CN101505438B

CN101505438B - 一种epon终端ctc协议栈的实现方法及装置

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Publication number: CN101505438B
Application number: CN2008102419917A
Authority: CN
Inventors: 李亚朋; 冯进荣
Original assignee: Shenzhen Gongjin Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Gongjin Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2028-12-31
Also published as: CN101505438A

Abstract

本发明是一种EPON终端CTC协议栈的实现方法及装置，该装置包括有CTC状态机、CTC功能模块、具体方案CTC功能模块，CTC状态机负责处理所有事件和调度，CTC功能模块负责调用本地数据存储、保存配置、调用方案相关CTC协议；具体方案CTC功能模块提供事件入口和具体命令的实现接口，且CTC功能模块将事件入口、实现接口独立设置。接口间相互独立，逻辑关系简单，为支持不同硬件提供了设计方便，使得协议栈有可预知的健壮性，便于兼容不同厂商的EPON设备。且本发明采用状态机技术处理管理类应用具有相当的适应性，避免了不必要的并发要求的复杂竞争条件保护等极容易出现Bug的情况。

Description

一种EPON终端CTC协议栈的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及光通讯设备及方法，准确地说是一种兼容多种CTC协议栈的实现方法及装置。

背景技术

应用于基于以太网的无源光网络(简称EPON)的终端设备(简称ONU)，满足不同厂商的设备互通和远程管理的需要。该类设备目前主要应用于接入网，组网方式为FTTX，包括：光纤到户FTTH，光纤到大楼FTTB等。单个ONU可以提供双向高达1GB的带宽。也被广泛用于其它对带宽和时延要求很高的场景，如城市路面的视频/安全监控。

如图1所示是一种典型的应用场景，即光纤到户FTTH的应用场景，图中OLT是EPON系统的局端设备；ONU是EPON系统的终端设备；OLT和ONU两者之前通过光纤互连，一个OLT的光接口下，通过光分路器，可以连多个ONU。

根据中国电信的标准，OLT和ONU都必需运行CTC(China Telecom中国电信)协议栈，通过该协议栈，OLT能够远程管理ONU，不同的厂商的设备可以互通。

在IP网络这条信息高速公路日益拥挤不堪，实际应用对带宽需求几何级增加的情况下，骨干网、城域网升级到GB/10GB级的吞吐能力后，接入网的上下行速率成为整个IP网络的瓶颈，传统的DSL上/下行速率应用速率在100KB/MB级别。在这种情况下，光进铜退的呼声越来越高，国际上日本和韩国等都纷纷推出EPON，目前实际商用已超百万线级。但是，从运营和维护角度，各个芯片厂商的EPON设备都不能很好的互通。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种EPON终端CTC协议栈的实现方法及装置，该方法及装置用于EPON终端产品(ONU)的CTC协议栈，使得协议栈有可预知的健壮性，能够兼容不同厂商的EPON设备。

本发明的另一个目的在于提供一种EPON终端CTC协议栈的实现方法及装置，该方法及装置采用层次化状态机实现，对所有可能出现的事件都进行了处理。

本发明是这样实现的：

一种EPON终端CTC协议栈的装置，其特征在于该装置包括有CTC状态机、CTC功能模块、具体方案CTC功能模块，CTC状态机负责处理所有事件和调度，CTC状态机分别与CTC功能模块、具体方案CTC功能模块连接，CTC功能模块负责调用本地数据存储、保存配置、调用方案相关CTC协议；具体方案CTC功能模块提供事件入口和具体命令的实现接口，且CTC功能模块将事件入口、实现接口独立设置。具体方案CTC功能模块包换4个部分，各个部分分别为：

(1)方案相关异步事件接口部分，该部分定义了CTC协议栈相关的所有异步事件，如远程管理命令、定时器超时、用户命令行输入等。

(2)方案相关初始化接口部分，该部分提供CTC模块初始化的接口，包括：清空全部变量，调用方案相关接口初始化硬件；

(3)方案支撑功能接口部分，该部分提供收发CTC协议报文的接口，如，接收/发送OAM(操作、维护、管理的英文首字母)消息。

(4)方案相关CTC接口部分，该部分提供跟硬件调用相关的接口，如，配置交换机的VLAN，配置PON口的加密状态。

接口部分间相互独立，逻辑关系简单，为支持不同硬件提供了设计方便，使得协议栈有可预知的健壮性，便于兼容不同厂商的EPON设备。

所述的CTC功能模块，其为微处理器，通过网络适配器与外界的网络进行连接，网络适配器提供事件入口和实现接口。

所述的CTC功能模块为存储器，其包括有EEPROM、FLASH及SDRAM，EEPROM、FLASH及SDRAM分别与CTC状态机进行连接，实现数据的存储和读取。

上述的CTC功能模块，还可以包括有VoIP DSP，以实现语音的存储和读取。

一种EPON终端CTC协议栈的实现方法，其特征在于对CTC事件，采用状态机结构进行处理，其具体的步骤为：

1、启动，进行系统初始化；

2、状态机对事件消息按照消息类型分类处理，如果遇到阻塞，则等待消息；

3、解除阻塞后，对状态机的当前状态进行保存，再根据消息类型进行相应处理。

所述的EPON终端CTC协议栈的实现方法，其将协议处理抽象出来，协议本身通过状态机进行本地存储，事件仅需发送协议的兼容版本列表即可实现对具体协议的调用。

所述的EPON终端CTC协议栈的实现方法，在事件驱动的整体结构下，采用状态机技术进行设计和实现。采用状态机技术处理管理类应用具有相当的适应性，避免了不必要的并发要求的复杂竞争条件保护等极容易出现Bug的情况。

所述的状态机具有两层，顶层父状态和其所有子状态组成的子层，顶层父状态只有一个，包括所有的子状态。

所述的状态机，在收到消息(解除阻塞)后，会将收到的消息注入状态机(实质就是根据全局变量结构保存的当前状态调用全局变量结构保存的各个状态的处理函数)。

所述的处理，包括断纤、启/停、注册被拒、连接、静默需求、CLI命令接口等外部相关事件。

对于PMC方案接通和MpcpAck通知，采用的同一个事件通知，做兼容性处理，既能兼容通用模型，又能兼容PMC这种合并处理方式；同时，如果出现被Mpcp拒绝同时断纤，对这种多重通讯失效采用了复位方式进行处理。

本发明的用于EPON终端产品(ONU)的CTC协议栈的实现方法及装置，具有以下特点：

A、协议栈有可预知的健壮性，采用层次化状态机实现，对所有可能出现的事件都进行了处理；

B、协议处理抽象出来，可以支持不同的芯片；

C、本协议栈能全部实现CTC协议栈的定义。

附图说明

图1为现有技术光纤到户FTTH的应用结构框图；

图2为本发明所实施的结构框图；

图3a为本发明所实施状态机上部结构示意图；

图3b为本发明所实施状态机下部结构示意图；

图4为本发明所实施的控制流程图；

图5为本发明一个具体应用的硬件构成图。

具体实施方式

参见图2，在EPON终端CTC协议栈的装置中自左至右分为两个部分。它们的意义是：

1)CTC抽象模型，是本实现方法的重点，它是CTC协议栈的核心，对CTC协议栈中所有的事件进行统一处理和调度，并对CTC协议栈规范的协议进行解析和应答，

CTC抽象模型(模块)处于中枢位置，所有的事件都将发往该模块进行统一处理，并由该模块进行调度；该模块包含两个子模块，他们意义如下：

A、CTC状态机，它是本技术方案的核心，负责处理所有事件和调度。

B、CTC功能模型(模块)，该模块对CTC协议栈规定的具体的功能(操作)进行分解并提供实现。它调用本地数据存储功能，保存配置；调用方案相关CTC实现接口实现具体的功能。

2)具体方案CTC功能模块，它是CTC协议栈规定的具体命令的执行者，他提供CTC抽象模型为实现某一具体功能的功能接口。

它是本实现方案的从属模块(提供的接口实现输入/输出)，提供事件入口和具体命令的实现接口，当然也包括方案相关异步事件接口，方案相关初始化接口、方案支撑功能(如收/发等)。

图2所示，具体方案CTC功能模块包换4个部分，各个部分意义如下：

(1)方案相关异步事件接口部分，该部分定义了CTC协议栈相关的所有异步事件，如远程管理命令、定时器超时、用户命令行输入等。该模块通过消息形式发出；

(2)方案相关初始化接口部分，该部分提供CTC模块初始化的接口。包括：清空全部变量，调用方案相关接口初始化硬件；

(3)方案支撑功能接口部分，该部分提供收发CTC协议报文的接口。如，接收/发送OAM(操作、维护、管理的英文首字母)消息。

(4)方案相关CTC接口部分，该部分提供跟硬件调用相关的接口。如，配置交换机的VLAN，配置PON口的加密状态。

从上面的描述可以看出，在设计上，本部分提供具体的输入/输出实现接口。接口间相互独立，逻辑关系简单，为支持不同硬件提供了设计方便。

图3a和图3b所示，为本发明所实现状态机过程的示意图，由于整个状态机过程比较大，所以将状态机的过程分为上(图3a)、下(图3b)两部分，图3a所示，上部的逻辑主要处理必不可少，也是相对容易混乱的周边情况，包括断纤、启/停、注册被拒、连接、静默需求、CLI命令接口等外部相关事件。图3b所示，下部集中处理业务部分主要的体现OAM扩展管理的发现、处理过程。其中监控IGMP请求事件的处理，用于支撑CTC命令中切换组播模式之后需要的钩子函数处理。

PMC方案接通和MpcpAck通知是用的同一个事件通知，所以上图设计做了兼容性处理。既能兼容通用模型，又能兼容PMC这种合并处理方式。同时，PMC的这种情况下，如果出现被Mpcp拒绝同时断纤则难以处理。因此设计上对这种多重通讯失效采用了复位方式进行处理，对于这种情况，是可以适用的。

具体OAM扩展包的发现过程，按照扩展管理协议规范V1.3、V2.0的规定执行。其中在组播模式切换时，在此过程中发送IGMP监控模式请求事件，由状态机顶层收到请求后监控IGMP协议包。

实现流程如图4所示，OAM报文是对按照CTC协议下发的operationadmin manage操作管理报文；

pon口是无源光口，对EPON的终端onu来说就是上行口，也是OAM报文的收发口；

各个具体处理过程在图3a和图3b都简化掉了，因为具体的实现与方案、CTC协议定义相关，且这些在协议中都有相关规定。

初始化完成后进入一个while(1)循环，里面阻塞等待消息。

启动后，首先进行初始化配置；

初始化后，启动定时器，对过程进行计时；

如果阻塞，则等待消息，收到消息后，将消息注入状态机，

根据消息的类型，状态机对消息或者进行解析、处理，或者根据组播模式进行处理，或者停止状态机的相应操作；

针对不同的消息类型(定时器/CTC OAM管理报文/IGMP管理报文/启动停止协议等)结合当前保存的状态机状态情况，做相应的处理和状态迁移；

同时，状态机中对消息类型预留扩展空间。

图5是对本技术方案基于的一种硬件进行描述，EPON系统中ONU一种硬件构成如下：

方框内表示ONU内部的硬件构成，如下：

PAS6301：PMC公司的PAS6301 EPON终端芯片，相当于CTC状态机；

Ethernet Switch：以太网交换芯片，如Marvell公司的SWITCH芯片，；

EEPROM：基本配置存储器；

FLASH：程序及数据存储芯片；

SDRAM：内存芯片；

VoIP DSP：VoIP语音处理芯片；

Packet Buffer：扩展的包转发缓存芯片，可以用SDRAM；

Optical Transceiver：光收发机，相当于具体CTC功能模块。

EEPROM、FLASH、SDRAM、VoIP DSP和Packet Buffer构成CTC功能模块；

上述实现方式，其有益效果为：

1.本发明的CTC协议栈，丰富了电信EPON标准的具体实现，对电信的EPON接入设备标准完善和优化是一有益补充；

2.CTC采用上述的状态机的设计方法，大大提高了该协议栈的健壮性；

3.CTC协议栈模型抽象出来，可以支持不同的芯片，有利于更改硬件。

4.本协议栈能全部实现CTC协议栈(目前使用版本号为V2.0)的定义，主要特征：

I，根据OLT下发版本号启用本地CTC协议栈的版本，具有很好的互通性；

II，支持多TLV级联描述一个branch/leave；

III，支持一个OAM携带多个TLV和实例索引；

IV，对单播vlan和组播vlan能够分别处理。

Claims

1.一种EPON终端中国电信CTC协议栈的装置，其特征在于该装置包括有CTC状态机、CTC功能模块、具体方案CTC功能模块，CTC状态机负责处理所有事件和调度，CTC状态机分别与CTC功能模块、具体方案CTC功能模块连接，CTC功能模块负责调用本地数据存储、保存配置、调用方案相关CTC协议；具体方案CTC功能模块提供事件入口和具体命令的实现接口，且CTC功能模块将事件入口、实现接口独立设置；

具体方案CTC功能模块包括4个部分，各个部分分别为：

(1)方案相关异步事件接口部分，该部分定义了CTC协议栈相关的所有异步事件；

(3)方案支撑功能接口部分，该部分提供收发CTC协议报文的接口；

(4)方案相关CTC接口部分，该部分提供跟硬件调用相关的接口。

2.如权利要求1所述的EPON终端CTC协议栈的装置，其特征在于所述的CTC功能模块，其为微处理器，通过网络适配器与外界的网络进行连接，网络适配器提供事件入口和实现接口。

3.如权利要求1所述的EPON终端CTC协议栈的装置，其特征在于所述的CTC功能模块为存储器，其包括有EEPROM、FLASH及SDRAM，EEPROM、FLASH及SDRAM分别与CTC状态机进行连接，实现数据的存储和读取。

4.如权利要求3所述的EPON终端CTC协议栈的装置，其特征在于上述的CTC功能模块，还可以包括有VoIP DSP，以实现语音的存储和读取。