单元的业务倒换到所述保护通道上传输，以及从所述保护通道 接收所述需要保护的光网络单元发送的业务；

根据确定的倒换方式进行分支光纤倒换的步骤包括：

确定的倒换方式为进行分支光纤倒换时，所述光线路终端查询需倒换的分支光纤对应的光网络单元是否需要保护；

如果所述光网络单元需要保护，所述光线路终端在保护通道上向所述光网络单元发送所述自动保护倒换协议报文4，所述报文4携带保护倒换消息4，将发送给所述光网络单元的业务倒换到所述保护通道上，并从所述保护通道接收所述光网络单元的业务；

如果所述光网络单元不需要保护，所述光线路终端则不进行倒换操作。

5.一种光线路终端设备，其特征在于，所述设备包括：

报文接收模块，用于接收光网络单元发送的自动保护倒换协议报文；

报文处理模块，用于对所述报文接收模块接收到的自动保护倒换协议报文进行校验，并从所述自动保护倒换协议报文中提取倒换状态消息；

本地请求处理模块，用于收集本地倒换触发请求，所述本地倒换触发请求包括外部命令和自动保护倒换的触发事件；

协议处理模块，用于将所述报文处理模块提取的倒换状态消息中的请求/状态信息、所述本地请求处理模块收集的本地倒换触发请求与当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求；

倒换识别模块，用于根据所述协议处理模块输出的优先级最高的倒换请求判断为分支光纤倒换还是为主干光纤倒换，并发送倒换识别通知；

业务倒换模块，用于根据所述倒换识别模块的判断结果，进行主干光纤倒换或分支光纤倒换；

报文发送模块，用于收到所述倒换识别通知时，在保护通道上向对应的光网络单元发送自动保护倒换协议报文6，所述报文6携带最新倒换状态信息6；以及未收到所述倒换识别通知时，在保护通道上向对端发送自动保护倒换协议报文6。

6.如权利要求5所述的光线路终端设备，其特征在于，所述设备还包括：

定时器模块，用于控制所述报文发送模块在未收到所述倒换识别通知时，以预设频率发送所述报文6；在收到所述倒换识别通知时，按大于所述预设频率的频率发送所述报文6。 

7.一种光网络单元设备，其特征在于，所述设备包括：

报文接收模块，用于接收光线路终端发送的自动保护倒换协议报文；

报文处理模块，用于对所述报文接收模块接收到的自动保护倒换协议报文进行校验，并从所述自动保护倒换协议报文中提取倒换状态消息；

本地请求处理模块，用于收集本地倒换触发请求，所述本地倒换触发请求包括外部命令和自动保护倒换的触发事件；

协议处理模块，用于将所述报文处理模块提取的倒换状态消息中的请求/状态信息、所述本地请求处理模块收集的本地倒换触发请求与当前执行的倒换请求进行比较，得到优先级最高的倒换请求，并发送协议处理通知；

业务倒换模块，用于根据所述协议处理模块得到的优先级最高的倒换请求进行业务倒换；

报文发送模块，用于收到所述协议处理通知时，在保护通道上向光线路终端发送自动保护倒换协议报文7，所述报文7携带最新倒换状态信息7；未收到所述协议处理通知时，在保护通道上向光线路终端发送自动保护倒换协议报文7。

8.如权利要求7所述的光网络单元设备，其特征在于，所述设备还包括：

定时器模块，用于控制所述报文发送模块在未收到所述协议处理通知时，以预设频率发送所述报文7；在收到所述协议处理通知时，按大于所述预设频率的频率发送所述报文7。 

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