夏婷婷

（武夷學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，福建 武夷山 354300）

光纖接入用戶(hù)組網(wǎng)的研究與實(shí)現(xiàn)

夏婷婷

（武夷學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，福建 武夷山 354300）

摘要：基于EPON（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）為研究主體，借助EPON-MAT-5680T設(shè)備、ONT、光纖等設(shè)備完成硬件環(huán)境搭建，并通過(guò)軟件設(shè)計(jì)、軟件代碼、代碼注釋、系統(tǒng)測(cè)試來(lái)完成整個(gè)用戶(hù)組網(wǎng)的研究與實(shí)現(xiàn)。事實(shí)證明：該設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)潔、靈活、高效。為高校光纖教學(xué)提供一定的基礎(chǔ)理論和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：光纖通信；光纖接入；用戶(hù)組網(wǎng)；EPON

光纖通信作為一門(mén)技術(shù)，全球發(fā)展剛剛30-40年，但它已經(jīng)給世界通信的面貌帶來(lái)了巨大的變化[1]。目前各國(guó)都在爭(zhēng)先恐后的進(jìn)行光纖研究、光纖應(yīng)用、光纖推廣等，因此針對(duì)性研究光纖通信在民生方面的應(yīng)用是十分有意義，有必要的。

由于中國(guó)對(duì)光纖接入技術(shù)的研究起步比較晚，因此相關(guān)方面的研究還不夠深入，相關(guān)的資料文獻(xiàn)參考也比較少。尤其是光纖接入技術(shù)在用戶(hù)組網(wǎng)方面，傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式相當(dāng)復(fù)雜，操作起來(lái)困難[2]。本文基于華為生產(chǎn)的EPON-MAT-5680T設(shè)備，提出了一種組網(wǎng)方法，通過(guò)對(duì)EPON工作原理分析，硬件環(huán)境搭建，以及軟件方法設(shè)計(jì)，編程調(diào)試等步驟，最終實(shí)現(xiàn)用戶(hù)間組網(wǎng)，克服傳統(tǒng)組網(wǎng)的缺點(diǎn)，達(dá)到操作容易，組網(wǎng)快，易完成，效率高等目的。

1　EPON的工作原理

EPON作為多種PON（passive optical network）技術(shù)之一，由IEEE制定和標(biāo)準(zhǔn)化，正在成為下一代光接入網(wǎng)的重要支撐技術(shù)[3]。EPON網(wǎng)絡(luò)使用單根光纖兩種波長(zhǎng)傳輸雙向1.25 Gbit/s的數(shù)字信號(hào)，上行方向采用1 310 nm波長(zhǎng)窗口，下行方向采用1 490 nm波長(zhǎng)窗口。EPON標(biāo)準(zhǔn)是眾多TDM-PON標(biāo)準(zhǔn)之一，具有TDM-PON網(wǎng)絡(luò)的基本特征：樹(shù)狀拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)由OLT、ONU和ODN（optical distribution network）三部分組成，ODN又分為主干光纖、分光器、支路光纖等無(wú)源光部件，整體拓?fù)淙缦聢D1所示：

圖1　拓?fù)鋱D

EPON通過(guò)MPCP協(xié)議定義ONU向OLT注冊(cè)發(fā)現(xiàn)、OLT向ONU分配時(shí)隙授權(quán)、ONU向OLT報(bào)告帶寬請(qǐng)求等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了一種高效簡(jiǎn)潔的TDM-PON模型，成為廣泛應(yīng)用的光接入技術(shù)[4]。

2　硬件環(huán)境的搭建

2.1硬件設(shè)備

EPON-MA5680T一臺(tái)、維護(hù)終端、EPON終端（HG8240）若干臺(tái)、BAS設(shè)備一臺(tái)、可以訪問(wèn)INTERNET網(wǎng)的接口、網(wǎng)線及光纖。

2.2操作流

硬件流程：EPON終端與測(cè)試端口連接ONT與OLT硬件搭建ONT注冊(cè)成功BRAS的外網(wǎng)口與互聯(lián)網(wǎng)連接EPON的GIGC與BRAS的內(nèi)網(wǎng)連接BRAS的外網(wǎng)口與互聯(lián)網(wǎng)連接測(cè)試終端與HG8240的LAN1口相連ONT與電腦連接。

2.3操作要點(diǎn)

（1）要完成至少兩個(gè)ONT與OLT的硬件環(huán)境建立；

（2）用光功率計(jì)來(lái)測(cè)量從EPON到ONT數(shù)據(jù)是否做通，注意光功率計(jì)要調(diào)整到對(duì)應(yīng)測(cè)量PON的波長(zhǎng)位置。

（3）ONT是否正常完成注冊(cè)，要觀察PON燈和LOS燈狀態(tài)。如下圖2所示。

圖2　ONT注冊(cè)成功示意圖

（4）將EPON的GIGC上行口與BRAS的內(nèi)網(wǎng)口連接要事先通過(guò)交換機(jī)連接。

3　軟件設(shè)計(jì)

可以采用EB或TELNET方式進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，具體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖3所示。

圖3　EPON數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)軟件設(shè)計(jì)的流程圖

如圖3所示流程圖可以完成兩臺(tái)電腦與網(wǎng)絡(luò)的地址，可以實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)網(wǎng)管，但是設(shè)置的IP地址去互相Ping是無(wú)法進(jìn)行的，由于兩臺(tái)終端處于同一個(gè)子網(wǎng)，當(dāng)終端1發(fā)送報(bào)文給終端2時(shí)，將直接廣播ARP報(bào)文，請(qǐng)求終端2的MAC地址。由于兩臺(tái)終端在不同的廣播域，因此不會(huì)得到相互的ARP響應(yīng)報(bào)文。因此在軟件設(shè)計(jì)上要考慮到ARP代理。具體ARP代理流程如圖4所示。

圖4　ARP代理軟件流程圖

此時(shí)如果關(guān)閉掉ARP代理電腦依然可以PING通，因?yàn)橐呀?jīng)獲得了IP和MAC地址間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4　軟件代碼實(shí)現(xiàn)與注釋

Config//從特權(quán)模式進(jìn)入全局模式

ont-srvprofile epon profile-id 1//增加ONT業(yè)務(wù)模板，模板ID號(hào)是1

ont-port pots 2 eth 4//該模板的ONT有4個(gè)ETH 口2個(gè)POTS口

commit//確定模板內(nèi)容

quit//退出模板

ont-lineprofile epon profile-id 1//增加ONT線路模板、模板ID號(hào)是1

quit//退出模板

interface epon 0/1//進(jìn)入0框1槽EPON單板

port 0 ont-auto-find enable//ONT上電正常，查看MAC地址

ont add 0 0 mac-auth XXXX-XXXX-XXXX oam ontlineprofile-id 1 ont-srvprofile-id 1//MAC地址認(rèn)證，本文采用mac-auth e468-a340-2ed6

ont add 0 1 mac-auth XXXX-XXXX-XXXX oam ontlineprofile-id 1 ont-srvprofile-id 1

//MAC地址認(rèn)證，本文采用mac-auth e468-a340-2e39

ont port vlan 0 0 eth 1 100//設(shè)置ONT的第一個(gè)網(wǎng)口VLAN是100

ont port vlan 0 1 eth 1 100

ont port native-vlan 0 0 eth 1 vlan 100//設(shè)置該ONT的第一個(gè)網(wǎng)口的默認(rèn)VLAN是100

ont port native-vlan 0 1 eth 1 vlan 100

Quit//退出EPON板

vlan 10 smart//增加一個(gè)業(yè)務(wù)VLAN

interface vlanif 10//創(chuàng)建VLAN接口

ip address 192.168.0.100 255.255.255.0//配置管理vlan的IP信息

quit

port vlan 10 0/18 0//加入上行端口0到VLAN10中

interface giu 0/18//進(jìn)入上行接口板

native-vlan 0 vlan 10//把上行接口板0端口的默認(rèn)

VLAN設(shè)置為10

quit//退出上行接口板

service-port vlan 10 epon 0/1/0 ont 0 multi-service user-vlan 100

service-port vlan 10 epon 0/1/0 ont 1 multi-service user-vlan 100

arp proxy enable//全局模式下啟動(dòng)ARP代理

interface vlanif 10//進(jìn)入VLAN接口

arp proxy enable//啟用ARP代理

Quit

5　光接入用戶(hù)組網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)、測(cè)試

通過(guò)對(duì)光纖接入用戶(hù)原理的分析，以及硬件的實(shí)驗(yàn)操作、軟件的設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)用戶(hù)組網(wǎng)的目的。測(cè)試結(jié)果：如下圖5，圖6為兩臺(tái)電腦A、B的IP地址顯示，圖7，圖8為實(shí)現(xiàn)光纖組網(wǎng)后，A、B電腦可以實(shí)現(xiàn)互Ping的功能，可以實(shí)現(xiàn)互相對(duì)客戶(hù)端信息的查看、控制、修改等操作。

圖5　A電腦IP地址

圖6　B臺(tái)電腦IP地址

圖7　 A臺(tái)電腦訪問(wèn)B臺(tái)電腦客戶(hù)端

圖8　B臺(tái)電腦訪問(wèn)A臺(tái)電腦客戶(hù)端

6　結(jié)束語(yǔ)

光纖通信在對(duì)人們生活影響上最典型的是FTTH 和FTTB，而涉及這方面的需要技術(shù)攻關(guān)的問(wèn)題很多，用戶(hù)間組網(wǎng)只是其中一個(gè)，這方面我們現(xiàn)行做的還不夠多，還不夠深，以后需要繼續(xù)努力。由于光線通信有大好的前景，相信今后有更多的人投身到這方面的研究中來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]原榮.光纖通信簡(jiǎn)明教程[M].北京:機(jī)械出版社,2013：78.

[2]張繼東,陶智勇.EPON的發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J].光通信研究,2007(6):26-30.

[3]汪湘林.ATM-PON光網(wǎng)絡(luò)終端管理控制協(xié)議[J].光通信技術(shù),2010(2):7-11.

[4]汪來(lái)富.EPON：充滿前景的寬帶接入技術(shù)[J].廣東通信技術(shù),2006(5):5-8.

（責(zé)任編輯：葉麗娜）

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.032

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-2109(2015)09-0030-04

收稿日期：2015-04-10

基金項(xiàng)目：武夷學(xué)院一般項(xiàng)目（XL201308）。

作者簡(jiǎn)介：夏婷婷（1985-），女，漢族，助教，主要研究方向：光纖通信。

Research and Implementation of Optical Access Networking Users

XIA Tingting

(School of Mathematics and Computer Science,Wuyi University,Wuyishan,Fujian 354300)

Abstract:On the basis of EPON(ethernet passive optical network)as the research subject,with the aid of EPON-MAT–5680T, ONT,fiber etc complete set up the hardware environment,And through the software design,software code,code comments,system test to complete the whole research and implementation of user network.Proved that the design method is simple and flexible and efficient.Provide a certain theory basis and practical value for universities fiber teaching.

Key words:optical fiber communication;fiber access;user networking;ethernet passive optical network