基于华为EPON设备的光接入系统研究

蔡亚永 艾散江·托合提

摘 要：文章提出了FTTH架构下EPON硬件管理环境的搭建，对宽带接入服务、安全管理等功能进行了实际配置，经过运行，发现这种数据配置设计具有较好的时延特性和稳定性，能较好地支持多业务优先级的EPON系统，达到预期目标。

关键词：动态带宽分配；EPON硬件管理环境；安全管理

目前，在实际应用当中最常用的接入网是以太无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）。EPON由IEEE制定，其协议基于以太网基本MAC协议扩展，易与其他以太网接口或设备进行集成或互连，降低接入系统和网络的成本，是解决接入网的最佳方案[1]。

1 EPON系统

EPON系统含3部分：光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光网络终端（Optical Network Terminal，ONT）和光分配网（Optical Distribution Network，ODN），整体树状拓扑网络如图1所示。

图1 EPON-OLT应用方案

逻辑拓扑上EPON系统为OLT与任一ONT建立逻辑链路标识（Logical Link Identity，LLID）为以太网数据帧的前导字节[2]。

下行数据流，先封装成以太网报文形式，再附加相应的LLID，在树状PON网中发送。光分配网ODN中的各分光器用广播方式将数据流送至各支路，每个ONT均能接收到此数据帧，据LLID来选择性接收属于自己的数据[3]。

上行方向，各ONT通过时分复用分配机制共享带宽。接收端OLT先通过多点控制协议（Multi-point Control Protocol，MPCP）报文分配给各ONT上行时隙，同时依据ONT的带宽请求和链路具体状况，利用具体的算法动态分配带宽，可提高网络利用率。

EPON系统利用MPCP协议，制定了OLT注册发现ONT、OLT向ONT分配授权时隙、ONT向OLT发送带宽请求等机制，从而实现了高效简洁的TDM-PON模型。

2 应用方案设计

本方案采用华为EPON-MA5680T（OLT），华为HG8240（ONT），以FTTH方式组网，将光网络单元安装在住家用户处。OLT置于中心机房，ONT按用户需求置于其家中，经以太网接口向用户提供连接。OLT与ONT之间由分光器组成光分网络，点对多点。整个应用系统如图2所示。

图2 EPON实际接入设计方案

EPON协议基于以太网基本MAC协议扩展，易与别以太网接口或设备进行集成或互连，可降低接入和网络成本。

3 调试与运行

3.1 系统设备调试

首先通过华为EPON-MA5680T（OLT）CON口配置OLT带外网管口（主控板上的ETH口IP，串口线接OLT的SCUL板上的CON口）。软件数据配置完成后，需将OLT的ETH口接入用户就近局域网交换机，实现设备带外网管业务。

3.1.1 EPON-MA5680T带外网管配置

（1）采用超级终端登录EPON-MA5680T，配置OLT的SCUL板上带外网口地址（默认为meth 0），主要命令如下：

“MA5680T（config）#interface meth 0 ”（全局模式下进入网管ETH口）

“MA5680T（config-if-meth0）#ip address 129.9.0.6 255.255.255.0”（配置IP）

（2）检查配置状态，输入用命令“display interface meth 0”，确认数据正确，则带外网管配置完成。

3.1.2 带外网管的硬件配置环境

软件数据配置完毕，将OLT的ETH口连接至局域网交换机，实现设备的带外网管业务，测试端通过Telnet/超级终端登陆EPON-MA5680T（ETH IP：129.9.0.6，步骤（1）已设），即完成设备配置管理。

3.1.3 带内网管的数据配置

调试EPON-MA5680T带内管理IP设为：192.168.1.100/255.255.255.0，同时设置管理VLAN ID=100；配置完成后，调试端通过此IP登录OLT进行数据设置。

3.1.4 测试用户端电脑的配置

用户端电脑IP与EPON-MA5680T带内網管IP设为同一网段；通过带内网管登录OLT，命令：telnet 192.168.1.100。

3.2 宽带接入服务

3.2.1 设置IP接入外网

宽带接入服务器BRAS是一种新型接入网关，位于骨干网边缘，面向宽带网络应用，主要完成IP/ATM网的数据接入，实现商业楼宇、单元住户宽带上网、基于IPSec（IP Security Protocol）的VPN服务、搭建企业内部Internet、支持ISP向用户批发业务等应用。

本调试实现ONT成功注册，并ONT下挂电脑现上网功能，调试数据实现ONT电脑与BRAS正常通信。EPON数据业务核心命令如下：

port 0 ont-auto-find enable //打开0号EPON口的ONT自动发现功能，ONT自动上报被发现，可看到MAC地址。

ont add 0 0 mac-auth *-*-* oam ont-lineprofile-id 1 ont-srvprofile-id1 //增加0号EPON口的0号ONT，采用MAC地址认证，MAC地址*-*-*（HG8240背面），也可自动发现上报。

ONT由OLT下发配置，采用1号线路模板和1号业务模板，最终实现电脑任意设置IP均可宽带连接满足正常上网。

3.2.2 无IP接入外网

动态主机设置协议DHCP是一局域网协议，使用UDP协议工作，有两个核心用途：（1）给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，（2）给测试端对所有计算机作中央管理的权限。

登录BRAS设备，输入/int pri检查网卡；配置网卡IP：/ip address；设置用户端IP与BRASIP在同网段，终端与局域网交换机相连，若将网络层数据报文传送给目的计算机，需要应用到ARP协议，将IP地址解析为MAC地址[4]。

ARP Proxy：当ARP请求报文从计算机A发往计算机B时，由连接这两个计算机的接入设备处理该请求报文。最终实现在EPON-MA5680T上注册多个ONT，所有ONT均接入网络，可正常上网。

3.3 EPON安全管理

访问控制列表（Access Control List，ACL）是指根据特定匹配规则对特定的数据包过滤，来识别需过滤的对象。特定的对象被识别后，据提前设定的策略允许或禁止相关数据包通过。

系统对输入的报文流按ACL定义规则匹配处理机理：如报文匹配规则，则将其交QoS进一步策略动作执行处理，处理内容包括报文过滤、优先级标记、端口限速、流量限制、流量统计、报文重定向和报文镜像等，完成策略执行处理后，转发输出报文流。与此相反，则按照ACL规则的定义，不匹配规则的报文将被丢弃或者被转发。

最终实现在EPON上注册ONT，ONT都接入终端正常上网；验证各种安全防护设置[5]。

4 结语

本课题基于华为EPON硬件平台完成，进行BRAS，OLT，ONT等本地配置后，在ONT的LAN1和LAN2口的电脑可以正常拨号上网，LAN2口电脑可收看组播视频流，这里仿真的是三网融合业务中的FTTH接入模式，LAN1口接电脑。经调试，运行正常，可在模拟家庭接入端进行电话、电视等数据业务，达到预期目的。