基于EPON的多業務傳輸技術系統實驗

倪　林,　王　磊

(東華大學 信息科學與技術學院, 數字化紡織服裝技術教育部工程研究中心, 上海 201620)

0　引　言

EPON 是一種新興的寬帶接入技術，它通過無源的光纖網絡可實現數據、語音及視頻的綜合業務接入，并具有良好的經濟性[1]。EPON接入網還具有傳輸質量好、傳輸距離長、抗干擾能力強、網絡可靠性高和節約管道資源等優勢[2]。業內普遍認為，EPON 是一種主流寬帶接入技術，是實現“三網融合”和解決信息高速公路“最后1 km”的最佳解決方案[3]。

網絡融合主要是通過技術改造，使其技術功能趨于一致，業務范圍趨于相同，網絡互聯互通、資源共享，能為用戶提供語音、數據和廣播電視等多種服務。網絡融合不是意味著三大網絡的物理合一，而主要是指高層業務應用的融合[4-5]。因此，研究多業務的傳輸以及業務開發和融合具有重要的實際意義。

本文應用華為GPON/EPON一體化接入設備MA5680T，構建了EPON接入網絡實訓平臺，如圖1所示[6-8]。根據社會的發展需求，特別針對高等工程教育專業認證的要求，立足通信專業系統化工程思維訓練、創新思維的培養，結合EPON接入網絡的實驗教學、課程設計、畢業論文設計等實踐教學環節，開展了基于實訓平臺的多業務傳輸和高層業務應用融合的系統實驗研究，包括EPON管理環境的搭建，建立帶內網管與帶外網管；進行BRAS的設置；以及不同用戶ONT注冊、EPON數據業務創建、EPON接入用戶組網研究、EPON組播業務創建、EPON安全管理研究、EPON FTTX組網研究、全IP網絡業務搭建等等系統的實驗[9-11]。

圖1　EPON光接入實驗平臺

1　EPON管理環境搭建

帶內網管方式是通過EPON-MA5680T設備的上行口透傳維護信息，進而實現設備的維護管理工作，這種維護管理方式是運營商網絡中的主要維護方式[12]。為此，首先要通過CON口配置好EPON-MA5680T的帶外ETH維護網口IP地址，并把配置的IP地址和學生使用的維護終端及多人操作平臺“Ebridge”服務器IP地址設為同一網段，以便學生能用多人操作平臺“Ebridge”對EPON-MA5680T進行配置，以及對帶內網管環境的配置。

網絡參數劃分：Vlan id范圍100～106(以100為例)；ONT編號范圍0～63；ONT業務模板編號范圍5～10；ONT線路模板編號范圍5～10；DBA模板編號范圍10～15。

1.1　EPON-MA5680T帶外網管配置

用維護串口線把電腦與EPON-MA5680T 的SCUL板上的 CON口連接，然后啟動電腦超級終端，設置COM屬性，成功登錄EPON-MA5680T，在EPON-MA5680T上配置SCUL板上的帶外網口地址 (默認為meth 0)。

輸入命令：

MA5680T(config)#interface meth 0 (進入網管ETH口)

MA5680T(config-if-meth0)#ip address 192.168.1.94 255.255.255.0 (配置網管IP信息)

1.2　EPON-MA5680T帶內網管配置

EPON帶內網管配置命令如下：

Config

vlan 100 smart

interface vlanif 100

ip address 129.9.0.100 255.255.255.0

Quit

port vlan 100 0/19 0

interface giu 0/19

native-vlan 0 vlan 100

quit 。

2　光網絡終端用戶注冊

EPON通過MPCP協議定義ONT向OLT注冊發現，OLT向ONT分配時隙授權，ONT向OLT報告帶寬請求等機制，實現了一種高效簡潔的TDM-PON模型[13]。

要完成ONT的注冊發現，需進行EPON數據配置。可以采用EB客戶端或TELNET方式進行數據配置。

EPON ONT注冊命令如下[14]：

Config

ont-srvprofile epon profile-id 1

ont-port pots 2 eth 4

commit

quit

ont-lineprofile epon profile-id 1

quit

interface epon 0/1

port 0 ont-auto-find enable

ont add 0 0 mac-auth 5489-9840-3384 oam ont-lineprofile-id 1 ont-srvprofile-id 1

quit

此外，可以通過命令查詢到ONT的狀態：

MA5680T(config-if-epon-0/1)#display ont info 0 0

3　EPON數據業務創建

寬帶接入服務器(Broadband Remote Access Server,BRAS)是面向寬帶網絡應用的新型接入網關，它位于骨干網的邊緣層，可以完成用戶帶寬的IP/ATM網的數據接入[14]。

EPON數據業務創建是在ONT設備( 光網絡終端) 完成注冊后進行的， 使得ONT下掛 PC終端滿足上網功能。

可以采用EB客戶端或TELNET方式進行數據配置。

Config

ont port vlan 0 0 eth 1 100

ont port native-vlan 0 0 eth 1 vlan 100

Quit

vlan 10 smart

port vlan 10 0/19 0

interface giu 0/19

native-vlan 0 vlan 10

quit

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

user-vlan 100

數據業務是EPON網絡提供的最基本業務，其他多樣化的業務以數據業務為支撐。 EPON技術中數據業務的實現使得用戶的上網需要得到了滿足，并且實現了互聯網服務發展的多樣性。

4　EPON接入用戶組網

通常情況下，EPON的終端間是相互隔離的，無法實現二層組網，通過打開EPON的ARP代理功能，實現二層互通，可以實現接入用戶的組網。

ARP Proxy是指當ARP請求報文從計算機A發往計算機B時，該請求報文由連接這兩個計算機的接入設備進行處理。

可以采用EB或TELNET方式進行數據配置。以下數據配置是在完成兩臺ONT注冊，以及數據業務配置后進行的。

配置命令如下：

Config

interface vlanif 10

ip address 129.9.0.100 255.255.255.0

quit

arp proxy enable

interface vlanif 10

arp proxy enable

Quit

通過啟用EPON的ARP代理機制，兩個ONT的終端用戶IP地址設置成自動獲取，實現了終端用戶的上網功能，并且手工配置IP地址：129.9.0.1或129.9.0.2，可以實現終端用戶的組網。

5　EPON組播業務的創建

組播(Multicast)傳輸是在發送者和每一接收者之間實現點對多點網絡連接。如果1臺發送者同時給多個的接收者傳輸相同的數據，也只需復制1份相同數據包。它提高了數據傳送效率，減少了骨干網絡出現擁塞的可能性。

IGMP協議運行于主機和與主機直接相連的組播路由器之間，主機通過此協議告訴本地路由器希望加入并接受某個特定組播組的信息，同時路由器通過此協議周期性地查詢局域網內某個已知組的成員是否處于活動狀態(即該網段是否仍有屬于某個組播組的成員)，實現所連網絡組成員關系的收集與維護[15]。

在EPON上注冊一個ONT，服務器端播放電視節目，ONT下掛的電腦可以同步看到服務器端播放的節目數據流；

5.1　EPON數據配置

可以采用EB或TELNET方式進行數據配置。

配置命令如下：

Config

vlan 10 smart

port vlan 10 0/19 0

interface giu 0/19

native-vlan 0 vlan 10

quit

ont-srvprofile epon profile-id 1

ont-port pots 2 eth 4

port multicast-vlan eth 2 10

port eth 2 multicast-tagstrip untag

commit

quit

ont-lineprofile epon profile-id 1

quit

interface epon 0/1

port 0 ont-auto-find enable

ont add 0 0 mac-auth 5489-9840-3384 oam ont-lineprofile-id 1 ont-srvprofile-id

1

ont port vlan 0 0 eth 2 200

ont port native-vlan 0 0 eth 2 vlan 200

Quit

service-port 100 vlan 10 epon 0/1/0 ont 0 multi-service user-vlan 200

multicast-vlan 10

igmp mode proxy

Y

igmp version v3

igmp uplink-port 0/19/0

igmp program add name yinjian ip 226.0.0.6 sourceip 129.9.0.100

btv

igmp policy service-port 100 normal

igmp user add service-port 100 no-auth

multicast-vlan 10

igmp multicast-vlan member service-port 100

quit

5.2　業務測試

在測試終端VLC設置方法如下：媒體→打開網絡串流→地址輸入rtp://226.0.0.6→點播放，此時光貓網口燈狂閃，就可以看到播放的視頻[16]，如圖2所示。

6　基于EPON的 FTTX多業務傳輸技術

網絡融合是通過技術改造，使得網絡功能趨于一致，業務范圍趨于相同，網絡互聯互通、資源共享，能為用戶提供語音、數據和廣播電視等多種服務。三網融合并不意味著三大網絡的物理合一，而是指高層業務應用的融合。三網融合應用廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居等多個領域[17]。

6.1　EPON數據配置

可以采用EB或TELNET方式進行數據配置。配置命令如下：

Config

vlan 10 smart

port vlan 10 0/19 0

interface giu 0/19

native-vlan 0 vlan 10

quit

ont-srvprofile epon profile-id 1

ont-port pots 2 eth 4

port vlan eth 1 100

port vlan eth 2 200

port multicast-vlan eth 2 10

port eth 2 multicast-tagstrip untag

commit

quit

ont-lineprofile epon profile-id 1

quit

interface epon 0/1

port 0 ont-auto-find enable

ont add 0 0 mac-auth 5489-9840-3384 oam ont-lineprofile-id 1 ont-srvprofile-id

1

ont port native-vlan 0 0 eth 1 vlan 100

ont port native-vlan 0 0 eth 2 vlan 200

Quit

service-port 100 vlan 10 epon 0/1/0 ont 0 multi-service user-vlan 200

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

multicast-vlan 10

igmp mode proxy

Y

igmp version v3

igmp uplink-port 0/19/0

igmp program add name yinjian ip 226.0.0.6 sourceip 129.9.0.100

btv

igmp policy service-port 100 normal

igmp user add service-port 100 no-auth

multicast-vlan 10

igmp multicast-vlan member service-port 100

quit

6.2　業務驗證

業務配置完成后，在LAN1、LAN2口的電腦可以正常撥號上網，LAN2口的電腦可以收看組播視頻流。這里仿真的是三網融合業務中的FTTH接入模式，LAN1口接入電腦，LAN2口接入機頂盒，在有軟交換的情況下，還可以直接承載語音業務[18]。

7　結　語

針對高等工程教育專業認證的要求，立足通信專業系統化工程思維訓練、創新思維的培養，本文研究了EPON接入網絡多業務傳輸以及高層業務應用融合的技術途徑和技術方法。研究表明：該技術在數據傳送效率，減少骨干網絡出現擁塞的可能性優于其他的方法，是解決“最后1 km”接入的最佳解決方案。在教學實踐中，我們注重這種網絡技術傳輸多業務的分組化,及安全性和可靠性；注重多業務創建、網絡重構的軟件可定義性；探索高層業務應用融合的途徑和方法。為國家培養創新性人才打好基礎。

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