1引言以太無源光網(wǎng)絡(luò)[1,2](EthernetPassiveOpticalNet-work,EPON)作為下一代寬帶接入網(wǎng)的一種可行方案,能夠提供語音、數(shù)據(jù)和圖像的多業(yè)務(wù)接入。EPON接入網(wǎng)傳送聚集了幾十個甚至上百個用戶的高速數(shù)據(jù),一旦光纖發(fā)生故障,就會引起嚴(yán)重問題。因此,對于E-PON網(wǎng)絡(luò)生存性的研究顯得尤為重要。網(wǎng)絡(luò)生存性是指在網(wǎng)絡(luò)故障條件下連續(xù)完成服務(wù)的能力[3]。網(wǎng)絡(luò)生存性S也可以定義為:在災(zāi)害作用下網(wǎng)絡(luò)可以完成的殘余通信量S()占正常工作條件下通信業(yè)務(wù)的比重[4]。基本的生存性實(shí)現(xiàn)機(jī)制包括保護(hù)機(jī)制和恢復(fù)機(jī)制兩類。保護(hù)機(jī)制是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的工作連接發(fā)生故障時,用預(yù)先配置好的備用連接代替它。恢復(fù)機(jī)制是利用路由算法等機(jī)制實(shí)現(xiàn)端到端的整條或部分路由的重新建立,以繞過故障節(jié)點(diǎn)或路由。本文重點(diǎn)研究如何通過網(wǎng)絡(luò)保護(hù)來提高EPON網(wǎng)絡(luò)的生存性[5]。在EPON國際標(biāo)準(zhǔn)(IEEE802.3-2005)[6]中未定義保護(hù)方式,根據(jù)中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《接入網(wǎng)技術(shù)要求-基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON),建議采用ITU-TG.984.1[7]兩種EPON系統(tǒng)的保護(hù)方式:骨干光纖保護(hù)倒換方式和光纖全保護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)。2V型保護(hù)結(jié)構(gòu)2.1工作原理圖1為ONU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,由光倒換開關(guān)和發(fā)送接收設(shè)備兩部分組成。與傳統(tǒng)ONU相比,增加了光倒換開關(guān),正常工作時光倒換開關(guān)的n點(diǎn)與a點(diǎn)相連,發(fā)生故障需要倒換時n點(diǎn)與a點(diǎn)斷開,倒換到b點(diǎn)。圖2所示為V型保護(hù)結(jié)構(gòu)圖,與傳統(tǒng)EPON網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(hù)結(jié)構(gòu)通過保護(hù)光纖相連,形成一個W形保護(hù)環(huán),由于每個ONU只有一個保護(hù)光纖,我們稱之為V型保護(hù)結(jié)構(gòu)。正常工作時,OLT中包含兩套發(fā)送/接收設(shè)備,只有一套(TX/RX0)處于工作狀態(tài),另外一套TX/RX1處于備份狀態(tài)。處于工作狀態(tài)的光發(fā)送模塊發(fā)送下行光信號到分光器,到達(dá)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(shè)備,接收設(shè)備根據(jù)LLID接收屬于本ONU的數(shù)據(jù)。上行方向,ONU在OLT指定的發(fā)送時間內(nèi)把以太網(wǎng)幀通過耦合器送給分光器,上傳給OLT中處于工作狀態(tài)的發(fā)送接收設(shè)備,而處于備份狀態(tài)的發(fā)送接收設(shè)備TX/RX1會通過內(nèi)置隔離器阻止上行信號的進(jìn)入。若主干光纖發(fā)生故障,OLT通過上行接收信號的監(jiān)測確定故障點(diǎn)的位置位于主干光纖,OLT發(fā)起倒換,啟動處于備份狀態(tài)的光發(fā)送接收設(shè)備TX/RX1;若發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)位于分光器與某個ONU之間,則該ONU通過倒換開關(guān)選路到相鄰耦合器,通過相鄰耦合器與OLT進(jìn)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(nèi),因此不考慮它們之間的故障。設(shè)分光器與ONU3之間的光纖發(fā)生故障,ONU3檢測到故障后,光倒換開關(guān)的na連接斷開,選路到b點(diǎn),通過n、b相連ONU3連接到耦合器4上,下行方向的數(shù)據(jù)流通過耦合器4分別送給ONU3和ONU4,ONU3和ONU4通過各自的LLID標(biāo)識接收屬于本ONU的數(shù)據(jù)包。上行方向,ONU3的待傳數(shù)據(jù)與ONU4的待傳數(shù)據(jù)通過耦合器耦合傳輸,不影響ONU4的正常通信。2.2V型保護(hù)結(jié)構(gòu)分析對于隨機(jī)作用的災(zāi)害,設(shè)故障發(fā)生概率為,并且均勻作用在鏈路上。設(shè)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(jié)

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