双端保护的ONU终端通讯方法、光网络通道及系统

技术领域

本发明涉及输电智能化领域，特别涉及一种双端保护的ONU终端通讯方法、光网络通道及系统。

背景技术

通信系统对电力系统安全经济运行起着不可或缺的支撑作用，随着电力市场需求不断提高和光纤通信技术的飞速发展,建设智能电网已成为必然趋势，“光进铜退”已成为电力通信技术的必然选择。GPON技术以其天然的技术和成本优势成为最广泛的光纤接入技术，而且它和配电网有着浑然相似的网络架构，非常适合应用于配电自动化系统。GPON光网络通道的OLT设备置于变电子站，ONU终端置于各个配电终端处，ONU终端和OLT设备之间通过无源光网络进行连接。

现有的GPON光网络通道存在的问题是一旦中间某个通讯节点断开，则后续的ONU终端都无法连接OLT设备，也就无法连接主站服务器，造成对应区域的业务中断。现有技术中采用双端保护的方式来解决这一问题，也就是设置两个OLT设备形成两个光纤通道，每个ONU设备都连接两个OLT设备，即使一个通讯节点断开，也可以通过另一OLT设备连接主站服务器。然而虽然ONU终端都连接了两个OLT设备，但目前ONU终端只能手动切换连接的OLT设备，容易造成所有ONU终端都通过一个OLT设备连接主站，一个OLT设备负载压力大，而另一个OLT设备空闲的状态，造成了硬件资源的浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双端保护的ONU终端通讯方法、光网络通道及系统，能够实现输电线路通讯的双端保护并且使ONU终端可以自适应选择合适的OLT设备连接。

根据本发明第一方面实施例的双端保护的ONU终端通讯方法，应用于两个变电站之间的光纤线路，包括以下步骤：

将ONU终端分别连接前级变电站的OLT设备和后级变电站的OLT设备形成双端保护通讯链路；

ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息；

ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值；

ONU终端根据权重值和传输延迟对连接的两个OLT设备进行综合评估，得到每个OLT设备的综合得分，选择得分最高的OLT设备作为主访问设备，选择另一个OLT设备作为次访问设备。

根据本发明第一方面实施例的双端保护的ONU终端通讯方法，至少具有如下有益效果：

本发明实施方式首先将ONU终端分别连接前级变电站的OLT设备和后级变电站的OLT设备形成双端保护通讯链路；然后ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息；然后ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值；最后ONU终端根据权重值和传输延迟对连接的两个OLT设备进行综合评估，得到每个OLT设备的综合得分，选择得分最高的OLT设备作为主访问设备，选择另一个OLT设备作为次访问设备。使得ONU终端可以根据综合得分自适应选择最合适的OLT设备作为主访问设备连接主站服务器，另一个OLT设备作为次访问设备作为备份，既能够实现双端保护，又能够使ONU终端自适应选择合适的OLT设备连接，不会造成一个OLT设备拥堵浪一个OLT设备闲置的情况，提高硬件设备使用率和网络通讯的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息步骤中，设备信息包括OLT设备与ONU终端的传输距离和优先级。

根据本发明的一些实施例，所述ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值的具体步骤为：

获取每个OLT设备的设备信息和带宽利用率作为参考指标；

将参考指标进行归一化处理，得到归一化指标；

根据负载均衡策略，确定不同指标的权重分配方式；

根据归一化指标和权重分配方式，计算每个OLT设备的权重。

根据本发明的一些实施例，所述归一化指标包括归一化带宽利用率、归一化传输距离和归一化负载状态。

根据本发明的一些实施例，所述根据归一化指标和权重分配方式，计算每个OLT设备的权重的计算公式为

W＝w1*X1+w2*X2+w3*X3；

其中W为对应OLT设备的权重，X1为归一化带宽利用率，X2为归一化传输距离，X3为归一化负载状态，w1、w2和w3分别为不同的权重因子。

根据本发明的一些实施例，还包括切换步骤，若ONU终端与主访问设备之间的通讯链路断开，则切换至次访问设备进行连接。

根据本发明的一些实施例，ONU终端与次访问设备进行连接时通过实时检测与主访问设备的通讯状态是否正常，若正常则立即切换至主访问设备进行连接，如果不正常则继续与次访问设备进行连接。

根据本发明第二方面实施例的输电线路GPON光网络通道，应用于两个变电站之间，包括，第一OLT设备，所述第一OLT设备安装在前级变电站内；第二OLT设备，所述第二OLT设备安装在后级变电站内；多个ONU终端，多个ONU终端分别设置在前级变电站和后级变电站之间的输电线路上，多个ONU终端分别通过光纤连接第一OLT设备和第二OLT设备。

根据本发明第二方面实施例的输电线路GPON光网络通道，至少具有如下有益效果：

本发明实施方式首先将ONU终端分别连接前级变电站的OLT设备和后级变电站的OLT设备形成双端保护通讯链路；然后ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息；然后ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值；最后ONU终端根据权重值和传输延迟对连接的两个OLT设备进行综合评估，得到每个OLT设备的综合得分，选择得分最高的OLT设备作为主访问设备，选择另一个OLT设备作为次访问设备。使得ONU终端可以根据综合得分自适应选择最合适的OLT设备作为主访问设备连接主站服务器，另一个OLT设备作为次访问设备作为备份，既能够实现双端保护，又能够使ONU终端自适应选择合适的OLT设备连接，不会造成一个OLT设备拥堵浪一个OLT设备闲置的情况，提高硬件设备使用率和网络通讯的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述ONU终端的间隔设置距离为3-5km。

根据本发明第三方面实施例的输电系统，包括上述的输电线路GPON光网络通道。

根据本发明第三方面实施例的输电系统，至少具有如下有益效果：

本发明实施方式首先将ONU终端分别连接前级变电站的OLT设备和后级变电站的OLT设备形成双端保护通讯链路；然后ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息；然后ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值；最后ONU终端根据权重值和传输延迟对连接的两个OLT设备进行综合评估，得到每个OLT设备的综合得分，选择得分最高的OLT设备作为主访问设备，选择另一个OLT设备作为次访问设备。使得ONU终端可以根据综合得分自适应选择最合适的OLT设备作为主访问设备连接主站服务器，另一个OLT设备作为次访问设备作为备份，既能够实现双端保护，又能够使ONU终端自适应选择合适的OLT设备连接，不会造成一个OLT设备拥堵浪一个OLT设备闲置的情况，提高硬件设备使用率和网络通讯的可靠性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例中双端保护的ONU终端通讯方法的流程图；

图2为本发明实施例中输电线路GPON光网络通道的示意图；

图3为本发明实施例中单根纤芯故障的示意图；

图4为本发明实施例中单根纤芯某个节点双端故障的示意图；

图5为本发明实施例中线路纤芯异常的示意图；

图6为本发明实施例中站点某一段光缆的其中一端断开的示意图；

图7为本发明实施例中站点某一段光缆进出两端均断开的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1所示，一种双端保护的ONU终端通讯方法，应用于两个变电站之间的光纤线路，包括以下步骤：

S100、将ONU终端分别连接前级变电站的OLT设备和后级变电站的OLT设备形成双端保护通讯链路；

具体的，前级变电站和后级变电站之间的输电线路每个耐张段两头各有一个光缆接头盒，可从光缆接头盒引出尾纤接入无源分光器和ONU终端，在前级变电站和后级变电站各部署一个OLT设备，搭建输电GPON光网络通道，满足摄像机等各类输电在线监测终端的网络接入需求，并通过两个OLT设备形成双端保护通讯链路。

S200、ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息；

具体的，设备信息包括OLT设备与ONU终端的传输距离、优先级和负载状态，传输距离指的是该OLT设备与本ONU终端之间光纤的传输距离，传输距离长则必然存在衰减，在其他条件都相等的情况下显然ONU终端应该选择传输距离较短的OLT设备连接，优先级指的是OLT设备可以根据OLT设备的性能状态、OLT设备对应光纤的等级和质量情况设定一个人为的优先级，例如前级OLT设备的性能状态较好，而后级OLT设备的性能状态较差，则设置前级OLT设备的优先级大于后级OLT设备的优先级。应能理解的是，此处优先级的权重值较低，仅仅在其他条件都相同的情况下ONU终端才会根据优先级进行判断。当然也可以所有的OLT设备都设置同样的优先级，也就是两条光通信线路和相关设备完全相同，负载状态指的是OLT设备当前的带载情况，例如连接的设备多少和当前端口功率。

S300、ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值；

具体的，步骤S300的具体步骤为：

S301、获取每个OLT设备的设备信息和带宽利用率作为参考指标；

具体的，本发明实施例中不考虑优先级，参考指标包括带宽利用率、传输距离和负载状态。

S302、将参考指标进行归一化处理，得到归一化指标；

需要说明的是，将参考指标进行归一化处理，使其处于一个统一的范围，例如0到1之间。归一化可以确保不同指标的权重计算结果具有可比性，具体的，本发明实施例中归一化指标包括归一化带宽利用率、归一化传输距离和归一化负载状态。

S303、根据负载均衡策略，确定不同指标的权重分配方式；

具体的，例如带宽利用率较低的OLT设备获得较高的权重，从而分担更多的传输业务。这样可以实现带宽的均衡分配，提高整个网络的性能和稳定性，传输距离较小的OLT设备获得较高的权重，负载状态较小的OLT设备获得较高的权重，可以提高整个网络设备的硬件利用率和贷款利用率，提高整体的传输可靠性和传输效率。

S304、根据归一化指标和权重分配方式，计算每个OLT设备的权重。

具体的，本发明实施例中根据归一化指标和权重分配方式，计算每个OLT设备的权重的计算公式为

W＝w1*X1+w2*X2+w3*X3；

其中W为对应OLT设备的权重，X1为归一化带宽利用率，X2为归一化传输距离，X3为归一化负载状态，w1为带宽利用率的权重因子、w2为带传输距离的权重因子，w3为负载状态的权重因子。本实施例中w1大于w3大于w2。

S400、ONU终端根据权重值和传输延迟对连接的两个OLT设备进行综合评估，得到每个OLT设备的综合得分，选择得分最高的OLT设备作为主访问设备，选择另一个OLT设备作为次访问设备。

需要说明的是，步骤S400中传输延迟指的是非断开的情况，若ONU终端与主访问设备之间的通讯链路断开，则切换至次访问设备进行连接。ONU终端与次访问设备进行连接时通过实时检测与主访问设备的通讯状态是否正常，若正常则立即切换至主访问设备进行连接，如果不正常则继续与次访问设备进行连接。可以避免节点临时断开并恢复后，还是所有的ONU终端都通过一个OLT设备连接主站，避免此OLT设备因负载长时间过高导致发生故障的情况。

参考图2所示，本发明还涉及一种用于运行上述实施例所述方法的输电线路GPON光网络通道，应用于两个变电站之间，包括第一OLT设备、第二OLT设备和多个ONU终端，第一OLT设备安装在前级变电站内；第二OLT设备安装在后级变电站内；多个ONU终端分别设置在前级变电站和后级变电站之间的输电线路上，多个ONU终端分别通过光纤连接第一OLT设备和第二OLT设备。

具体的，输电线路每个耐张段两头各有一个光缆接头盒，可从光缆接头盒引出尾纤接入无源分光器和ONU终端，在两个变电站分别部署一个OLT设备，搭建输电GPON光网络通道，可以满足摄像机等各类输电在线监测终端的网络接入需求并且实现双端保护。

具体的，本发明实施例中ONU终端的间隔设置距离为3-5km。第一OLT设备、第二OLT设备分别接入电网内网交换机，第一OLT设备、第二OLT设备皆配置有北向光口和网口两种接口。

示例性的，一条输电线路50～70km，每3～5km一个光缆接头，在接头处通过1:2不等比无源分光器接入，光纤对接ONU终端，ONU终端通过网口对接输电在线监测终端。

下面通过几个具体的场景来介绍本发明中输电线路GPON光网络通道的双端保护具体应用场景。

参考图3所示，场景1：站点主线路某一节点的纤芯断开，即发生单根纤芯故障；

场景1中主线路单纤芯断开后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问，ONU2连接的设备可以从备OLT进行访问，业务未中断；链路恢复后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问；ONU2、ONU3连接的设备可以从备OLT进行访问。

参考图4所示，场景2：站点某一段纤芯进出两端均断开，即单根纤芯某个节点双端故障。

场景2中主线路在ONT2节点两端纤芯均断开后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问，ONU2、3连接的设备可以从备OLT进行访问，业务未中断；链路恢复后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问；ONU2、ONU3连接的设备可以从备OLT进行访问。

参考图5所示，场景3：站点某一OLT单根纤芯进站两端均断开，即线路纤芯异常。

场景3中ONU2进站两端纤芯同时断开后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问，ONU3连接的设备可以从备OLT进行访问，ONT1及ONT3的业务未中断；链路恢复后，ONU2从先恢复线路连接的OLT进行通信。

参考图6所示，场景4：站点某一段光缆的其中一端断开，即ONU2一端的主备两根光纤全部断开。

ONU2一端光缆同时断开后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问，ONU2、3连接的设备可以从备OLT进行访问，业务未中断；链路恢复后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问；ONU2、ONU3连接的设备可以从备OLT进行访问。

参考图7所示，场景5：站点某一段光缆进出两端均断开。

ONU2双端光缆同时断开后，ONU1连接的设备可以从主OLT访问，ONU3连接的设备可以从备OLT进行访问，ONT1及ONT3的业务未中断；链路恢复后，ONU2从先恢复线路连接的OLT进行通信。

本发明还涉及一种输电系统，包括上述实施例的输电线路GPON光网络通道。

综上，本发明实施方式首先将ONU终端分别连接前级变电站的OLT设备和后级变电站的OLT设备形成双端保护通讯链路；然后ONU终端获取所有连接的OLT设备的设备信息；然后ONU终端根据OLT设备的设备信息结合负载均衡策略计算每个OLT设备的权重值；最后ONU终端根据权重值和传输延迟对连接的两个OLT设备进行综合评估，得到每个OLT设备的综合得分，选择得分最高的OLT设备作为主访问设备，选择另一个OLT设备作为次访问设备。使得ONU终端可以根据综合得分自适应选择最合适的OLT设备作为主访问设备连接主站服务器，另一个OLT设备作为次访问设备作为备份，既能够实现双端保护，又能够使ONU终端自适应选择合适的OLT设备连接，不会造成一个OLT设备拥堵浪一个OLT设备闲置的情况，提高硬件设备使用率和网络通讯的可靠性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。