基于嵌入式系统的GPON ONU管理控制模块设计与实现

论文摘要

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G984.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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 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 ONU状态转换的二维表格
• 致谢