CN104469558A - 一种epon链路数据采集和解析装置及采集和解析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EPON链路数据采集和解析装置，包括：链路分光模块、协议分析模块和数据解析模块；其中，链路分光模块，用于接收EPON光信号，并分离上行EPON光信号和下行EPON光信号；协议分析模块与链路分光模块连接，用于将接收到的上行EPON光信号和下行EPON光信号还原成以太网数据帧信号，并传输给数据解析模块；数据解析模块与协议分析模块连接，用于从接收到的以太网数据帧信号中采集和解析数据。本发明还提出了一种EPON链路数据采集和解析方法，实现了对EPON数据的采集和协议分析，对非对象数据和无用数据的过滤，对采集的EPON数据的解密，对目标用户的网络记录的还原，并且不影响到用户正常使用日常业务，即便设备断电，所有用户都能正常工作。

Description

一种EPON链路数据采集和解析装置及采集和解析方法

技术领域

本发明属于电通信技术设计领域，尤其涉及一种EPON链路数据采集和解析的装置及采集和解析方法。

背景技术

目前，网络数据采集和协议分析技术被广泛地应用于安防行业、公安系统和运营商的网络管理和设备维护中。ADSL网络数据采集和协议分析技术，是通过采集ADSL网络中数据传输的电信号，对电信号进行还原和相应协议分析以得到以太网数据帧。

随着国家FTTH(光纤入户)网的逐步部署，光纤网络在我国的规模不断扩大，用户数量也急速增加。EPON(以太无源光网络)是光纤接入网主流技术之一，与ADSL传输方式完全不同。在ADSL接入网中采用的是电信号传输数据，而在EPON网络中数据是以光信号的形式进行传输的。在光纤中上行和下行光信号波长不一样，上行采用1310nm波长的光信号，而下行采用1490nm波长的光信号。此外，在EPON网络中上行采用点到点传输方式，下行采用广播加密传输方式。传统网络数据采集和协议分析已经完全不能用在EPON网络上了。

因此，现在市场上亟需设计一种新的数据采集和协议分析的装置及采集和解析方法来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决针对EPON网络的数据采集和协议分析的难题，提供了一种EPON链路数据采集和解析装置，包括：

本发明提出了一种EPON链路数据采集和解析装置，包括：链路分光模块、协议分析模块和数据解析模块；其中，所述链路分光模块，用于接收EPON光信号，并分离上行EPON光信号和下行EPON光信号；所述协议分析模块与所述链路分光模块连接，将接收到的所述上行EPON光信号和所述下行EPON光信号还原成以太网数据帧信号，并传输给所述数据解析模块；数据解析模块与所述协议分析模块连接，用于从接收到的所述以太网数据帧信号中采集和解析数据。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析装置中，所述链路分光模块为光分路器。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析装置中，所述链路分光模块包括：上行光口、下行光口和2分2光分路器；其中，所述上行光口和所述下行光口分别与所述光分路器连接；所述上行光口用于接收光网络单元发出的所述EPON光信号，所述下行光口用于接收光线路终端发出的所述EPON光信号；所述光分路器与所述协议分析模块连接，用于分离接收到的EPON光信号并输出上行和下行EPON光信号。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析装置中，所述协议分析模块包括：光模块，其与所述链路分光模块连接，用于将所述EPON光信号转换为EPON原始数据帧电信号；OLT芯片，其与所述光模块连接，用于将所述EPON原始数据帧电信号还原为所述以太网数据帧信号；网口芯片，其与所述OLT芯片连接，用作接口转换，将所述OLT芯片发送的SERDES信号转换为COPPER信号；所述网口芯片通过网口与所述数据解析模块连接；同步动态随机存储器，其与所述OLT芯片连接；闪存，其与所述OLT芯片连接。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析装置中，所述数据解析模块为X86硬件平台。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析装置中，所述数据解析模块通过网口与所述协议分析模块连接。

本发明还提出了一种EPON链路数据采集和解析方法，包括以下步骤：

步骤一：接收EPON光信号，并分离出上行EPON光信号和下行EPON光信号；

步骤二：将所述上行EPON光信号和所述下行EPON光信号转换成上行EPON原始数据帧电信号和下行EPON原始数据帧电信号；

步骤三：将所述上行EPON原始数据帧电信号和所述下行EPON原始数据帧电信号还原成以太网数据帧信号；

步骤四：从以太网数据帧信号中采集及解析数据。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析方法中，所述步骤三中包括：

步骤a：对所述上行EPON原始数据帧电信号进行帧分析得到密钥，并将所述密钥保存至密钥库；

步骤b：根据所述下行EPON原始数据帧电信号从所述密钥库中选取密钥对其进行解密；

步骤c：对所述上行EPON原始数据帧电信号和解密后的所述下行EPON原始数据帧电信号进行数据过滤，得到所述以太网数据帧信号。

本发明提出的EPON链路数据采集和解析方法中，所述步骤三中进一步包括：对所述上行EPON原始数据帧电信号和所述下行EPON原始数据帧电信号进行帧过滤。

本发明的EPON链路数据采集和解析装置及方法具有以下有益效果：

1.实现了对EPON数据的采集和协议分析，并通过光分路器将光信号复制，从而不影响原来的EPON链路，不影响用户正常使用宽带、电话、视频等多项日常业务，即使设备断电，所有用户也都能正常工作；

2.实现了对EPON点对多点系统的所有用户实时数据的处理，通过光模块进行光电转换，再通过OLT芯片将EPON原始数据帧电信号还原为EPON以太网帧信号，对还原出的数据通过winpcap进行处理；

3.实现了对非对象数据和无用数据的过滤，精确定位到目标设备；

4.实现了对采集的EPON数据的解密，在EPON系统中，数据是密文的方式交互，采用的是三重搅动的加密方式；实现了对采集数据的解析，还原目标用户的网络记录。

附图说明

图1为本发明EPON链路数据采集和解析装置的结构示意图。

图2为本发明EPON链路数据采集和解析方法的流程示意图。

图3为本发明EPON链路数据采集和解析方法中步骤三的流程示意图。

图4为实施例1中EPON链路数据采集和解析装置的连接示意图。

图5为实施例2中EPON链路数据采集和解析装置的连接示意图。

图6为实施例中EPON链路数据采集和解析方法中步骤三的流程示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

图1至图5中，1-链路分光模块，11-上行光口，12-下行光口，13-2分2光分路器，2-协议分析模块，21-光模块，22-OLT芯片，23网口芯片，24-网口，25-同步动态随机存储器，26-闪存，3-数据解析模块，31-网口，4-OLT端，5-ONU端，6-1：32/64光分路器，71-第一上行光口，72-第一下行光口，73-第二上行光口，74-第二下行光口，75-第三上行光口，76-第三下行光口，77-第四上行网口，78-第四下行网口，79-第五上行网口，80-第五下行网口。

如图1所示，本发明提出了一种EPON链路数据采集和解析装置，包括：链路分光模块1，协议分析模块2和数据解析模块3。其中，链路分光模块1的输出端与协议分析模块2的输入端连接，协议分析模块2的输出端与数据解析模块3的输入端连接。

本发明中，链路分光模块1用于接收EPON光信号并将该EPON光信号传输到协议分析模块2。协议分析模块2用于将接收到的EPON光信号恢复成EPON原始数据帧电信号，再将该EPON原始数据帧电信号还原成以太网数据帧信号后传输给数据解析模块3。数据解析模块3用于从接收到的以太网数据帧信号中采集和解析数据。

本发明中，链路分光模块1为光分路器，可以是2分2光分路器(Sliptter)，也可以是其它的型号的光分路器。

本发明中，链路分光模块1包括光分路器13，上行光口11和下行光口12，上行光口11和下行光口12分别与光分路器连接，通过光分路器向协议分析模块2输出EPON网络中的上行和下行光信号。

本发明中，协议分析模块2包括：光模块(SFP)21、OLT芯片(OLT CHIP)22、网口芯片(GE PHY2)23、网口(GE RJ45)24、同步动态随机存储器(DDR2 SDRAM)25和闪存(FLASH)26。光模块21与链路分光模块1连接，用于将EPON光信号转换为EPON原始数据帧电信号。OLT芯片22与光模块21连接，用于将EPON原始数据帧电信号还原为以太网数据帧信号。网口芯片23与OLT芯片22连接，用于将OLT芯片发送的SERDES信号转换为COPPER信号，网口芯片23通过网口24与数据解析模块3连接。同步动态随机存储器25和闪存26分别与OLT芯片22连接。

本发明中，数据解析模块3可以是包含了两个网口31的X86硬件平台。

如图2所示，本发明还提出了一种EPON链路数据采集和解析方法，包括以下步骤：

步骤一：接收EPON光信号，并分离出上行EPON光信号和下行EPON光信号；

步骤二：将上行EPON光信号和下行EPON光信号转换成上行EPON原始数据帧电信号和下行EPON原始数据帧电信号；

步骤三：将上行EPON原始数据帧电信号和下行EPON原始数据帧电信号还原成以太网数据帧信号；

步骤四：从以太网数据帧信号中采集及解析数据。

如图3所示，本发明提出的EPON链路数据采集和解析方法中，步骤三包括以下步骤：

步骤a：对上行EPON原始数据帧电信号进行帧分析得到密钥，并将密钥保存至密钥库；

步骤b：根据下行EPON原始数据帧电信号从密钥库中选取密钥对其进行解密；

步骤c：对上行EPON原始数据帧电信号和解密后的下行EPON原始数据帧电信号进行数据过滤，得到以太网数据帧信号。

进一步地，执行步骤a之前先对上行EPON原始数据帧电信号和下行EPON原始数据帧电信号进行帧过滤。

实施例1

如图1和图4所示，本实施例的EPON链路数据采集和解析装置设置在OLT(光线路终端)4端和1：32/64光分路器6之间。

本实施例中的EPON链路数据采集和解析装置包括链路分光模块1、协议分析模块2和数据解析模块3。其中，链路分光模块1的输出端与协议分析模块2的输入端连接，协议分析模块2的输出端与数据解析模块3的输入端连接。

本实施例中的EPON链路数据采集和解析装置，链路分光模块1包括2分2光分路器13、第一上行光口71、第一下行光口72、第二上行光口73和第二下行光口74，第一上行光口71和第一下行光口72分别与2分2光分路器13连接，2分2光分路器13通过第二上行光口73和第二下行光口74向协议分析模块2传输光信号。

本实施例中的EPON链路数据采集和解析装置，协议分析模块2包括：第三上行光口75、第三下行光口76、光模块21、OLT芯片22、网口芯片23、第四上行网口77、第四下行网口78、同步动态随机存储器25和闪存26。第三上行光口75和第三下行光口76分别第二上行光口73和第二下行光口74对应连接，将光信号传输至光模块21中。光模块21与OLT芯片22连接，网口芯片23与OLT芯片22连接，网口芯片23通过第四上行网口77和第四下行网口78与数据解析模块3连接，同步动态随机存储器25和闪存26分别与OLT芯片22连接。

本实施例中的EPON链路数据采集和解析装置，数据解析模块3为X86硬件平台，其包含第五上行网口79和第五下行网口80。第五上行网口79和第五下行网口80(即图1中的网口31)分别与第四上行网口77和第四下行网口78(即图1中的网口24)对应连接。

本实施例中，ONU(光网络单元)端5通过1：32/64光分路器6与链路分光模块1的第一上行光口71(即图1中的上行光口11)连接，OLT端的4光纤与链路分光模块1的第一下行光口72(即图1中的下行光口12)连接。

本实施例中，来自ONU端5和OLT端4的光信号在通过链路分光模块1时，ONU端5的上行数据光信号和OLT端4的下行数据光信号被分路器13分出来，并经过第二上行光口73和第二下行光口74光纤传输至协议分析模块2的第三上行光口75和第三下行光口76。如图6所示，协议分析模块2中的光模块21将接收到的上、下行的光信号转换成EPON原始数据帧的电信号，经过OLT芯片22的处理，EPON原始数据帧的电信号被转换成以太网数据帧的电信号。在处理EPON原始数据帧时，首先根据前导码进行一次帧过滤，去除一些无关的广播帧和非对象业务帧。接下来对过滤后的EPON原始数据帧进行分析，通过上行以太网数据帧得到密钥，根据密钥更新报文提取密钥并保存至密钥库。对需要解密的下行EPON原始数据帧进行解密。最后经过用户预设的过滤规则过滤掉一些无用的数据，即可得到以太网数据帧。以太网数据帧信号在网口芯片23的处理下，通过第四上行网口77和第四下行网口78传输给数据解析模块3的第五上行网口79和第五下行网口80，数据解析模块3可以实现指定数据的采集和分析。

由于EPON网络传输特性，本实施例能够采集到同一个OLT端下的所有ONU端与之交互的数据，能够分析监控该网络的所有数据信息，不仅可以用作大型监控平台，还可以用于运营商的网络检测和维护。

实施例2

如图1和图5所示，本实施例的EPON链路数据采集和解析装置也可设置在ONU端5和1：32/64光分路器之间6。

本实施例的EPON链路数据采集和解析装置结构与实施例1相同，ONU端5的光纤与链路分光模块1的第一上行光口71(即图1中的上行光口11)连接，OLT端通过1：32/64光分路器6与链路分光模块1的第一下行光口72(即图1中的下行光口12)连接。

本实施例中，来自ONU端5和OLT端4的光信号在通过链路分光模块1时，ONU端5的上行数据光信号和OLT端4的下行数据光信号被2分2光分路器13分出来，并经过第二上行光口73和第二下行光口74光纤传输至协议分析模块2的第三上行光口75和第三下行光口76。如图6所示，协议分析模块2中的光模块21将接收到的上、下行的光信号转换成EPON原始数据帧的电信号，经过OLT芯片22的处理，EPON原始数据帧的电信号被转换成以太网数据帧的电信号，在处理EPON原始数据帧时，首先根据前导码进行一次帧过滤，去除一些无关的广播帧和非对象业务帧。接下来对过滤后的EPON原始数据帧进行分析，通过上行以太网数据帧得到密钥，根据密钥更新报文提取密钥并保存至密钥库，然后对需要解密的下行EPON原始数据帧进行解密。最后经过用户数据过滤，主要是根据预设的过滤规则过滤掉一些无用的数据，即可得到以太网数据帧。以太网数据帧的电信号在网口芯片23的处理下，通过第四上行网口77和第四下行网口78传输给数据解析模块3的第五上行网口79和第五下行网口80。数据解析模块3可以实现指定数据的采集和分析。

由于EPON网络传输特性，本实施例能采集到单个ONU端5与OLT端4之间的交互数据，可对单用户精确的进行数据采集或监控。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (9)

1.一种EPON链路数据采集和解析装置，其特征在于，包括：链路分光模块(1)、协议分析模块(2)和数据解析模块(3)；其中，

所述链路分光模块(1)，用于接收EPON光信号，并分离上行EPON光信号和下行EPON光信号；

所述协议分析模块(2)与所述链路分光模块(1)连接，将接收到的所述上行EPON光信号和所述下行EPON光信号还原成以太网数据帧信号，并传输给所述数据解析模块(3)；

数据解析模块(3)与所述协议分析模块(2)连接，用于从接收到的所述以太网数据帧信号中采集和解析数据。

2.如权利要求1所述的EPON链路数据采集和解析装置，其特征在于，所述链路分光模块(1)为光分路器。

3.如权利要求2所述的EPON链路数据采集和解析装置，其特征在于，所述链路分光模块(1)包括：上行光口(11)、下行光口(12)和2分2光分路器(13)；其中，

所述上行光口(11)和所述下行光口(12)分别与所述2分2光分路器(13)连接；

所述上行光口(11)用于接收光网络单元发出的所述EPON光信号，所述下行光口(12)用于接收光线路终端发出的所述EPON光信号；

所述2分2光分路器(13)与所述协议分析模块(2)连接，用于分离接收到的EPON光信号并输出上行和下行EPON光信号。

4.如权利要求1所述的EPON链路数据采集和解析装置，其特征在于，所述协议分析模块(2)包括：

光模块(21)，其与所述链路分光模块(1)连接，用于将所述EPON光信号转换为EPON原始数据帧电信号；

OLT芯片(22)，其与所述光模块(21)连接，用于将所述EPON原始数据帧电信号还原为所述以太网数据帧信号；

网口芯片(23)，其与所述OLT芯片(22)连接，用于接口转换；

所述网口芯片(23)通过网口(24)与所述数据解析模块(3)连接；

同步动态随机存储器(25)，其与所述OLT芯片(22)连接；

闪存(26)，其与所述OLT芯片(22)连接。

5.如权利要求1所述的EPON链路数据采集和解析装置，其特征在于，所述数据解析模块(3)为X86硬件平台。

6.如权利要求1所述的EPON链路数据采集和解析装置，其特征在于，所述数据解析模块(3)通过网口(31)与所述协议分析模块(2)连接。

7.一种EPON链路数据采集和解析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：接收EPON光信号，并分离出上行EPON光信号和下行EPON光信号；

步骤二：将所述上行EPON光信号和所述下行EPON光信号转换成上行EPON原始数据帧电信号和下行EPON原始数据帧电信号；

步骤三：将所述上行EPON原始数据帧电信号和所述下行EPON原始数据帧电信号还原成以太网数据帧信号；

步骤四：从以太网数据帧信号中采集及解析数据。

8.如权利要求7所述的EPON链路数据采集和解析方法，其特征在于，所述步骤三中包括：

步骤a：对所述上行EPON原始数据帧电信号进行帧分析得到密钥，并将所述密钥保存至密钥库；

步骤b：根据所述下行EPON原始数据帧电信号从所述密钥库中选取密钥对其进行解密；

步骤c：对所述上行EPON原始数据帧电信号和解密后的所述下行EPON原始数据帧电信号进行数据过滤，得到所述以太网数据帧信号。

9.如权利要求7所述的EPON链路数据采集和解析方法，其特征在于，所述步骤三中进一步包括：对所述上行EPON原始数据帧电信号和所述下行EPON原始数据帧电信号进行帧过滤。