[发明专利]一种光接入网络带宽动态调整及故障保护的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及光接入网络领域，特别涉及一种光接入网络带宽动态调整及故障保护的方法和装置。

背景技术

随着用户带宽需求的不断增长，传统的铜线宽带接入系统越来越面临带宽瓶颈。与此同时，带宽容量巨大的光纤通信日益成熟，应用成本逐年下降，使得FTTx在接入网中的应用需求日益加强。在FTTx中，按照光纤离用户距离的远近和应用需求的不同，可以分为光纤到家(Fiber To The Home-FTTH)和光纤到结点(Fibre To The Node-FTTN)。FTTH比较适合部署在新建的、光纤铺到了家庭的小区，而FTTN比较适合部署在光纤拉到了小区或大楼，采用双绞线或五类线或铜轴电缆入户的小区中。

在FTTH中，光纤铺设到了每个家庭或办公室，实现了全光纤接入，目前主要采用点对多点(Point to MultiPoint-P2MP)的TDM-PON(Time Division Multiplexing-Passive OpticalNetwork-时分复用无源光纤网)方式来实现，例如BPON(Broadband Passive Optical Network-宽带无源光纤网)，EPON(Ethernet Passive Optical Network-以太网无源光纤网)，GPON(Gigabit Passive Optical Network-千兆无源光纤网)等。图1给出了一种典型的TDM-PON的功能示意图：一个无源光网络包括位于中心局(Central Office-CO)的光线路终端(OpticalLine Terminal-OLT)，一个光分配网(Optical Distribution Network-ODN)和许多的光网络单元(Optical Network Unit-ONU)，TDM-PON在下行采用时分复用的方式复用下行带宽，在上行各个ONU采用时分多址接入(Time Division Multiple Access-TDMA)的方式复用上行带宽。目前虽然BPON、EPON在日本和北美等地区得到了比较大规模的应用，GPON也正逐步步入商用阶段，但是TDM-PON网络结构具有天生的不足，例如分支器功率分支损耗大，上行高速突发收发难度大等，使其存在带宽升级困难，光纤故障定位困难等无法克服的技术缺陷。

在FTTN中，以光纤作为底层数据传输的媒介，拉到每个住宅区或商业区结点，然后采用以太网交换机、数字用户线接入复用器(Digital Subscriber Line AccessMultiplexer-DSLAM)等设备进行汇聚，以传统的双绞线、铜轴电缆或五类线等入户，从而降低运维成本，延长通信距离。目前，FTTN主要采用点对点方式实现，点对点传输具有结构简单、升级容易和协议透明等优点，但是由于点对点收发器的集成度低，导致了光纤带宽利用率低、系统容量比较有限等不足。针对点对点光传输的不足，WDM-PON(Wavelength DivisionMultiplexing-Passive Optical Network-波分复用无源光纤网)技术因高效的光纤利用率，巨大的带宽容量，更大的系统容量而日益引起人们的关注。

图2给出了采用WDM-PON实现FTTN的功能示意图。但是在实现FTTN时，网络设计只能以业务的最大带宽需求作为网络设计标准，带宽需求只有业务的维度，即假设商业区在最繁忙的时候需要5Gbps的下行传输带宽，住宅区最繁忙的时候需要2.5Gbps的下行传输带宽，那么在网络设计时OLT上的Txn和ONUn的Rx必须以5Gbps的速率来设计，OLT上Tx1和ONU1的Rx必须以2.5Gbps的速率来设计。事实上，带宽需求除了有业务维度之外，还有时间维度，比如商业区在白天时业务的带宽需求量很大(5Gbps)，而在晚上却只需要一个基本的带宽需求(1.25Gbps甚至更低就足够)，节假日与正常工作日同样存在很大的差别；同理，住宅区在白天的时候，绝大部分人都上班了，只需要一个1.25Gbps甚至更低的带宽，而在晚上，所需带宽却大幅上升，需要2.5Gbps甚于更高的带宽需求，节假日与正常工作日同样存在很大的差别。

针对上述问题，出现了地理带宽分配协议，其基本思想是通过采用可调激光器，实现WDM与TDM相结合，同时，在全局范围内调度所有的可调激光器，为各个TDM-PON服务，实现地理带宽分配。比如，白天家庭驻地网所需带宽很小，而商业区的带宽很紧张，此时可以把为家庭驻地网服务的可调激光器的一部分带宽调度给商业区的用户使用，而晚上的时候则可以相反调度，从而实现地理带宽分配，提高网络资源的使用效率。