一种实现光网络故障监测的系统和方法技术方案

一种实现光网络故障监测的系统，包括光链路终端OLT和多个远端节点RN连接成的网状网和功率分配耦合器PSC，所述远端节点RN与功率分配耦合器PSC之间通过光纤连接；所述功率分配耦合器PSC通过树形拓扑网络与终端用户相连。目前没有单一方案可以有效的监测网状网加树的拓扑网络，包括节点和链路，针对监测时间，监测成本，可扩展性等方面，本发明专利技术结合了光迹检测机制和光编码机制的优势，通过简单、可扩展的解决方案最终实现全网的有效故障监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于光网络生存性的

技术介绍
随着互联网技术的不断发展，互联网承载的业务种类越来越多并且业务量越来越大。但是一旦网络中的光纤链路或者是网络节点发生故障，就会造成大量的数据丢失和服务中断，因此只有快速监测定位到发生故障的光纤链路，各层的路由协议才能够及时地调整路由，把传输到故障链路的数据通过其他链路进行传输，从而及时地恢复数据传输。为了监测网络的服务，网络需要具备应对多种类型错误提供有效的检测机制的能力。网络协议模型是分层结构的，理论上可以在任一个网络协议层中进行故障定位。在上层协议中进行故障监测由于其相对复杂的信令导致的监测时间较长，而在实际的工程应用中很难接受这么长的监测时间。在物理层上对故障进行监测，可以避免复杂的信令，降低检测信号的复杂性，能够较快速的实现故障的监测和定位。两种在物理层的故障定位的方案:光迹检测机制和光编码机制由于有效性好而应用较多。光迹检测机制有以下特点:1、通过算法为整个网络分配专用的有向光链路，可以实现光网络链路精确和快速的故障定位;2、一个连通性好的网络中，可以把所需要的光监测迹的条数减小到所需监测链路数目的对数;3、可以实现监测器成本与专用链路数量的有效折衷;4、不易于监测网络节点故障。光编码机制有以下特点:1、每个光纤段放置唯一的编码器，可以监测相应光纤链路或者节点的状态;2、光编码机制是一个集中的方案，网络管理系统(NMS)可以收集所有反射的编码信号并通过解码信号的自相关特征判断故障;3、使用单一(或较少数量)的专用监测波长;4、可扩展性好;5、所用的编码器的数量不少于需监测链路或节点的数量。网状网-树状网的结构，可用于城域-接入网，网络结构为:光链路终端(OLT)连接一些远端节点(RN)，组成一个网状网，相比于环有更高的可靠性。RN与功率分配耦合器(PSC)之间通过光纤连接。PSC与终端用户之间是树形拓扑。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种实现光网络故障监测的系统。本专利技术还提供一种实现光网络故障监测的方法。本专利技术的技术方案如下:一种实现光网络故障监测的系统，包括光链路终端OLT和多个远端节点RN连接成的网状网和功率分配耦合器PSC，所述远端节点RN与功率分配耦合器PSC之间通过光纤连接;所述功率分配耦合器PSC通过树形拓扑网络与终端用户相连。目前没有单一方案可以有效的监测网状网加树的拓扑网络，包括节点和链路，针对监测时间，监测成本，可扩展性等方面，本专利技术结合了光迹检测机制和光编码机制的优势，通过简单、可扩展的解决方案最终实现全网的有效故障监测。—种实现光网络故障监测的方法，包括以下步骤:(I)设计互不相同、且最大互相关系数为I的准正交周期码，以及对应该准正交周期码的双光纤光栅FBG编码器和FBG解码器；(2)将所述FBG编码器分别放置在网状网环远端节点RN的两侧以及终端用户光路前面;首先采用光编码器监测网状网环远端节点RN、网状网环上的链路、树形拓扑网络的分支链路和远端节点RN与功率分配耦合器PSC之间的链路；(3)所述光链路终端OLT发射U波段监测脉冲，在所述网状网环上逆时针传输:每个FBG编码器耦合部分U波段监测脉冲，对应生成一个光编码，然后将所述光编码在所述网状网环上顺时针方向反射到光链路终端0LT;光链路终端OLT沿所述网状网环上顺时针方向收到所有反射的光编码总和;所述U波段为:1625-1675nm；(4)网络管路系统匪S把接收到的光编码总和信号周期性地与各个相应的FBG解码器匹配，得到每个FBG解码器的自相关峰值:设定相关峰值的故障阈值，如果所述自相关峰值小于故障阈值，则所述自相关峰值对应的链路或远端节点RN无故障；如果所述自相关峰值大于或等于故障阈值，则所述自相关峰值对应的链路或远端节点RN存在故障，并根据自相关峰值对应的FBG编码器确定故障位置；(5)网状网中除去环上的链路之外的其它链路，即网状网内部链路是通过光迹监测:通过启发式的监测迹分配MTA算法，生成专用监测链路;其中在生成光迹碎片之后，采用整个网状网中的任一链路连接所述光迹碎片使其形成更长的光迹链路;所述每条光迹链路分别具有唯一的报警码;所述MTA算法还同时生成报警码表ACT;(6)当任意一条链路故障的时候，其经过该链路的所有的光迹链路分别触发报警信号，所述网络管理系统NMS收集到报警信号，并由报警码表ACT定位故障链路。本专利技术的优势如下:1、本专利技术低成本，不采用昂贵的可调谐光时域反射仪(OTDR)和滤波器。2、本专利技术不需要用户参与网络监测，监测机制是用户独立的。3、本专利技术由于采用两种监测技术结合，该监测技术可以支持大容量的用户监测。4、本专利技术可扩展性好，当增加新用户的时候，只需要安装额外的光编码器，无需改变原来的网络的架构。5、本专利技术结合了光迹检测和光编码检测的优势，可以在不增加MTA算法复杂度的基础上，比较简单地实现光网络节点的监测。6、本专利技术可以取得检测器成本，监测波长成本，光编码器成本的有效折衷，进一步显著降低网络监测成本。【附图说明】图1为本专利技术所述实现光网络故障监测的系统网络结构框图；图2为本专利技术所述远端节点RN的结构框图；其中，λη为光链路终端OLT发出的监测信号;AD为光链路终端OLT发出的数据信号;WS为波长选择器;Adi为节点i的数据信号;WDM为波峰复用装置；图3为本专利技术所述FBG编码器的结构框图；其中，Ii为2个光纤之间的长度；图4为本专利技术中所述网络管理系统的结构框图；图5为本专利技术实施例的实现光网络故障监测的流程图；图6为图5所示的实现光迹监测的MTA算法流程图。【具体实施方式】下面结合实施例和说明书附图对本专利技术做详细的说明，但不限于此。实施例1、一种实现光网络故障监测的系统，包括光链路终端OLT和多个远端节点RN连接成的网状网和功率分配耦合器PSC，所述远端节点RN与功率分配耦合器PSC之间通过光纤连接;所述功率分配耦合器PSC通过树形拓扑网络与终端用户相连。实施例2、 一种实现光网络故障监测的方法，包括以下步骤:(I)设计互不相同、且最大互相关系数为I的准正交周期码，以及对应该准正交周期码的双光纤光栅FBG编码器和FBG解码器；(2)将所述FBG编码器分别放置在网状网环远端节点RN的两侧以及终端用户光路前面;首先采用光编码器监测网状网环远端节点RN、网状网环上的链路、树形拓扑网络的分支链路和远端节点RN与功率分配耦合器PSC之间的链路；(3)所述光链路终端OLT发射U波段监测脉冲，在所述网状网环上逆时针传输:每个FBG编码器耦合部分U波段监测脉冲，对应生成一个光编码，然后将所述光编码在所述网状网环上顺时针方向反射到光链路终端0LT;光链路终端OLT沿所述网状网环上顺时针方向收到所有反射的光编码总和;所述U波段为:1625-1675nm；(4)网络管路系统匪S把接收到的光编码总和信号周期性地与各个相应的FBG解码器匹配，得到每个FBG解码器的自相关峰值:设定相关峰值的故障阈值，如果所述自相关峰值小于故障阈值，则所述自相关峰值对应的链路或远端节点RN无故障；如果所述自相关峰值大于或等于故障阈值，则所述自相关峰值对应的链路或远端节点RN存在故障，并根据自相关峰值对应的FBG编码器确定故障位置；(5)网状网中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现光网络故障监测的系统，其特征在于，所述系统包括光链路终端OLT和多个远端节点RN连接成的网状网和功率分配耦合器PSC，所述远端节点RN与功率分配耦合器PSC之间通过光纤连接；所述功率分配耦合器PSC通过树形拓扑网络与终端用户相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程子敬，季伟，李潇，张世成，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：北京;11