EPON局端机的软件设计系统与实现

摘要

光接入网在带宽需求的推动下迅速发展，以太无源光网络（EPON）在以太网技术基础上实现了高宽带和多业务接入，由于其经济高效的结构和技术特点，使得EPON逐渐成为连接接入网用户的一种最有效的通信方法。 本论文的背景课题是国家863课题“基于千兆以太网的无源光网络”及其后续的产业化项目，该项目的目标是实现可实用化的EPON系统，先后实现了基于WDM（波分服用）的和基于TDM（时分复用）方案的GEPON两套系统。系统采用“局端机－用户端机”两级结构，中间由无源光分支设备完成下行光功率分配和上行光耦合。系统局端机位于系统的中心交换局侧，是整个系统的管理控制中心与交换引擎，对上要完成连接骨干城域网以及加载语音、数据、视频等各种业务，对下要实现多点控制协议，完成EPON系统的配置、控制与管理以及数据交换功能。 本文重点围绕基于TDM方案的GEPON系统来展开讨论，并且详细的介绍了系统局端机的整个软件架构，包括需求的由来，特点的分析及其最后的实现方法。论文具有突破意义并且创新的价值的地方也正在与此：本系统软件架构采取的方法是通过移植Quagga-0.99.1路由包。通过把这样一个可以在互联网上免费下载的并且源代码开放的代码包，根据EPON系统的功能需要，进行裁减、修改并最终移植到基于TDM方案的GEPON系统的局端机上。突破性的实现了在短时间内搭建起一个健壮性，移植性，可扩展性都很优秀的软件系统。也正是因为这部分的工作使得863的科研成果迅速有效的转化为生产力（可实用产品）成为可能。该软件系统完整的实现了从底层驱动到上层网管的所有软件功能，并且通过了信息产业部相关部门要求的第三方测试。 另外本文也结合本人在朗讯科技-贝尔实验室中国研究院实习时的一些工作和思考，创新性的提出了把目前光网络的比较前沿的研究方向和新技术运用于EPON的一些想法。例如目前光网络中的主流发展方向是最终实现自动交换光网络（ASON），及其控制平面当中的核心协议镞- GMPLS（通用多协议标签交换）。本文通过把GMPLS-PON和现有的无源宽带光接入网技术做对比，描述了GMPLS-PON的基本特征，对其中关键技术做了简单的介绍和开拓性的探讨。由于GMPLS-PON是一种全新的无源宽带光接入网入网实现模型，很多关键技术问题都在初步研究和探讨中。随着研究的深入，定将不断的探索和修正。