以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

【摘 要】在網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的今天，一種較為新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的運用，這就是無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這種技術(shù)主要是對以太網(wǎng)的基本工作原理和技術(shù)理論為基礎(chǔ)，提供了更多的業(yè)務(wù)和服務(wù)。和其他的傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，具有明顯的優(yōu)勢，主要可以從其成本、使用的便捷性以及帶寬等方面體現(xiàn)出來。另外，為了實現(xiàn)以太無源光網(wǎng)絡(luò)運行的高效性和安全性，一種切實可行的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)也得到了充分的運用，這一系統(tǒng)主要是針對EPON結(jié)構(gòu)的基本特點來實施的。因此，本文主要對以太無源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)等方面進行深入地論述，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】以太無源光網(wǎng)絡(luò)；管理系統(tǒng)；研究

要想實現(xiàn)EPON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的基本功能，對其研究與實現(xiàn)的相關(guān)方面進行了解，需要對這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點進行深入研究，同時要進行網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的相關(guān)原理進行介紹，并且要明確管理端實現(xiàn)變成的方案。另外，網(wǎng)管功能中性能、配置、故障以及安全管理等相關(guān)方面都要加強重視。

1.EPON技術(shù)簡介

現(xiàn)如今，由于IP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的地位日益突出，對于以太網(wǎng)的研究也較為深入。EPON技術(shù)的下行方向主要采用廣播方式，傳輸新的過程較為簡單，主要的信息包要經(jīng)過無源光分路器傳輸?shù)蕉鄠€ONU，在每個信息包上都有上行方向的標(biāo)簽。另外，為了避免信息包之間的相互干擾，采用時分多址的方式，留出時隙。這種技術(shù)的傳輸距離在20千米之內(nèi)，一根光纖可以對60余個用戶進行網(wǎng)絡(luò)支持，帶寬較寬。

2.EPON工作原理

在這種工作系統(tǒng)運行的過程中，主要采用以太網(wǎng)協(xié)議，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀具有一定的可變性，實現(xiàn)64-1518字節(jié)的傳輸，和現(xiàn)如今的IP技術(shù)比較符合。EPON技術(shù)的上行方向和下行方向采用不同的傳輸模式，上行方向主要采用時分復(fù)用技術(shù)，在限制的時隙內(nèi)進行數(shù)據(jù)的傳輸，主要是為了保證信號的傳輸同步性以及避免不必要的信號碰撞，形成干擾等現(xiàn)象的發(fā)生。另外，進行寬帶和時隙的分配都是自動進行的。

在傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)都是以廣播的方式來進行傳輸，其中數(shù)據(jù)包的長度不等，字節(jié)多少也不等。但是每個數(shù)據(jù)幀都具有唯一的MAC地址。每個ONU要將自己的地址和目標(biāo)地址進行比較，如果相同就進行數(shù)據(jù)的接收或傳輸，如果不同就將其丟棄，其中也會出現(xiàn)多播幀的現(xiàn)象。

3.EPON網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)管理體系主要是為了保證系統(tǒng)運行的有效性以及維護的便捷性特點而提供的一種管理系統(tǒng)，EPON網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)就是這樣。主要可以從以下幾個方面來進行分析和探討：

3.1代理端嵌入式操作系統(tǒng)

EPON系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，涉及到處理器、芯片等諸多方面，因此，對于硬件的驅(qū)動方面要加強重視。不僅如此，軟件的基本功能也相對較為復(fù)雜，要采取多個程序才能有效地實現(xiàn)其運行的及時性?；谝陨现T方面的要求，一種行之有效的機制應(yīng)運而生，不僅能夠?qū)Y源進行調(diào)度，同時也能夠?qū)Υ鎯ζ鲗崿F(xiàn)有效地管理，這就是嵌入式操作系統(tǒng)。由于這種系統(tǒng)具有一定的高效性和可靠性、與EPON技術(shù)的設(shè)計相符合。

嵌入式操作系統(tǒng)在運行的過程中主要起著橋梁的作用，連接了軟件和硬件，并且將硬件進行抽象，然后實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)用。應(yīng)用軟件可以通過這一系統(tǒng)實現(xiàn)對硬件資源的使用，并且能夠使得軟件的應(yīng)用程序存在著一定的獨立性，進而擴大了其可移植空間。

嵌入式系統(tǒng)主要依托計算機技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)的低成本、低消耗以及可靠性的需求，其組成部分主要有硬件系統(tǒng)、驅(qū)動程序等方面組成。EPON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以固有的通信協(xié)議為主。

3.2 EPON的網(wǎng)元管理系統(tǒng)

網(wǎng)元管理系統(tǒng)具有管理PON中的OLT和ONU的功能，并且可以為運營商提供核心的網(wǎng)絡(luò)接口等功能，因此，將這種管理系統(tǒng)引入到EPON技術(shù)中。在這一系統(tǒng)運行的過程中，主要以管理站為管理的核心，這是一種具有圖形界面的工作站，其操作和控制都是由網(wǎng)絡(luò)管理員獨立完成的。管理站是發(fā)送相應(yīng)的傳輸命令的終端。以太無源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元管理系統(tǒng)在運行的過程中要符合信息產(chǎn)業(yè)部分提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要具備幾個基礎(chǔ)的功能。其中包括配置管理、故障管理、性能管理以及安全管理和計費管理等五大方面。

3.3網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

通常情況下，以太無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以SNMP管理協(xié)議為主，但是隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，這種單一的協(xié)議已經(jīng)無法滿足網(wǎng)絡(luò)管理的需要，因此，在網(wǎng)絡(luò)的運行中，加入了OAM協(xié)議的方式，這兩者相互配合形成了較為完善的網(wǎng)絡(luò)運行模式。在以太無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)外部主要通過SNMP協(xié)議來進行整個系統(tǒng)的管理，相反在其內(nèi)部主要運用OAM協(xié)議來對ONU進行管理，其分工明確，管理有序，實現(xiàn)了以太無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的合理性和可靠性。

4.EPON技術(shù)的發(fā)展前景

EPON是目前最有前景的解決“信息高速公路上的最后一公里”網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題的接入網(wǎng)方案，因此受到業(yè)內(nèi)人仁的廣泛關(guān)注，不少企業(yè)投入了大量的人力和物力對其相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品進行了研究，許多IT通信的領(lǐng)導(dǎo)者在該領(lǐng)域投入了精力。

EPON系統(tǒng)是一個功能強大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只有通過良好的網(wǎng)絡(luò)管理，才能使其性能得到最好的發(fā)揮。本文結(jié)合EPON系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理的實際需要，提出了一種基于SNMP的EPON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，詳盡地介紹了SNMP協(xié)議在該網(wǎng)管系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要完成了以下工作：

（1）探討了EPON系統(tǒng)的特點和體系結(jié)構(gòu)，并對EPON的上行與下行的關(guān)鍵技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)做了認真研究。

（2）深入研究和學(xué)習(xí)了SNMP協(xié)議。對簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的管理信息結(jié)構(gòu)、管理信息、庫和協(xié)議內(nèi)容都作了詳盡的研究。

（3）按照網(wǎng)絡(luò)管理的四大功能：性能管理、配置管理、故障管理和安全管理，詳細設(shè)計了EPON的EMS網(wǎng)管，并用VC十+開發(fā)工具實現(xiàn)。EMS網(wǎng)管對EPON網(wǎng)絡(luò)的各個網(wǎng)元具有強大的管理功能，包括設(shè)備管理、虛擬局域網(wǎng)管理、故障發(fā)現(xiàn)和定位等。并且將EMS本地處理的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，為進程間共享數(shù)據(jù)提供了便利。

由于時間和開發(fā)環(huán)境的限制，本系統(tǒng)還有許多有待于進一步完善的地方。本系統(tǒng)采用的是C/S模式，而目前網(wǎng)絡(luò)管理的主流是基于Internet的B/S模式，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現(xiàn)，因此在后續(xù)開發(fā)的版本中應(yīng)考慮B/S模式?；?02.1x協(xié)議的認證服務(wù)和計費管理如何在EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實現(xiàn)，從而完成終端用戶的上網(wǎng)認證和計費也是未來研究需要解決的重要課題。

5.總結(jié)

EPON基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)是一種新型的光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光網(wǎng)絡(luò)傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)二者的優(yōu)點，以其高帶寬、低成本、易使用的優(yōu)良特性成為光接入網(wǎng)的最佳選擇。為了保證EPON網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定、高效、準(zhǔn)確的運行，為其提供一個有效的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)顯得尤為重要。

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