Gpon网络c类光链路保护倒换优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种GP0N (吉比特无源光网络，gigabit passive optical network) 网络C类光链路保护倒换优化方法，尤其涉及一种基于SDN (自防御网络，Self-Defending Network)的GP0N网络C类光链路保护倒换优化方法。
【背景技术】
[0002] 为了提高光网络的可靠性和健壮性，可在P0N(无源光网络，Passive Optical Network)系统中采用光链路保护倒换机制。光链路保护主要有四种类型。如图1所示，是 C类光链路保护，具有以下特点： 1、0LT (光线路终端，Optical Line Terminal)双P0N接口，主用、备用的P0N接口均 处于工作状态(热备份)。0LT应保证主用P0N接口的业务信息能够同步备份到备用P0N接 口，使得保护倒换过程中，备用P0N接口能维持0NU (光网络单元，Optical Network Unit) 的业务属性不变。
[0003] 2、光分路器：使用2个1 :N光分路器。
[0004] 3、0NU采用一个PON MAC和两个光模块，正常情况下备用的光模块处于冷备用状 态。0NU的两个光模块分别连接到0LT的主用和备用P0N接口。
[0005] 4、0NU和0LT均检测链路状态，并根据链路状态决定是否倒换。
[0006] 为了防止光链路中断，导致0NU业务丢失，传统的办法就是采用光链路保护倒换 机制。在GP0N系统中，光链路保护倒换的触发条件包括： 1、 输入光信号丢失（L0S); 2、 输入通道信道劣化： 2. 1、输入光信号功率过高或过低； 2. 2、误码率越限； 3、 设备硬件故障： 3. 1、光模块故障； 3. 2、PON MAC芯片故障(适用于不同PON MAC芯片之间保护的情况）； 3. 3、板卡故障(适用于P0N板间保护的情况）； 对于0LT和0NU设备而言，当检测到上述物理层故障时，应连续检测转换保护时间switching guard time(4帧时间），如该故障一直存在则正式确认该光链路失效事件，如在 switching guard time内该故障得到恢复，则不确认该光链路失效事件。
[0007] 当0LT检测到特定P0N接口下任何一个处于激活状态的0NU的上行光链路发生光 链路保护倒换触发事件时，0LT应立即停止向该0NU发送下行光信号，并将该0NU的流量倒 换到备用P0N接口上（即逐个对失效的光链路进行倒换)，并通过备用P0N接口向0NU发送 POPUP消息。0NU在检测到上述光链路失效事件后，应立即将业务倒换到备用P0N接口，并 进入POPUP状态，0NU在接收到0LT发过来的POPUP消息以后，重新开始测距，直到进入运 行态，0NU业务开始恢复。
[0008] 上述传统的光链路保护倒换机制在某种极端的情况下，0NU业务可能全部集中在 0LT主用或备用P0N接口上。原有的网络不是基于SDN架构，而是分布式控制的，很难感知 光链路的变化，一旦光链路发生变化，网络管理员需要强制倒换。如果管理员强制倒换，必 须要求网络管理员清楚地了解整个光网络的链路状态。对于一个较大规模的网络，这项工 作显然不够轻松，而且非常容易出错。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种GP0N网络C类光链路保护倒换优化方法，基于SDN架构，由SDN 控制器自动计算完成光链路保护倒换，简化了网络维护工作，既能保证光网络的可靠性，又 能把0NU业务均衡到0LT的主用P0N接口和备用P0N接口上。
[0010] 为了达到上述目的，本发明提供一种GP0N网络C类光链路保护倒换优化方法，包 含以下步骤： 建立基于SDN架构的C类光链路保护倒换GP0N网络，将C类光链路保护倒换GP0N网络 中的所有0LT都连接到SDN控制器，组成基于SDN架构的C类光链路保护倒换GP0N网络； 在0LT和0NU之间建立主光链路的过程中，SDN控制器进行光链路建立优化控制，使得 GP0N网络中的主光链路符合光链路负载均衡要求； 在0LT和0NU之间发生了光链路保护倒换之后，SDN控制器对GP0N网络中的光链路保 护倒换进行优化控制，使得GP0N网络中的主光链路符合光链路负载均衡要求； 所述的光链路负载均衡要求包含：使得GP0N网络中建立在0LT的主用P0N接口上的主 光链路的数量M等于建立在0LT的备用P0N接口上的主光链路的数量N，或者使得建立在 0LT的主用P0N接口上的主光链路的数量M与建立在0LT的备用P0N接口上的主光链路的 数量N之间的差值小于等于1。
[0011] 当0LT和0NU之间建立主光链路的时候，0LT将主光链路建立信息上报给SDN控 制器，所述的主光链路建立信息包含：建立主光链路的0LT的P0N接口 id和0NU的id。
[0012] SDN控制器进行光链路建立优化控制包含以下步骤： 如果SDN控制器收到了主光链路建立信息，则SDN控制器分别统计GP0N网络中0LT上 主用P0N接口的主光链路数目M和备用P0N接口的主光链路数目N，若M>N，则SDN控制器 控制0LT和0NU之间的主光链路建立在0LT的备用P0N接口上，若M彡N，则SDN控制器控 制0LT和0NU之间的主光链路建立在0LT的主用P0N接口上。
[0013] 当0LT和0NU之间发生了光链路保护倒换之后，0LT需要将光链路保护倒换信息 上报给SDN控制器，所述的光链路保护倒换信息包含：倒换前的0LT的P0N接口 id、0NU的 id、以及倒换后的0LT的P0N接口 id和0NU的id。
[0014] SDN控制器对GP0N网络中的光链路保护倒换进行优化控制包含以下步骤： 步骤S3. 1、如果SDN控制器收到了光链路保护倒换信息，则进行步骤S3. 2 ; 步骤S3. 2、SDN控制器计算GP0N网络中的光链路负载，g卩，分别统计GP0N网络中0LT 上主用P0N接口的主光链路数目M和备用P0N接口的主光链路数目N ; 步骤S3. 3、SDN控制器判断M和N的和是否为偶数，若是，进行步骤S3. 6,若否，进行步 骤 S3. 4 ; 步骤S3. 4、SDN控制器判断M和N之间的差值是否小于等于1，若是，则结束优化，若否， 进行步骤S3. 5 ; 步骤S3. 5、SDN控制器将M和N中较大的数目减一，进行步骤S3. 6 ; 步骤S3. 6、SDN控制器判断M是否大于N，若是，进行步骤S3. 7,若否，进行步骤S3. 9 ; 步骤S3. 7、除了步骤S3. 1中发生了光链路倒换的OLT以外，SDN控制器随机选择一个 OLT，对其主用PON接口上的主光链路进行强制切换，将切换到备用PON接口上，进行步骤 S3. 8 ； 步骤S3. 8、SDN控制器判断M是否大于N，若是，进行步骤S3. 7,若否，则结束优化； 步骤S3. 9、SDN控制器判断M是否等于N，若是，则结束优化，若否，进行步骤S3. 10; 步骤S3. 10、除了步骤S3. 1中发生了光链路倒换的OLT以外，SDN控制器随机选择一 个OLT，对其备用PON接口上的主光链路进行强制切换，切换到主用PON接口上，进行步骤 S3. 11 ； 步骤S3. 11、SDN控制器判断N是否大于M，若是，进行步骤S3. 10,若否，则结束优化。
[0015] 所述的步骤S3. 2中，SDN控制器根据0LT上报的光链路保护倒换信息和网络拓扑 信息计算GP0N网络中0LT上主用P0N接口的主光链路数目M和备用P0N接口的主光链路 数目N。
[0016] 所述的步骤S3. 7和步骤S3. 10中，SDN控制器对主光链路进行强制切换包含以下 步骤： SDN控制器发送私有的Experimenter报文给选定的0LT，通知0LT进行强制光链路保 护倒换； 被选定的0LT接收到私有的Experimenter报文，获得ONU id信息、源P0N接口 id信 息和目的P0N接口 id信息； 0LT进行0LT侧倒换； 0LT将私有的Experimenter报文转化成私有的0MCI消息通过目的P0N接口发送给 0NU，通知0NU进行0NU侧倒换； 0NU进行0NU侧倒换。
[0017] 所述的0LT进行0LT侧倒换包含：0LT立即停止向该0NU发送下行光信号，并将该 0NU的流量从源P0N接口倒换到目的P0N接口上，并通过目的P0N接口向0NU发送POPUP 消息。
[0018] 所述的0NU进行0NU侧倒换包含：0NU接收到私有的0MCI消息后，立即