基于嵌入式系统的GPON ONU管理控制模块设计与实现

摘要

随着通信技术的发展，骨干网和局域网取得了巨大的发展，而连接骨干网和用户的接入网却发展缓慢，成为信息高速公路发展的瓶颈。在有线接入领域，由于光纤的宽带优势，无源光网络(PON)技术有着良好的市场前景。GPON作为一种旨在实现全业务接入的宽带接入技术，相对于其它PON技术，在带宽能力、安全性和可管理性等方面具有更大的优势，被业内人士公认为是宽带接入网的最佳解决方案之一。
　　ONU作为GPON系统中面向用户端的核心单元，其实现技术和成本将直接影响到光纤用户的承受能力，从而影响到GPON技术的发展和应用前景。因此，对ONU的研究具有重要意义。
　　本文首先介绍了目前流行的各种接入网技术以及PON的发展和分类，阐述了GPON系统的组成、工作原理、优势以及其协议规范。在此基础上提出了ONU的整体框架设计，主要是对ONU的管理控制模块进行了研究。根据G.984.X协议，研究了ONU的管理控制系统，进而对ONU管理控制模块以及各组成部分的硬件和软件进行了分析设计。重点是在嵌入式Linux系统下进行了OMCI帧的信息处理，实现了G.984.4协议内定义的OMCI的发送、接收以及组帧解帧功能。并且对系统中的关键信号进行仿真，分析了ONU系统的调试过程，并验证了Linux串口收发结果。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 宽带接入网技术与现状

1．2 GPON国内外发展状况

1．3 论文的组织结构

第2章 GPON接入技术

2．1 无源光网络(PON)技术

2．1．1 PON技术简介

2．1．2 PON技术的发展与比较

2．2 GPON系统结构和工作原理

2．2．1 GPON系统结构

2．2．2 GPON系统的功能模块

2．3 GPON协议模型

2．3．1 GPON层次模型

2．3．2 GTC协议栈

2．4 GPON传输帧结构

2．5 本章小结

第3章 ONU管理控制模块的总体设计

3．1 GPON ONU整体框架设计

3．2 GPON管理控制平面的研究

3．2．1 嵌入式OAM简介

3．2．2 PLOAM信息介绍

3．2．3 OMCI概述

3．3 ONU管理控制模块的设计

3．3．1 ONU管理控制模块功能设计

3．3．2 ONU管理控制模块整体框架设计

3．4 本章小结

第4章 实现ONU管理控制模块的关键技术

4．1 嵌入式系统概述

4．2 嵌入式硬件平台的搭建

4．2．1 嵌入式微处理器的选择

4．2．2 嵌入式系统硬件平台的建立

4．3 嵌入式软件平台的搭建

4．3．1 Linux嵌入式操作系统介绍

4．3．2 交叉编译环境的建立

4．3．3 其他基本的服务配置

4．3．4 嵌入式系统的软件平台的建立

4．4 协议规范的关键技术

4．4．1 被管实体介绍

4．4．2 MIB描述

4．4．3 ONT管理和控制通道简介

4．4．4 ONT管理和控制协议简介

4．5 本章小结

第5章 ONU管理控制模块关键部分的设计与实现

5．1 ONU基本管理控制功能设计

5．1．1 ONU管理控制模块与GTC层的信息交互

5．1．2 ONU7个状态转换

5．1．3 ONU状态转换的设计

5．2 ONU高层管理控制OMCI设计

5．2．1 OMCI帧介绍

5．2．2 被管实体ONT-G属性

5．2．3 ONT-G get操作的OMCI帧填充

5．2．4 ONT-Gget操作的OMCI帧实现

5．2．5 Linux串口收发程序

5．2．6 串口收发结果

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

附录

致谢