EPON系統(tǒng)OAM模塊的軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來通信業(yè)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的巨大提升。骨干網(wǎng)和高速局域網(wǎng)隨著人們對帶寬越來越大的需求而不斷升級，這使得連接兩者的接入網(wǎng)成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。盡管當(dāng)前廣泛使用的寬帶接入方案如xDSL、光纖同軸混合網(wǎng)(HFC，HybridFiberCoax)和電纜調(diào)制解調(diào)器(CableModem)對帶寬有所提高，但與實(shí)際的需求還相去甚遠(yuǎn)，并且也不能為新興的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)如視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播(VOD，VideoonDemand)、網(wǎng)絡(luò)電話(VOIP,V

2、oiceoverIP)等提供足夠的帶寬以及相關(guān)業(yè)務(wù)的QoS保證。最終，考慮到以太網(wǎng)的普遍性及其低成本高帶寬的優(yōu)點(diǎn)和光纖網(wǎng)的低成本大容量，一種基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)EPON成為下一代寬帶接入網(wǎng)的最佳候選技術(shù)之一。2004年，802.3委員會(huì)的以太第一公里(EFM，EthernetintheFirstMile)工作組發(fā)布了關(guān)于以太無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON，EthernetPassiveOpticalNetwork)的IEEE協(xié)議802.3ah。

3、 EPON主要由三個(gè)部分構(gòu)成，包括光線路終端(OLT,OpticalLineTerminal)、光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN，OpticalDistributionNetwork)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU，OpticalNetworkUnit)。其中OLT位于局端，負(fù)責(zé)向多個(gè)ONU提供網(wǎng)絡(luò)接入；ONU位于用戶端，負(fù)責(zé)會(huì)聚用戶端的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)向OLT發(fā)送，另外還負(fù)責(zé)接收從OLT發(fā)來的數(shù)據(jù)。由于以太網(wǎng)在設(shè)計(jì)之初并沒有考慮作為接入網(wǎng)使用，所以EPO

4、N需要為以太網(wǎng)制定新的運(yùn)營維護(hù)管理(OAM，OperationAdministerMaintenance)協(xié)議以達(dá)到運(yùn)營級要求。新協(xié)議應(yīng)該加入諸如鏈路狀態(tài)檢測，錯(cuò)誤發(fā)生警告，環(huán)回測試等規(guī)程來實(shí)現(xiàn)接入管理。 本文主要研究了在OLT和ONU上加載軟件模塊來實(shí)現(xiàn)OAM管理。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)趨勢，所以采用在Linux系統(tǒng)下的C語言來實(shí)現(xiàn)OAM軟件。IEEE802.3ah協(xié)議規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)的以太幀作為傳送OAM信息的載體，

5、但使用特殊的組播目的地址域和類型/長度域，以區(qū)別普通的以太數(shù)據(jù)。由于協(xié)議是2004年剛頒布的，所以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備很可能不能識別新的OAM幀，這就需要在數(shù)據(jù)鏈路層對數(shù)據(jù)包進(jìn)行捕獲和構(gòu)造。本文的具體實(shí)現(xiàn)方法是通過Linux操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路訪問方法，直接從鏈路層捕獲OAM幀獲取OAM信息，再通過發(fā)送程序發(fā)送OAM幀，來達(dá)到OAM管理的目的。 本文涉及到的研究有：1、IEEE802.3ah協(xié)議的研究，它的模塊功能劃分，主要是運(yùn)營管理維

6、護(hù)子條款。2、Linux系統(tǒng)中的捕包/發(fā)包函數(shù)庫的研究，并通過這兩個(gè)庫實(shí)現(xiàn)了EPON系統(tǒng)的OAM軟件模塊。3、為了提高程序效率，分析了Linux內(nèi)核包過濾機(jī)制。4、提出了該軟件模塊的其他應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT,NetworkAddressTranslator)。 在本課題研究中主要掌握了Linux環(huán)境下的編程及調(diào)試技術(shù)、Linux內(nèi)核的過濾技術(shù)、數(shù)據(jù)包捕獲/構(gòu)造技術(shù)、以太無源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，EPON系統(tǒng)OAM模塊的規(guī)程以