基于MME的EoC管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃 慧，黃 曉

（武漢郵電科學(xué)研究院 光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074）

目前，隨著通信技術(shù)和廣播電視技術(shù)的迅速發(fā)展以及三網(wǎng)融合的迫切需求，EPON+EoC的組網(wǎng)方式已經(jīng)達(dá)成共識。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的發(fā)展，通過運(yùn)營商和國內(nèi)外眾多廠家的大力支持，形成了一套能夠滿足電信級業(yè)務(wù)運(yùn)營的管理機(jī)制，為EPON+EoC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的上層管理奠定了基礎(chǔ)。EPON和EoC網(wǎng)管系統(tǒng)基本上都是采用SNMP協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，只不過EoC網(wǎng)管系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還未形成，芯片和技術(shù)方案的差別使得管理方式各有不同。本文設(shè)計(jì)的EoC管理系統(tǒng)是基于特定的以太網(wǎng)類型報(bào)文0x88E1（稱為MME）[1－2]，通過在EoC頭端的管理芯片設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，包括MME子系統(tǒng)，向上提供SNMP，Web，CLI等用戶管理接口來滿足用戶對EoC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理需求，向下提供統(tǒng)一的MME消息適配層來屏蔽各芯片廠商的硬件差異，從而來完成整個(gè)EoC系統(tǒng)的管理工作。

1 基于MME的EoC管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

EoC管理系統(tǒng)的軟件架構(gòu)大體由6個(gè)部分組成，包括底層的MME子系統(tǒng)、頂層的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)如EMS和中間的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、支撐子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，如圖1所示[3]。

UI子系統(tǒng)負(fù)責(zé)同外部管理實(shí)體（如網(wǎng)管服務(wù)器，IE客戶端等）通信，并且通過UI適配模塊完成各個(gè)UI接口消息的適配（如將SNMP/HTTP請求統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部請求消息）。

業(yè)務(wù)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)請求，包含網(wǎng)管業(yè)務(wù)（如VLAN配置等）以及終端業(yè)務(wù)（如注冊、自動(dòng)配置、自動(dòng)升級等）；支撐子系統(tǒng)為各個(gè)子系統(tǒng)提供支撐服務(wù)，如配置管理模塊提供隊(duì)列調(diào)度功能完成內(nèi)部配置請求的分發(fā)以及調(diào)度，PSI模塊提供配置參數(shù)讀寫接口。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)監(jiān)控、告警等。

MME子系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成管理CPU與EoC頭端，EoC頭端與EoC終端之間的通信處理，同時(shí)屏蔽不同硬件方案如不同廠家芯片MME和SMM等的細(xì)節(jié)差異，對系統(tǒng)的各項(xiàng)具體功能提供對應(yīng)的封裝函數(shù)。MME適配模塊主要用于上層模塊調(diào)用和接收底層的MME包，在初始化時(shí)會(huì)掛接MME解/組包函數(shù)信息，完成芯片的初始化配置，獲取在線設(shè)備列表。MME子系統(tǒng)設(shè)計(jì)在EoC頭端芯片上，頭端主要由管理CPU、交換芯片和EoC芯片組成，頭端通過PON口與網(wǎng)管系統(tǒng)相連，通過同軸電纜與終端CNU相連，如圖2所示[4]。

2 基于MME的EoC管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

EoC管理系統(tǒng)的主要工作包括終端注冊管理，頭終端配置管理、告警管理和升級管理等，系統(tǒng)通過調(diào)用各個(gè)模塊來完成管理任務(wù)。

2.1 注冊管理

EoC系統(tǒng)在終端上線以后，頭端并不會(huì)主動(dòng)向外報(bào)告終端上線的通知，而需要管理CPU不斷去輪詢在線設(shè)備列表。EoC頭端設(shè)備保存EoC終端設(shè)備的白名單/黑名單表，如果采用白名單方式認(rèn)證，則EoC終端設(shè)備注冊成功后，管理CPU查詢其是否在對應(yīng)的白名單中，如果不在，則關(guān)閉該終端設(shè)備；如果采用黑名單方式認(rèn)證，則EoC終端設(shè)備注冊成功后，管理CPU查詢其是否在對應(yīng)的黑名單中，如果在，則關(guān)閉該終端設(shè)備。對于未被關(guān)閉的EoC終端設(shè)備，則進(jìn)行授權(quán)處理，如果需要自動(dòng)授權(quán)，則其中的授權(quán)操作不存在管理者的干預(yù)。INT6400的EoC設(shè)備的注冊管理流程如圖3所示。

對于SPIDCOM使用SMM的EoC系統(tǒng)，可以通過驅(qū)動(dòng)程序監(jiān)測，再由注冊模塊通過捕獲SOCKET消息完成終端的注冊管理。

2.2 配置管理

EoC系統(tǒng)的配置管理對象包括頭端和終端。頭端進(jìn)行配置管理時(shí)不需要經(jīng)過MME子系統(tǒng)處理，只需要將網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS下發(fā)的配置命令轉(zhuǎn)換適配后由業(yè)務(wù)子系統(tǒng)處理，并向NMS返回確認(rèn)消息，同時(shí)寫到日志模塊中。終端的配置管理包括3種，即自動(dòng)配置、在線配置和離線配置。

終端自動(dòng)配置是在終端注冊成功之后進(jìn)行的。注冊完成后注冊子模塊通知自動(dòng)配置子模塊啟動(dòng)自動(dòng)配置流程，自動(dòng)配置子模塊啟動(dòng)流程后通過MME子系統(tǒng)不斷向終端發(fā)送配置狀態(tài)查詢的請求。當(dāng)終端上線時(shí)，檢測自身是否需要自動(dòng)配置，如果需要?jiǎng)t接收MME子系統(tǒng)發(fā)來的請求，接著同自動(dòng)配置子模塊完成一系列的命令交互，通過MME接口自動(dòng)配置下去，從而完成自動(dòng)配置的任務(wù)。自動(dòng)配置管理流程如圖4所示。

終端在線配置請求由頭端經(jīng)過MME消息發(fā)送給終端，終端收到配置請求以后不進(jìn)行配置文件操作，配置文件更新信息僅僅在頭端保存，更新的配置文件通過自動(dòng)配置機(jī)制下發(fā)。

在線配置是通過網(wǎng)元管理系統(tǒng)下發(fā)的。網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS通過SNMP協(xié)議與EoC頭端SNMP代理通信，通過配置管理模塊向業(yè)務(wù)子系統(tǒng)發(fā)送終端在線配置的命令，業(yè)務(wù)子系統(tǒng)通過配置參數(shù)讀寫接口PSI啟動(dòng)寫終端配置文件的流程，并向MME子系統(tǒng)發(fā)送終端配置請求，業(yè)務(wù)子系統(tǒng)接收到MME子系統(tǒng)返回的應(yīng)答命令后寫配置到日志模塊。同時(shí)，MME子系統(tǒng)向終端發(fā)送MME消息，終端收到配置請求以后進(jìn)行確認(rèn)反饋，業(yè)務(wù)子系統(tǒng)接收到從MME子系統(tǒng)發(fā)來的確認(rèn)消息后返給NMS，終端在線配置管理流程如圖5所示。

頭端保存有各個(gè)終端的配置信息，可以對該信息進(jìn)行離線配置，開戶時(shí)也可以將終端信息手動(dòng)從服務(wù)器導(dǎo)入。終端離線配置不需要和終端進(jìn)行同步，僅僅需要將該終端的離線配置信息寫到頭端，待終端上線時(shí)候通過自動(dòng)配置機(jī)制下發(fā)給終端。

具體管理流程為：網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS發(fā)送配置請求，經(jīng)過SNMP適配模塊和UI適配模塊處理后到達(dá)配置管理模塊，配置管理模塊向業(yè)務(wù)子系統(tǒng)發(fā)送終端離線配置請求，寫離線配置信息到頭端的日志模塊，待終端上線以后通過自動(dòng)配置管理進(jìn)行配置同步。

2.3 其他管理

2.3.1 升級管理

EoC頭端的升級是由網(wǎng)管軟件下發(fā)升級命令，命令中包括獲取升級文件的FTP服務(wù)器地址和密碼信息，設(shè)備通過自身的SNMP代理處理網(wǎng)管下發(fā)的命令，通過配置的FTP服務(wù)器獲取升級文件進(jìn)行升級。

終端的升級需要先從網(wǎng)管界面進(jìn)行升級使能和FTP服務(wù)器的配置。終端支持雙image備份功能。終端自動(dòng)升級也是在注冊完成之后進(jìn)行的，頭端通過FTP方式預(yù)先從網(wǎng)管配置中指定的服務(wù)器下載新的終端軟件版本到自己的SDRAM中，終端上線注冊完成之后頭端會(huì)主動(dòng)將新的軟件版本信息告訴終端，終端比較自己的版本與頭端給出的版本信息，若不一致，則通知頭端。頭端將軟件版本通過MME接口傳輸給終端，傳輸結(jié)束以后，終端將備份image擦除，然后將接收的版本寫到該flash分區(qū)。成功之后頭端發(fā)送消息將終端重啟，終端重啟之后以新的image分區(qū)進(jìn)行加載，若加載不成功，下一次啟動(dòng)時(shí)將從另一個(gè)image分區(qū)啟動(dòng)，這樣可以防止升級失敗導(dǎo)致系統(tǒng)不能啟動(dòng)的問題。終端自動(dòng)升級管理的流程與自動(dòng)配置基本相同。

2.3.2 告警管理

EoC系統(tǒng)的告警有來自物理鏈路層的告警以及管理中心的告警。終端衰減或者噪聲過大等物理鏈路的事件均由頭端檢測并通知管理CPU上報(bào)；終端上下線告警信息由注冊管理模塊通知管理CPU上報(bào)；其他告警均由管理中心檢測并上報(bào)。終端不直接進(jìn)行告警上報(bào)，所有來自終端的告警均由頭端檢測并通過TRAP上報(bào)到網(wǎng)元管理系統(tǒng)NMS。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的方案，適用于任何底層采用MME協(xié)議的EoC管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以屏蔽各芯片廠商的硬件差異，支持不同版本設(shè)備的兼容性。整個(gè)系統(tǒng)不僅能夠與上層服務(wù)很好地銜接，更重要的是完成了與底層設(shè)備的交互，明確了系統(tǒng)管理的各個(gè)流程，工程運(yùn)用的實(shí)踐證明：該EoC系統(tǒng)管理方案是可行的，能夠滿足實(shí)際需要。

[1]IEEE802.3，Standard for information technology[S].2005.

[2]維 基 百 科.EtherType[EB/OL].[2011－01－01].http://en.wikipedia.org/wiki/EtherType.

[3]董遠(yuǎn)鵬.基于EPON+EoC系統(tǒng)的統(tǒng)一管理策略研究[J].中國有線電視，2010（5）：636－637.

[4]秦瓊，代少升，程鵬程.基于EoC局終端網(wǎng)絡(luò)管理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2011，35（12）：35－44.