网络系统及拓扑图生成方法

xiaoxiao2020-9-10  5

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网络系统及拓扑图生成方法
【专利摘要】本发明的目的在于得到一种能够自动生成拓扑图的网络系统。因此,在本发明中,在具有由OLT(101)和多个ONU(201~203)构成的规定网络的网络系统中,PON拓扑生成部(402)执行拓扑图生成处理。该拓扑图生成处理包括:(a)基于多个传输距离Li、多个下行发送功率值PT以及多个下行接收功率值PRi,计算OLT分别与多个ONU之间的传输线路上的分配器的2分支数、即多个2分支数Nci的步骤;以及(b)基于多个2分支数Nci和多个传输距离Li来生成拓扑图的步骤。
【专利说明】网络系统及拓扑图生成方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及由P〇N(PassiveOpticalNetwork:无源光网络;无源型光接入者网 络)等0LT(0pticalLineTerminal:光线路终端)和多个ONU(OpticalNetworkUnit:光 网络单元)构成的网络系统,尤其涉及0LT与多个0NU之间的拓扑图的生成技术。

【背景技术】
[0002] 近年来,网络得以广泛普及,利用者能够访问世界各地正在运营的网站中的各种 信息,并获取其信息。随之而来的是,ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine:非对称 数字用户线路)、包含PON的FTTH(光纤到户)等宽带接入也逐渐得到广泛普及。
[0003] 光纤传输是最能很好地满足服务提供商的以下要求的技术,S卩:希望能将整个广 范围内的经济发展和高带宽通信结合起来的要求。光纤接管广域网的主干线路,从而在 大城市区域内正逐步扩展。然而,由于接入网络中存在多个终端点,因此,需要与广域网 和城域网中所不用的SONET(SynchronousOpticalNetwork:同步光网络)、DWDM(Dense WavelengthDivisionMultiplexing:密集波分复用)不同的网络拓扑。
[0004] 包括电话局侧的光线路终端装置(0LT)、接入者住宅侧的光网络单元(0NU)、共享 光网络、以及无源光纤分配器的无源光网络(P0N)给宽带接入网提供了强大的优势。在数 十年间,以太网(注册商标)(IEEE802. 3)在局域网中得以广泛地使用。最近,以太网(注册 商标)在包括无源光网络的城市区域以及其他广域的光网络应用中成为使用频率越来越 高的通用LAN。下面,为便于说明,将以太网(注册商标)简称为"通用LAN"来进行说明。
[0005] 在千兆的通用LAN和基于新IEEE802. 3std(Section5)协议标准的通用LAN中无 源光网络(EP0N)提供用于广泛且经济性的发展所必需的高容量和低成本。
[0006] 根据IEEE802. 3ah中所规定的标准,通用LAN中无源光网络具有的通信距离最大 为20km,且由1个0LT中的1个P0N接口所支持的区域为较广范围。并且,关于0NU连接台 数,最大可连接64台,在传输线路即光纤发生断线、光纤分配器发生故障而非0NU故障的情 况下,靠人工来确认故障部位是非常困难的。
[0007] 专利文献1所揭示的P0N系统中揭示了,在基于包括光网络单元的通用LAN的无 源光网络中,提高异常发生部位的推测精度的方法。该方法中,在P0N拓扑信息(光传输线 路的距离、光分配器的级数的信息)所输入的站侧装置的阈值决定部中,将各宅侧装置中 每单位时间接受到的相对于通用LAN用帧的错误发生数的阈值设定为光传输线路的距离 乘以系数后得到的值、或光分配器的级数乘以系数后得到的值与规定值相加而得到的值。 此外,对于光分配器,也通过将该分配器下级的所有宅侧装置的阈值的总和乘以系数来定 义阈值。判定部接受错误检测部的错误检测信号,获取宅侧装置或光分配器每单位时间的 错误发生数,将其与阈值进行比较,由此进行是否发生异常的判定。 现有技术文献 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利特愿2007 - 166446号公报


【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0009] 专利文献1等所揭示的现有的网络系统中,基于预先输入的P0N拓扑信息(光传 输线路的距离、光分配器的级数信息),检测所输入的状态,利用异常发生时错误帧的发生 频度来实施故障判定,由此来提高异常检测精度。因此,手动输入成为生成P0N拓扑信息的 前提条件,从而存在拓扑信息的输入耗时耗力,且需要花费成本这样的问题点。
[0010] 本发明为了解决上述问题点,其目的在于得到一种能够自动生成拓扑图的网络系 统及拓扑图生成方法。 解决技术问题所采用的技术方案
[0011] 本发明所涉及的网络系统具有由0LT和多个0NU构成的规定网络,在该网络系统 中,所述0LT具有距离信息获取功能,利用该距离信息获取功能能够获取与所述0LT分别和 所述多个0NU间的传输距离相关联的距离关联信息,在所述0LT与所述多个0NU之间,具有 功率信息获取功能,利用该功率信息获取功能,能够获取第1功率信息、以及第2功率信息 中的至少一个功率信息来作为传输线路损耗用参数组,其中,所述第1功率信息由从所述 0LT分别向所述多个0NU发送下行信号时的、所述0LT的下行发送功率值和所述多个0NU的 下行接收功率值来构成,所述第2功率信息由分别从所述多个0NU向所述0LT发送上行信 号时的、所述多个0NU各自的上行发送功率值和所述0LT的上行接收功率值来构成,所述网 络系统还具备拓扑图生成部,该拓扑图生成部基于所述0LT分别与所述多个0NU之间的所 述距离关联信息和所述传输线路损耗用参数组、即多个距离关联信息和多个传输线路损耗 用参数组,进行拓扑图生成处理,由此来生成拓扑图,所述拓扑图生成处理包括以下步骤: (a)基于由所述多个距离关联信息得到的所述0LT分别与所述多个0NU之间的传输距离即 多个传输距离、以及所述多个传输线路损耗用参数组,计算出所述0LT分别与所述多个0NU 之间的传输线路上的分配器的2分支数,即多个2分支数的步骤;以及(b)基于所述多个2 分支数和所述多个传输距离,生成所述拓扑图的步骤。 发明效果
[0012] 本发明的网络系统由于具备基于多个距离关联信息和多个传输线路损耗用参数 组,进行拓扑图生成处理来生成拓扑图的拓扑图生成部,因此能够在系统内自动生成拓扑 图。
[0013] 本发明的目的、特征、方面以及优点可通过以下详细的说明和附图来得到更为清 楚的了解。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1是表示本发明的实施方式的网络系统的结构的框图。 图2是示意性地表示传输距离Li和测定值RTT之间关系的说明图。 图3是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图4是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图5是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图6是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图7是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图8是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图9是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图10是表示拓扑图生成处理中群组处理内容的说明图。 图11是表示分配器树型的概要的说明图。 图12是表示分配器树型生成处理的说明图。 图13是表示分配器树型生成处理的说明图。 图14是表示分配器树型生成处理的说明图。 图15是表示分配器树型生成处理的说明图。 图16是表示分配器树型生成处理的说明图。 图17是表示分配器树型生成处理的说明图。 图18是表示分配器树型生成处理的说明图。 图19是表示分配器树型生成处理的说明图。 图20是表示分配器树型生成处理的说明图。 图21是表示根据本实施方式的网络系统自动生成的拓扑图的利用例的说明图。 图22是表示根据本实施方式的网络系统自动生成的拓扑图的利用例的说明图。

【具体实施方式】
[0015]〈结构〉 图1是表示本发明的实施方式的网络系统的结构的框图。本实施方式的网络系统 中,包括具有在GE-P0N装置中由IEEE802. 3Std所规定的P2MP功能以及0AM(0peration, Administration,andMaintenance:运行、管理、及维护)功能的0LT及多个0NU,并且在监 视控制系统401内具有自动生成P0N拓扑图的P0N拓扑生成部402 (拓扑图生成部)。
[0016] 如图1所示,通用LAN中的无源光网络由0LT101、多个0NU201?203(为便于说 明,在图1中示出三台0NU)、以及光纤250、光分配器300来构成,其中,0LT101设置于站房, 多个0NU201?203设置于住宅内/机构内,光纤205从站房的0LT101铺设至住宅内/机 构内的0NU201?203,光分配器300对光纤250进行分支。
[0017] 并且,除了这些网络的基本结构以外,还连接有用于维护、监视网络状态的被称为 OpS(OperationSystem:操作系统)的监视控制系统401,该监视控制系统401可从0LT接 收数据。
[0018] 0LT101 由P2MP(PointtoMultipoint:点对多点)控制部 102、光收发接口部 103、 0AM帧收发部104以及OpS接口部105来构成。
[0019]P2MP控制部102具有P2MP发现功能(距离信息获取功能)、以及对来自0NU201? 203的上行信号进行控制的控制功能。
[0020] 光收发接口部103进行与0NU201?203之间的光发送接收信号的收发。此时,在 向各0NU发送信号时可对下行光发送功率进行测定,在从各0NU接收信号时可对上行光接 收功率进行测定。
[0021] 0AM帧收发部104经由光收发接口部103向0NU201?203进行0AM帧的收发。
[0022] 作为数据的发送部的OpS接口部105可向监视控制系统401的P0N拓扑生成部 402发送与拓扑图用的参数相关的数据。
[0023] 0NU201?203分别具有光收发接口部233和0AM帧收发部234。另外,在图1中, 为了便于说明,仅在0NU203的内部示出上述结构部233、234,但毋庸置疑的是0NU20U202 的内部也存在上述结构部233、234。
[0024] 光收发接口部233进行与0LT101之间的光发送接收信号的收发。此时,在向0LT 发送信号时可对上行光发送功率进行测定,在从0LT接收信号时可对下行光接收功率进行 测定。
[0025] 0AM帧收发部234经由光收发接口部233对0LT101进行0AM帧的收发。
[0026] 在这种通用LAN的无源光网络中,在0LT101下级新连接了 0NU的情况下,在P2MP 控制部102的控制下,0LT101通过在光收发接口部103与0NU203的光收发接口部233之 间进行的信号收发来发挥P2MP发现功能。利用该P2MP发现功能,来进行0LT101与0NU203 之间的RTT(RoundTripTime:帧往返时间(往返收发时间))测定,得到距离关联信息的 一种即测定值RTT。
[0027] 下面,对P2MP发现功能进行说明。P2MP发现功能由IEEE802. 3ah来规定,是在P0N 的0LT下级连接有0NU时自动地发现0NU,并在0LT、0NU之间自动地建立通信链路的功能。 该P2MP发现的流程中,0LT进行与0NU之间的RTT测定,从而得到测定值RTT。由于该RTT 测定会在此之后定期地进行,因此,在0NU发生断开并重新连接之后,再次实施RTT测定。因 此,这使得0LT能够始终通过基于测定值RTT的计算处理来获取传输距离。
[0028] 此外,0LT101、0NU201?203利用SFF-8427标准中所规定的测定光收发功率的 DDM(DigitalDiagnosticsMonitoring:数字诊断检测)功能,测定自身收发的光发送功率 和光接收功率,并将其作为光发送功率值和光接收功率值来进行保持。
[0029] 并且,对于0NU201?203中所保持的上行光发送功率值和下行光接收功率值,与 P2MP功能相同,利用由IEEE802. 3std所规定的0AM功能,在0LT101与各0NU201?203之 间、即光收发接口部103与光收发接口部233之间进行光收发处理。通过该光收发处理,能 够将0NU201?203所保持的上行光发送功率值和下行光接收功率值发送给0LT101。
[0030] 下面,以0NU201?203中的0NU203为代表,说明在0LT101与0NU203之间获取 0LT101的下行光发送功率值、以及0NU203的下行光接收功率值的获取方法。作为获取这些 下行光收发功率值的方法,如上述那样使用由SFF-8472所规定的DDM功能。
[0031] 0LT101、0NU203分别具有光收发接口部103以及光收发接口部233。这些光收发 接口部103、233分别具备上述DDM功能,光收发接口部103发挥能够获取下行光发送功率 值的发送功率获取功能,光收发接口部233发挥能够获取下行光接收功率值的接收功率获 取功能,并且还能够一并获取各自的温度信息等。
[0032] 使用上述DDM功能(包含由上述发送功率获取功能和上述接收功率获取功能组合 而成的功率信息获取功能),0LT101和0NU201?203能够获取0LT101与各个0NU201? 203之间的下行(光)发送功率值以及下行(光)接收功率值。
[0033] 此外,如上所述,0NU201?203通过利用0AM功能使分别获得的下行接收功率值包 含于0LT帧内,从而能够将下行接收功率值传输给0LT101。0AM功能是由IEEE802. 3ah所 规定的功能,能够使用0AM帧对0NU进行控制。利用0AM能够来提供如下接口,即将所获得 的光收发功率值插入该0AM帧中,从而能向0LT进行通知。
[0034] 由此,由0NU203获得的接收功率值可基于0AM功能并利用0AM帧收发部234而被 包含在0AM帧内,接着经由光收发接口部233和光收发接口部103通知给0LT101的0AM帧 收发部104。其结果是,0LT101能够得到0NU203的接收功率值。
[0035] 并且,0LT101具有传输距离计算功能,基于测定值RTT,计算出0LT101与各个 0NU201?203之间的距离即传输距离Li。即,通过将下述式(1)应用于测定值RTT,能够计 算出0LT101与0NU20i之间的传输距离Li。
[0036] [数学式1]

【权利要求】
1. 一种网络系统,该网络系统具有由OLT(IOl)和多个0NU(201?203)构成的规定网 络,其特征在于, 所述OLT具有距离信息获取功能(102),利用该距离信息获取功能(102)能够获取与所 述OLT分别和所述多个ONU间的传输距离相关联的距离关联信息, 在所述OLT与所述多个ONU之间,具有功率信息获取功能(104, 234),利用该功率信息 获取功能(104, 234),能够获取第1功率信息、以及第2功率信息中的至少一个功率信息来 作为传输线路损耗用参数组,其中,所述第1功率信息由从所述OLT分别向所述多个ONU发 送下行信号时的、所述OLT的下行发送功率值和所述多个ONU的下行接收功率值来构成,所 述第2功率信息由分别从所述多个ONU向所述OLT发送上行信号时的、所述多个ONU各自 的上行发送功率值和所述OLT的上行接收功率值来构成, 所述网络系统还具备拓扑图生成部(402),该拓扑图生成部(402)基于所述OLT分别与 所述多个ONU之间的所述距离关联信息和所述传输线路损耗用参数组、即多个距离关联信 息和多个传输线路损耗用参数组,进行拓扑图生成处理,由此来生成拓扑图, 所述拓扑图生成处理包括以下步骤: (a) 基于由所述多个距离关联信息得到的所述OLT分别与所述多个ONU之间的传输距 离即多个传输距离、以及所述多个传输线路损耗用参数组,计算出所述OLT分别与所述多 个ONU之间的传输线路上的分配器的2分支数,即多个2分支数的步骤;以及 (b) 基于所述多个2分支数和所述多个传输距离,生成所述拓扑图的步骤。
2. 如权利要求1所述的网络系统,其特征在于, 所述距离信息获取功能包含测定所述OLT分别与所述多个ONU之间的收发时间,并基 于该收发时间来计算所述传输距离的传输距离计算功能, 所述距离关联信息包含有指示所述传输距离本身的信息, 所述OLT具有在分别向所述多个ONU发送时获取所述下行发送功率值的发送功率获取 功能(104), 所述多个ONU分别具有在接收时获取所述下行接收功率值的接收功率获取功能 (234), 所述功率信息获取功能包含有所述OLT的所述发送功率计算功能以及所述多个ONU各 自的所述接收功率计算功能, 所述多个传输线路损耗用参数组是多个第1功率信息,且包含多个下行发送功率值和 多个下行接收功率值。
3. 如权利要求2所述的网络系统,其特征在于, 所述OLT接收来自所述多个ONU的所述多个下行接收功率值,并具有发送部(105),利 用该发送部(105),可将所述多个距离关联信息、所述多个下行发送功率值、以及所述多个 下行接收功率值传输给所述拓扑图生成部。
4. 如权利要求1所述的网络系统,其特征在于, 所述步骤(b)还包括以下步骤: (b-Ι)基于所述多个2分支数对所述多个ONU进行临时分类的步骤; (b-2)包含对于在所述步骤(b-Ι)中被临时分类的所述多个0NU,在基于所述多个传输 距离的群组划分条件下将其分类成规定数量的群组的步骤,所述规定数量的群组被规定为 在同一群组内公共连接至相同的最近分配器; (b-3)在各所述规定数量的群组内进一步计算可连接至所述最近分配器的上级的2分 支数即规定数量的剩余2分支数的步骤;以及 (b-4)基于所述规定数量的剩余2分支数,生成从直接连接至所述OLT的初级分配器开 始到所述规定数量的群组的最近分配器为止的分配器树型,从而生成所述拓扑图的步骤。
5. 如权利要求1至4的任一项所述的网络系统,其特征在于, 所述规定网络包含无源光网络(PON)。
6. -种拓扑图生成方法,该拓扑图生成方法用于生成由OLT(IOl)和多个0NU(201? 203)构成的规定网络中的拓扑图,其特征在于, 所述OLT具有距离信息获取功能(102),利用该距离信息获取功能(102)能够获取与所 述OLT分别和所述多个ONU间的传输距离的关联的距离关联信息, 在所述OLT与所述多个ONU之间,具有功率信息获取功能(104, 234),利用该功率信息 获取功能(104, 234),能够计算第1功率信息、以及第2功率信息中的至少一个功率信息来 作为传输线路损耗用参数组,其中,所述第1功率信息由从所述OLT分别向所述多个ONU发 送下行信号时的、所述OLT的下行发送功率值和所述多个ONU的下行接收功率值来构成,所 述第2功率信息由分别从所述多个ONU向所述OLT发送上行信号时的、所述多个ONU各自 的上行发送功率值和所述OLT的上行接收功率值来构成, 所述拓扑图生成方法中,获取所述OLT分别与所述多个ONU之间的所述距离关联信息 和所述传输线路损耗用参数组来作为多个距离关联信息和多个传输线路损耗用参数组,并 包括以下步骤: (a) 基于由所述多个距离关联信息得到的所述OLT分别与所述多个ONU之间的传输距 离即多个传输距离、以及所述多个传输线路损耗用参数组,计算出所述OLT分别与所述多 个ONU之间的传输线路上的分配器的2分支数,即多个2分支数的步骤;以及 (b) 基于所述多个2分支数和所述多个传输距离,生成所述拓扑图的步骤。
【文档编号】H04L12/44GK104322016SQ201280070567
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2012年2月23日 优先权日:2012年2月23日
【发明者】福田健, 妹尾贤治 申请人:三菱电机株式会社

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