基于MME的EoC管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

黃 慧，黃 曉

（武漢郵電科學研究院 光纖通信技術和網(wǎng)絡國家重點實驗室，湖北 武漢 430074）

目前，隨著通信技術和廣播電視技術的迅速發(fā)展以及三網(wǎng)融合的迫切需求，EPON+EoC的組網(wǎng)方式已經(jīng)達成共識。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡經(jīng)過多年的發(fā)展，通過運營商和國內外眾多廠家的大力支持，形成了一套能夠滿足電信級業(yè)務運營的管理機制，為EPON+EoC網(wǎng)絡系統(tǒng)的上層管理奠定了基礎。EPON和EoC網(wǎng)管系統(tǒng)基本上都是采用SNMP協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡管理，只不過EoC網(wǎng)管系統(tǒng)相關標準還未形成，芯片和技術方案的差別使得管理方式各有不同。本文設計的EoC管理系統(tǒng)是基于特定的以太網(wǎng)類型報文0x88E1（稱為MME）[1－2]，通過在EoC頭端的管理芯片設計一個統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，包括MME子系統(tǒng)，向上提供SNMP，Web，CLI等用戶管理接口來滿足用戶對EoC網(wǎng)絡系統(tǒng)的管理需求，向下提供統(tǒng)一的MME消息適配層來屏蔽各芯片廠商的硬件差異，從而來完成整個EoC系統(tǒng)的管理工作。

1 基于MME的EoC管理系統(tǒng)的設計

EoC管理系統(tǒng)的軟件架構大體由6個部分組成，包括底層的MME子系統(tǒng)、頂層的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)如EMS和中間的業(yè)務子系統(tǒng)、支撐子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，如圖1所示[3]。

UI子系統(tǒng)負責同外部管理實體（如網(wǎng)管服務器，IE客戶端等）通信，并且通過UI適配模塊完成各個UI接口消息的適配（如將SNMP/HTTP請求統(tǒng)一轉換為系統(tǒng)內部請求消息）。

業(yè)務子系統(tǒng)負責處理業(yè)務請求，包含網(wǎng)管業(yè)務（如VLAN配置等）以及終端業(yè)務（如注冊、自動配置、自動升級等）；支撐子系統(tǒng)為各個子系統(tǒng)提供支撐服務，如配置管理模塊提供隊列調度功能完成內部配置請求的分發(fā)以及調度，PSI模塊提供配置參數(shù)讀寫接口。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)負責系統(tǒng)監(jiān)控、告警等。

MME子系統(tǒng)負責完成管理CPU與EoC頭端，EoC頭端與EoC終端之間的通信處理，同時屏蔽不同硬件方案如不同廠家芯片MME和SMM等的細節(jié)差異，對系統(tǒng)的各項具體功能提供對應的封裝函數(shù)。MME適配模塊主要用于上層模塊調用和接收底層的MME包，在初始化時會掛接MME解/組包函數(shù)信息，完成芯片的初始化配置，獲取在線設備列表。MME子系統(tǒng)設計在EoC頭端芯片上，頭端主要由管理CPU、交換芯片和EoC芯片組成，頭端通過PON口與網(wǎng)管系統(tǒng)相連，通過同軸電纜與終端CNU相連，如圖2所示[4]。

2 基于MME的EoC管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

EoC管理系統(tǒng)的主要工作包括終端注冊管理，頭終端配置管理、告警管理和升級管理等，系統(tǒng)通過調用各個模塊來完成管理任務。

2.1 注冊管理

EoC系統(tǒng)在終端上線以后，頭端并不會主動向外報告終端上線的通知，而需要管理CPU不斷去輪詢在線設備列表。EoC頭端設備保存EoC終端設備的白名單/黑名單表，如果采用白名單方式認證，則EoC終端設備注冊成功后，管理CPU查詢其是否在對應的白名單中，如果不在，則關閉該終端設備；如果采用黑名單方式認證，則EoC終端設備注冊成功后，管理CPU查詢其是否在對應的黑名單中，如果在，則關閉該終端設備。對于未被關閉的EoC終端設備，則進行授權處理，如果需要自動授權，則其中的授權操作不存在管理者的干預。INT6400的EoC設備的注冊管理流程如圖3所示。

對于SPIDCOM使用SMM的EoC系統(tǒng)，可以通過驅動程序監(jiān)測，再由注冊模塊通過捕獲SOCKET消息完成終端的注冊管理。

2.2 配置管理

EoC系統(tǒng)的配置管理對象包括頭端和終端。頭端進行配置管理時不需要經(jīng)過MME子系統(tǒng)處理，只需要將網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS下發(fā)的配置命令轉換適配后由業(yè)務子系統(tǒng)處理，并向NMS返回確認消息，同時寫到日志模塊中。終端的配置管理包括3種，即自動配置、在線配置和離線配置。

終端自動配置是在終端注冊成功之后進行的。注冊完成后注冊子模塊通知自動配置子模塊啟動自動配置流程，自動配置子模塊啟動流程后通過MME子系統(tǒng)不斷向終端發(fā)送配置狀態(tài)查詢的請求。當終端上線時，檢測自身是否需要自動配置，如果需要則接收MME子系統(tǒng)發(fā)來的請求，接著同自動配置子模塊完成一系列的命令交互，通過MME接口自動配置下去，從而完成自動配置的任務。自動配置管理流程如圖4所示。

終端在線配置請求由頭端經(jīng)過MME消息發(fā)送給終端，終端收到配置請求以后不進行配置文件操作，配置文件更新信息僅僅在頭端保存，更新的配置文件通過自動配置機制下發(fā)。

在線配置是通過網(wǎng)元管理系統(tǒng)下發(fā)的。網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS通過SNMP協(xié)議與EoC頭端SNMP代理通信，通過配置管理模塊向業(yè)務子系統(tǒng)發(fā)送終端在線配置的命令，業(yè)務子系統(tǒng)通過配置參數(shù)讀寫接口PSI啟動寫終端配置文件的流程，并向MME子系統(tǒng)發(fā)送終端配置請求，業(yè)務子系統(tǒng)接收到MME子系統(tǒng)返回的應答命令后寫配置到日志模塊。同時，MME子系統(tǒng)向終端發(fā)送MME消息，終端收到配置請求以后進行確認反饋，業(yè)務子系統(tǒng)接收到從MME子系統(tǒng)發(fā)來的確認消息后返給NMS，終端在線配置管理流程如圖5所示。

頭端保存有各個終端的配置信息，可以對該信息進行離線配置，開戶時也可以將終端信息手動從服務器導入。終端離線配置不需要和終端進行同步，僅僅需要將該終端的離線配置信息寫到頭端，待終端上線時候通過自動配置機制下發(fā)給終端。

具體管理流程為：網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS發(fā)送配置請求，經(jīng)過SNMP適配模塊和UI適配模塊處理后到達配置管理模塊，配置管理模塊向業(yè)務子系統(tǒng)發(fā)送終端離線配置請求，寫離線配置信息到頭端的日志模塊，待終端上線以后通過自動配置管理進行配置同步。

2.3 其他管理

2.3.1 升級管理

EoC頭端的升級是由網(wǎng)管軟件下發(fā)升級命令，命令中包括獲取升級文件的FTP服務器地址和密碼信息，設備通過自身的SNMP代理處理網(wǎng)管下發(fā)的命令，通過配置的FTP服務器獲取升級文件進行升級。

終端的升級需要先從網(wǎng)管界面進行升級使能和FTP服務器的配置。終端支持雙image備份功能。終端自動升級也是在注冊完成之后進行的，頭端通過FTP方式預先從網(wǎng)管配置中指定的服務器下載新的終端軟件版本到自己的SDRAM中，終端上線注冊完成之后頭端會主動將新的軟件版本信息告訴終端，終端比較自己的版本與頭端給出的版本信息，若不一致，則通知頭端。頭端將軟件版本通過MME接口傳輸給終端，傳輸結束以后，終端將備份image擦除，然后將接收的版本寫到該flash分區(qū)。成功之后頭端發(fā)送消息將終端重啟，終端重啟之后以新的image分區(qū)進行加載，若加載不成功，下一次啟動時將從另一個image分區(qū)啟動，這樣可以防止升級失敗導致系統(tǒng)不能啟動的問題。終端自動升級管理的流程與自動配置基本相同。

2.3.2 告警管理

EoC系統(tǒng)的告警有來自物理鏈路層的告警以及管理中心的告警。終端衰減或者噪聲過大等物理鏈路的事件均由頭端檢測并通知管理CPU上報；終端上下線告警信息由注冊管理模塊通知管理CPU上報；其他告警均由管理中心檢測并上報。終端不直接進行告警上報，所有來自終端的告警均由頭端檢測并通過TRAP上報到網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS。

3 結束語

本文設計的方案，適用于任何底層采用MME協(xié)議的EoC管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以屏蔽各芯片廠商的硬件差異，支持不同版本設備的兼容性。整個系統(tǒng)不僅能夠與上層服務很好地銜接，更重要的是完成了與底層設備的交互，明確了系統(tǒng)管理的各個流程，工程運用的實踐證明：該EoC系統(tǒng)管理方案是可行的，能夠滿足實際需要。

[1]IEEE802.3，Standard for information technology[S].2005.

[2]維 基 百 科.EtherType[EB/OL].[2011－01－01].http://en.wikipedia.org/wiki/EtherType.

[3]董遠鵬.基于EPON+EoC系統(tǒng)的統(tǒng)一管理策略研究[J].中國有線電視，2010（5）：636－637.

[4]秦瓊，代少升，程鵬程.基于EoC局終端網(wǎng)絡管理的設計與實現(xiàn)[J].電視技術，2011，35（12）：35－44.