EPON網絡的數據監聽方法范文

本站小編為你精心準備了EPON網絡的數據監聽方法參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《光通信技術雜志》2014年第六期

1epon網絡數據監聽系統設計

1.1EPON網絡數據監聽方案設計根據EPON網絡數據監聽方法的分析，以EPON協議及其安全機制為理論基礎，采用EPON網絡方式實現的EPON網絡數據監聽系統框圖，如圖1所示。從圖1可知，EPON網絡數據監聽系統由局端OLT、用戶端ONU、光/電轉換模塊、EPON網絡模塊、鏡像交換機及監聽分析的PC機構成。其中，EPON網絡模塊為監聽系統的核心模塊，主要由ONU端、OLT端及千兆以太網物理層（GEPHY）組成。EPON網絡的數據監聽是利用EPON系統安全機制的缺陷來實現的，從局端OLT來看，EPON網絡模塊相當于一個ONU，而從用戶ONU來看，EPON網絡模塊則相當于OLT。EPON網絡數據監聽系統工作原理如下：①首先由EPON網絡模塊中OLT端用戶ONU、EPON網絡模塊中ONU端和局端OLT建立起MPCP、OAM以及擴展OAM連接，使局端OLT在以EPON網絡模塊為中介的情況下能與用戶ONU進行正常的數據業務通信；②然后由EPON網絡模塊控制數據幀和控制幀的傳輸線路（數據幀經GMII口傳至GEPHY然后轉發給以太網口，控制幀則由EPON網絡模塊自己處理或通過MII口轉發給OLT端）；③最后將網卡設置為混雜模式的PC機連接至監聽系統的鏡像口，通過鏡像口拷貝以太網口1、以太網口2的數據，從而實現EPON網絡數據的監聽。

1.2EPON網絡監聽的實現流程EPON網絡數據監聽主要通過EPON網絡模塊注冊和EPON幀處理兩個步流程來實現，下面分別進行介紹。

1.2.1EPON網絡模塊注冊流程EPON網絡模塊注冊是實現EPON網絡數據監聽的前提，主要完成模塊與局端OLT、模塊與用戶ONU之間的認證連接，其實現流程如圖2所示。其中，A表示EPON網絡模塊中OLT端與用戶ONU的信息交互，B表示局端OLT與EPON網絡模塊中ONU端的信息交互。圖2中，EPON網絡模塊注冊流程主要包括EPON網絡模塊初始化、MPCP連接過程、標準OAM發現過程以及擴展OAM發現過程。①EPON網絡模塊初始化。主要包括：初始化ONU端；ONU端與OLT端建立管理連接；ONU端CPU控制打開OLT端PON口，判斷ONU端PON口是否關閉，如果沒有關閉，則關閉ONU端PON口（默認狀態ONU端PON口關閉）。②MPCP連接過程。主要包括：打開OLT端PON口，主動給用戶ONU發送發現選通消息，待用戶ONU接收后發起注冊請求，OLT端則分配給用戶ONU唯一的LLID，并學習其MAC地址；然后同意用戶ONU注冊請求，發送注冊消息，為用戶ONU分配帶寬和同步時間等，用戶ONU接收后返回注冊確認消息，這樣，用戶ONU與OLT端的MPCP連接就建立完成了。此時，OLT端通過MII口發送事件通知ONU端，它的MPCP握手已完成，并上報用戶ONUMAC地址。接著，ONU端打開PON口，檢查自身MAC地址是否與用戶ONUMAC地址相同，如果不同，則進行MAC地址設置，然后ONU端開始向局端OLT請求注冊并與之建立MPCP連接過程。與此同時，在局端OLT與ONU端建立MPCP過程中，OLT端已主動發起與用戶ONU的標準OAM發現過程。③標準OAM發現過程。首先由EPON網絡模塊中OLT端發送InformationOAMPDU給用戶ONU的OAM實體，通過InformationOAMPDU信息向用戶ONU通報自己的以太網OAM配置信息及支持的以太網OAM能力信息。待用戶ONU的OAM實體收到OLT端信息后，決定是否同意建立OAM連接，如果不同意，則直接返回，否則OLT端與用戶ONU的以太網OAM就開始檢查環回功能、鏈路檢測和事件配置等功能，若所有檢測都通過時，OLT端與用戶ONU間就建立起以太網OAM連接，OAM協議開始在鏈路層工作。由于OAM協議為慢協議（SlowProtocol），因此整個OAM連接建立時間比MPCP連接過程長。同時，ONU端也相繼與局端OLT進行OAM發現，在ONU端與局端OLT建立OAM連接的所有參數，都是實時通過MII口向OLT端查詢獲取后再返回給局端OLT，這樣，使得ONU端的所有配置參數都與用戶ONU相同。④擴展OAM發現過程。局端OLT與ONU端完成OAM發現過程后，開始由局端OLT發起的擴展OAM發現過程。首先由局端OLT發送OAMExt_INFO消息，當ONU端接收后則通過MII口將消息傳給OLT端，然后OLT端將此OAMExt_INFO消息下發給用戶ONU，待用戶ONU返回OAMExt_INFO消息給OLT端時，OLT端則將響應的OAMExt_INFO消息報告給ONU端，然后由ONU端將此響應消息上報給局端OLT。通過這種方式，直至擴展OAM發現過程完成。當OLT端與用戶ONU、局端OLT與ONU端完成MPCP、OAM及擴展OAM連接時，表示E-PON網絡模塊成功注冊到EPON系統中，EPON系統則進入幀處理流程。

1.2.2EPON幀處理流程EPON幀處理流程為：當標準OAM和擴展OAM發現都完成后，EPON系統則開始傳送數據業務。但在此過程中，EPON系統OLT還會周期性發送心跳包交互消息以維持連接關系（KeepAlive），監聽設備在接收到EPON幀時，EPON網絡模塊首先區分接收到的幀為數據幀還是控制幀，并采用不同的處理方式。當為數據幀時，其傳輸路徑為：EPON網絡模塊ONU端→GEPHY→交換機→GEPHY→OLT端→光/電轉換模塊→用戶ONU；當為控制幀時，傳輸路徑為：EPON網絡模塊ONU端→MI-I→OLT→光/電轉換模塊→用戶ONU。對應地，EPON系統的數據下行數據傳輸路徑為：局端OLT→光/電轉換模塊→ONU端→GEPHY→交換機→GEPHY→OLT端→光/電轉換模塊→用戶ONU；上行數據傳輸路徑則為下行數據傳輸的逆過程。因此，在交換機鏡像口處就可監聽到所有用戶ONU的EPON網絡數據。

2設計驗證

本系統的設計驗證采用上海欣諾通信技術有限公司研發的EPON協議分析軟件（EPA2000，并解析了VLAN包），通過EPA2000截獲監聽EPON網絡數據與標準以太網數據幀進行對比分析，從而驗證EPON網絡數據監聽的正確性。其中，圖3為EPON幀與標準以太網幀結構圖，其區別只有前導碼的8個字節不同。將本設計監聽到的用戶查看郵件時的網絡數據交給EPA2000進行分析，結果如圖4所示。從圖4可以看出，本設計能夠成功地監聽到用戶請求查看郵箱的網絡數據（GET/webmail/readmail.do?...），這表明系統設計是正確的。

3結束語

EPON網絡數據監聽是以不影響用戶使用正常業務為前提，通過EPON網絡的方式使OLT端與用戶ONU、ONU端和局端OLT建立起MPCP、OAM及擴展OAM連接，然后從監聽系統的鏡像口截獲用戶ONU與局端OLT通信的網絡數據，為實現EPON網絡監控系統奠定了基礎。除此之外，由于監聽系統中ONU端參數與用戶ONU完全相同，因此還能有效解決不同廠家的OLT、ONU設備不兼容的問題，具有非常大的實用價值。

作者：譚欽紅張艷劉永強單位：重慶郵電大學信號與信息處理重慶市重點實驗室