1引言以太無源光網(wǎng)絡[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,就會引起嚴重問題。因此,對于E-PON網(wǎng)絡生存性的研究顯得尤為重要。網(wǎng)絡生存性是指在網(wǎng)絡故障條件下連續(xù)完成服務的能力[3]。網(wǎng)絡生存性S也可以定義為:在災害作用下網(wǎng)絡可以完成的殘余通信量S()占正常工作條件下通信業(yè)務的比重[4]。基本的生存性實現(xiàn)機制包括保護機制和恢復機制兩類。保護機制是指當網(wǎng)絡中的工作連接發(fā)生故障時,用預先配置好的備用連接代替它?；謴蜋C制是利用路由算法等機制實現(xiàn)端到端的整條或部分路由的重新建立,以繞過故障節(jié)點或路由。本文重點研究如何通過網(wǎng)絡保護來提高EPON網(wǎng)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(jù)中華人民共和國通信行業(yè)標準《接入網(wǎng)技術要求-基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(EPON),建議采用ITU-TG.984.1[7]兩種EPON系統(tǒng)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(fā)送接收設備兩部分組成。與傳統(tǒng)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(fā)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(tǒng)EPON網(wǎng)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(huán),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(fā)送/接收設備,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(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)送接收設備,而處于備份狀態(tài)的發(fā)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(fā)生故障,OLT通過上行接收信號的監(jiān)測確定故障點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)送接收設備TX/RX1;若發(fā)現(xiàn)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(fā)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(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型保護結構分析對于隨機作用的災害,設故障發(fā)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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