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浙江工业大学硕士学位论文 g p o n 网管系统o n t 管理控制接口的研究与设计 摘要 无源光网络( p o n ) 打破了传统的点到点解决方法，且仅采用无源节点，因而敷设和 运行维护成本低，易于升级。与a t m 无源光网络( a p o n ) 和以太网无源光网络( e p o n ) 相比，吉比特无源光网络( g p o n ) 作为一项新兴宽带接入网技术，具有高效率、高速率、 高带宽利用率等优点，有着广阔的发展前景。为了保证g p o n 网络能够稳定、高效、准确 的运行，为g p o n 网络提供一个有效的网络管理系统显得尤为重要。 本文在论述g p o n 系统与网络管理系统的基础上，对g p o n 网络管理系统的重要组成 部分o n t 管理控制接口进行了深入的探讨。首先本文在分析o m c i 相关协议以及设计o l t 和o n t 两个模块的基础上，提出了o n t 管理控制接口模块框图，然后在基于嵌入式系统 的串口终端编写c 语言程序实现了o n t 管理控制接口功能。本文的主要工作和成果如下： l 、采用基于简单网络管理协议( s n m p ) 的g p o n 网络管理系统方案，并对这种g p o n 网络管理系统的两个层次进行了分析。同时在研究分析o m c i 相关协议以及设计o l t 和 o n t 两个模块的基础上，设计出一种能够描述o n t 管理控制接口的模块框图。该模块针 对o l t 和o n t 两端如何实现通信的模块需求作了完整的描述，满足了o n t 管理控制接口 标准的要求。这种标准化模块框图的设计是本设计的创新点之一。同时本文针对o l t 与 o n t 之间交互的o m c i 操作帧如：g e t 、s e t 等进行了具体的编码设计，这是本设计的重点 工作之一。 2 、根据o n t 管理控制功能模块，搭建了o n t 管理控制模块硬件平台。同时完成了 硬件平台的软件初始化以及交叉编译开发环境的建立。这一o n t 管理控制模块平台的建 立是实现o n t 管理控制接口功能的关键。 3 、对于o n t 管理控制接口的功能实现，本文提出一种o m c i 帧处理的方案，这种方 案是在基于$ 3 c 2 4 1 0 嵌入式l i n u x 系统的串口终端编写c 语言程序，实现了o m c i 帧的 发送和接收以及帧处理。这种开发方法简单方便，软件调试能力极强。同时这一o m c i 帧 处理方案的提出也是本设计的创新之处。 。 本文重点是设计并实现了o n t 管理控制接口。在今后的研究工作中，还需设计o n t l 浙江工业大学硕士学位论文 m i b 和网络管理单元与o l t 之间的通信以及不断完善硬件环境。本课题的研究对g p o n 网络管理系统的完善具有一定的促进作用。 关键词：g p o n ，0 m c i ，o n t 管理控制接口，a r m l l 浙江工业大学硕士学位论文 r e s e a r c ha n dd e s i g no fo n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c ei ng p o n n e t w o r km n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t t h ep a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ( p o n ) b r e a k st r a d i t i o n a lp o i n t - t o p o i n ts o l u t i o na n do n l yu s e s p a s s i v en o d e s ，s oi tc o s t sl o w e ri no p e r a t i o na n di se a s yt ou p g r a d e c o m p a r e d 丽t l la p o na n d e p o n ，g i g a b i t c a p a b l ep a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k ( g p o n ) i sa ne m e r g i n gb r o a d b a n da c c e s s n e t w o r kt e c h n o l o g y , w h i c hh a sa d v a n t a g e so fh i g h e f f i c i e n c y , h i g h s p e e d ，h i g h b a n d w i d t h u t i l i z a t i o na n ds oo n t h e r e f o r e ，g p o nh a sb r i g h tp r o s p e c t s i no r d e rt oe n s u r et h a tt h eo p e r a t i o n o fg p o nn e t w o r ki ss t a b l e ，e f f i c i e n ta n da c c u r a t e ，w em u s tp r o v i d ea ne f f e c t i v en e t w o r k m a n a g e m e n ts y s t e m i ti sp a r t i c u l a r l yi m p o r t a n t s ot h er e s e a r c ho fg p o nn e t w o r km a n a g e m e n t s y s t e mi so fi m p o r t a n ta n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h i sp a p e ri sb a s e do nt h ed i s c u s s i o no fg p o ns y s t e ma n dn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m i t d i s c u s s e so n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c ed e e p l y , w h i c hi sa ni m p o r t a n tp a r to fg p o n n e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m f i r s t l y , b a s e do nt h ea n a l y s i so fo m c ir e l a t e dp r o t o c o l sa n dt h e d e s i g no fm o d e l so fo l ta n do n t , t h i sp a p e rp r o p o s e st h em o d u l eb l o c kd i a g r a mo fo n t m a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e t h e no nt h eb a s eo f s e r i a lt e r m i n a lo fe m b e d d e ds y s t e m s ，t h i s p a p e rc o m p i l e scp r o g r a mt or e a l i z et h ef u n c t i o no fo n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e s p e c i f i cw o r k sa n dr e s u l t so f t h ep a p e ra r ea sf o l l o w s ： 1 、t h i sp a p e ru s e st h eg p o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e mp r o g r a mw h i c hi sb a s e do n s n m p , a n da n a l y z e st w ol e v e l so fi t a tt h es a m et i m e ，o nt h eb a s e so ft h ea n a l y s i so fo m c i r e l a t e dp r o t o c o l sa n dt h ed e s i g no f m o d e l so fo l ta n do n t , t h i sp a p e rd e s i g n sak i n do fm o d u l e b l o c kd i a g r a mw h i c hc a nd e s c r i b eo n t m a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e a b o u th o w t h eo l t a n do n tr e a l i z ec o m m u n i c a t i o n ，t h em o d u l eb l o c km a k e sac o m p l e t ed e s c r i p t i o n t h e d e s c r i p t i o ns a t i s f i e st h en e e do fo n tm a n a g e m e n ta n d c o n t r o li n t e r f a c es t a n d a r d t h ed e s i g no f t h es t a n d a r d i z e dm o d u l eb l o c kd i a g r a mi sa ni n n o v a t i o np o i n t a b o u to m c if r a m e st h a ta r e c o m m u n i c a t e db e t w e e no l ta n do n ts u c ha s g e t a n d “s e t ”f r a m e s ，t h i sp a p e rm a k e st h e s p e c i f i cc o d i n ga n dd e s i g n t h i si sa ni m p o r t a n tw o r ko f t h ed e s i g n 1 l i 浙江工业大学硕士学位论文 2 、a c c o r d i n gt oo n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o lf u n c t i o n a lm o d u l e ，t h i sp a p e rb u i l d sa h a r d w a r ep l a t f o r mo fo n t m a n a g e m e n ta n dc o n t r o lm o d u l e w h i l et h i sp a p e ra l s oc o m p l e t et h e s o f t w a r ei n i t i a l i z a t i o no fh a r d w a r ep l a t f o r ma n dt h ee s t a b l i s h m e n to fc r o s s - c o m p i l a t i o n d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t t h ee s t a b l i s h m e n to fo n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o lm o d u l ei sp i v o t a l t ot h er e a l i z a t i o no ft h ef u n c t i o no fo n t m a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e 3 、a b o u tt h er e a l i z a t i o no ft h ef u n c t i o no fo n t m a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e ，t h i s p a p e rp u t sf o r w a r dap r o c e s s i n gs c h e m eo fo m c if l a m e t h es c h e m ei sc o m p i l i n gcp r o g r a m w h i c hi sb a s e do ns e r i a lt e r m i n a lo f $ 3 c 2 410e m b e d d e ds y s t e m st or e a l i z et h es e n d i n g 、r e c e i v i n g a n dp r o c e s s i n go fo m c if r a m e t h i sd e v e l o p m e n ta p p r o a c hi s s i m p l ea n dc o n v e n i e n t t h e c a p a b i l i t yo fs o f t w a r et e s t i n gi ss t r o n g a tt h es a m et i m e ，t h ep r o p o s i n go ft h ep r o c e s s i n g s c h e m eo fo m c if r a m ei sa l s oa ni n n o v a t i o np o i n t t h i sp a p e r h i g h l i g h t st h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no fo n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e ， i nf u t u r er e s e a r c hw o r k ，w ea l s os h o u l dd e s i g no n tm i ba n dt h ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e n n e t w o r km a n a g e m e n tu n i ta n do l t ，a sw e l la sc o n t i n u o u s l yi m p r o v et h eh a r d w a r ee n v i r o n m e n t t h i sm s e a r c hp l a y sap o s i t i v er o l ei nc o m p l e t i n gg p o nn e t w o r km a n a g e m e n ts y s t e m k e yw o r d s ：g p o n ，o m c i ，o n tm a n a g e m e n ta n dc o n t r o li n t e r f a c e ，a r m i v 浙江工业大学硕士学位论文 a p o n a e s a t m 斟c a n i a p i b p o n c m i p d b a e p o n e 2 e e o f s a n f t t h g p o n g t c g e m l o f m a c m i b m m u o l t o n t o n u o d n 符号说明 a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d ep a s s i v e o p t i c a ln e t w o r k s a d v a n c e de n c r y p t i o ns t a n d a r d a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e a t t r i b u t ev a l u ec h a n g e a c c e s sn o d ei n t e r f a c e a d v a n c e dp r o g r a m m i n gi n t e r f a c e b r o a d b a n dp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k c o m m o nm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n p r o t o c o l d y n a m i cb a n d w i d t ha s s i g n m e n t e t h e m e tp a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k s e n d t o e n d e l e c t r i c a i o p t i c a l f u l ls e r v i c ea c c e s sn e t w o r k s f i b r et ot h eh o m e g i g a b i t c a p a b l e p a s s i v e o p t i c a l n e t w o r k s g - p o nt r a n s m i s s i o nc o n v e r g e n c e g p o ne n c a p s u l a t i o nm e t h o d i ，o s so f f r a m e m e d i aa c c e s sc o n t r o l m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o nb a s e m e m o r ym a n a g e m e n tu n i t o p t i c a ll i n et e r m i n a l o p t i c a ln e t w o r kt e r m i n a l o p t i c a ln e t w o r ku n i t o p t i c a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k v i i 异步传输模式无源光网 络 先进的加密技术 异步传输模式 属性值改变 接入点接口 高级程序接口 宽带无源光网络 共同管理信息协议 动态带宽分配 以太网无源光网络 端到端 电子光 全业务接入网络 光纤到户 吉比特无源光网络 g p o n 传输汇聚层 g p o n 封装方法 帧丢失 媒质访问控制 管理信息库 存储管理单元 光线路终端 光网络终端 光网络单元 光分配网络 浙江工业大学硕士学位论文 o a m & p o a n o m c i o m c c p o n p m d p l o a m p e e p d u s n i s d u s n m p s m i t d m t d m a t 1 n t c o n t u n i v p i v c i v c v g a w d m o p e r a t i o n a d m i n i s t r a t i o n m a i n t e n a n c e a n dp r o v i s i o n i n g o p t i ca c c e s sn e t w o r k o n tm a n a g e m e n ta n d c o n t r o l i n t e r f a c e o n t m a n a g e m e n t a n dc o n t r o l c h a n n e l p a s s i v eo p t i c a ln e t w o r k s p h y s i c a lm e d i ad e p e n d e n t p h y s i c a l l a y e ro p e r a t i o n s ， a d m i n i s t r a t i o na n dm a i n t e n a n c e a h y s i c a le q u i p m e n te r r o r p r o t o c o ld a t au n i t s e r v i c en o d ei n t e r f a c e s e r v i c ed a t au n i t s i m p l e n e t w o r k m a n a g e m e n t p r o t o c o l s t r u c t u r eo fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e x i n g t i m ed i v i s i o n m u l t i p l e x i n ga c c e s s t e l e c o mm a n a g e m e n tn e t w o r k t r a n s m i s s i o nc o n t a i n e r u s e rn e t w o r ki n t e r f a c e v i r t u a lp a t hi d e n t i f i e r v i r t u a lc h a n n e li d e n t i f i e r v i r t u a lc h a n n e l v e d i og r a p h i ca r r a y w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g v i i i 操作管理，维护和预防 光接入网 o n t 管理控制接口 o n t 管理和控制信道 无源光网络 物理媒介相关层 物理层操作管理和维护 物理设备误差 协议数据单元 服务节点接口 服务数据单元 简单网络管理协议 管理信息结构 时分复用 时分复用接入 电信管理网络 传输包含器 用户网络接口 虚拟路径识别 虚拟信道识别 虚拟信道 视频图形阵列 波分复用 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的 学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 作者签名骗彳日期：呻年f 月加e 1 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密回。 ( 请在以上相应方框内打“”) 日期：巾r 月砷日 日期：叫年l 月 t t o 西 浙江工业大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 无源光接入网概述 1 1 1 无源光网络的发展 无源光网络( p o n ) 技术是专门为了适应接入网的应用而发展起来的一项光网络技术， 网络中采用无源的光功率分割技术，即无源分光技术，来达到资源共享和传送多种业务的 目的。 p o n 技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的光线路终端( o l t ) 、用户侧 的光网络单元( o n u ) 以及光分配网络( o d n ) 组成。一般其下行采用时分复用( t d m ) 广播方式、上行采用时分多址接入( t d m a ) 方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总 线型等拓扑结构f l 】。p o n 的本质特征是o d n 全部由不包含任何有源电子器件的无源光器 件组成，这样就避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率， 简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本。 p o n 也存在一些不足之处，主要缺点是一次性投入成本较高，因为局端光线路终端 o l t 很贵，光纤和分路器等无源基础设施又必须一次到位，这样当用户数较少或用户分布 超过某一限定距离时，单用户成本很高。另外，p o n 的树型分支拓扑结构使用户不具备保 护功能或保护功能成本较高，影响了大规模发展【2 1 。但是，p o n 网络具有频带宽、容量大、 信号质量好、可靠性高、可以提供多种业务乃至未来宽带交互型业务这些显著的优势，所 以被普遍认为是接入网实现f t t h 的最终解决方案。 目前已经形成标准的p o n 规范有a t m 无源光网络( a p o n ) 和以太网无源光网络 ( e p o n ) 和吉比特无源光网络( g p o n ) 三种无源光网络解决方案【3 】。 最早出现的是由全业务接入网络( f s a n ) 联盟提出的a p o n ，后来被i t u t 采纳为g 9 8 3 标准系列。2 0 0 1 年底，f s a n 将a p o n 改名为宽带p o n ( b p o n ) 。a p o n 是基于a t m 传输协 议的无源光网络解决方案，由于业务适配提供复杂，业务提供能力有限，数据传送速率和 效率不高，成本较高等，其市场前景由于a t m 的衰落而黯淡【4 】。 为了提供适合多种环境下的i p 业务，o n u 需要进行复杂的协议转换，且难以提供高带 宽来满足突发性的光传输和接入需求的缺陷日益明显。2 0 0 0 年1 1 月i e e e 成立了8 0 2 3 e f m 浙江工业大学硕士学位论文 工作组，提出了e p o n 。即在与a p o n 和b p o n 类似的结构和g 9 8 3 的基础上，设法保留其精 华部分物理层p o n ，而以以太网代替a t m 作为链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、 更低成本和更宽业务能力的新的结合体e p o n 。这一思想在以太网界得到了积极响应，在 i e e e 8 0 2 3 的旗帜下已经形成了初步标准g e p o n 。在实际中，e p o n 和g e p o n 的基本差别 就是标准化，前者往往指非标设备，后者指符合i e e e 8 0 2 3 a h 规范的设备。另外，g e p o n 的传输距离和分路比均比e p o n 有所减少。 g p o n 技术是f s a n i t u 继e p o n 以后制定的又一宽带p o n 标准。至今，i t u 已经通过 t g 9 8 4 1 、g 9 8 4 2 、g 9 8 4 3 、g 9 8 4 4 标准【5 】。g p o n 具有前所未有的高比特速率，能以原 有格式和极高的效率传送多种业务。g p o n 可以提供1 2 4 4 g b s 和2 4 8 8 g b s 的下行速率和 i t u 规定的所有标准上行速率，可以灵活地提供对称和非对称速率【6 】；传输距离至少达 2 0 k m , 支持各种接入服务，特别是非常有效地支持原有格式的数据分组和t d m 流 7 1 ；具有 操作管理，维护和预防( o a m & p ) 功能和可升级能力。 1 1 2p o n 技术的性能比较 表1 1 是依据相关标准规范描述的a p o n 、e p o n 和g p o n 的性能比较。 表1 1a p o n 、e p o n 和g p o n 的主要特征 a p o ng p o ne p o n 下行m b s 1 5 5 6 2 212 4 4 2 4 8 81 2 5 0 支持的速率 上行m b s 1 5 5 6 2 215 5 6 2 2 12 4 4 2 4 8 81 2 5 0 线路编码n i 讫编码8 b 1 0 b 编码 分路比 3 2 6 4 1 2 83 2 - 6 4 最大传输距离( k m ) 2 06 02 0 t d m 支持能力 t d m o v e rt d mo v e r 删或 t d mo v e re t l l e m e t a t m t d mo v e rp a c k e t o a m 有有有 下行数据加密搅动或a e sa e s 加密没有定义 加密 支持的o d n 类型a 类、b 类和c 类a 类和b 类 q o s 可靠不可靠 相关标准i t u t g 9 8 3l t u t g 9 8 4 i e e e 8 0 2 3 a h 协议和封装格式 a t m a t m 或g f pi e e e 8 0 2 3 以太帧封 装格式 承载协议效率 9 0 1 0 0 9 7 2 浙江t 业大学硕士学位论文 注：表1 1 中的o d n 类型中的a 类、b 类和c 类分别最多可连接1 3 、3 2 、8 1 个o n t ， 传输距离2 0 k m 时，则分别为6 、1 5 、3 9 个o n t 。 根据表1 1 ，可以总结出以下几个方面： ( 1 ) 在上下行速率方面：g p o n 、a p o n 是非对称的，而e p o n 是对称的。事实证明 非对称结构更适合未来的f 1 v r h ，因此g p o n 比e p o n 更适合未来的删的 发展方向【8 1 。 ( 2 ) 在线路编码方面：e p o n 使用8 b 1 0 b 码作为线路编码( 8 b 1 0 b 码可确保比特流 中0 ，1 代码的充分平衡，这对任何通信链接的高性能运作都是至关重要的) 。 8 b 1 0 b 线路编码本身会引入2 0 的带宽损失，这使得在处理协议本身之前， 1 2 5 g b p s 的线速率的起点实际上就只有1 g b p s 。而a p o n 和g p o n 系统是使用 扰频作为线路编码的，由于扰频过程中只改变了比特的顺序而并没有增加任何 比特，所以该方法不会造成带宽损失。因此在线路编码上g p o n 也比e p o n 要 优越【9 1 。 ( 3 ) 在分路比和传输距离方面：g p o n 远远大于a p o n 和e p o n 。 ( 4 ) 在下行数据加密方面，g p o n 和a p o n 有加密系统而e p o n 却没有定义，这就 表示g p o n 和a p o n 下行传输的数据比e p o n 来的可靠。 ( 5 ) 在管理控制方面，g p o n 比e p o n 做的更完善，具有更全面的管理。 ( 6 ) 在承载业务方面：g p o n 能承载各种业务，而a p o n 承载i p 效率比较低，e p o n 承载t d m 业务存在很大的局限性。 从以上各方面，可以看出g p o n 技术具有明显的优势。而g p o n 唯一的缺点就是目前 技术还不成熟，少数运营商所提供的g p o n 产品的价格非常昂贵。所以也进一步体现了研 究g p o n 技术的必要性和迫切性。 1 2 国内外研究现状 随着技术的发展以及众多厂商的加入，规模部署的g p o n 的产业链已经形成。全球支 持g p o n 的设备厂商超过3 7 个，如阿尔卡特朗讯、北电、c a l i x 、摩托罗拉、t e l l a b s 、日 立、f l e x l i g h t 、n e c 等。目前，全球已有多个芯片厂商推出了正式商用的g p o n 芯片，包 括f r e e s c a l e 、c o n e x a n t 、b r o a d l i g h t 、p m c 、a m c c 等。截至2 0 0 7 年3 月底，g p o n 已经 在全球部署了近百万线，目前已经或正在规模建设的运营商有法国电信、英国电信、 v e r z i o n 、s b c ( a t & t ) 、k d d i 、新加坡电信等数十家运营商。2 0 0 9 年全球f 1 v r h 市场迎来 浙江工业大学硕士学位论文 了大规模商用的高潮，借着这股“东风”，g p o n 将会给我们带来更大的惊喜【1 0 l 。 在国外，欧洲主流运营商如t e l e f o n i c a 、法国电信、英国电信、意大利电信这些主流运 营商都无一例外选择了g p o n 技术作为其末端光纤接入手段，而非北欧先前部署的有源以 太网或者日本采用的e p o n 技术【l l 】。法国电信在2 0 0 6 年1 2 月宣布结束g p o n 现网测试并 开始正式部署g p o n ，先期( 两年) 将部署1 0 0 万线f t r h ，并在2 0 0 8 年用户数达到1 5 万至2 0 万。2 0 0 6 年新加坡“智慧国2 0 1 5 计划”选择g p o n 技术，并要求基础网络要在2 0 1 2 年前覆盖到9 5 的国土【1 2 】。v e r i z o n 在2 0 0 6 年底开始部署g p o n 设备以取代b p o n ，计划 每年部署3 0 0 万线f t t h ，2 0 1 0 年在全美将部署1 8 0 0 万线f 1 v r h l l 3 】。爱立信的g p o n 具 有电信级的质量，可以灵活扩展满足用户需求变化，此外采用8 端口g p o n 卡，单机框最 大支持7 1 6 8 个o n t , 具有丰富的o n u 系列【1 4 】。爱立信的g p o n 解决方案已经在北美地区 投入使用，并且已为全球各地领先的电信运营商所部署。其产品系列e d a l 5 0 0 是市场上 速度最快的g p o n 交换机，可以满足运营商对高清晰i p t v 、视频点播等多种新型业务的 规模部署需求。爱立信近期更是推出了具有业界最高的交换性能和用户密度的1 0 gg p o n 产品【”1 ，其带宽是现有g p o n 系统的4 倍。e d a l 5 0 0 项目部署将于2 0 0 9 年开始【1 6 1 。 b r o a d l i g h t 公司于2 0 0 5 年底推出全面的端到端( e 2 e ) g p o n 解决方案。该方案中g p o n 提供了无与伦比的性能和集成度，为客户提供了低成本低风险的解决方案，大大加快客户 i t u t g 9 8 4 兼容g p o n 设备推向市场的速度【17 1 。该方案满足高质量i p t v 与h d t v 需求【1 8 】。 阿尔卡特朗讯在全球推出的基于g p o n 技术的光接入产品7 3 4 2i s a mf t t u ，沿用i s a m 的设计理念和技术，能为宽带运营商提供可构建理想的光纤接入平台的多种接入方案。阿 尔卡特朗讯在全球拥有7 0 多个参与建设的f t l 项目，其中g p o n 项目超过5 5 个。 在我国，随着有关标准的制定，国内各大商纷纷致力于g p o n 的研究，国内的格林威 尔公司，烽火通信公司以及润欣通信技术( 上海) 有限公司都在g p o n 的商用方案投入了 大量的精力，并取得了可观的成果，特别是烽火和上海贝尔阿尔卡特已经推出了g p o n 的 商用解决方案。2 0 0 7 年9 月1 2 日，华为宣布其全光接入系统s m a r t a xm a 5 6 8 0 t 获得信 息产业部首个千兆无源光网络( g p o n ) 设备入网证【l 引。在“2 0 0 8 年中国国际电信息通信 展览会”上宣布，同时支持1 0 gg p o n 和1 0 ge p o n ，成为业界第一家同时支持1 0 gg p o n 和1 0 ge p o n 技术的设备厂商【2 0 l 。中国网通集团公司和电信研究院标准研究所于今年1 月 组织实施了继2 0 0 7 年7 月的第一阶段测试后的第二阶段o l t 与o n t 的互通测试，力争在 2 0 0 8 年年底前基本实现g p o n 设备的互通并完成g p o n 互通的国内标准化工作【2 。我国 在2 0 0 8 年年底或2 0 0 9 年年初规模部署。 4 浙江工业大学硕士学位论文 作为和网络建设配套的网络管理服务，在国外也取得了很好的发展。在国外市场，目 前市面上有很多的商品化网管软件，如i b m 公司的n e t e 、v 【2 2 1 ，h o p e 公司的o p e n v i e w ， s u n 公司的s u n n e t m a n a g e r 等。这些商品化的网络管理软件尽管功能很强大，但从某种意 义上来说，它们就如同操作系统一样，提供的是一个通用的网络管理平台，对于具体的网 络环境，必须按具体环境进行配置，或编写相应的管理软件。 国内有几家通信企业已经意识到网络管理的重要性，从而开始专门对网络管理进行研 究和开发。华为公司在2 0 0 7 年在深圳成立了网管软件研发中心，专门从事网管软件的研 发。杭州的摩托罗拉公司于2 0 0 7 年开始，成立了网管软件研发中心。诺基亚和西门子合 并后，致力于3 g 技术的网络管理的研究。而u t 斯达康，对网络管理的研究起步比较早， 对于基于嵌入式系统的e p o n 已经有了深入的探讨并且技术已经成熟，有了比较完善的 e p o n 的网管软件。而针对g p o n 的网络管理，由于g p o n 目前还只是试验阶段的技术， 其硬件还没完全研究透彻，目前为止还没有出现专门的g p o n 网络管理软件。 国内的通信企业，如中兴、烽火通信、u t 斯达康、润欣通信、盛立亚等一直积极致 力于f t t h 的技术研究、开发和应用推广，并取得了重大突破。有的企业也已经意识到， 对g p o n 网络提供必要的网络管理，是安全、高效运行光网络的必要条件之一，从而开始 对g p o n 网络管理进行研究，目前尚处于起步阶段。 1 3 研究目的和意义 g p o n 是由局侧的光线路终端( o l t ) 、用户侧的光网络终端( o n t ) 以及光分配网络 ( o d n ) 组成的2 3 】【2 4 1 。它可以提供1 0 0 m 到l o g 的带宽，并与现有的计算机网无缝连接， 网络结构简单，建设运营成本低，能支持互联网所有带宽应用能力，支持数据语言、视频 点播多种业务能力，这种网络是当前最典型、最适用、最合理、最廉价的“三网融合”最好 的途径。但是，g p o n 承载有q o s 保障的多业务和强大的o a m 能力等优势很大程度上是以 技术和设备的复杂性为代价得来的，从而使相关设备成本较高。所以业界在以后的工作中 主要是降低技术难度和设备的复杂性，使得g p o n 系统得到更广泛的应用。 通信网络的管理控制系统就是用来给网络管理人员提供关于网络运行状况的信息，提 高对网络性能的预测，对设备性能的下降起到预报的作用，同时对性能下降或损坏的设备 进行定位，为维护或更换新备件带来极大的便利。因此，网络管理系统是通信可靠、高效、 稳定运行的重要保证，可大大减少网络故障，缩短或消除网络信号的中断，提高网络的整 体性能。这同样适用于g p o n 接入网的建设。 浙江工业大学硕士学位论文 国内有几家通信企业已经意识到网络管理的重要性，从而开始专f - j x 寸网络管理进行研 究和开发。例如华为公司在2 0 0 7 年在深圳成立了网管软件研发中心；杭州的摩托罗拉公 司于2 0 0 7 成立了网管软件研发中心；诺基亚和西门子合并后，致力于3 g 技术的网络管理 的研究；而u t 斯达康已经有比较完善的e p o n 的网管软件。但是他们对g p o n 网络管理 的研究，目前还处于起步阶段，技术发展还不成熟。g p o n 管理控制系统的建设不但要考 虑对以前的设备、网管协议的兼容，还要考虑对今后发展的可扩展性，所以对g p o n 网管 系统的研究是非常必要的。 目前g p o n 系统的硬件部分研究已经达到一定的深度，而对于g p o n 网管系统管理控 制软件的实现，还没有很好的解决。特别是对g p o n 的高层管理【2 3 1 ，比如o n t 管理控制 接口( o m c i ) ，通过它的管理可使延伸到用户家中的o n t 得到集中控制管理，减少运维 的复杂性，并提高业务发放的效率。本设计重点研究o n t 管理控制接口旨在完善o n t 网 络管理系统。 1 4 论文主要内容和结构安排 本文在论述g p o n 网络管理系统结构的基础上，首先分析了o n t 管理控制接口相关 协议；然后根据协议，设计了o l t 主代理模块和o n t 管理控制模块，并在这些工作的基 础上，提出了o n t 管理控制接口的模块框图，为o n t 管理控制接口功能的实现打下了良 好的基础；其次根据o n t 管理控制模块框图，搭建了基于嵌入式系统的o n t 管理控制模 块的软硬件平台，最后基于这个平台提出了o n t 管理控制接口功能实现的方案并且运用c 语言进行了软件开发。o n t 管理控制接口的设计主要是通过o n t 设备管理中的o m c i 帧 的编解码设计和动作操作函数实现，包括：g e t 、s e t 、r e b o o t 、t e s t 、s y n c h r o n i z et i m e 。论文 结构安排如下： 第一章，绪论。简单介绍无源光接入网的发展及其技术的性能，以及课题研究的目的、 意义、国内外研究现状。 第二章，g p o n 网络管理系统概述。首先分析了g p o n 系统结构、工作原理以及协议； 然后重点分析g p o n 网络管理系统结构，包括对网络管理系统的两个层次：基 于s n m p 的o l t 管理控制与基于o m c i 的o n t 管理控制的分析：最后对o l t 与o n t