统一的EPON与EOC网管研究研究分析.

统一的EPON、EOC网管研究研究分析前言»随着EPON技术的不断成熟，EPON已经成为业界宽带接入建设的最成熟技术，但各运营商根据实际网络情况的不同，EPON后面的最后一段入户接入方案有较大的差异:电信、联通等运营商电话线和五类线资源较丰富，主要选择FTTB+DSL/LAN接入；而我们广电具有丰富的铜轴线缆资源，为更好保护线缆资源的投资和五类线入户难的问题，目前正在积极探讨EPONFTTB＋EOC等建设模式。»EPON技术虽然已经成熟，但还没有一套完整的不同EPON厂家统一网管系统，而EOC还存在技术方案太多无业界统一标准、功能不完善、性能不稳定、EPON+EOC无法综合管理和成本偏高等问题，针对这些问题目前广电运营商，设备供应商等都非常重视，相关的问题正逐步得到解决，我们主要是从NGB全网管理的角度来分析EPON+EOC的综合管理功能的需求和解决方案。课题研究内容我们的课题研究主要分以下几个内容：一、EPON＋EOC综合网管需求与现状二、EPON、EOC综合网管系统面临的问题三、实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统的技术路线①四、实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统的技术路线②五、结论一、EPON＋EOC综合网管需求与现状•NGB总体架构由业务部分、承载部分和管理部分组成，其中业务部分将描述NGB的业务体系，包括业务的开发、运营和为支持业务运营需要的外部支撑条件；承载部分将描述NGB的有线无线、广播交互融合的承载网络；管理部分将描述为实现NGB健康运营需要的管理功能、管理支撑和管理体系，NGB的目标是将构建一个区别于目前的广播电视网的全程全网、可管可控的网络和业务体系，其中可管可控的进一步描述如下：•可管理:NGB将是一个可管理的系统，实现对网络、业务、平台、终端的全面管理；1.NGB对网络管理的要求可追踪:NGB也是一个可追踪的系统，必要时可实现对特定用户行为、运营商行为的追踪；可控制:NGB将可以对网络传输、业务提供、用户操作进行控制，以应对特殊情况下的安全管理要求;传统HFC是单向的网络，在可管可控方面较容易实现，在双向网改后整个网络的可管可控性难度增加，并且目前广电专业的网络技术人员也较少，所以需要提供一个强大的网管平台去管理网络，从而进一步降低广电运营商的运维成本。EPON采用点到多点（P2MP）结构，主要由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成，OLT位于接入网的局端,提供和业务网之间的接口,并通过ODN无源网络与ONU进行通信，ONU再通过以太网口和EOC头端设备连接，EPON＋EOC的总体网络结构:2.EPON＋EOC网管的现状EPON网管EOC网管EOC头端分光器OLTONUEOC終端EOC管理通道EPON管理通道IP网HFC图1EPON+EOC现阶段网管方案目前EPON和EOC的管理采用的是独立的网管方式，通常EPON和EOC都采用SNMP协议来实现网管，EOC的管理报文在OLT和ONU之间是透传的，这个方案虽然也能实现EPON和EOC的网管，但无法做到EPON+EOC综合管理，由于EOC的数量是巨大的，独立网管方式在出现故障时需要较多维护人员手工判断故障原因。3.各种EOC实现方案种类繁多：–EOC实现的方案很多，国内EOC生产厂家也很多，初期没有统一的标准组织，因此形成大家各做各的局面。国家层面的技术规范或技术标准出台滞后，我们江苏省省网的技术规范于2009年12月发布。因此，要实现不同厂家的EPON、EOC统一网管并不容易。–EOC技术的应用具备多标准、多样性。EOC有基带EOC、调制EOC，调制有高频EOC和低频EOC，高频方案有：MOCA（800～1500MHz）、wifi（2.4G）、wifi降频（960MHz～1.1GHz），低频方案主要有：homeplugAV，homeplugBPL（2～30MHz），HomePNA（4～28MHz）。不同方案的技术规范包括网管协议、接口定义千差万别。目前，国内生产EOC设备的厂家有数百家，如成都海拓、飞光、北京金桥恒泰、深圳捷能、江苏亿通、上海傲蓝、四川璧虹、武汉牧马人、无锡路通、常熟高事达、北京九洲神通、中广银安、北京汤姆逊、科学亚特兰大、成都康特、杭州初灵、雷科通等等。EOC设备生产厂家也在跟随着技术的发展，随时调整技术方案，进行新产品的研发。大部分厂家开始用了一种方案进行研发，过了一段时间又去用新的方案，或者几种方案同时进行研发，对网管软件系统的研发比较轻视。而目前，鉴于HomePlugAV方案的高带宽和良好的抗干扰能力，许多厂家纷纷转产HomePlugAV方案的EOC产品。intellonint6400、7400芯片又成为众多生产厂家的首选。为了保证EPON、EOC网络能够稳定、高速、安全地运行，并能对设备进行实时监控，统一的网络管理系统就显得尤为重要。目前，虽然EPON、EOC设备都自带有网管系统，但是也存在着多种问题。二、EPON、EOC综合网管系统面临的问题1、EPON、EOC网元管理系统只能分散管理自己的设备，不能管理其他厂商的设备，即网元管理系统的兼容性差；2、不同时期采用的网络体系结构、技术及通信监控网络差异很大；3、必须解决如何将EOC头端和终端等底层设备的管理信息上传到统一网管信息采集系统的问题。•对于要建立一个统一网管平台，也需要解决很多问题：•首先，综合网管平台需要设计合理的分布式软件结构来支持有线电视网络布网地域广、设备数量多的实际情况。这就需要网管软件支持分级和分布式的部署，比如在各地市都可以部署数据采集机，每个地市都可以维护本地区内的设备，省级网管中心可以获取各地市的一些关键指标，查询和设置设备的一些关键参数等等。其次，不同厂家的设备，其网管的具体接口数据千差万别。现在网管软件一般使用SNMP协议来传递网管数据，厂家设备的网管参数都保存在设备的Mib库中。Mib库为树状结构，而每个厂家的Mib库结构定义都不一样，有可能对于意义相同的一个参数，A厂家在Mib库的节点a定义，B厂家在Mib库的节点b定义。如果统一网管平台要查询或设置该参数的值，有两种办法：第一个方法是让厂家修改自己的Mib库，使得所有厂家的Mib库保持一致，这样网管平台在查询或设置参数时就可以统一对待，但这样厂家的工作量很大，而且有些厂家不一定会按照统一的Mib库结构去修改自己的产品，所以此方法基本不可行。但是随着国家广电总局EPON、EOC相关规范和江苏省网相应Mib库规范的陆续推出，各个EPON、EOC生产厂家如果都能够严格遵守标准Mib库进行网管软件的设计和开发，那么这种以前基本不可能实现统一网管的方法似乎变得有实现的希望了。当然，即使有了Mib库的规范，各个厂家的设备Mib也不可能完全做到标准和一致，私有协议不可避免。在尽量减少私标影响的基础上，我们提出第一条实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统的技术路线：利用统一标准Mib库来实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统。第二个方法是厂家的Mib库还是保持原来的结构，网管需要查询或设置某个参数时，针对不同厂家做一个映射，如果是A厂家，就映射到节点a，如果是B厂家，就映射到节点b，从而以最小的工作量实现了统一网管的目标，是可行性最大的方案。因此，建立统一网管也可采用第二种办法，即只需要对厂家设备的网管接口数据提出标准化的要求，规定设备需要提供哪些接口数据，而对厂家设备的Mib库结构不做过多的要求，不同厂家的Mib库结构的差异通过在网管平台提供参数映射来消除。在这个基础上，我们提出第二条不同厂家EPON、EOC综合网管系统实现的技术路线：通过统一网管接口和参数映射来实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统。三、实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统的技术路线①：•实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统的技术路线①：利用统一标准MIB库来实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统•现阶段的EPON和EOC独立管理方案可能会增加网络维护成本，为了更好实现全网可管可控，理想的方案是EPON和EOC采用SNMP协议进行综合网管，SNMP采用代理/管理站模型进行网络管理，基于EPON+EOC的网络结构，提出以下网络管理方案。如图2：EPON统一网管EOC头端分光器OLTONUEOC終端EOC管理VLAN通道EPONIP网HFCEOC带有SNMPAGENT带有SNMPAGENTOAMOAM图2：利用统一标准MIB库来实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统OLT作为网管系统的代理支持对OLT本身的配置、故障、性能和安全管理，同时也支持通过OAM（Operations，Administration和Maintenance）方式实现对ONU的远程管理；ONU的管理有两种实现方式：1）OLT作为网管系统的代理，通过IEEE802.3规定的以太网OAM方式对ONU进行远程管理；2）由ONU实现SNMP功能，网管系统通过SNMP协议对ONU进行远程管理；EoC头端系统作为网管系统的代理实现对EOC头端设备管理功能，并通过OAM对EOC终端系统进行管理。•SNMP是一个基于TCP/IP的标准网络管理协议，EPON、EOC综合管理方案的实现难点在于MIB的定义和EOC的位置拓扑发现。•统一网管ONUEOC头端ONUOLTEOC终端OAMOAM管理进程SNMPUDPIP数据链路层硬件管理进程SNMPUDPIP数据链路层硬件管理进程SNMPUDPIP数据链路层硬件管理进程SNMPUDPIP数据链路层硬件•图3EPON＋EOC综合网管方案Mib(管理信息库)指明了网络元素所维持的变量（即能够被管理进程查询和设置的信息）,Mib给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构。江苏省广播电视信息网络股份有限公司于2009年12月发布了《江苏有线EOC技术规范》，并于2010年1月开始实施。在这个规范中制定了江苏省有线EOC标准Mib：JSCN-MIB，根节点OID为1.3.6.1.4.1.34808。下面是《江苏有线EOC技术规范》中有关标准Mib内容的节选：1、Mib信息库的标准化图4：《江苏有线EOC技术规范》中有关标准Mib内容的节选•从上图可以看出，JSCN-MIB已经详尽的规范了EPON/EOC管理库、告警和EOC管理库中的各个节点的属性，如果各个EPON、EOC生产厂家都能够严格按照这个标准定义自己产品的各个库和节点的管理、告警属性，那么实现综合统一网管系统就轻而易举了。随着EOC技术的成熟，未来的趋势可能是采用ONU和EOC硬件集成方案，但目前ONU和EOC设备大多数是独立形态在现场应用的，为更好的进行统一管理，还需要引入EOC位置拓扑发现功能，用来标明EOC接到哪个ONU的端口下，并在网管上进行统一拓扑的展示，当出现故障时可以很快的进行故障定位，右图为EOC位置拓扑发现功能的一个流程举例，具体在设计时可以做相关的调整。2、EOC位置拓扑发现功能ONUEOC头端发现请求发现证实证实回复工作流程：1、EOC头端进入网络后，首先发出发现请求，送出设备的MAC地址、设备型号等信息，用来表明自己在线。2、ONU收到下联EOC的请求信息后，记录EOC的相关信息和ONU的链接端口信息，并给EOC发送证实信息，如EOC一段时间后未收到证实信息，将过一段时间再发送请求信息。3、EOC收到证实信息再发一个确认给ONU，ONU将更新网管上的拓扑数据。图5：EOC位置拓扑发现功能四、实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统的技术路线②：通过统一网管接口和参数映射来实现不同厂家EPON、EOC综合网管系统。EPON和EoC厂商分别提供设备网管，通常是基于SNMP协议，而EoC网管为EPON网管系统提供北向接口，通常也基于SNMP协议（其它：XML、CORBA），最后EPON网管通过EoC北向接口管理EoC。但这种模式存在着明显的特点就是需要部署至少两套厂商网管：EPON，EoC网管，另外统一网管的管理能力受限，很多EoC的管理工作要通过EoC网管完成。图6：通过统一网管接口和参数映射