专利名称：一种无源光网络的异种媒体保护方法
技术领域：
本发明涉及一种无源光网络(Passive Optical Network，以下简称PON)的保护方法，特别是指一种无源光网络的异种媒体保护方法。
背景技术：
PON是一种采用点到多点(Point To Multi Point，简称P2MP)结构的单纤双向光接入网络，由局端的光线路终端(Optical Line Terminal，以下简称OLT)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，以下简称ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal，以下简称ONT)和光分配网络(Optical Distribution Network，以下简称ODN)组成。PON的典型拓扑结构为树型，ODN在局端的OLT和用户侧的ONU之间提供光传输通道。ONU和ONT在本文中统称ONU。
PON的保护倒转是指为了提高网络的安全性，通常PON网络都会设置一条或几条备用线路，备用线路可以使用PON，也可以使用用户数字电路(Digital Subscriber Line，以下简称DSL)或者无线网(以下简称wireless)，当主用线路出现故障时使用备用线路通讯以保持网络的安全性。系统正常工作时，保护倒换控制模块在线监测OLT PON模块的工作状态和相关告警信息，当保护倒换控制模块接收到来自OLT的线路故障、信号劣化等告警信息时，根据预设的机制进行判断是否进行倒换，并触发光开关实现切换，从而实现PON系统骨干光纤的主备倒换。
PON的点对多点共享媒质特性及接入网本身技术的多样性，把PON的保护问题变的复杂化了。目前业界对于PON的保护有多种方案，分为同媒质保护和不同媒质保护两大类，同媒质保护即主、备线路都使用PON网络，不同媒质保护即主线路使用PON网络，备用线路使用DSL或者wireless。其各有优缺点(1)同媒质保护即G.984.x系列规定的A、B、C类型，其中B和C是比较实用的类型，大部分产品实现都实现这两种，具体为A型A型保护如图1a所示，只保护主干光纤，无需协议，但保护慢且无法自动进行。
B型B型保护如图1b所示，同样无需协议，但备用通道处于冷备份，因而保护比较慢。
C型C型保护如图1c所示，其保护协议在G983.5内规定，保护比较快，且能支持各种保护工作模式，如1+1/1:1和负荷分担等模式，其缺点是整个ODN网是双份的，在实际施工和网络规划种难度比较大，成本也比较高。
(2)异种媒质保护由于接入层面的接入技术有很多，如PON、DSL和wireless。异种媒质保护是指引入不同媒质或不同技术作为备用线路的保护。图2～5是四种典型的异种媒质保护方式网络配置方式。
a型如图2a所示，是OLT集成了PON和DSL，在PON和铜线DSL间进行业务保护，DSL为PON提供保护通道，保护倒换在ONU和OLT间实现；b型如图2b所示，是OLT集成了PON和BS，在PON和无线间进行保护，无线通道给PON提供保护通道，保护在ONU和OLT间进行；c型如图2c所示是OLT和BS分离保护配置，OLT和BS是独立的系统，这两个系统物理位置可以是任意的，他们的业务节点接口(ServicesNode Interface，以下简称SNI)同时连接到上层的三层交换机上，保护在ONU和三层交换机上进行；d型如图2d所示，是OLT和数字用户线路调制解调器(DigitalSubscriber Line Modem，以下简称DSLM)分离保护配置，OLT和DSLM是独立的各系统，这两个系统物理位置可以是任意的，他们的SNI接口同时连接到上层三层交换机上，保护在ONU和三层交换机上进行。
在现有的几种异种媒质保护中，针对保护类型a和b，PON接口已经有专门的私有安全通道(Private Secure Tunnel，以下简称PST)传递保护倒换控制消息，如果要把PST消息利用起来在PON，就需要在DSL和wireless通道中也开发类似的保护倒换控制消息，这要涉及到对现有DSL和wireless标准的改动。而对于保护类型c和d，由于主用线路PON和备用线路DSL或wireless设备彼此独立，同时都通过SNI接口连接到上层网络，这样就需要在上层网络设备(图中是三层交换机)和ONU间建立传递保护倒换控制消息的通道。由于OLT和DSL或wireless设备的上联接口通常都是以太网，因此涉及到要在无线网络和以太网网络同时增加保护倒换控制消息通道，还涉及到如何把PON的PST消息如何转换成以太网通道内的保护倒换消息。因此，在现有技术中采用带内保护倒换控制消息来实现异种媒质保护很复杂，需要对现有标准进行扩展和改动。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种无源光网络的异种媒体保护方法，以克服现有的异种媒体保护方法中存在的实现复杂、需要另外定义标准协议的问题和缺陷，提供一种简单高效的实现PON网络业务保护的方法。
为了达到上述目的，本发明提出了一种无源光网络的异种媒体保护方法，包括步骤1、将每一个用户端设备的端口划分出至少一个VLAN，该VLAN中至少包括该用户端设备的受保护的主用线路端口和备用线路端口；步骤2、将局端设备每一受保护的端口，划分到与该端口相连的用户端设备端口所在的VLAN中；步骤3、在局端设备和用户端设备以太网核心启用多生成树协议(Multiple Spanning Tree Protocol，以下简称MSTP)，并设定主用线路的端口号小于备用线路的端口号；步骤4、当主用线路发生故障时，MSTP将备用线路端口对应的VLAN去屏蔽，并将业务从主用线路倒换到备用线路，并将主用线路端口对应的VLAN屏蔽。
其中，所述步骤3具体为步骤31、将局端设备的以太网核心启用MSTP，将用户端设备的以太网核心启用MSTP；步骤32、设定主用线路的端口号小于备用线路的端口号；步骤33、MSTP将备用线路端口屏蔽。
其中，步骤1具体为步骤11、将每一用户端设备的端口分为受保护端口和不受保护端口；步骤12、对每一用户端设备进行设置，将一个用户端设备的受保护端口划分为一个VLAN；步骤13、将一个用户端设备的不受保护端口划分到另一VLAN；其中，被保护的业务在主用线路和备用线路上能占用相等的带宽。
其中，所述方法还包括步骤5、用户端设备接收到业务数据后，判断该业务数据是否为受保护数据，如果是则将该业务数据发送到受保护端口所在的VLAN，否则发送到不受保护端口所在的VLAN。
本发明提出了一种无源光网络的异种媒体保护方法。现有技术中必须要对以太网协议进行重新定义才能实现。本发明通过应用启用MSTP，简化了流程，提高了PON保护的效率。具体为(1)MSTP协议应用在链路层上，同具体的技术无关，能工作在DSL、PON、无线等技术，既能用于同种技术间的保护，又能支持异种技术间的保护；(2)ONU为保护对象以ONU为单位划分VLAN，保护对象明确；(3)技术实现简单MSTP是以太网中常用而成熟的技术，一般的以太网交换机都支持该协议，支持该协议不会额外引入成本，技术非常成熟；(4)同拓扑结构无关；启用MSTP同具体物理拓扑结构无关，适用GPON OLT和DSLAM或BS集成型拓扑结构也适合GPON OLT和DSLAM或BS分离结构，且GPON OLT和DSLAM或BS可以放在不同物理位置。
图1a是现有同媒质保护的类型a结构示意图；图1b是现有同媒质保护的类型b结构示意图；图1c是现有同媒质保护的类型c结构示意图；图2a是现有异种媒质保护的类型a结构示意图；图2b是现有异种媒质保护的类型b结构示意图；图2c是现有异种媒质保护的类型c结构示意图；图2d是现有异种媒质保护的类型d结构示意图；图3是采用本发明提出的方法划分VLAN后的结构示意图；图4是采用本发明提出的方法后主用线路断线时的结构示意图；图5是采用本发明提出的方法中局端设备的结构示意图；图6是本发明优选实施例流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明优选实施例中采用DSL线路作为备用线路，具体步骤如图6所示，包括(1)OLT和ONU的业务配置首先分别配置PON链路和DSL链路，PON链路为主用线路，DSL链路为备用线路。
(2)将每一ONU的受保护端口划分为一个VLAN，即如图3所示的VLAN-ONU1到VLAN-ONUn；同时将每一ONU的不受保护的端口划分为另一个VLAN，即如图3所示的VLAN1到VLANn。为了保证从主用业务通道切换到备用业务通道的SLA(service-level agreement，服务品质协议)，这里需要被保护的业务在PON和DSL链路上能占用相等的带宽。
(3)将OLT的每一端口，与其ONU侧设备连接的端口划分到同一VLAN中。
(4)ONU侧的设备可以根据关键字段，判断该业务是否为受保护的业务，把需要保护的业务转发到保护VLAN(即VLAN-ONU1到VLAN-ONUn)，对于不需要保护的业务则转发到其他VLAN(VLAN1到VLANn)内。在OLT侧，为了减少对上层网络VLAN数目的要求，应支持如图5所示意的VLAN转换功能，即来自不同端口的多个VLAN能转换到同一上联的同一SVLAN(可堆叠VLAN)，并从SNI接口送出去，从SNI下来的带SVLAN的数据包能找到原来上行方向的VLAN，并把SVLAN替换成下联端口对应的VLAN，从相应下联端口送出去。其中上述的关键字段可以服务类型/服务等级(TOS/COS)，DA-MAC，SA-MAC、SA-IP、DA-IP字段。
(5)加载MSTP，防止业务形成死循环由于OLT和ONU都是以以太网交换为核心，在ONU和OLT以太网交换核心上同时启动MSTP，需要把DSL端口的端口号设置成比PON端口的端口号大。这样根据MSTP协议，如果想成回路，则端口号将回路中端口号大的宽口屏蔽，DSL端口对应的VLAN将会被屏蔽(BLOCK)掉，从而保证业务只在PON链路上传输，而不会形成循环。
(6)当主用线路出现故障时当PON ONU和OLT间的PON链路发生故障时，多生成树将步骤(5)中被屏蔽的ONU中DSL端口对应的VLAN去屏蔽，并将PON端口对应的VLAN被屏蔽掉，从而把业务从PON端口倒换到了对应的DSL接口。
如图4所示，假设第一个ONU的PON端口出现故障，这时PON端口对应的VLAN-ONU1被屏蔽，业务倒换到ONU1的DSL LT间的CopperNetwork上继续正常运行。
权利要求
1.一种无源光网络的异种媒体保护方法，包括步骤1、将每一个用户端设备的端口划分出至少一个VLAN，该VLAN中至少包括该用户端设备的受保护的主用线路端口和备用线路端口；步骤2、将局端设备每一受保护的端口，划分到与该端口相连的用户端设备端口所在的VLAN中；步骤3、在局端设备和用户端设备以太网核心启用多生成树协议，并设定主用线路的端口号小于备用线路的端口号；步骤4、当主用线路发生故障时，多生成树协议将备用线路端口对应的VLAN去屏蔽，并将业务从主用线路倒换到备用线路，并将主用线路端口对应的VLAN屏蔽。
2.根据权利要求1所述的一种无源光网络的异种媒体保护方法，其特征在于，所述步骤3具体为步骤31、将局端设备的以太网核心启用多生成树协议，将用户端设备的以太网核心启用多生成树协议；步骤32、设定主用线路的端口号小于备用线路的端口号；步骤33、多生成树协议将备用线路端口屏蔽。
3.根据权利要求1或2所述的一种无源光网络的异种媒体保护方法，其特征在于，步骤1具体为步骤11、将每一用户端设备的端口分为受保护端口和不受保护端口；步骤12、对每一用户端设备进行设置，将一个用户端设备的受保护端口划分为一个VLAN；步骤13、将一个用户端设备的不受保护端口划分到另一VLAN；
4.根据权利要求3所述的一种无源光网络的异种媒体保护方法，其特征在于，被保护的业务在主用线路和备用线路上能占用相等的带宽。
5.根据权利要求4所述的一种无源光网络的异种媒体保护方法，其特征在于，所述方法还包括步骤5、用户端设备接收到业务数据后，判断该业务数据是否为受保护数据，如果是则将该业务数据发送到受保护端口所在的VLAN，否则发送到不受保护端口所在的VLAN。
全文摘要
本发明公开了一种无源光网络的异种媒体保护方法，针对现有技术中现复杂、需要另外定义标准协议的问题而发明，包括1.将一个用户端设备受保护的主用线路和备用线路划分为一个VLAN；2.将局端设备每一受保护的端口，划分到与该端口相连的用户端设备的端口所在的VLAN中；3.在局端设备和用户端设备启用MSTP协议，并设定主用线路的端口号小于备用线路的端口号；4.当主用线路发生故障时，多生成树协议将备用线路端口对应的VLAN去屏蔽，并将业务从主用线路倒换到备用线路，并将主用线路端口对应的VLAN屏蔽。本发明主要应用于无源光网络的异种媒体保护。本发明不需另外定义协议，实现方法简单。
文档编号H04L29/06GK101051854SQ20071010524
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月24日 优先权日2007年5月24日
发明者李明生, 张宏熙 申请人:中兴通讯股份有限公司