1引言以太無源光網絡[1,2](EthernetPassiveOpticalNet-work,EPON)作為下一代寬帶接入網的一種可行方案,能夠提供語音、數據和圖像的多業務接入。EPON接入網傳送聚集了幾十個甚至上百個用戶的高速數據,一旦光纖發生故障,就會引起嚴重問題。因此,對于E-PON網絡生存性的研究顯得尤為重要。網絡生存性是指在網絡故障條件下連續完成服務的能力[3]。網絡生存性S也可以定義為:在災害作用下網絡可以完成的殘余通信量S()占正常工作條件下通信業務的比重[4]。基本的生存性實現機制包括保護機制和恢復機制兩類。保護機制是指當網絡中的工作連接發生故障時,用預先配置好的備用連接代替它。恢復機制是利用路由算法等機制實現端到端的整條或部分路由的重新建立,以繞過故障節點或路由。本文重點研究如何通過網絡保護來提高EPON網絡的生存性[5]。在EPON國際標準(IEEE802.3-2005)[6]中未定義保護方式,根據中華人民共和國通信行業標準《接入網技術要求-基于以太網方式的無源光網絡(EPON),建議采用ITU-TG.984.1[7]兩種EPON系統的保護方式:骨干光纖保護倒換方式和光纖全保護倒換方式。本文提出了一種可以有效降低用戶成本的V型保護結構。2V型保護結構2.1工作原理圖1為ONU的內部結構圖,由光倒換開關和發送接收設備兩部分組成。與傳統ONU相比,增加了光倒換開關,正常工作時光倒換開關的n點與a點相連,發生故障需要倒換時n點與a點斷開,倒換到b點。圖2所示為V型保護結構圖,與傳統EPON網絡相比,在每個ONU之前增加了耦合器,該耦合器位于近ONU端,甚至可以把耦合器和ONU做在同一個設備中。因此,在下文討論中不考慮耦合器i與ONUi之間工作光纖的距離,而每個ONU都與其相鄰的耦合器圖1V型保護結構通過保護光纖相連,形成一個W形保護環,由于每個ONU只有一個保護光纖,我們稱之為V型保護結構。正常工作時,OLT中包含兩套發送/接收設備,只有一套(TX/RX0)處于工作狀態,另外一套TX/RX1處于備份狀態。處于工作狀態的光發送模塊發送下行光信號到分光器,到達分光器后下行信號被分路到支路光纖上,各ONU通過耦合器獲得下行信號并送至接收設備,接收設備根據LLID接收屬于本ONU的數據。上行方向,ONU在OLT指定的發送時間內把以太網幀通過耦合器送給分光器,上傳給OLT中處于工作狀態的發送接收設備,而處于備份狀態的發送接收設備TX/RX1會通過內置隔離器阻止上行信號的進入。若主干光纖發生故障,OLT通過上行接收信號的監測確定故障點的位置位于主干光纖,OLT發起倒換,啟動處于備份狀態的光發送接收設備TX/RX1;若發現故障點位于分光器與某個ONU之間,則該ONU通過倒換開關選路到相鄰耦合器,通過相鄰耦合器與OLT進行通信。由于耦合器i與ONUi距離很近,而且耦合器同ONU可以一同置于室內,因此不考慮它們之間的故障。設分光器與ONU3之間的光纖發生故障,ONU3檢測到故障后,光倒換開關的na連接斷開,選路到b點,通過n、b相連ONU3連接到耦合器4上,下行方向的數據流通過耦合器4分別送給ONU3和ONU4,ONU3和ONU4通過各自的LLID標識接收屬于本ONU的數據包。上行方向,ONU3的待傳數據與ONU4的待傳數據通過耦合器耦合傳輸,不影響ONU4的正常通信。2.2V型保護結構分析對于隨機作用的災害,設故障發生概率為,并且均勻作用在鏈路上。設鏈路長度L,長度為L的鏈路在故障狀況下鏈路能正常工作的概率為:Ps=1-lim(1-(1-LL)=e

總結

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