光纤接入用户组网的研究与实现

夏婷婷

（武夷学院 数学与计算机学院，福建 武夷山 354300）

光纤接入用户组网的研究与实现

夏婷婷

（武夷学院 数学与计算机学院，福建 武夷山 354300）

摘要：基于EPON（以太无源光网络）为研究主体，借助EPON-MAT-5680T设备、ONT、光纤等设备完成硬件环境搭建，并通过软件设计、软件代码、代码注释、系统测试来完成整个用户组网的研究与实现。事实证明：该设计方法简洁、灵活、高效。为高校光纤教学提供一定的基础理论和实用价值。

关键词：光纤通信；光纤接入；用户组网；EPON

光纤通信作为一门技术，全球发展刚刚30-40年，但它已经给世界通信的面貌带来了巨大的变化[1]。目前各国都在争先恐后的进行光纤研究、光纤应用、光纤推广等，因此针对性研究光纤通信在民生方面的应用是十分有意义，有必要的。

由于中国对光纤接入技术的研究起步比较晚，因此相关方面的研究还不够深入，相关的资料文献参考也比较少。尤其是光纤接入技术在用户组网方面，传统的组网方式相当复杂，操作起来困难[2]。本文基于华为生产的EPON-MAT-5680T设备，提出了一种组网方法，通过对EPON工作原理分析，硬件环境搭建，以及软件方法设计，编程调试等步骤，最终实现用户间组网，克服传统组网的缺点，达到操作容易，组网快，易完成，效率高等目的。

1　EPON的工作原理

EPON作为多种PON（passive optical network）技术之一，由IEEE制定和标准化，正在成为下一代光接入网的重要支撑技术[3]。EPON网络使用单根光纤两种波长传输双向1.25 Gbit/s的数字信号，上行方向采用1 310 nm波长窗口，下行方向采用1 490 nm波长窗口。EPON标准是众多TDM-PON标准之一，具有TDM-PON网络的基本特征：树状拓扑网络由OLT、ONU和ODN（optical distribution network）三部分组成，ODN又分为主干光纤、分光器、支路光纤等无源光部件，整体拓扑如下图1所示：

图1　拓扑图

EPON通过MPCP协议定义ONU向OLT注册发现、OLT向ONU分配时隙授权、ONU向OLT报告带宽请求等机制，实现了一种高效简洁的TDM-PON模型，成为广泛应用的光接入技术[4]。

2　硬件环境的搭建

2.1硬件设备

EPON-MA5680T一台、维护终端、EPON终端（HG8240）若干台、BAS设备一台、可以访问INTERNET网的接口、网线及光纤。

2.2操作流

硬件流程：EPON终端与测试端口连接ONT与OLT硬件搭建ONT注册成功BRAS的外网口与互联网连接EPON的GIGC与BRAS的内网连接BRAS的外网口与互联网连接测试终端与HG8240的LAN1口相连ONT与电脑连接。

2.3操作要点

（1）要完成至少两个ONT与OLT的硬件环境建立；

（2）用光功率计来测量从EPON到ONT数据是否做通，注意光功率计要调整到对应测量PON的波长位置。

（3）ONT是否正常完成注册，要观察PON灯和LOS灯状态。如下图2所示。

图2　ONT注册成功示意图

（4）将EPON的GIGC上行口与BRAS的内网口连接要事先通过交换机连接。

3　软件设计

可以采用EB或TELNET方式进行数据配置，具体数据业务软件设计的流程图如图3所示。

图3　EPON数据业务软件设计的流程图

如图3所示流程图可以完成两台电脑与网络的地址，可以实现带内网管，但是设置的IP地址去互相Ping是无法进行的，由于两台终端处于同一个子网，当终端1发送报文给终端2时，将直接广播ARP报文，请求终端2的MAC地址。由于两台终端在不同的广播域，因此不会得到相互的ARP响应报文。因此在软件设计上要考虑到ARP代理。具体ARP代理流程如图4所示。

图4　ARP代理软件流程图

此时如果关闭掉ARP代理电脑依然可以PING通，因为已经获得了IP和MAC地址间的对应关系。

4　软件代码实现与注释

Config//从特权模式进入全局模式

ont-srvprofile epon profile-id 1//增加ONT业务模板，模板ID号是1

ont-port pots 2 eth 4//该模板的ONT有4个ETH 口2个POTS口

commit//确定模板内容

quit//退出模板

ont-lineprofile epon profile-id 1//增加ONT线路模板、模板ID号是1

quit//退出模板

interface epon 0/1//进入0框1槽EPON单板

port 0 ont-auto-find enable//ONT上电正常，查看MAC地址

ont add 0 0 mac-auth XXXX-XXXX-XXXX oam ontlineprofile-id 1 ont-srvprofile-id 1//MAC地址认证，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地址认证，本文采用mac-auth e468-a340-2e39

ont port vlan 0 0 eth 1 100//设置ONT的第一个网口VLAN是100

ont port vlan 0 1 eth 1 100

ont port native-vlan 0 0 eth 1 vlan 100//设置该ONT的第一个网口的默认VLAN是100

ont port native-vlan 0 1 eth 1 vlan 100

Quit//退出EPON板

vlan 10 smart//增加一个业务VLAN

interface vlanif 10//创建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//进入上行接口板

native-vlan 0 vlan 10//把上行接口板0端口的默认

VLAN设置为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//全局模式下启动ARP代理

interface vlanif 10//进入VLAN接口

arp proxy enable//启用ARP代理

Quit

5　光接入用户组网的实现、测试

通过对光纤接入用户原理的分析，以及硬件的实验操作、软件的设计，最终实现用户组网的目的。测试结果：如下图5，图6为两台电脑A、B的IP地址显示，图7，图8为实现光纤组网后，A、B电脑可以实现互Ping的功能，可以实现互相对客户端信息的查看、控制、修改等操作。

图5　A电脑IP地址

图6　B台电脑IP地址

图7　 A台电脑访问B台电脑客户端

图8　B台电脑访问A台电脑客户端

6　结束语

光纤通信在对人们生活影响上最典型的是FTTH 和FTTB，而涉及这方面的需要技术攻关的问题很多，用户间组网只是其中一个，这方面我们现行做的还不够多，还不够深，以后需要继续努力。由于光线通信有大好的前景，相信今后有更多的人投身到这方面的研究中来。

参考文献：

[1]原荣.光纤通信简明教程[M].北京:机械出版社,2013：78.

[2]张继东,陶智勇.EPON的发展现状与关键技术[J].光通信研究,2007(6):26-30.

[3]汪湘林.ATM-PON光网络终端管理控制协议[J].光通信技术,2010(2):7-11.

[4]汪来富.EPON：充满前景的宽带接入技术[J].广东通信技术,2006(5):5-8.

（责任编辑：叶丽娜）

中图分类号：TP393.032

文献标识码：A

文章编号：1674-2109(2015)09-0030-04

收稿日期：2015-04-10

基金项目：武夷学院一般项目（XL201308）。

作者简介：夏婷婷（1985-），女，汉族，助教，主要研究方向：光纤通信。

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