一種epon終端ctc協議棧的實現方法及裝置的製作方法
2023-07-08 22:48:51
專利名稱：一種epon終端ctc協議棧的實現方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光通訊設備及方法，準確地說是一種兼容多種CTC協議 棧的實現方法及裝置。
背景技術：
應用於基於乙太網的無源光網絡(簡稱EPON)的終端設備(簡稱ONU)， 滿足不同廠商的設備互通和遠程管理的需要。該類設備目前主要應用於 接入網，組網方式為FTTX，包括光纖到戶FTTH，光纖到大樓FTTB等。 單個0NU可以提供雙向高達1GB的帶寬。也被廣泛用於其它對帶寬和時 延要求很高的場景，如城市路面的視頻/安全監控。
如圖1所示是一種典型的應用場景，即光纖到戶FTTH的應用場景 圖中0LT是EP0N系統的局端設備；0NU是EP0N系統的終端設備；0LT 和ONU兩者之前通過光纖互連， 一個OLT的光接口下，通過光分路器， 可以連多個0NU。
根據中國電信的標準，0LT和0NU都必需運行CTC協議棧，通過該協 議棧，0LT能夠遠程管理0NU，不同的廠商的設備可以互通。
在IP網絡這條信息高速公路日益擁擠不堪，實際應用對帶寬需求幾 何級增加的情況下，骨幹網、城域網升級到GB/10GB級的吞吐能力後， 接入網的上下行速率成為整個IP網絡的瓶頸，傳統的DSL上/下行速率 應用速率在100KB/MB級別。在這種情況下，光進銅退的呼聲越來越高，國際上日本和韓國等都紛紛推出EP0N，目前實際商用已超百萬線級。但
是，從運營和維護角度，各個晶片廠商的EPON設備都不能很好的互通。
發明內容
基於此，本發明的目的是提供一種EP0N終端CTC協議棧的實現方法 及裝置，該方法及裝置用於EPON終端產品(0NU)的CTC協議棧，使得 協議棧有可預知的健壯性，能夠兼容不同廠商的EP0N設備。
本發明的另一個目的在於提供一種EP0N終端CTC協議棧的實現方法 及裝置，該方法及裝置採用層次化狀態機實現，對所有可能出現的事件 都進行了處理。
本發明是這樣實現的
一種EP0N終端CTC協議棧的裝置，其特徵在於該裝置包括有CTC狀 態機、CTC功能模塊、具體方案CTC功能模塊，CTC狀態機負責處理所 有事件和調度，CTC狀態機分別與CTC功能模塊、具體方案CTC功能模 塊連接，CTC功能模塊負責調用本地數據存儲、保存配置、調用方案相 關CTC協議；具體方案CTC功能模塊提供事件入口和具體命令的實現接 口，且CTC功能模塊將事件入口、實現接口獨立設置。接口間相互獨立， 邏輯關係簡單，為支持不同硬體提供了設計方便，使得協議棧有可預知 的健壯性，便於兼容不同廠商的EP0N設備。
所述的CTC功能模塊，其為微處理器，通過網絡適配器與外界的網 絡進行連接，網絡適配器提供事件入口和實現接口。
所述的CTC功能模塊為存儲器，其包括有EEPROM、 FLASH及SDRAM， EEPR0M、 FLASH及SDRAM分別與微處理器進行連接，實現數據的存儲和 讀取。
上述的CTC功能模塊，還可以包括有VoIP DSP，以實現語音的存儲 和讀取。具體方案CTC功能模塊包換4個部分，各個部分意義如下
(1) 方案相關異步事件接口，該部分定義了 CTC協議棧相關的所有 異步事件，如遠程管理命令、定時器超時、用戶命令行輸入等。該模塊 通過消息形式發出；
(2) 方案相關初始化接口，該部分提供CTC模塊初始化的接口，包
括清空全部變量，調用方案相關接口初始化硬體；
(3) 方案支撐功能接口，該部分提供收發CTC協議報文的接口，如， 接收/發送0AM (操作、維護、管理的英文首字母)消息。
(4) 方案相關CTC接口，該部分提供跟硬體調用相關的接口，如， 配置交換機的VLAN，配置PON 口的加密狀態。
一種EPON終端CTC協議棧的實現方法，其特徵在於對CTC事件，採 用狀態機結構進行處理，其具體的步驟為
1、 啟動，進行系統初始化；
2、 狀態機對事件消息按照消息類型分類處理，如果遇到阻塞，則等 待消息；
3、 解除阻塞後，對狀態機的當前狀態進行保存，再根據消息類型進 行相應處理。
所述的EPON終端CTC協議棧的實現方法，其將協議處理抽象出來， 協議本身通過狀態機進行本地存儲，事件僅需發送協議的兼容版本列表 即可實現對具體協議的調用。
所述的EPON終端CTC協議棧的實現方法，在事件驅動的整體結構下， 採用狀態機技術進行設計和實現。採用狀態機技術處理管理類應用具有 相當的適應性，避免了不必要的並發要求的複雜競爭條件保護等極容易 出現Bug的情況。
所述的狀態機具有兩層，頂層父狀態和其所有子狀態組成的子層，
6頂層父狀態只有個，包括所有的子狀態。
所述的狀態機，在收到消息(解除阻塞)後，會將收到的消息注入 狀態機(實質就是根據全局變量結構保存的當前狀態調用全局變量結構 保存的各個狀態的處理函數)。
所述的處理，包括斷纖、啟/停、註冊被拒、連接、靜默需求、CLI 命令接口等外部相關事件。
對於PMC方案接通和MpcpAck通知，採用的同一個事件通知，做兼
容性處理，既能兼容通用模型，又能兼容PMC這種合併處理方式；同時，
如果出現被Mpcp拒絕同時斷纖，對這種多重通訊失效採用了復位方式
進行處理。
本發明的用於EP0N終端產品(0NU)的CTC協議棧的實現方法及裝
置，具有以下特點
A、 協議棧有可預知的健壯性，採用層次化狀態機實現，對所有可能 出現的事件都進行了處理；
B、 協議處理抽象出來，可以支持不同的晶片；
C、 本協議棧能全部實現CTC協議棧的定義。
圖1為現有技術光纖到戶FTTH的應用結構框圖2為本發明所實施的結構框圖3a為本發明所實施狀態機上部結構示意圖3b為本發明所實施狀態機下部結構示意圖4為本發明所實施的控制流程圖5為本發明一個具體應用的硬體構成圖。
具體實施方式
參見圖2，在EP0N終端CTC協議棧的裝置中自左至右分為兩個部分。
它們的意義是
1) CTC抽象模型，是本實現方法的重點，它是CTC協議棧的核心， 對CTC協議棧中所有的事件進行統一處理和調度，並對CTC協議棧規範 的協議進行解析和應答，
CTC抽象模型(模塊)處於中樞位置，所有的事件都將發往該模塊進 行統一處理，並由該模塊進行調度；該模塊包含兩個子模塊，他們意義 如下
A、 CTC狀態機，它是本技術方案的核心，負責處理所有事件和調度。
B、 CTC功能模型(模塊)，該模塊對CTC協議棧規定的具體的功能 (操作)進行分解並提供實現。它調用本地數據存儲功能，保存配置；
調用方案相關CTC實現接口實現具體的功能。
2) 具體方案CTC功能模塊，它是CTC協議棧規定的具體命令的執行 者，他提供CTC抽象模型為實現某一具體功能的功能接口 。
它是本實現方案的從屬模塊(提供的接口實現輸入/輸出)，提供事 件入口和具體命令的實現接口，當然也包括方案相關異步事件接口，方 案相關初始化接口、方案支撐功能(如收/發等)。
圖2所示，具體方案CTC功能模塊包換4個部分，各個部分意義如
下
(1) 方案相關異步事件接口，該部分定義了CTC協議棧相關的所有 異步事件，如遠程管理命令、定時器超時、用戶命令行輸入等。該模塊 通過消息形式發出；
(2) 方案相關初始化接口，該部分提供CTC模塊初始化的接口。包 括清空全部變量，調用方案相關接口初始化硬體；
(3) 方案支撐功能接口，該部分提供收發CTC協議報文的接口。如， 接收/發送0AM (操作、維護、管理的英文首字母)消息。
8(4)方案相關CTC接口，該部分提供跟硬體調用相關的接口。如，
配置交換機的VLAN，配置PON 口的加密狀態。
從上面的描述可以看出，在設計上，本部分提供具體的輸入/輸出實 現接口。接口間相互獨立，邏輯關係簡單，為支持不同硬體提供了設計 方便。
圖3a和圖3b所示，為本發明所實現狀態機過程的示意圖，由於整 個狀態機過程比較大，所以將狀態機的過程分為上(圖3a)、下(圖3b) 兩部分，圖3a所示，上部的邏輯主要處理必不可少，也是相對容易混 亂的周邊情況，包括斷纖、啟/停、註冊被拒、連接、靜默需求、CLI命 令接口等外部相關事件。圖3b所示，下部集中處理業務部分主要的體 現0AM擴展管理的發現、處理過程。其中監控IGMP請求事件的處理， 用於支撐CTC命令中切換組播模式之後需要的鉤子函數處理。
PMC方案接通和MpcpAck通知是用的同一個事件通知，所以上圖設計 做了兼容性處理。既能兼容通用模型，又能兼容PMC這種合併處理方式。 同時，PMC的這種情況下，如果出現被Mpcp拒絕同時斷纖則難以處理。 因此設計上對這種多重通訊失效採用了復位方式進行處理，對於這種情 況，是可以適用的。
具體OAM擴展包的發現過程，按照擴展管理協議規範V1.3、 V2.0的 規定執行。其中在組播模式切換時，在此過程中發送IGMP監控模式請 求事件，由狀態機頂層收到請求後監控IGMP協議包。
實現流程如圖4所示，0AM報文是對按照CTC協議下發的operation admin manage操作管理手艮文；
pon 口是無源光口，對EPON的終端onu來說就是上行口，也是0AM 報文的收發口；
各個具體處理過程在圖3a和圖3b都簡化掉了，因為具體的實現與 方案、CTC協議定義相關，且這些在協議中都有相關規定。初始化完成後進入一個while (1)循環，裡面阻塞等待消息。啟動後，首先進行初始化配置；初始化後，啟動定時器，對過程進行計時；如果阻塞，則等待消息，收到消息後，將消息注入狀態機，根據消息的類型，狀態機對消息或者進行解析、處理，或者根據組播模式進行處理，或者停止狀態機的相應操作；
針對不同的消息類型(定時器/CTC 0AM管理報文/IGMP管理報文/啟
動停止協議等)結合當前保存的狀態機狀態情況，做相應的處理和狀
態遷移；
同時，狀態機中對消息類型預留擴展空間。
圖5是對本技術方案基於的一種硬體進行描述，EP0N系統中0NU —種硬體構成如下
方框內表示0NU內部的硬體構成，如下
PAS6301: PMC公司的PAS6301 EP0N終端晶片，相當於CTC狀態機；Ethernet Switch:乙太網交換晶片，如Marvel 1公司的SWITCH晶片，；
EEPR0M:基本配置存儲器；FLASH:程序及數據存儲晶片；SDRAM:內存晶片；VoIP DSP: VoIP語音處理晶片；
Packet Buffer:擴展的包轉發緩存晶片，可以用SDRAM;Optical Transceiver:光收發機，相當於具體CTC功能模塊。EEPR0M、 FLASH、 SDRAM、 VoIP DSP和Packet Buffer構成CTC功能模塊；
上述實現方式，其有益效果為
1.本發明的CTC協議棧，豐富了電信EPON標準的具體實現，對電信的EP0N接入設備標準完善和優化是一有益補充；
2. CTC採用上述的狀態機的設計方法，大大提高了該協議棧的健壯
性；
3. CTC協議棧模型抽象出來，可以支持不同的晶片，有利於更改硬體。
4. 本協議棧能全部實現CTC協議棧(目前使用版本號為V2.0)的定義，主要特徵
I，根據OLT下發版本號啟用本地CTC協議棧的版本，具有很好的互通性；
II，支持多TLV級聯描述一個branch/leave;III，支持一個OAM攜帶多個TLV和實例索引；IV，對單播vlan和組播vlan能夠分別處理。
權利要求
1、一種EPON終端CTC協議棧的裝置，其特徵在於該裝置包括有CTC狀態機、CTC功能模塊、具體方案CTC功能模塊，CTC狀態機負責處理所有事件和調度，CTC狀態機分別與CTC功能模塊、具體方案CTC功能模塊連接，CTC功能模塊負責調用本地數據存儲、保存配置、調用方案相關CTC協議；具體方案CTC功能模塊提供事件入口和具體命令的實現接口，且CTC功能模塊將事件入口、實現接口獨立設置。接口間相互獨立，邏輯關係簡單，為支持不同硬體提供了設計方便，使得協議棧有可預知的健壯性，便於兼容不同廠商的EPON設備。
2、 如權利要求1所述的EPON終端CTC協議棧的裝置，其特徵在 於所述的CTC功能模塊，其為微處理器，通過網絡適配器與外界的網絡 進行連接，網絡適配器提供事件入口和實現接口。
3、 如權利要求2所述的EPON終端CTC協議棧的裝置，其特徵在 於所述的CTC功能模塊為存儲器，其包括有EEPROM、 FLASH及 SDRAM， EEPROM、 FLASH及SDRAM分別與微處理器進行連接，實 現數據的存儲和讀取。
4、 如權利要求3所述的EPON終端CTC協議棧的裝置，其特徵在 於上述的CTC功能模塊，還可以包括有VoIP DSP，以實現語音的存儲 和讀取。
5、 如權利要求1所述的EPON終端CTC協議棧的裝置，其特徵在 於具體方案CTC功能模塊包換4個部分，各個部分意義如下(1) 方案相關異步事件接口，該部分定義了 CTC協議棧相關的所 有異步事件，該模塊通過消息形式發出；(2) 方案相關初始化接口，該部分提供CTC模塊初始化的接口，包括清空全部變量，調用方案相關接U初始化硬體；(3) 方案支撐功能接口，該部分提供收發CTC協議報文的接口；(4) 方案相關CTC接口，該部分提供跟硬體調用相關的接口。
6、 一種EPON終端CTC協議棧的實現方法，其特徵在於對CTC事件，採用狀態機結構進行處理，其具體的步驟為1) 、啟動，進行系統初始化；2) 、狀態機對事件消息按照消息類型分類處理，如果遇到阻塞，則 等待消息；3) 、解除阻塞後，對狀態機的當前狀態進行保存，再根據消息類型 進行相應處理。
7、 如權利要求6所述的EPON終端CTC協議棧的實現方法，其特 徵在於狀態機將協議處理抽象出來，協議本身通過狀態機進行本地存 儲，事件僅需發送協議的兼容版本列表即可實現對具體協議的調用。
8、 如權利要求6所述的EPON終端CTC協議棧的實現方法，其特 徵在於所述的狀態機具有兩層，頂層父狀態和所屬的子層子狀態，頂層 父狀態只有一個，包含所有的子狀態。
9、 如權利要求6所述的EPON終端CTC協議棧的實現方法，其特 徵在於所述的狀態機，在解除阻塞後，會根據全局變量結構保存的當前 狀態調用全局變量結構保存的各個狀態的處理函數。
10、 如權利要求6所述的EPON終端CTC協議棧的實現方法，其特 徵在於所述的處理，包括斷纖、啟/停、註冊被拒、連接、靜默需求、CLI 命令接口等外部相關事件；對於PMC方案接通和MpcpAck通知，採用 的同一個事件通知，做兼容性處理，既能兼容通用模型，又能兼容PMC 這種合併處理方式；同時，如果出現被Mpcp拒絕同時斷纖，對這種多 重通訊失效採用了復位方式進行處理。
全文摘要
本發明是一種EPON終端CTC協議棧的實現方法及裝置，該裝置包括有CTC狀態機、CTC功能模塊、具體方案CTC功能模塊，CTC狀態機負責處理所有事件和調度，CTC功能模塊負責調用本地數據存儲、保存配置、調用方案相關CTC協議；具體方案CTC功能模塊提供事件入口和具體命令的實現接口，且CTC功能模塊將事件入口、實現接口獨立設置。接口間相互獨立，邏輯關係簡單，為支持不同硬體提供了設計方便，使得協議棧有可預知的健壯性，便於兼容不同廠商的EPON設備。且本發明採用狀態機技術處理管理類應用具有相當的適應性，避免了不必要的並發要求的複雜競爭條件保護等極容易出現Bug的情況。
文檔編號H04L29/06GK101505438SQ20081024199
公開日2009年8月12日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者馮進榮, 李亞朋 申請人:深圳市共進電子有限公司