無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法及系統(tǒng)及相關設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無源光網(wǎng)絡PON中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法及系統(tǒng)及相關設備，其中方法包括：對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護；當確定光網(wǎng)絡單元ONU與交換設備或者光線路終端OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用PON口通過備用鏈路上報給交換或者OLT；交換設備或者OLT根據(jù)從備用鏈路收到的ARP報文來學習ONU及其上掛接的用戶設備的源MAC地址和源IP地址；本發(fā)明實現(xiàn)了ONU將其管理業(yè)務及用戶設備的業(yè)務從主用鏈路快速切換到備用鏈路，提升了PON保護性能，并且在一定程度上減少了切換過程中的丟包。
【專利說明】無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法及系統(tǒng)及相關設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法及系統(tǒng)及相關設備。
【背景技術】
[0002]無源光網(wǎng)絡技術因其“無源”的特點，即全部由無源光分路器和光纖等無源光器件組成不包括任何有源器件，以及“點到多點”組網(wǎng)形態(tài)的優(yōu)勢，使無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)具有維護簡單、可靠性高、成本低的優(yōu)勢，已經(jīng)成為業(yè)界公認的實現(xiàn)FTTx (Fiber To The x)系統(tǒng)的首選方案。
[0003]PON(無源光網(wǎng)絡)主要由 OLT (Optical Line Terminal，光線路終端)、0NU(OpticalNetwork Unit,光網(wǎng)絡單兀)和 0DN(0ptical Distribution Network,光分配網(wǎng)絡)組成。其中，ODN為點到多點結(jié)構，一個OLT通過ODN連接多個ONU。
[0004]在PON部署應用中，有一部分類型的用戶需要較高的安全性，希望運營商能夠提供一種保障機制來確保其業(yè)務通路不中斷，或者次一級的要求是能夠在業(yè)務通路中斷后快速恢復。這就對承載用戶業(yè)務運行的PON網(wǎng)絡提出了保護和快速切換的要求。
[0005]PON目前有多種保護方式，全光纖保護方式和手拉手保護方式應用的最為普遍。如圖1所示為PON全光纖保護方式的光分配網(wǎng)絡結(jié)構示意圖。單OLT雙PON 口，ONU雙光模塊，主干光纖、光分路器和配線光纖均雙路冗余保護方式。如圖2所示為PON手拉手保護方式的光分配網(wǎng)絡結(jié)構示意圖。系統(tǒng)采用雙OLT，每個OLT各出一個PON 口，每個PON 口各接一個1:N的光分路器，ONU也是雙PON 口。手拉手保護方式中，OLT與ONU側(cè)的備用鏈路處于熱備份狀態(tài)。保護倒換過程中，OLT要能夠維持ONU的業(yè)務屬性不變；0NU檢測鏈路狀態(tài)，并根據(jù)鏈路狀態(tài)決定是否鏈路保護倒換。
[0006]鏈路保護倒換時間并不等于業(yè)務恢復時間。如圖2所示，ONU將用戶設備業(yè)務從主用鏈路倒換到備用鏈路后，雖然物理傳輸線路已經(jīng)倒換成功，但用于交換設備上的MAC地址表與下行端口的對應關系不能及時更新，因此通過交換設備發(fā)往用戶設備的報文仍然會有端口 a向下發(fā)送，而不是經(jīng)過連接備用線路中0LT2的端口 b發(fā)送。因此用戶設備的業(yè)務只能等到其MAC地址在交換設備上老化或得到及時更新才能恢復，而交換設備上維護的MAC地址自動老化過程一般為5分鐘。
[0007]因此，目前，由于主備鏈路倒換過程中OLT或交換設備不能及時獲知ONU及用戶設備的源MAC和源IP，對于一些重要業(yè)務，上述切換業(yè)務的速度不能滿足要求，有可能會造成切換過程中的大量丟包。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法及系統(tǒng)及相關設備，用以解決現(xiàn)有技術中由于保護倒換過程中OLT或交換設備不能及時獲知ONU及用戶設備的源IP和源MAC所帶來的問題。[0009]本發(fā)明的目的主要是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明提供了一種無源光網(wǎng)絡PON中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法，包括:
[0011 ] 對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護；
[0012]當確定光網(wǎng)絡單元ONU與交換設備或者光線路終端OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用端口通過備用鏈路上報給交換設備或者OLT ；
[0013]交換設備或者OLT根據(jù)從備用鏈路收到的ARP報文來學習ONU及其上掛接的用戶設備的源MAC地址和源IP地址。
[0014]進一步地，對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護的步驟具體包括:
[0015]預設定靜態(tài)PON保護ARP信息表和動態(tài)PON保護ARP信息表，對于ONU以及其掛接的每個用戶設備，分別將其源MAC地址、源IP地址、目的IP地址以及報文VLAN的值作為一個條目保存到預先設定的靜態(tài)保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段以及報文VLAN字段中；對于其他用戶設備，將這些用戶設備的ARP請求報文從用戶口拷貝一份到ONU的CPU，將從拷貝的ARP報文中獲取每個用戶設備的ARP請求源MAC地址、ARP請求源IP地址、ARP請求目的IP地址、報文VLAN以及報文源端口號的值并作為一個條目保存到動態(tài)PON保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段、報文VLAN字段以及報文源端口號字段中。
[0016]進一步地，還包括:所述靜態(tài)PON保護ARP信息表和動態(tài)PON保護ARP信息表中的每個條目中分別設置有有效性標識，并且對于動態(tài)PON保護ARP信息表中的條目進行老化檢測，所述動態(tài)PON保護ARP信息表的每個條目中設置有老化時間。
[0017]進一步地，所述老化檢測的步驟具體包括:
[0018]定時向動態(tài)PON保護ARP信息表中的每個條目所表示的用戶設備發(fā)送ARP請求報文，等待該用戶設備應答，當收到該用戶設備的ARP應答報文時，將老化時間設為最大值；如果在老化時間內(nèi)都沒有收到ARP應答報文則刪除表中對應的條目，即將有效性標識置為無效。
[0019]其中，所述構造的ARP請求報文的源MAC地址為當前表條目中的ARP請求源MAC地址字段的值；所述構造的ARP請求報文的源的IP地址為當前表條目中的ARP請求源IP地址字段的值；所述構造的ARP請求報文的目的IP地址為當前表條目中的ARP請求目的IP地址字段的值。
[0020]本發(fā)明還提供了一種無源光網(wǎng)絡PON中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的系統(tǒng)，包括:
[0021 ] 光網(wǎng)絡單元0NU，用于對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護；當確定ONU與交換設備或者OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用端口通過備用鏈路上報給交換設備或者OLT ；
[0022]光線路終端0LT，用于根據(jù)從備用鏈路收到的ARP報文來學習ONU及其上掛接的用戶設備的源MAC地址和源IP地址。
[0023]本發(fā)明又提供了一種光網(wǎng)絡單元0NU，至少包括:[0024]維護模塊，用于對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護；
[0025]報文處理模塊，用于當確定ONU與交換設備或者OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用端口通過備用鏈路上報給交換設備或者0LT。
[0026]進一步地，所述維護模塊具體用于，
[0027]預設定靜態(tài)PON保護ARP信息表和動態(tài)PON保護ARP信息表，對于ONU以及其掛接的每個用戶設備，分別將其源MAC地址、源IP地址、目的IP地址以及報文VLAN的值作為一個條目保存到預先設定的靜態(tài)保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段以及報文VLAN字段中；對于其他用戶設備，將這些用戶設備的ARP請求報文從用戶口拷貝一份到ONU的CPU，將從拷貝的ARP報文中獲取每個用戶設備的ARP請求源MAC地址、ARP請求源IP地址、ARP請求目的IP地址、報文VLAN以及報文源端口號的值并作為一個條目保存到動態(tài)PON保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段、報文VLAN字段以及報文源端口號字段中。
[0028]進一步地，所述動態(tài)PON保護ARP信息表的每個條目中設置有老化時間，還包括:
[0029]老化檢測模塊，用于對于動態(tài)PON保護ARP信息表中的條目進行老化檢測。
[0030]進一步地，所述老化檢測模塊具體用于，定時向動態(tài)PON保護ARP信息表中的每個條目所表示的用戶設備發(fā)送ARP請求報文，等待該用戶設備應答，當收到該用戶設備的ARP應答報文時，將老化時間設為最大值；如果在老化時間內(nèi)都沒有收到ARP應答報文則觸發(fā)維護模塊刪除表中對應的條目，即將有效性標識置為無效。
[0031]本發(fā)明有益效果如下:
[0032]本發(fā)明實現(xiàn)了 ONU能將其管理業(yè)務及用戶設備的業(yè)務從主用鏈路快速切換到備用鏈路，提升了 PON保護性能，并且在一定程度上減少了切換過程中的丟包。
[0033]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為現(xiàn)有技術中，PON全光纖保護方式的光分配網(wǎng)絡結(jié)構示意圖；
[0035]圖2為現(xiàn)有技術中，PON手拉手保護方式的光分配網(wǎng)絡結(jié)構示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明所述方法實施例的流程示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明所述系統(tǒng)實施例的結(jié)構示意圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實施例所述PON的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]本發(fā)明的基本構思是，在主備鏈路倒換完成后，從倒換后的PON 口模擬ONU和每個用戶設備的ARP (Address Resolution Protocol,地址解析協(xié)議)請求報文發(fā)送,使得倒換后的鏈路所對應的交換設備或OLT能夠及時學習到ONU的源MAC地址和源IP地址，能夠及時學習到每個用戶設備的源MAC地址和源IP地址，上層設備就能夠及時轉(zhuǎn)換下發(fā)下行數(shù)據(jù)的端口，將數(shù)據(jù)通過備用鏈路下發(fā)，從而使得ONU及每個用戶設備的業(yè)務及時恢復，達到業(yè)務快速切換的目的。
[0040]下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
[0041]如圖3所示，圖3為本發(fā)明方法實施例的流程示意圖，以圖2的應用場景為例，所述方法具體可以包括:
[0042]步驟300:開始；
[0043]步驟301:靜態(tài)PON保護ARP信息維護；具體的說就是，預先設置一靜態(tài)PON保護ARP信息維護表，把ONU的源MAC地址、源IP地址、目的IP地址、報文VLAN(虛擬局域網(wǎng))保存到預先設定的靜態(tài)保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段以及報文VLAN字段中，把IP地址為靜態(tài)方式的每個用戶設備所對應的源MAC地址、源IP地址、目的IP地址、報文VLAN作為一個條目也逐一保存到該靜態(tài)保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段以及報文VLAN字段中；同時，對于每個條目的有效性進行設置。
[0044]其中，本發(fā)明實施例中靜態(tài)PON保護ARP信息表各個字段的含義參見下表1。
[0045]表1靜態(tài)PON保護ARP信息表
[0046]
【權利要求】
1.一種無源光網(wǎng)絡PON中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的方法，其特征在于，包括: 對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護； 當確定光網(wǎng)絡單元ONU與交換設備或者光線路終端OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用端口通過備用鏈路上報給交換設備或者OLT ； 交換設備或者OLT根據(jù)從備用鏈路收到的ARP報文來學習ONU及其上掛接的用戶設備的源MAC地址和源IP地址。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護的步驟具體包括: 預設定靜態(tài)PON保護ARP信息表和動態(tài)PON保護ARP信息表，對于ONU以及其掛接的每個用戶設備，分別將其源MAC地址、源IP地址、目的IP地址以及報文VLAN的值作為一個條目保存到預先設定的靜態(tài)保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段以及報文VLAN字段中；對于其他用戶設備，將這些用戶設備的ARP請求報文從用戶口拷貝一份到ONU的CPU，將從拷貝的ARP報文中獲取每個用戶設備的ARP請求源MAC地址、ARP請求源IP地址、ARP請求目的IP地址、報文VLAN以及報文源端口號的值并作為一個條目保存到動態(tài)PON保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段、報文VLAN字段以及報文源端口號字段中。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括:所述靜態(tài)PON保護ARP信息表和動態(tài)PON保護ARP信息表中的每個條目中分別設置有有效性標識，并且對于動態(tài)PON保護ARP信息表中的條目進行老化檢測，所述動態(tài)PON保護ARP信息表的每個條目中設置有老化時間。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述老化檢測的步驟具體包括:`` 定時向動態(tài)PON保護ARP信息表中的每個條目所表示的用戶設備發(fā)送ARP請求報文，等待該用戶設備應答，當收到該用戶設備的ARP應答報文時，將老化時間設為最大值；如果在老化時間內(nèi)都沒有收到ARP應答報文則刪除表中對應的條目，即將有效性標識置為無效。
5.根據(jù)權利要求2到4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述構造的ARP請求報文的源MAC地址為當前條目中的ARP請求源MAC地址字段的值；所述構造的ARP請求報文的源的IP地址為當前表條目中的ARP請求源IP地址字段的值；所述構造的ARP請求報文的目的IP地址為當前條目中的ARP請求目的IP地址字段的值。
6.一種無源光網(wǎng)絡PON中實現(xiàn)業(yè)務快速切換的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 光網(wǎng)絡單元0NU，用于對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護；當確定ONU與交換設備或者光線路終端OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用端口通過備用鏈路上報給交換設備或者OLT ； 交換設備或者光線路終端0LT，用于根據(jù)從備用鏈路收到的ARP報文來學習ONU及其上掛接的用戶設備的源MAC地址和源IP地址。
7.一種光網(wǎng)絡單元0NU，其特征在于，至少包括:維護模塊，用于對靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息進行維護； 報文處理模塊，用于當確定ONU與交換設備或者光線路終端OLT之間發(fā)生主備鏈路倒換后，ONU根據(jù)維護的靜態(tài)PON保護ARP信息和動態(tài)PON保護ARP信息來構造ARP報文，從ONU上的備用端口通過備用鏈路上報給交換設備或者0LT。
8.根據(jù)權利要求7所述的0NU，其特征在于，所述維護模塊具體用于，預設定靜態(tài)PON保護ARP信息表和動態(tài)PON保護ARP信息表，對于ONU以及其掛接的每個用戶設備，分別將其源MAC地址、源IP地址、目的IP地址以及報文VLAN的值作為一個條目保存到預先設定的靜態(tài)保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段以及報文VLAN字段中；對于其他用戶設備，將這些用戶設備的ARP請求報文從用戶口拷貝一份到ONU的CPU，將從拷貝的ARP報文中獲取每個用戶設備的ARP請求源MAC地址、ARP請求源IP地址、ARP請求目的IP地址、報文VLAN以及報文源端口號的值并作為一個條目保存到動態(tài)PON保護ARP信息表對應的ARP請求源MAC地址字段、ARP請求源IP地址字段、ARP請求目的IP地址字段、報文VLAN字段以及報文源端口號字段中。
9.根據(jù)權利要求8所述的0NU，其特征在于，所述動態(tài)PON保護ARP信息表的每個條目中設置有老化時間，還包括: 老化檢測模塊，用于對于動態(tài)PON保護ARP信息表中的條目進行老化檢測。
10.根據(jù)權利要求9所述的0NU，其特征在于，所述老化檢測模塊具體用于，定時向動態(tài)PON保護ARP信息表中的每個條目所表示的用戶設備發(fā)送ARP請求報文，等待該用戶設備應答，當收到該用戶設備的ARP應答報文時，將老化時間設為最大值；如果在老化時間內(nèi)都沒有收到ARP應答報文則觸發(fā)維護模塊刪除表中對應的條目，即將有效性標識置為無效。
【文檔編號】H04L29/12GK103731282SQ201210381328
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月10日 優(yōu)先權日:2012年10月10日
【發(fā)明者】張紅衛(wèi) 申請人:中興通訊股份有限公司