[go: up one dir, main page]

CZ36405U1 - Passive optical network with anomaly detection - Google Patents

Passive optical network with anomaly detection Download PDF

Info

Publication number
CZ36405U1
CZ36405U1 CZ2022-39939U CZ202239939U CZ36405U1 CZ 36405 U1 CZ36405 U1 CZ 36405U1 CZ 202239939 U CZ202239939 U CZ 202239939U CZ 36405 U1 CZ36405 U1 CZ 36405U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
optical
unit
passive optical
optical network
anomaly detection
Prior art date
Application number
CZ2022-39939U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Soběslav Valach
Soběslav Ing. Valach
Tomáš Horvát
Horvát Tomáš Ing., Ph.D.
Petr MĂĽnster
Münster Petr doc. Ing., Ph.D.
Original Assignee
Dfc Design, S.R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dfc Design, S.R.O. filed Critical Dfc Design, S.R.O.
Priority to CZ2022-39939U priority Critical patent/CZ36405U1/en
Publication of CZ36405U1 publication Critical patent/CZ36405U1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2587Arrangements specific to fibre transmission using a single light source for multiple stations
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27Arrangements for networking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0062Network aspects
    • H04Q11/0067Provisions for optical access or distribution networks, e.g. Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON), ATM-based Passive Optical Network (A-PON), PON-Ring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Interface Circuits In Exchanges (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.In the registration procedure, the Industrial Property Office does not determine whether the subject of the utility model meets the conditions of eligibility for protection according to § 1 of Act. E. 478/1992 Coll.

CZ 36405 UICZ 36405 UI

Pasivní optická síť s detekcí anomáliíPassive optical network with anomaly detection

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká pasivní optické sítě s detekcí anomálií sestávající z řídicí jednotky optického linkového zakončení OLT z níž vystupuje jedno vidové optické vlákno ke splitteru rozdělujícímu optický tok k jednotlivým koncovým zařízením optické síťové jednotky ONU.The technical solution relates to a passive optical network with anomaly detection consisting of an OLT optical line termination control unit from which a single mode optical fiber exits to a splitter dividing the optical flow to individual end devices of the ONU optical network unit.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

U stávajících pasivních optických sítí dochází k různým druhům anomálií. Anomálii může představovat odepření služeb koncovým zákazníkům nebo kompletní narušení integrity sítě z hlediska funkcionality a bezpečnosti. Příklad anomálie může být rogue ONU, kterou lze klasifikovat jako typ útoku, případně jako modifikovanou koncovou jednotku, která nerespektuje časové sloty a do optického vlákna generuje signály v nestandardním formátu, zpravidla v kontinuálním režimu - svítí soustavně, na vlnové délce blízké vlnové délce vzestupného směru, čímž dojde k útoku na připojenou větev k řídicí jednotce. Obdobný útok lze realizovat připojením laseru a svícením do trasy na volném portu splitteru.Various types of anomalies occur with existing passive optical networks. Anomaly can represent a denial of services to end customers or a complete disruption of the integrity of the network in terms of functionality and security. An example of an anomaly can be a rogue ONU, which can be classified as a type of attack, or as a modified end unit that does not respect time slots and generates signals in a non-standard format to the optical fiber, usually in continuous mode - it shines continuously, at a wavelength close to the wavelength of the upstream direction , thereby attacking the connected branch to the controller. A similar attack can be implemented by connecting a laser and shining it into the route on a free port of the splitter.

Tato anomálie se projevuje výpadkem celého segmentu, na výstupu, tzv. xPON portu, modulu řídicí jednotky pasivní optické sítě a tím i následnou nedostupností služeb pro ostatní připojené účastníky v síti, na shodném xPON portu.This anomaly manifests itself in the outage of the entire segment, at the output, of the so-called xPON port, of the control unit module of the passive optical network, and thus also in the subsequent unavailability of services for other connected participants in the network, on the same xPON port.

Současná řešení neumožňují přímo detekovat, respektive rozlišit charakter útoku.Current solutions do not allow directly detecting or differentiating the nature of the attack.

Jednotlivé xPON porty jsou od sebe odděleny a útok na jednom portu neznamená výpadek na dalších xPON portech, přičemž xPON portů může být na modulu, v rámci chassis, až 16.Individual xPON ports are separated from each other and an attack on one port does not mean an outage on other xPON ports, while there can be up to 16 xPON ports on the module, within the chassis.

Přestože řídicí jednotka je vybavena mechanismem detekce rougue ONU, není dostupná možnost tuto rouge ONU najít/detekovat, mechanismus se opírá pouze o zcela základní detekci, ke kterému xPON portu je rouge ONU připojena. Situace se projeví v zásadě shodně s množstvím přibývajících hovorů na zákaznickou linku, protože všichni zákazníci budou postižení výpadkem služby.Although the controller is equipped with a rouge ONU detection mechanism, the option to find/detect this rouge ONU is not available, the mechanism relies only on a very basic detection of which xPON port the rouge ONU is connected to. The situation will manifest itself basically in the same way as the number of increasing calls to the customer line, because all customers will be affected by the service outage.

Koncové jednotky budou detekovat tento stav pomocí diodové signalizace „PON“ blikající červenou barvou znamenající nedostupnost optické sítě.The end units will detect this condition by means of a flashing red "PON" LED indicating the unavailability of the optical network.

Cílem tohoto technického řešení je dosáhnout zlepšení detekce anomálních událostí vznikajících v pasivních optických sítích, a to především detekce komunikace na jiných vlnových délkách, detekce chyb jednotek ONU z hlediska protokolu/časových slotů a detekce kontinuálního svazku ve vlákně.The aim of this technical solution is to improve the detection of anomalous events arising in passive optical networks, primarily the detection of communication on other wavelengths, the detection of ONU unit errors in terms of protocol/time slots and the detection of a continuous beam in the fiber.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Podstata pasivní optické sítě s detekcí anomálií sestávající z řídicí jednotky (OUT), z níž vystupuje jednovidové optické vlákno ke splitteru rozdělujícímu optický tok k jednotlivým koncovým zařízením ONU, spočívá v tom, že mezi řídicí jednotku OUT a splitterje připojena prostřednictvím optického coupleru detekční jednotka, která sestává z patch cordu propojujícího optický coupler s analogovým fotoelektrickým prvkem a dále z číslicové domény propojené s vyhodnocovací jednotkou. Vyhodnocovací jednotka je propojena s částí komunikačního rozhraní.The essence of a passive optical network with anomaly detection consisting of a control unit (OUT), from which a single-mode optical fiber exits to a splitter that distributes the optical flow to individual ONU terminal devices, is that a detection unit is connected between the OUT control unit and the splitter via an optical coupler, which consists of a patch cord connecting an optical coupler with an analog photoelectric element and a digital domain connected to an evaluation unit. The evaluation unit is connected to the part of the communication interface.

Výhodou tohoto technického řešení je schopnost plně monitorovat segment/port přenosové trasy v reálném čase. Detekční jednotka je schopna detekovat jak ONU nerespektující časové slotyThe advantage of this technical solution is the ability to fully monitor the segment/port of the transmission route in real time. The detection unit is able to detect both ONUs not respecting time slots

- 1 CZ 36405 UI (rouge ONU), tak vyhodnocovat anomálie, tj. vysílání mimo časový slot, vysílání na jiné vlnové délce - mimo doporučený standard vlnových délek dané koncové jednotky, což může vést k výpadku/nedostupnosti služeb zákazníkům.- 1 CZ 36405 UI (rouge ONU), thus evaluating anomalies, i.e. broadcasting outside the time slot, broadcasting on a different wavelength - outside the recommended wavelength standard of the given terminal unit, which can lead to outage/unavailability of services to customers.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Na přiloženém obr. 1 je schematicky znázorněna pasivní optická síť s vřazenou detekční jednotkou, a na obr. 2 samotná detekční jednotka.The attached Fig. 1 schematically shows a passive optical network with an inserted detection unit, and Fig. 2 shows the detection unit itself.

Příklad uskutečnění technického řešeníAn example of the implementation of a technical solution

Na obr. 1 je znázorněno připojení detekční jednotky 8 pro detekci a vyhodnocování anomálií v pasivních optických sítích. Detekční jednotka 8 je obousměrná, působí jak ve vzestupném, tak sestupném směru, a slouží primárně pro zachycení optického toku ze vzestupného směru, tj. od klienta 7 do celosvětové sítě Internet 1 přes koncovou jednotku ONU 4, optické vlákno 5, optický splitter 6 (dělič optického výkonu do více portů), optický coupler 9, optické vlákno 5, řídicí jednotku OLT 3, směrovač - hraniční router 2 poskytovatele služeb do Internetu 1 a dále pro zachycení synchronizace ze směru sestupného, od Internetu 1 ke klientovi 7. Připojení detekční j ednotky 8 do optické distribuční sítě j e provedeno pomocí optického coupleru 9 pro vydělení obou optických toků.Fig. 1 shows the connection of the detection unit 8 for detecting and evaluating anomalies in passive optical networks. The detection unit 8 is bidirectional, it operates both in the upstream and downstream directions, and serves primarily to capture the optical flow from the upstream direction, i.e. from the client 7 to the global Internet 1 via the end unit ONU 4, optical fiber 5, optical splitter 6 ( optical power splitter into multiple ports), optical coupler 9, optical fiber 5, OLT control unit 3, router - border router 2 of the service provider to the Internet 1 and further to capture the synchronization from the downward direction, from the Internet 1 to the client 7. Connection detection j unit 8 to the optical distribution network is carried out using an optical coupler 9 for dividing both optical flows.

Připojením optického coupleru 9 dojde ke spuštění aktivačního procesu koncových jednotek ONU 4 připojených k řídicí jednotce OUT 3. Vyhodnocení bude limitováno pouze na optické toky ve vzestupném směru od koncových jednotek ONU 4 k řídicí jednotce OUT 3.By connecting the optical coupler 9, the activation process of the ONU 4 terminal units connected to the OUT 3 control unit will be started. The evaluation will be limited only to optical flows in the upward direction from the ONU 4 terminal units to the OUT 3 control unit.

Na obr. 2 je schematicky znázorněna detekční jednotka 8 připojená k optickému coupleru 9 mezi řídicí jednotkou OUT 3 a dostupným splitterem 6 sloužícím jako rozbočovač umístěný v síti poskytovatele služeb.Fig. 2 schematically shows the detection unit 8 connected to the optical coupler 9 between the control unit OUT 3 and the available splitter 6 serving as a hub located in the network of the service provider.

Na vstupu detekční jednotky 8 je uspořádán propojovací kabel patch cord 22 s vhodnými konektory pro propojení detekční jednotky 8 s optickou distribuční sítí v plném provozu se zákazníky, kteří mají aktivní službu a reálně přenášejí data. Následně dojde pomocí analogového fotoelektrického prvku 23 ke konverzi datových údajů optického signálu do datových údajů elektrického signálu v číslicové doméně 24 detekční jednotky 8.At the input of the detection unit 8, a connecting cable patch cord 22 is arranged with suitable connectors for connecting the detection unit 8 to the optical distribution network in full operation with customers who have an active service and actually transmit data. Subsequently, the optical signal data is converted into electrical signal data in the digital domain 24 of the detection unit 8 using the analog photoelectric element 23.

Následně jsou předávány datové údaje z elektrické domény 24 do vyhodnocovací části 25, kde dochází k vyhodnocování protokolové části sestupného směru, kdy protokolová část v datovém paketu obsahuje políčka s udávanými časovými sloty a unikátními identifikátory - například s ONU-ID a vzestupného směru k vyhodnocování intenzity optického toku ze vzestupného směru. V rámci vyhodnocování intenzity se vyhodnocuje okamžitá hodnota optického toku ze vzestupného směru. Vyhodnocovací jednotka 25 je propojena s částí 26 komunikačního rozhraní.Subsequently, the data from the electrical domain 24 are transferred to the evaluation part 25, where the protocol part of the downlink direction is evaluated, where the protocol part in the data packet contains fields with specified time slots and unique identifiers - for example, with the ONU-ID and the uplink direction for intensity evaluation optical flow from the upward direction. As part of the intensity evaluation, the instantaneous value of the optical flow from the upward direction is evaluated. The evaluation unit 25 is connected to the part 26 of the communication interface.

Pokud dojde k připojení nežádoucí - modifikované koncové jednotky ONU 4 do optické distribuční sítě, která nebude respektovat přidělené časové sloty, vysílat na jiné vlnové délce nebo vysílat kontinuálně, dojde ke změnám intenzity optického toku vzestupného směru. Tím dojde k výpadku v protokolové / digitální části detekční jednotky 8 a ztrátě synchronizace rámců ve vyhodnocovací části. Analogová vyhodnocovací část zaznamená minimální fluktuace v optickém toku odpovídající intenzitě rušivého optického signálu.If an unwanted - modified ONU 4 end unit is connected to an optical distribution network that does not respect the assigned time slots, transmits on a different wavelength or transmits continuously, changes in the intensity of the optical flow in the upward direction will occur. This will cause an outage in the protocol / digital part of the detection unit 8 and a loss of frame synchronization in the evaluation part. The analog evaluation part records minimal fluctuations in the optical flow corresponding to the intensity of the interfering optical signal.

Vyhodnocovací část 25 ve spolupráci s elektrickou doménou 24 předá informaci o anomálii na komunikační rozhraní 26 pro zobrazení informace o stavu pasivní optické sítě uživateli nebo do nadřazeného (dohledového) systému.The evaluation part 25 in cooperation with the electrical domain 24 transmits information about the anomaly to the communication interface 26 for displaying information about the state of the passive optical network to the user or to a superior (supervision) system.

-2CZ 36405 UI-2CZ 36405 UI

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Navržené technické řešení lze využít pro evaluační testy poskytovatelů datových služeb, verifikaci 5 nabízených komponentů a splnění deklarovaných parametrů podle doporučení jednotlivých standardů pasivních optických sítí a monitorování přístupové části pasivní optické sítě.The proposed technical solution can be used for evaluation tests of data service providers, verification of 5 offered components and fulfillment of declared parameters according to the recommendations of individual standards of passive optical networks and monitoring of the access part of the passive optical network.

Dále monitorování neočekávaných vlnových délek (stavů/anomálii) ve vzestupném směru až po vyhodnocení pokročilých parametrů jednotlivých rámců (superframe counter, ONU-ID, detailní 10 rozbor aktivačního procesu koncových ONU jednotek, hlídání dodržování časových slotů nebo monitorování rouge ONU).Furthermore, monitoring of unexpected wavelengths (states/anomaly) in the ascending direction until after the evaluation of advanced parameters of individual frames (superframe counter, ONU-ID, detailed 10 analysis of the activation process of terminal ONU units, monitoring of compliance with time slots or rouge ONU monitoring).

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION CLAIMS 1. Pasivní optická síť s detekcí anomálií sestávající z řídicí jednotky (3) optického linkového zakončení (OLT), z níž vystupuje jednovidové optické vlákno (5) ke splitteru (6) rozdělujícímu 5 optický tok k jednotlivým koncovým zařízením optické síťové jednotky ONU (4), vyznačená tím, že mezi řídicí jednotku (3) OLT a splitter (6) je připojena prostřednictvím optického coupleru (9) detekční jednotka (8).1. A passive optical network with anomaly detection consisting of an optical line termination (OLT) control unit (3) from which a single-mode optical fiber (5) exits to a splitter (6) dividing 5 the optical flow to the individual end devices of the ONU optical network unit (4 ), characterized by the fact that a detection unit (8) is connected between the OLT control unit (3) and the splitter (6) via an optical coupler (9). 2. Pasivní optická síť s detekcí anomálií podle nároku 1, vyznačená tím, že detekční jednotka (8) sestává z patch cordu (22) propojujícího optický coupler (9) s analogovým fotoelektrickým prvkem io (23) a dále z číslicové domény (24) propojené s vyhodnocovací jednotkou (25).2. Passive optical network with anomaly detection according to claim 1, characterized in that the detection unit (8) consists of a patch cord (22) connecting an optical coupler (9) with an analog photoelectric element io (23) and further of a digital domain (24) connected to the evaluation unit (25). 3. Detekční jednotka anomálií v pasivních optických sítích podle nároku 2, vyznačená tím, že vyhodnocovací jednotka (25) je propojena s částí (26) komunikačního rozhraní.3. Anomaly detection unit in passive optical networks according to claim 2, characterized in that the evaluation unit (25) is connected to the part (26) of the communication interface.
CZ2022-39939U 2022-05-27 2022-05-27 Passive optical network with anomaly detection CZ36405U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-39939U CZ36405U1 (en) 2022-05-27 2022-05-27 Passive optical network with anomaly detection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-39939U CZ36405U1 (en) 2022-05-27 2022-05-27 Passive optical network with anomaly detection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ36405U1 true CZ36405U1 (en) 2022-10-11

Family

ID=83601247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-39939U CZ36405U1 (en) 2022-05-27 2022-05-27 Passive optical network with anomaly detection

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ36405U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10651932B2 (en) Management system for GPON based services
US11742943B2 (en) System and method for performing in-service optical network certification
US7428382B2 (en) System and method for performing in-service fiber optic network certification
CN101291176B (en) Fault detection method, system and apparatus for optical distributed network
US7715718B2 (en) Passive optical network optical time-domain reflectometry
US9118982B2 (en) Optical line terminal (OLT) optical module adapted to perform optical unit network (ONU) functionality
US8655166B2 (en) System and method for performing in-service optical fiber network certification
EP3119015B1 (en) Optical time domain reflectometer implementation apparatus and system
US9391695B2 (en) Optical network communication system with embedded optical time domain reflectometer and method of operation thereof
US20090016714A1 (en) System and method for performing in-service fiber optic network certification
US20080292312A1 (en) Method and apparatus for determining optical path attenuation between passive optical network nodes
CN103548287A (en) Supervision of wavelength division multiplexed optical networks
CN102594452A (en) Self diagnosis passive optical network system
US20090022493A1 (en) PON equipment capablel of displaying connection state and logical link identifier
CN202488458U (en) Self-diagnosis passive optical network system
CN107070544B (en) Optical module, detection device using the same, and determination method
CZ36405U1 (en) Passive optical network with anomaly detection
JP4129028B2 (en) Optical transmission system and optical repeater
US12207031B2 (en) Method and system to implement a demarcation point between a provider network and a customer network
KR20090131458A (en) Apparatus and method for monitoring optical transmission in optical network transmission system
Sangeetha et al. Optical fiber cable fault localization in FTTH network using OTDR
Ab-Rahman et al. Protection route mechanism for survivability in ftth-pon network
Hajduczenia et al. Fault discovery protocol (FDP) for passive optical networks (PONs)
Premadi et al. Protection scheme of fiber to the home passive optical network using access control system
Aziz et al. Restoration scheme issues in fiber to the home Ethernet passive optical network (FTTH-EPON)

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20221011