基于EPON+EOC技术构建广电综合业务宽带接入网

摘要:基带传输与同轴网络。
随着运营商带来经济效益和社会效益。
从技术上讲有三种方式突破接入网瓶颈,一是甚高速数字用户线路(VDSL);二是基于无源以太网的无源光网络技术,继承了以太网的低成本和易用性以及光网络的高带宽,是实现FTTH众多技术中性价比最高的一种。随着EPON国际标准——IEEE802.3ah在2004年正式发布,EPON的产业联盟已经吸引了众多厂商的积极参与,从EPON的核心芯片、光模块到系统,EPON的产业链已经日趋成熟。
1、EPON技术及特点
(1)EPON的发展
GPON、EPON/GEPON,其主要差异在于采用了不同的二层技术。具体如图1所示。

图1

APON二层采用的是IP业务效率低等问题,未能取得市场上的成功。
为更好适应IP业务,第一公里以太网联盟(EFMA)在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术,IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化,EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率,随着光器件的进一步成熟,将来速率还能升级到10Gbit/s。由于其将以太网技术与PON技术完美结合,EPON成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。
(2)EPON系统的构成
在一个EPON中,不需任何复杂的协议,光信号就能准确地传送到最终用户,来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络。在物理层,EPON使用1000BASE的以太PHY,同时在PON的传输机制上,通过新增加的MAC控制命令来控制和优化各光网络单元(ONU)与光线路终端(OLT)之间突发性QoS。
与其它PON技术一样,EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构,利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。
EPON的系统结构如图2所示。一个典型的EthernetoverPON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT(OpticalLine Terminal)在广电组网系统中放置于前端,因成本等因素的制约,在光纤铺设到楼的条件下,ONU(Optical Network Unit)放置于楼道,下连EOC(Ethernet over Cable)局端设备。POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分光器,可多级连接,灵活组网。EPON系统使用单模光纤,在一芯光纤上利用上下行两个波(上行波长1310 nm,下行波长1490 nm)传输双向数据。

图2

EPON的优点主要表现在以下几个方面。
·成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。EPON结构在传输途中不需要电源,节省电力,容易铺设,不占用小区机房,无需任何有源光模块,长期运营成本和管理成本的节省很大。
·EPON系统这种无源点对多点的光网络和原有广电HFC网络中的光网络完全类似。在光纤到楼道的布局方式中可以多个楼道共用一芯主干光纤,并且可以根据用户的实际地理分布情况和用户数灵活分光布纤,接入大量用户,大量节省主干光纤。
·EPON系统是面向未来的技术,完全基于以太网标准协议802.3ah,模块化程度高,扩展容易,投资回报率高,是日后向全IP网络过渡的一个很好的选择。
·上下行数据都在同一芯光纤传输,完全解决双向传输问题,提供高对称带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽。
·带宽分配灵活,服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DBA(动态带宽算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配,并保证每个用户的QoS。
(3)EPON传输原理
EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行传输数据是十分不同的,所采取的不同的上行/下行技术分别如图3所示。
当OLT启动后,它会周期性地在本端口上广播允许接入的时隙等信息。ONU上电后,根据OLT广播的允许接入信息,主动发起注册请求,OLT通过对ONU的认证(本过程可选),允许ONU接入,并给请求注册的ONU分配一个OLT端口惟一的一个逻辑链路标识(LLID)。
数据从OLT到多个ONU以广播式下行(时分复用技术),根据IEEE802.3ah协议,每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识(LLID),该标识表明本数据帧是给ONU(ONU1、ONU2、ONU3,......,ONUn)中的惟一一个。另外,部分数据帧可以是给所有的ONU(广播式)或者特殊的一组ONU(组播)。在图3的组网结构下,在分光器处,流量分成独立的三组信号,每一组载有到所有ONU的信号。当数据信号到达ONU时,ONU根据LLID,在物理层上做判断,接收给它自己的数据帧,摒弃那些给其它ONU的数据帧。如图3中,ONU1收到包1、2、3,但是它仅仅发送包1给终端用户1,摒弃包2和包3。
对于上行,采用时分多址接入技术(TDMA)分时隙给ONU传输上行流量。当ONU注册成功后,OLT会根据系统的配置,给ONU分配特定的带宽(在采用动态带宽调整时,OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告,动态地给每一个ONU分配带宽)。带宽对于PON层面来说,就是多少可以传输数据的基本时隙,每一个基本时隙单位时间长度为16ns。在一个OLT端口(PON端口)下面,所有的ONU与OLTPON端口之间的时钟是严格同步的,每一个ONU只能够在OLT给它分配的时刻开始,用分配给它的时隙长度传输数据。通过时隙分配和时延补偿,确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时,各个ONU的上行包不会互相干扰。
对于安全性的考虑。上行方向,ONU不能直接接收到其它ONU上行的信号,所以ONU之间的通信都必须通过OLT,在OLT可以设置允许和禁止ONU之间的通信。在缺省状态下是禁止的,所以安全方面不存在问题。对于下行方向,由于EPON网络下行是采用广播方式传输数据,为了保障信息的安全,从以下几个方面进行保障。
·所有ONU接入的时候,系统可以对ONU进行认证,认证信息可以是ONU的惟一标识(如MAC地址或者是预先写入ONU的一个序列号),只有通过认证的ONU,系统才允许其接入。
·对于给特定ONU的数据帧,其它的ONU在物理层上,也会收到数据,在收到数据帧后,首先会比较LLID(处于数据帧的头部)是不是自己的,如果不是,就直接丢弃,数据不会上二层,这是在芯片层实现的功能,对于ONU的上层用户,如果想窃听到其它ONU的信息,除非自己去修改芯片来实现。
·加密,对于每一对ONU与OLT之间,可以启用128位的AES加密。各个ONU的密钥是不同的。
·VLAN隔离:通过VLAN方式,将不同的用户群或者不同的业务限制在不同的VLAN,保障相互之间的信息隔离。
2、EPON广电网络解决方案及最后一百米同轴宽带接入技术
(1)EPON广电网络解决方案
设计独立互不干扰的两套网络:EPON数据传输网和原有的有线电视承载网,如图4所示。
有线电视承载网由数字电视平台、总前端设备、分前端设备、光节点和同轴分配网组成,完全继承和利用广电原有的网络资源,承载原有的广播电视信号。
EPON网络由分前端OLT设备、分光器和放置于楼道的ONU设备组成,提供数据双向传输通道,解决分前端到楼道的光纤双向传输问题,可承载IPTV、数据传输、IPPhone等多种业务。
广播电视节目根据距离的远近采用1550nm/1310nm“物理星型、逻辑环型”的拓扑结构,先由总前端送至分前端,然后再由各分前端采用1310nm波长将信号送至片区内各个光节点。
EPON系统使用单模光纤,在一芯光纤上利用上下行两个不同波长(上行波长1310nm,下行波长1490nm)传输双向数据。
利用EPON实现FTTB之后的入户方式主要有以下3种。
·FTTH(光纤到户),用户端配置ONU接收数据信息。
·交换机进行调节。
·EOC,ONU到楼栋,用户端最后100m依然使用同轴电缆入户,尽可能地缩小改造范围,用户端配置EOC模块与ONU进行数据交换。
EOC(EthernetOverCable)主要可分为基带传输、调制传输、2.4GHz扩展应用三类,其中又可细分出很多具体的标准/非标准技术,如基带、MoCA、同轴Wi-Fi、CableRan、UcLink等。
EOC方案使用原有同轴资源解决最后一百米的接入问题,避免庞大的双线入户改造工程,在不影响原有下行广播电视信号的情况下,提供数据上下行传输功能。
EPON+最后一百米无源同轴宽带接入是最适合广电网络的双向改造模式,电信目前主推PON+最后一公里双绞线接入。
(2)最后一百米同轴宽带接入技术
·基带传输
同轴电缆带内频率是0~1000MHz,有线电视系统工作于5~860MHz,其中,5~65MHz用于上行通道。而在实际的应用中,5~20 MHz频带由于杂散信号干扰严重,无法被采用频带传输方式的CMTS/CM通信系统所使用。而以太网是基带传输系统,以10Mbit/s(10BASE-T)速率传输时,以太网信号的功率谱主要集中在0.5~15 MHz范围内。这就为在同轴电缆网络中建立以太网提供了频率资源的可能。事实上,当今的数据交换芯片和电子技术,完全可以低成本地在有线电视HFC网络中通过同轴电缆实现100 m距离无中继的10BASE-T通信。
·同轴Wi-Fi带外传输
通过深入研究发现,在一定的应用环境和条件下,与其它传输媒介/方式相比,同轴电缆传输频率高于1GHz信号的优势依然十分突出。当传输距离小于60m时,同轴电缆对2.4GHz信号的传输性能优于无线传输可达50 dB以上。同轴电缆这一优势,可供WLAN接入。
·MoCA
MoCA的全称是MultimediaoverCoaxAlliance(同轴电缆多媒体联盟),是同轴电缆的拥护者成立的联盟,其目的是充分利用70%家庭的客厅以及83%家庭的主卧室内装有同轴电缆。
MoCA的带宽能够同时满足一个高清电视、一个ATSC数字电视、两个标清电视和10Mbit/s的数据流,并且可以对视频流进行远程控制(如PVR等)。
·CableRan
CableRan是一种建立在单向有线电视网络上的宽带接入系统。CableRan接入设备的组成包括前置小局端MAS、智能端口I/O和网络管理软件。
前置小局端MAS是一种多方式接入IP射频转换的介于同轴和IP接口部分的设备。每个前置MAS可以支持64个端口I/O,该前置MAS可以方便地放置在楼栋或光节点处。智能端口I/O设备是一种信号转换设备,它可以把来自于前置MAS调制在同轴电缆上的IP信号,还原为以RJ45或USB接口形式的标准以太网信号。
只需要智能终端I/O来替换现有的普通机顶盒,另外在干线和楼栋之间加一个MAS小局端就可以了。
CableRan技术上行带宽可达10Mbit/s,下行带宽可达48Mbit/s。占用5~65MHz频率部分,其中5~36MHz用于上行,40~65 MHz是下行频段。下行采用16/64/256QAM调制,上行采用QPSK、16QAM调制。
·UCLink
UCLink系统在现有单向HFC网络上采用叠加网的方式实现同轴宽带接入。
UCLink采用QAM调制解调方式,并将传输信号放在HFC网的最高端(800~1000MHz),该频段信道内常规干扰最低,800~1000MHz信号使用简易放大器。
UCLink将上行信号放在800~900MHz的频率范围,下行信号放在900~1000MHz的频率范围,是上、下行速率完全对称的传输结构。
按64QAM计算,100MHz频率范围能传输的速率约为500Mbit/s。
UCLinkCATV同轴分配网与用户终端相接;每一个局端设备根据带宽要求可接入若干个UCLink用户终端。
UCLink综合接入系统中的用户终端设备(UCM)的功能是实现以太网数据的调制解调和协议转换处理。上行接口为射频接口(上行信道频率800~900MHz),经HFC网络中的同轴分配网与UCM相连,下行提供10/100Base-T以太网接口与计算机或其它数据设备相连。
750~1000MHz为预留的双向数字个人通信频域。电缆在800~1000MHz范围的衰减很大,传输距离短,所以要求UCLink接收设备有高灵敏度的信号接收能力,而高灵敏度接收设备又容易受外部人为信号干扰。
3、结束语
UCLink与CableRan技术在前两年有小部分广电用户在使用,但效果不是很理想,没有大范围采用。基带传输与同轴Wi-Fi技术已经进入商用阶段,不少地方正进行试点工作,相信不久的将来会出现越来越多的EPON+EOC网络。
无源以太网EPON利用PON的拓扑结构实现以太网的接入,具有高带宽、易维护、低成本等优点,可以通过单一平台综合接入语音、数据、视频等多种业务。EPON技术和HFC网络的结合,为广电网络迅速开拓宽带接入业务提供了新的解决方案。

2

EPON

  

EPON波分复用技术

EPON(Ethernet Passive Optical Network 以太网无源光网络)

  无源光网络(PON)的概念由来已久,它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点,在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时,以太网(Ethernet)技术经过二十年的发展,以其简便实用,价格低廉的特性,几乎已经完全统治了局域网,并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升,以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进,逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合,便产生了以太网无源光网络(EPON)。它同时具备了以太网和PON的优点,正成为光接入网领域中的热门技术。

  PON技术的发展

  APON(ATM PON)

  1995年提出,1996年由13家大型网络运营商同它们的主要设备供应商组成了FSAN (Full Service Access Network)联盟,155Mb/s的PON系统技术规范,ATM传输协议,ITU-T G.983系列标准;

  BPON(Broadband PON)

  2001年,APON标准后来得到了加强,可支持622Mb/s的传输速率,同时加上了动态带宽分配、保护等功能,能提供以太网接入、视频发送、高速租用线路等业务,宽带的PON;

  GPON(Gigabit PON)

  FSAN联盟进行1Gb/s以上速率的PON标准研究,希望提出一种方案,除了能运行在更高的速率外,还要在多业务、OAM&P、可扩缩性等方面较之其它的PON效率更高。这一研究使得Gigabit PON(GPON)出现。2003年1月,ITU-T批准确立了GPON标准G.984.1、G.984.2和G.984.3;

  摘 要:以太无源光网络(EPON)即将成为宽带接入的最有效的通信方法,为EPON系统提供一个稳定、有效的网络管理系统显得尤为重要。简单网络管理协议(SNMP)是当今应用最广泛的网络管理协议。本文分析了基于SNMP的EPON网管结构,按配置管理、性能管理、故障管理、安全管理等功能设计了EPON网管系统,并分别在管理站和代理站上予以实现。

  关键词:宽带接入网;以太无源光网络;网络管理;简单网络管理协议。

  Design and Realization of an EPON Network Management System Based on SNMP

  Fang Yuan,LIU Hai,LIU De-ming

  (Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074,China)

  

  Abstract:The Ethernet Passive Optical Network(EPON) will be the most effective method for Access Network. It is important to provide a stable and effective Network Management System for EPON.Simple Network Management Protocol(SNMP) is the most popular network management protocol. This paper analyzes the structure of a SNMP-based Network Management System of EPON, and designes the system with the functions of configuration management,performance management,fault management and security management. Finally, it introduces how to realize the system in the manager and the agent.

  Keywords:Wide band access network; EPON;Network management;SNMP

  一、引言

  随着Internet的迅猛发展,网络用户对网络带宽的需求日渐增长。为了满足市场的需要,通信网的主干部分已经发生了巨大的变化,而一直变化较少的传统接入网已经成为整个网络中的瓶颈,各种新的宽带接入技术成为研究的热点。

  EPON(以太无源光网络)是一种新型的光纤接入网技术,它采用点到多点结构、无源光纤传输,在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术,在链路层使用以太网协议,利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此,它综合了PON技术和以太网技术的优点:低成本;高带宽;扩展性强,灵活快速的服务重组;与现有以太网的兼容性;方便的管理等等。

  由于EPON的众多优点,它越来越受到人们的青睐,即将成为宽带接入网一种最有效的通信方法。为了保证EPON网络能够稳定、高效、准确的运行,为EPON提供一个有效的网络管理系统显得尤为重要。

  在网络管理领域,随着基于TCP/IP体系的网络管理技术的不断发展,SNMP已经成为事实上的标准。基于SNMP的EPON网络管理系统是指采用SNMP管理协议框架,对EPON网络实体的资源实现有效管理的系统。

  二、SNMP的介绍

  SNMP(简单网络管理协议)是一种基于TCP/IP的网络管理协议,它使用UDP作为传输层协议,能管理支持代理进程的网络设备。SNMP主要包括SMI(管理信息结构)、MIB(管理信息库)和SNMP协议几部分。SMI给出了管理对象定义的一般框架。MIB是设备所维护的全部被管理对象的结构集合。SNMP协议包括SNMP操作、SNMP信息的格式以及如何在应用程序和设备间交换消息。

  SNMP采用代理/管理站模型进行网络管理。SNMP有5种消息类型,分别为Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request和Trap。代理和管理站之间通过这几种消息报文进行相互通信,以获取网络设备的各种信息,从而控制网络设备的正常运行。

  三、EPON网管系统结构

  本EPON系统的管理对象为1个OLT(光线路终端)和32个ONU(光网络单元)。基于SNMP的EPON网管系统结构如图2所示。

  EMS网管系统安装在工作站,与OLT设备之间通过带外网管接口(F接口)相连。EMS网管系统和OLT、ONU设备之间采用SNMP协议进行通信,实现在EMS中对OLT、ONU的统一管理。通信的方式有2种:

  (1)轮询。管理站每隔一段时间对所有OLT和ONU代理站的MIB进行主动查询,各代理站返回被查询的结点值。

  (2)告警(trap)。当某些指定事件发生时,代理进程向管理站发送trap报文。管理站接收、显示告警事件,并做相应处理。

  同时OLT设备和ONU设备具备本地Console接口,可以实现本地操作管理维护。

  四、EPON网管系统的设计

  EPON网管系统按照网管功能分为四大模块:配置管理、性能管理、故障管理和安全管理。

  1. 配置管理

  配置管理主要是组织EPON网内运转所需要的资源和数据,构造和维护网络系统的配置,识别各网元,保证网元的基本配置,监控当前配置和按照具体情况改变配置,设置系统参数,收集并存储各参数,报告与基本配置值的偏差,启动和关闭资源等。

  EPON配置管理包括系统初次启动时的配置管理和系统正常运行时的配置管理。

  启动时,针对EPON网络,可自动或手动生成OLT、ONU设备拓扑图,显示当前网络中各OLT、ONU设备的状态。在网络拓扑图生成后,SNMP 管理进程采用轮询的方式定期查询SNMP 代理进程,收集设备信息用于更新数据库,以实现配置信息的实时性。系统正常运行后,网管可根据需要随时手动设置其各项配置参数。如可以设置各OLT、ONU代理的标识信息和系统信息,启用、禁用某个端口,配置各端口的工作状态,配置网桥的工作参数,配置VLAN,重启设备等。还提供基于用户的动态带宽管理。

  2. 性能管理

  性能管理功能对EPON网络性能进行监视、检测,采集相关性能统计数据,进行分析、诊断,从而为网络进一步规划与调整提供依据,以保证网络的业务质量。

  EPON的性能管理功能分为性能监测、性能管理控制和性能统计分析。性能监测是连续的收集OLT、ONU上与性能相关的数据,根据性能数据确定网元的性能,从而掌握设备单元因不太频繁或间断的差错导致业务质量变差的性能情况。性能管理控制的目的是支持管理人员发出控制命令或网管软件自动发出控制命令,以改善OLT、ONU性能。它可以设置性能管理数据采集周期、设置性能监测数据存储过滤条件,并对门限值进行管理。性能统计分析是对收集到的性能数据做进一步的处理,以分析表或分析图的形式报告分析结果。如计算接口利用率、接口的输入错误率、接口输出错误率、吞吐率等。

  3. 故障管理

  故障管理功能提供对EPON网络故障监测、故障定位,保护切换与恢复,并存储故障信息供以后查询。对来自硬件设备或路径结点的报警进行监控、报告和存储,对故障进行诊断、定位和处理,是故障管理的重要工作。

  当监测到网络、设备故障或异常时,网管系统实时产生报警。一些故障、异常是由网管程序通过查询代理站MIB发现的,而另一些是代理站通过Trap通知管理站发现的。可以设置各种告警事件的告警等级。不同等级的告警事件采取不同的告警指示和处理措施。

  网管系统收到告警信息后,进行分析和提示,然后针对不同等级的告警,进行不同的处理。对于严重影响网络运行的故障,需要进行故障定位和测试。启动故障定位过程,试图从这些过程中获取相关信息。进行故障定位后,网管系统会尽快做出响应,采取故障修复措施,使EPON网络恢复正常。

  告警信息被存储到本地数据库。可以按照告警时间、告警设备、告警等级等关键字查询历史告警信息。根据全部告警信息,进行告警统计分析,绘制出统计图表。

  4. 安全管理

  安全管理功能通过访问操作控制策略等方法保证管理应用程序和管理信息不被非法访问和破坏。

  用户标识和鉴定,是网管系统提供的最外层的安全保护措施。网管用户在启动程序前必须输入用户名和登陆密码,系统在核实鉴定了用户身份以后才能提供网管系统的使用权。用户被分为3个等级,不同等级的用户设置不同的管理权限,第一级用户拥有最高管理权限,可以使用网管系统提供的所有功能;低级用户在设置参数、操作设备等权限上被限制;高级用户拥有低级用户的所有权限,并能对低级用户进行管理。

  系统还提供安全日志,登陆者的所有操作将被录入数据库,以便维护和检查使用。

  五、EPON网管系统的实现

  EPON网管系统的实现包括管理站网管软件的实现和代理站软件的实现。

  1. 管理站网管软件的实现

  管理站网管系统是为用户提供友好的交互式界面,利用SNMP协议对代理进程实现管理的控制实体,它的结构如图3所示。

  

  通信模块的功能是按照SNMP协议,对网络中的代理站(OLT和ONU)发送、接收SNMP报文,从而获取或设置代理站中MIB库的相应信息。一方面,它将上层的操作、信息封装成对应的PDU(协议数据单元),向网络中发送。另一方面,它接收代理发给自己的PDU,并解析成上层可识别的信息,向上传递。对应于5种消息类型,SNMP有5种类型

  

  数据采集、处理模块负责将采集的数据分析、处理、储存或者送往上层。对各种采集到的数据,要按照配置、性能、故障几个模块的需求进行转换,向上传送。一些数据直接可以给上层显示使用;一些采集到的数据需要处理后,再送往上层显示。如通过访问接口MIB,可以得到每个接口在每个时刻的总流量。可以设置每隔一秒钟取一次值,然后计算秒间总流量差值,得到接口每秒钟的流量。有些数据暂时不需要显示,需要储存在数据库,供以后查询使用。

  显示模块是面向用户的。它按照配置管理、性能管理、故障管理、安全管理几个模块分类,以图形化界面形式显示各项信息,并且提供人机接口,供配置使用。

  本系统是在Windows环境下,用VC++ 6.0开发出来的。 通信模块是利用Windows提供的API函数,封装成一个SNMP类,来实现SNMP的各种操作。按照显示模块的需要,数据处理模块采用各种算法对采集到的数据进行分析处理。显示模块则以对话框、列表框、曲线图等形式,提供直观、方便的图形化界面,如图4所示。

  2.代理站软件的实现

  SNMP在代理站的实现工作主要包括代理进程软件的实现和MIB的设计与组织。

  (1) 代理进程软件的实现

  代理进程软件实现SNMP协议,并管理MIB。它实际上是一个执行无限循环的守护进程,在循环中,它接收管理站的SNMP请求,然后进行相应的操作,并作出响应。同时,代理进程能够根据自身管理的MIB信息,主动向管理站发送陷阱报文(Trap),以通知管理站所管理的网络设备发生了异常事件,实现故障告警。

  通常,在开发过程中使用一些软件开发包可以大大缩短产品开发周期。ucd-snmp软件包是一个广泛使用的实现SNMP代理开发的免费软件包,它支持SNMP v1/v2c/v3,支持分布式代理的开发,支持MIB-II。它包括SNMP协议模块和MIB管理模块,实现了SNMP代理站的基本框架。

  

  (2) EPON设备MIB的设计与组织

  OLT、ONU设备的MIB主要包括RFC1213定义的MIB-II、RFC1573定义的Interfaces MIB、RFC1493定义的Bridge MIB和根据EPON设备需要自定义的私有MIB。

  MIB-II包含了基于TCP/IP网络的基本网管信息,包括系统组、接口组、IP组、ICMP组、UDP组、SNMP组等基本管理对象。通过MIB-II,我们可以获取OLT、ONU设备运行的基本网络信息,如系统信息、端口基本信息、IP、ICMP等类型数据包的统计等,对某些对象可以配置。Interfaces MIB是针对改善MIB-II中的接口组的不足和缺陷,发展而来的一个以定义网络接口管理对象为主的MIB。Bridge MIB是一个定义网桥管理对象的MIB,它包括一般网桥管理信息、生成树网桥管理信息和透明网桥管理信息。它主要对OLT设备中所具有的生成树网桥的设置、监测提供网络管理手段。

  自定义MIB是针对OLT、ONU特殊管理对象和特殊功能而定义的,主要包含各OLT、ONU的特殊系统信息和带宽控制管理两部分。特殊系统信息包括硬件系统信息和软件系统信息。如我们的EPON系统上行是采用WDMA方式的,对于每个ONU端,对应于不同的上行波长。把波长信息加入每个ONU的自定义MIB中,这样通过网管系统就可以查询各ONU的波长相关信息了。带宽控制管理MIB是自定义MIB的一个重要部分,通过它,我们可以远程进行基于用户的带宽管理。

  六、结束语

  随着EPON的快速发展,为EPON设计和实现一个稳定高效和准确的网络管理系统具有重要的意义。本文结合EPON的特点,设计和实现了一个基于SNMP的EPON网络管理系统。目前,本系统已经基本完成,正在进行最后的测试工作。

  EPON(Ethernet PON)

  2000年11月,IEEE成立了802.3 EFM(Ethernet in the First Mile)研究组,业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA,实现Gb/s以太网点到多点的光传送方案,所以又称GEPON(GigabitEthernet PON)。EFM标准IEEE802.3ah;

  EPON 就是一种新兴的宽带接入技术,它通过一个单一的光纤接入系统,实现数据、语音及视频的综合业务接入,并具有良好的经济性。业内人士普遍认为,FTTH 是宽带接入的最终解决方式,而EPON 也将成为一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点,宽带入户的特殊优越性,以及与计算机网络天然的有机结合,使得全世界的专家都一致认为,无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

  EPON接入系统具有如下特点:

  Ø 局端(OLT)与用户(ONU)之间仅有光纤、光分路器等光无源器件,无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员,因此,可有效节省建设和运营维护成本;

  Ø EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术,二者具有天然的融合性,消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素;

  Ø 采用单纤波分复用技术(下行1490nm,上行1310nm),仅需一根主干光纤和一个OLT,传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户,因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力;

  Ø 上下行均为千兆速率,下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽,上行利用时分复用(TDMA)共享带宽。高速宽带,充分满足接入网客户的带宽需求,并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽;

  Ø 点对多点的结构,只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级,充分保护运营商的投资;

  Ø EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力,其中TDM和IP数据采用IEEE 802.3以太网的格式进行传输,辅以电信级的网管系统,足以保证传输质量。通过扩展第三个波长(通常为1550nm)即可实现视频业务广播传输。

  EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s.在北京举办的2009中国FTTH高峰发展论坛上,中兴通讯发布了全球首台“对称”10G EPON设备样机。

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