一种低开销的高生存性PON保护结构制造技术

本发明专利技术涉及一种低开销的高生存性PON保护结构，属于光网络技术领域。该结构通过在光线路终端中新设计逻辑判定、备份收发和保护路控制等多个不同的功能单元，逻辑判定单元根据接收到的逻辑信号判定光开关的倒换，备份收发单元调谐到故障部分的保护波长，使WDM部分只将故障部分器件执行倒换操作，实现了低开销的集中式保护；在TDM部分采用交叉总线形结构，ONU检测到故障时实现了快速的分布式保护倒换。本发明专利技术有效地减小了WDM/TDM-PON系统中参与保护倒换的元器件个数，减小了故障的影响范围，降低了故障的保护资源开销，并且对整个系统中所有的光纤故障实现了全保护。

【技术实现步骤摘要】
一种低开销的高生存性PON保护结构
本专利技术属于光网络
，涉及光网络中的下一代波分复用时分复用混合无源光网络(WDM/TDM-PON)故障保护技术，特别是一种低开销的高生存性PON保护结构。
技术介绍
随着经济的发展和科学技术的进步，人们对各种信息的需求与日俱增，这对现有网络的数据承载能力形成空前的压力，致使下一代高带宽大容量、低成本可平滑升级的混合无源光网络WDM/TDM-PON的提出成为必然趋势，相应的，提高混合无源光网络的生存能力至关重要。故障保护恢复是网络能够持续可靠运行的保障，快速的故障恢复能够显著地提高网络的可靠性，减少数据业务的丢失，因此WDM/TDM-PON故障保护技术的研究成为混合PON生存性研究的关键。保护技术主要从网络结构设计入手，按照保护资源的配置模式可将传统保护技术分为备份保护，分组保护和环网保护三类。典型的保护备份为ITU-TG983.1建议的四种保护结构，主要通过对网络设备或链路的备份来达到保护的目的。分组保护即将两个相邻的ONU用备用光纤互联形成一个ONU组，可节省资源且实现ONU之间的自动互保护倒换。环网保护是指将所有ONU/RN或者部分ONU/RN一次连接成环，通过OLT来控制故障两边的上下行数据方向和ONU/RN中光开关的倒换来实现业务保护恢复。按照控制方式的不同又可将PON的保护技术分为集中式和分布式。集中式指故障后，保护倒换操作由OLT集中控制完成；分布式指故障后由RN或ONU分散地执行保护操作。QiuY等人在“AnovelsurvivablearchitectureforhybridWDM/TDMpassiveopticalnetworks”【OpticsCommunications[J].,2014,312:52-56.】提出一种分布式保护结构，在TDM部分的保护环中以一个故障状态为基准状态，减少了参与保护倒换的元器件数量，但其DF发生故障时，所有DF都参与保护倒换，仍造成保护资源浪费。FanH等人在“Cost-effectivescalableandrobuststar-cross-busPONarchitectureusingacentrallycontrolledhybridrestorationmechanism”【OpticalCommunicationsandNetworking[J].IEEE/OSAJournalof,2013,5(7):730-740.】提出一种集中式保护结构，在OLT中设置备份收发单元，在TDM部分采用交叉总线形结构。发生故障时，通过备份收发单元的保护调谐实现了局部故障当地恢复，减小了故障的影响范围，但需要最后一公里光纤(LMF)一起参与保护倒换，造成保护资源浪费。ZhuM等人在“Asurvivablecolorlesswavelengthdivisionmultiplexedpassiveopticalnetworkwithcentrallycontrolledintelligentprotectionscheme”【OpticalCommunicationsandNetworking[J].IEEE/OSAJournalof,2012,4(10):741-748.】提出一种集中式智能保护倒换机制，在OLT中采用数字逻辑判定单元，根据同时对工作路径和保护路径进行监视所得的逻辑信号，控制光开关实现快速保护倒换，网络结构简单且网元成本低，但保护倒换时需要所有的DF参与，资源浪费大。集中式保护要求OLT更复杂，但能有效地简化系统其他元器件的结构，降低成本开销；分布式能够有效地减小故障影响范围，提高保护倒换速度。因此，在WDM/TDM-PON的保护结构中，如何减少保护倒换过程中涉及到的网元数量，减小故障影响范围，从而减少网络保护资源浪费，降低保护的开销，是生存性研究的重点问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对传统PON光纤故障中参与保护倒换元器件多，保护资源开销大的问题，提出了一种低开销的高生存性PON保护结构，该结构在光线路终端中新设计了多个不同的功能单元，使WDM部分只将故障部分器件执行倒换操作，实现了低开销的集中式保护；在TDM部分采用交叉总线形结构，实现了快速的分布式保护倒换，有效的减小了故障的影响范围，降低了故障的保护资源开销。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低开销的高生存性PON保护结构，对WDM/TDM-PON的两部分采用不同的保护方式，第一部分为WDM部分，WDM部分采用树形备份结构，通过OLT的控制实现智能快速保护倒换；第二部分为TDM部分，TDM部分采用交叉总线形结构，实现快速的分布式自保护倒换。进一步，所述WDM部分的智能快速保护倒换控制具体包括：在OLT中新设计了逻辑判定和备份收发单元，以及一种新的功能单元——保护路控制单元；OLT中的各个单元相互连接通信以实现WDM部分集中式保护倒换；在ONU新设计了一个功率监视器，同时使用工作路径和保护路径分别将ONU串联起来，形成交叉总线形结构，实现快速分布式自保护倒换。进一步，收发单元对工作路径的光信号进行监视，同时将逻辑信号发送到逻辑判定单元和故障管理单元；功率监视单元对保护路径进行监视，并将逻辑信号发送到故障管理单元；故障管理单元根据接收到的逻辑信号，通知备份收发单元调谐到相应的波长实现保护；逻辑判定单元根据接收到的逻辑信号，控制两个光开关OS倒换；备份收发单元根据故障管理单元的输出信号执行相应的保护调谐，并将信号输入保护路控制单元。进一步，正常工作模式下，下行信号通过FF和DF-i传输到ONU组，经OC分为两部分分别广播给各个ONU，上行信号沿同样的路径反向传输；WDM部分故障时，逻辑判定单元根据接收到的逻辑信号控制OS1和OS2的状态，故障管理单元根据接收到的逻辑信号，智能地控制备份收发单元调谐到对应的波长上，通过相应的保护路径(FF*和DF-i*)实现保护倒换；TDM部分故障时，仅需要通过ONU中设立的功率监视器即可实现自保护倒换，ONU中的功率监视器检测不到下行信号时，产生逻辑信号控制ONU中的光开关OS倒换，且故障点后所有的ONU都自行倒换到保护路径上。进一步，所述逻辑判定单元分为两部分，第一部分控制OS1的状态，主要由N个非逻辑门和一个N输入与逻辑门构成；第二部分控制保护了控制单元中OS2的状态，为一个N输入与非逻辑门。进一步，所述保护路控制单元由两个部件构成，一个是OS2，控制从备份收发单元来的下行信号是否通过保护路径下行传输，第二个是异或逻辑器件XOR，XOR根据OS2的状态和逻辑判定单元第二部分的输出信号控制OS2的状态。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的混合式保护结构，在OLT中设置了新的功能单元，实现了在WDM部分只使得故障部分器件倒换到对应的保护备份上，有效地减小了故障影响范围，降低了保护资源开销；在TDM部分采用交叉总线形结构，以及在ONU中设置一个功率监视器，实现了局部故障当地恢复，有效地故障的影响范围。本专利技术所提结构能够对OLT到ONU组之间的WDM部分提供下行1:1保护，上行1+1保护；而对ONU组内的TDM部分提供下行1+1保护，上行1:1保护，即能够对任何一个部分的光纤故障提供快速保护倒换。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低开销的高生存性PON保护结构，其特征在于：对WDM/TDM‑PON的两部分采用不同的保护方式，第一部分为WDM部分，WDM部分采用树形备份结构，通过OLT的控制实现智能快速保护倒换；第二部分为TDM部分，TDM部分采用交叉总线形结构，实现快速的分布式自保护倒换。

【技术特征摘要】
1.一种低开销的高生存性PON保护结构，其特征在于：对WDM/TDM-PON的两部分采用不同的保护方式，第一部分为WDM部分，WDM部分采用树形备份结构，通过OLT的控制实现智能快速保护倒换；第二部分为TDM部分，TDM部分采用交叉总线形结构，实现快速的分布式自保护倒换；所述WDM部分的智能快速保护倒换控制具体包括：在OLT中新设计了逻辑判定和备份收发单元，以及保护路控制单元，所述保护路控制单元根据逻辑判定单元的输出信号以及OS2的状态控制OS2倒换；OLT中的各个单元相互连接通信以实现WDM部分集中式保护倒换；在ONU新设计了一个功率监视器，同时使用工作路径和保护路径分别将ONU串联起来，形成交叉总线形结构，实现快速分布式自保护倒换；收发单元对工作路径的光信号进行监视，同时将逻辑信号发送到逻辑判定单元和故障管理单元；功率监视单元对保护路径进行监视，并将逻辑信号发送到故障管理单元；故障管理单元根据接收到的逻辑信号，通知备份收发单元调谐到相应的波长实现保护；逻辑判定单元根据接收到的逻辑信号，控制两个光开关OS倒换；备份收发单元根据故障管理单元的输出信号执行相应的保护调谐，并将信号输入保护路控制单元。2.根据权利要求1所述的一种低开销的高生存性PON保护结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊余，汤小飞，范雪，王汝言，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85