基于Telnet協(xié)議的ONU終端性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉爽 陳琳 丁光帥 朱山山

摘要：闡述了Telnet協(xié)議原理及實(shí)現(xiàn)方法，針對(duì)光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）終端性能監(jiān)測(cè)不便問題，設(shè)計(jì)了基于Telnet協(xié)議的ONU終端性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定ONU終端性能快速監(jiān)測(cè)及所有ONU終端性能輪詢監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)中異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示告警，相關(guān)數(shù)據(jù)通過XML文檔進(jìn)行存儲(chǔ)，滿足歷史數(shù)據(jù)查詢功能。通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用，有效提升ONU終端性能可靠性。

關(guān)鍵詞：Telnet協(xié)議；ONU性能；輪詢監(jiān)測(cè)；XML存儲(chǔ)

中圖分類號(hào)：TP391.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2021）20-66-4

0引言

船舶GPON系統(tǒng)通過光纖入戶，實(shí)現(xiàn)船內(nèi)VoIP電話業(yè)務(wù)、IPTV和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入與傳輸，ONU終端作為各業(yè)務(wù)接入終端，光功率性能接收好壞直接影響各終端業(yè)務(wù)能否正常使用。以往崗位人員主要通過華為U2000網(wǎng)管軟件查看光鏈路終端（OLT）指定框-槽-端口-ID，實(shí)現(xiàn)ONU信息查看，或通過BIOS界面、遠(yuǎn)程OLT設(shè)備進(jìn)行指定ONU終端信息查看。ONU終端性能查看較為繁瑣，多數(shù)為事后查看，若涉及多個(gè)終端，則耗時(shí)較長(zhǎng)，不便崗位人員日常常態(tài)化監(jiān)視。Telnet是一個(gè)遠(yuǎn)程登錄協(xié)議，在Internet上有著廣泛的應(yīng)用，各種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都有Telnet協(xié)議應(yīng)用終端，尤其在使用 Unix操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上，它已成為不可缺少的工具。Telnet協(xié)議提供了網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)傳遞和信息控制的重要方法，允許一臺(tái)設(shè)備中的應(yīng)用程序像訪問本地服務(wù)器那樣訪問遠(yuǎn)程的另一臺(tái)主機(jī)中的資源，實(shí)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端設(shè)備的操作和維護(hù)。

本文通過C#語言編程實(shí)現(xiàn)Telnet協(xié)議，通過調(diào)用Telnet（）方法，可視化實(shí)現(xiàn)指定ONU終端性能快速監(jiān)測(cè)及所有ONU終端性能輪詢監(jiān)測(cè)，有效提高了船載ONU終端性能監(jiān)視效率。

1 Telnet協(xié)議的主要內(nèi)容

Telnet協(xié)議工作于應(yīng)用層，遠(yuǎn)程主機(jī)服務(wù)程序工作在TCP協(xié)議的23端口上，它提供了通用的8 bit的雙向通信手段，確定了終端設(shè)備和面向終端的進(jìn)程之間通信的標(biāo)準(zhǔn)接口，可用于終端與終端或進(jìn)程與進(jìn)程之間的通信。

1.1網(wǎng)絡(luò)虛擬終端

由于網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信的2臺(tái)主機(jī)所使用的字符集不同，Telnet協(xié)議為2臺(tái)主機(jī)的通信提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，也就是網(wǎng)絡(luò)虛擬終端（VNT）。本地主機(jī)和遠(yuǎn)程主機(jī)需將自己的終端特性轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)虛擬終端，把主機(jī)從維護(hù)其他通信的終端任務(wù)中解放出來，從而可以不用了解對(duì)方主機(jī)內(nèi)容細(xì)節(jié)而直接建立通用的應(yīng)用程序[1]。

1.2 Telnet協(xié)議及其命令格式和傳輸方法

Telnet協(xié)議是使用者利用本地電腦，通過Telnet指令，連接到指定的遠(yuǎn)端服務(wù)器并通過輸入逐行命令操作遠(yuǎn)端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過此方式可以完成遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理維護(hù)。

Telnet協(xié)議在建立連接過程中，本/遠(yuǎn)端的通信終端要進(jìn)行多次相互協(xié)商，以求最終達(dá)到雙方的建鏈，然后開始正式通信，Telnet建立連接過程如圖1所示[2]。

1.3 Telnet協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法

本文利用C#語言編寫基于Telnet協(xié)議的訪問程序，實(shí)現(xiàn)Telnet協(xié)議遠(yuǎn)程制定網(wǎng)絡(luò)終端，利用Telnet協(xié)議內(nèi)相關(guān)方法與訪問類，用戶可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備終端可視化程序管理，以此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和控制網(wǎng)絡(luò)終端目的。Telnet協(xié)議實(shí)現(xiàn)的主要方法如表1所示[2]。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 GPON系統(tǒng)組成

GPON系統(tǒng)是無源光網(wǎng)絡(luò)，由光鏈路終端（OLT）通過光分配單元（ODN），實(shí)現(xiàn)光鏈路終端（ONU）與用戶終端（電視、電話、計(jì)算機(jī)等）連接，各通信業(yè)務(wù)通過ONU連接至OLT，船舶GPON系統(tǒng)組成如圖2所示。ONU終端性能好壞應(yīng)用通信業(yè)務(wù)正常傳輸，可通過遠(yuǎn)程OLT對(duì)指定端口ONU進(jìn)行性能查看，其中最關(guān)鍵參數(shù)為ONU接收光功率。

2.2系統(tǒng)流程

（1）ONU性能查看命令

ONU性能監(jiān)測(cè)通過Telnet協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息命令自動(dòng)輸入，關(guān)鍵要素自動(dòng)獲取。通過命令提示符，遠(yuǎn)程登入OLT設(shè)備后，信息查詢命令如下：

使能開啟：enable

進(jìn)入配置模式：config

進(jìn)入指定框-槽位：interface gpon 0/1

查詢指定端口-ID：display ont optical-info 0 2

顯示指定ONU信息。

ONU終端性能界面如圖3所示。

通過命令提示符，可查看0框-1槽位-0端口-2 ID號(hào)的ONU終端接收光功率為-12.85dBm，指標(biāo)要求為（-8～-28dBm），符合要求。

（2）Telnet（）方法使用

通過C#編程，實(shí)現(xiàn)Telnet（）方法調(diào)用可視化，實(shí)現(xiàn)Telnet協(xié)議。輸入指定IP地址、端口號(hào)，判斷終端設(shè)備連接情況。而后根據(jù)WaitFor（）函數(shù)，判斷獲取命令提示符情況，根據(jù)命令提示符反饋情況，通過Send（）函數(shù)，發(fā)送指定命令。從反饋日志中，截獲光功率接收數(shù)值，獲取所需要指定參數(shù)。

由于輸入命令提示符后，日志反饋需一定時(shí)間，因此在日志獲取上，每次新命令輸入可將當(dāng)前主線程掛起1～2 s，即使用Thead.Sleep（）函數(shù)，ONU信息獲取流程圖如圖4所示。參數(shù)發(fā)送及接收如下：

（3）線程池使用

在自動(dòng)獲取參數(shù)實(shí)現(xiàn)上，由于需遠(yuǎn)程OLT及自動(dòng)輸入命令，等待返回字符串，因此單個(gè)ONU終端性能查詢時(shí)間約為5 s，若系統(tǒng)整體ONU終端為200個(gè)，所有ONU輪詢查詢時(shí)間約為1 000 s，即每次輪詢查看時(shí)間約為16 min，因此在C#中若使用主進(jìn)程實(shí)現(xiàn)ONU終端性能運(yùn)行將導(dǎo)致可視化界面出現(xiàn)假死情況，因此本次Telnet協(xié)議實(shí)現(xiàn)上，使用線程池按照隊(duì)列來執(zhí)行各ONU端口信息查詢函數(shù)[4]。

2.3 XML數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在查詢信息存儲(chǔ)上采用XML標(biāo)記語言，提供一種標(biāo)準(zhǔn)化方式來標(biāo)識(shí)文本數(shù)據(jù)，采用樹形結(jié)構(gòu)，具有易攜帶、傳輸，共享且跨平臺(tái)，易讀寫、查詢等功能[6]。根據(jù)系統(tǒng)每次輪詢監(jiān)測(cè)情況，將所有ONU終端對(duì)應(yīng)接收光功率進(jìn)行存儲(chǔ)，ONU終端性能存儲(chǔ)如圖5所示。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1單個(gè)用戶ONU終端性能獲取

通過下拉列表，選取當(dāng)前存在住艙名稱，可獲取當(dāng)前住艙ONU終端所對(duì)應(yīng)OLT中框-槽-端口-ID信息。通過Telnet協(xié)議，獲取指定ONU參數(shù)信息，單個(gè)ONU終端信息查詢?nèi)鐖D6所示。本文重點(diǎn)關(guān)注OLT中，ONU終端接收光功率，單個(gè)ONU終端查詢時(shí)間為4 s。

3.2多用戶ONU性能檢測(cè)

通過設(shè)定輪詢周期，定期進(jìn)行全船ONU終端性能檢測(cè)。全船部署終端約200余個(gè)，根據(jù)ONU終端ID分布情況，按照框-槽-端口-ID進(jìn)行輪詢查詢，所獲取ONU終端光功率分別在所對(duì)應(yīng)住艙號(hào)碼文本框中顯示，若顯示數(shù)字超出設(shè)定閾值（-8～-28 dB），文本框背景將進(jìn)行紅色告警，所有ONU終端信息輪詢?nèi)鐖D7所示。

3.3歷史數(shù)據(jù)查詢

可以根據(jù)需求，對(duì)每日輪詢檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取查詢，滿足各類監(jiān)視和故障診斷需求。

4結(jié)束語

本文通過C#實(shí)現(xiàn)Telnet協(xié)議可視化操作，可實(shí)時(shí)查詢指定ONU終端接收光功率，有效提升船舶ONU終端性能檢測(cè)效率，通過定期輪詢ONU終端性能狀態(tài)，對(duì)連通性異常、接收光功率異常ONU終端進(jìn)行顯示告警，可有效提升全船ONU終端檢測(cè)效率，為崗位人員日常維護(hù)及發(fā)現(xiàn)故障提供便利。相關(guān)成果可用于各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可視化登錄及參數(shù)查看、修改。

參考文獻(xiàn)

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