CN108184174A - 一种epon系统下自定义oam的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种EPON系统下自定义OAM的方法，包括如下步骤：在标准OAM和扩展OAM基础上，通过OLT实现自定义OAM的格式及报文内容；通过OLT定义关联自定义OAM的自定义命令行；处于运行过程中的OLT设备，根据OAM需求，手动编辑自定义OAM报文各个可自定义字段的报文内容，并定义出后续下发OAM的自定义命令行，将报文内容与自定义命令行进行关联；运行中的OLT设备，下发定义好的OAM命令，实现OAM的自定义下发；根据终端ONU返回的处理结果，判断命令下发成功或失败。本发明不升级机房局端设备，即可在OLT实现自定义OAM，减少产品在使用过程中重新开发的工作量，也减少了升级工程维护工作量，大大提高稳定性和维护效率。

Description

一种EPON系统下自定义OAM的方法

技术领域

本发明属于接入网络领域，具体涉及一种EPON系统下自定义OAM的方法，通过该方法自定义EPON产品新增的OAM需求，满足OAM管理需求，同时避免产品软件升级，减少了产品软件升级、设备重启等导致的维护问题。

背景技术

宽带业务的进一步发展，为运营商宽带提速创造了需求。家中的电话线已经逐渐被光纤所取代。而EPON是一种实现光纤到户的重要技术。

EPON是基于以太网的PON技术。它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。EPON技术由IEEE802.3EFM工作组进行标准化。2004年6月，IEEE802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE802.3ah(2005年并入IEEE802.3-2005标准)。在该标准中将以太网和PON技术结合，在物理层采用PON技术，在数据链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现以太网接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、扩展性强、与现有以太网兼容、方便管理等。

EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。EPON系统由局端设备OLT(OpticalLine Terminal，光线路终端)、用户端设备ONU(Optical Network Unit，光网络单元)以及光分配网ODN(Optical Distribution Network，光分配网)组成。

EPON系统在实际运行维护中，经常会新增一些OAM(Operation Administrationand Maintenance)管理命令，按照例行的解决办法，需要升级局端设备OLT软件和终端设备ONU软件版本，满足新的功能需求。升级OLT设备就意味着业务中断，所以非特殊情况下，不允许对OLT设备进行升级处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现在EPON系统在实际运行维护中存在新增OAM管理命令，需要升级局端设备造成业务中断的不足，提供一种EPON系统下自定义OAM的方法，不升级机房局端设备，即可在OLT实现自定义OAM，减少产品在使用过程中重新开发的工作量，也减少了升级工程维护工作量，大大提高稳定性和维护效率。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种EPON系统下自定义OAM的方法，在标准OAM和扩展OAM基础上，通过OLT实现自定义OAM的格式及报文内容，包括如下步骤：

S1、自定义OLT的OAM下发命令行；

S2、自定义OAM，包括OAM各字段的内容，并将OAM关联到S1步骤定义的OLT命令行；

S3、在运行中的头端OLT设备上，用户通过配置自定义的命令行下发OAM报文，实现ONU的远程管理；

S4、ONU响应OAM报文，并返回响应结果，OLT根据终端ONU返回的响应结果，判断命令下发成功或失败。

按上述方案，当OLT检测到用户正在自定义OAM时，即启动自定义OAM流程，具体如下：按照规定的OAM报文格式进行预置，标准OAM报文格式包括：DA、SA、Length/Type、Subtype、Flag、Code、Data/Pad、FCS，扩展OAM报文在报文Data/Pad基础上展开还包括OUI、Ext.Opcode、Payload和Pad字段，自定义OAM在扩展OAM基础上，将扩展操作码Ext.Opcode进一步扩展，报文Code固定默认为0xFE，其他字段OUI、Ext.Opcode、管理对象根据需求自定义，其中管理对象包括设备端口、告警、统计、发射机；在OLT设备收到用户自定义OAM后，自行判断定义是否正确和完整，符合标准的情况下，OLT设备给出提示自定义OAM配置成功，否则提示创建失败，同时创建相应的接口；OLT接收到自定义OAM命令后，软件分析自定义OAM报文各个字段的内容，进行初步判断报文内容的合理性，然后再通过不同接口对报文内容进行装载，最后由发包功能模块发送自定义OAM报文，其中，报文内容合理性判断，主要涉及到报文格式结构、报文长度、报文各字段内容是否符合CTC相关规范；同时根据索引进行重复性排查检测，在报文内容装载时，对自定义OAM报文的各个字段进行分类，DA(目的地址)、SA(源地址)、Length/Type、Subtype、Flag、Code字段基本固定进行装载；Data/Pad字段中OUI、opcode、Payload(含type、leaf、value等)字段则根据自定义OAM报文内容进行装载，实时根据用户自定义OAM报文内容进行调用填充；最后装载好的自定义OAM报文，通过发包函数发送到ONU设备。

按上述方案，所述步骤S1中，当OLT检测到用户定义了OAM各字段内容完成后，用户定义一个自定义命令行，自定义命令行的作用在于后续命令使用中，直接调用自定义OAM，而不需要每次重复填写OAM的各个字段内容，OLT将自定义OAM内容写入OLT本地数据库，以文件的格式(如XML等)进行保存，OLT在接收到自定义命令行后，自行匹配OAM的内容，调用相应的函数接口，下发OAM报文。

按上述方案，所述步骤S2中，需要用户使用该功能时，根据事先定义的OAM格式，对自定义OAM内容进行填充，同时关联自定义命令，方便用户后续配置使用。

按上述方案，所述步骤S4中，OLT根据命令下发自定义OAM后，ONU会根据自身版本支持功能的情况，回复给OLT相应的配置结果(0x80,0x86,0x87)，通知OLT该命令执行结果；同时OLT也利用查询命令对ONU的自定义OAM配置情况进行查询，ONU设备同样会返回相应的查询结果。

按上述方案，所述步骤S4中，在终端ONU设备接收到OAM后，会根据执行情况，返回OAM执行结果给局端OLT设备，OLT调用收包函数对此返回OAM报文分析，记录此次执行结果，同时做相应的本地配置保存，以便实现下次设备的配置恢复等动作。

按上述方案，OLT通过自定义OAM命令后下发，并根据命令下发后ONU返回值记录命令执行的结构，实时更新OLT本地数据库内容。

按上述方案，该EPON系统下自定义OAM的方法同样适用于GPON，10GEPON及其它局端-终端管理模式的网络设备。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、针对现网运行EPON设备需新增OAM管理命令，通过不升级机房局端设备，直接自定义局端OLT的OAM的方式，实现新OAM增加，在EPON系统的局端OLT设备开通运行之前，根据需要自行定义符合一定规律的OAM管理命令(如CTC标准格式)，避免设备升级、重启带来的不稳定影响，大大减少了设备维护的工作量，提高了稳定性和维护效率，解决了工程由于新加OAM需求而导致的升级问题，减少了产品的维护量；

2、本发明预先实现自定义OAM，减轻产品在使用过程中因新需求带来的重新开发、测试人员的进一步投入，也避免了运行中的设备升级带来的不稳定性，对于部署在机房的局端设备，其软件发布新的版本都需要多轮严格测试及试用，才能大规模升级，此发明通过自定义OAM功能模块替代了传统升级方式发布新版本的通用做法，缩短工期的同时，减少了后期研发人员投入。

附图说明

图1是本发明用于EPON系统下自定义OAM软件的使用场景图；

图2是本发明的工作位置示意图，主要在OLT和ONU间工作；

图3是本发明在自定义OAM时，配置管理模块处理流程图；

图4是本发明下发自定义OAM命令时，发包模块处理流程图；

图5是本发明下发自定义OAM命令时，收包模块处理流程图；

图6是本发明下发自定义OAM命令后，配置结果返回及告警处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详述本发明。

本发明公开了一种在EPON技术中，由OLT设备在不升级版本，不重启的情况下，主动实现新增自定义OAM管理的方法。

本发明一种EPON系统下自定义OAM的方法，其包括如下步骤：

如图1所示的本发明的使用场景，针对接入网技术之一的EPON设备，包含局端设备OLT和终端设备ONU，在设备运行过程中，无须对局端设备OLT升级重启，实现新增定义的OAM报文交互，从而实现新的OAM管理功能。

如图2所示的本发明的工作位置示意图，OAM命令下发和执行主要运行于OLT和ONU之间，根据实际配置需求，局端设备OLT通过OAM完成对终端设备ONU的配置和管理。

为了描述的方便，首先把需要用到的名词统一介绍。

OAM：操作管理和维护(Operation,Administration&Maintenance)；

OAMPDU：OAM协议数据单元(OAM Protocol Data Unit)；

ODN：光分配网络(Optical Distribution Network)；

OLT：光线路终端(Optical Line Terminal)；

ONU：光网络单元(Optical Network Unit)；

SA：源地址(Source Address)；

DA：目的地址(Destination Address)；

RTT：往返时间(Round Trip Time)；

EPON：以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network)。

其中主要涉及到的OAM报文，标准OAM报文格式规定如下：

a)DA(Destination Address)：目的地址，Slow_Protocols_Multicast地址；

b)SA(Source Address)：源地址，OAMPDU中的SA是独立的MAC地址，该地址与发送OAMPDU的端口相关联；

c)Length/Type：OAMPDU采用Type编码，并且承载Slow_Protocols_Type域值(0x8809)；

d)Subtype：Subtype域标识封装的特定的慢协议，OAMPDU Subtype域值为0x03；

e)Flags：包含状态比特；

f)Code：指示不同的OAMPDU消息；

g)Data/PAD：这个字段用于OAMPDU的有效载荷，当不使用该字段时，在发送时填充为0，并在接收时忽略；

h)FCS：该域为帧校验序列，一般由下层MAC产生。

扩展OAMPDU的结构如下所示。

其中，扩展操作码Ext.Opcode分配如下表：

帧格式中的Payload域可能会包含一个或多个操作对象，上述某些操作对象可能存在多个实例。例如对于Port对象而言，每个ONU可能存在多个物理端口。操作对象的实例索引用于标识其后的标准的或扩展的属性与操作所应用的操作对象的实例。

实例索引支持TLV格式，定义如下：

字节数	字段	描述
			1	Branch	值为0x37，表示本TLV为操作对象的实例索引
2	Leaf	操作对象的类型
			1	Variable Width	值为0x04
4	Value	表示具体的操作对象的实例的编号

本发明自定义OAM在扩展OAM基础上，将扩展操作码进一步扩展，用于自定义OAM，用到的扩展操作码定义为0xC1,0xC2,0xC3,0xC4等主要操作码，如下表定义：

图3为自定义OAM时，配置管理模块相关流程图，当OLT检测到用户正在自定义OAM时，即启动自定义OAM流程，将自定义报文的相应字段进行组合填充，使自定义的OAM下发到ONU设备，自定义OAM流程具体如下：按照预置的OAM报文格式进行填充，报文Code默认为0xFE(特殊情况下也可以自行定义)，其他字段如OUI、EXT.Opcode、管理对象等可根据需求自定义，在OLT设备收到用户自定义OAM后，判断自定义OAM的定义是否正确和完整，符合标准的情况下，OLT设备给出提示自定义OAM配置成功，否则提示创建失败，同时创建相应的接口；OLT接收到自定义OAM命令后，软件分析OAM报文各个字段的内容，进行初步判断报文内容的合理性，然后再通过不同接口对报文内容进行装载，最后由发包功能模块发送自定义OAM报文，其中，报文内容合理性判断，主要涉及到报文格式结构，报文长度，报文各字段内容是否符合CTC相关规范，同时也会根据索引进行重复性排查等其他检测，在自定义内容装载时，对报文的各个字段进行分类，目的地址(DA)，源地址(SA)，Length/Type，Subtype，Flag，Code等字段基本固定进行装载；Data/PAD字段中OUI，opcode，type，leaf，value等字段则根据自定义报文内容进行装载，需要实时根据用户自定义内容进行调用填充；最后装载好的自定义报文，可以通过发包函数发送。

按上述描述，步骤S1中，当OLT检测到用户定义了OAM各字段内容后，为了让用户使用更为便利，用户再定义相应的命令行，命令行的作用在于后续命令使用中，直接调用自定义OAM，而不需要每次重复填写OAM的各个字段内容，OLT将自定义OAM内容写入OLT本地数据库，以文件的格式(如XML等)进行保存，OLT在接收到命令行后，自行匹配OAM的内容，调用相应的函数接口，下发OAM报文；步骤S2中，用户自行按照OLT命令提示(或者XML文件等)，编辑自定义OAM报文各个可自定义字段的报文内容，并定义后续下发OAM的自定义命令行，将报文内容与自定义命令行进行关联；

图4为自定义OAM后，下发命令发包流程图，OAM定义完成通过，设备进行保存操作，当用户下发自定义命令行时，局端设备通过信息查询匹配需要下发的OAM内容，调用相关函数进行自定义OAM的发送。发包过程中，设计了定时器控制发包超时的作用，设计了计数器，控制每秒内发送OAM的最大数目(OAM帧太多会占用MAC帧带宽，从而影响用户正常数据的接收，一般要求每秒不超过10帧)，如果报文发送既未超时，又未达到最大数目，则正常发包；如果超时，则发送information消息。OAM属于慢协议，数据量不大，OAM经过判断到达MAC子层后进入队列发送。设备会开启任务监听，监听到需要发送报文后，则会读取相应报文内容，该报文为自定义报文，然后按照标准OAM规定的规则，进行报文发送。因为有定时器工作，在报文发送完成后，会重新进行报文监听/发送的会话过程。

图5为自定义OAM后，收包流程图，收包进程进入收包过程，在收到OAM后解析报文头部，解析到是自定义OAM时，按照自定义OAM格式解析，本发明中OAM报文下发主体为局端OLT设备，ONU返回给OLT的自定义报文有两种，一种为OLT对ONU配置后结果返回(成功、失败、不支持)，一种为OLT查询ONU自定义配置报文后，ONU返回的当前配置情况。报文在经过解析后，发现是自定义OAM，则再根据相关函数进行TLV内容解析。对于配置结果返回，内容简单，选项固定。对于查询配置结果返回，则需要解析报文的内容值，配合自定义内容进行显示，例如某项配置显示为0，而0在前面步骤中定义时表示的是去使能，则OLT局端上进行相关“翻译”工作，展示给用户的是去使能的配置查询结果。

图6为下发自定义OAM命令后，配置结果返回及告警处理流程；ONU根据下发OAM情况进行判断，OAM回复报文根据实际情况，定义三种回复码，如下表所示：

另外，对于Extended Get C Request操作有相应返回值时，ONU返回正确的TLV格式报文供局端OLT解析。OLT端需要根据ONU的返回结果，对于配置失败命令，则提供相应告警并记录，对于配置成功命令则需要对配置模块进行修改和保存，供设备配置恢复使用。

配置失败，提示相关告警记录；配置成功，则将相关配置写入配置文件，配置文件采用覆盖模式生成，这样避免写入配置的错误导致的文件丢失问题。设备配置恢复时，先读取配置文件，发现自定义OAM相关命令时，则调用自定义OAM函数进行配置下发，保证配置恢复功能正常。

本发明方法在EPON产品中实现，同样适用于GPON，10GEPON及其它局端-终端管理模式的网络设备；本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。对于本领域的技术人员来说，可根据本发明作出各种相应的更改和变型，而所有这些相应的更改和变型都属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，在标准OAM和扩展OAM基础上，通过OLT实现自定义OAM的格式及报文内容；包括如下步骤：

S1、自定义OLT的OAM下发命令行；

S2、自定义OAM，包括OAM各字段的内容，并将OAM关联到S1步骤定义的OLT命令行；

S3、在运行中的头端OLT设备上，用户通过配置自定义的命令行下发OAM报文，实现ONU的远程管理；

S4、ONU响应OAM报文，并返回响应结果，OLT根据终端ONU返回的响应结果，判断命令下发成功或失败。

2.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，当OLT检测到用户正在自定义OAM时，即启动自定义OAM流程，具体如下：按照规定的OAM报文格式进行预置，标准OAM报文格式包括：DA、SA、Length/Type、Subtype、Flag、Code、Data/Pad、FCS，扩展OAM报文在报文Data/Pad基础上展开还包括OUI、Ext.Opcode、Payload和Pad字段，自定义OAM在扩展OAM基础上，将扩展操作码Ext.Opcode进一步扩展，报文Code固定默认为0xFE，其他字段OUI、Ext.Opcode、管理对象根据需求自定义，其中管理对象包括设备端口、告警、统计、发射机；在OLT设备收到用户自定义OAM后，自行判断定义是否正确和完整，符合标准的情况下，OLT设备给出提示自定义OAM配置成功，否则提示创建失败，同时创建相应的接口；OLT接收到自定义OAM命令后，软件分析自定义OAM报文各个字段的内容，进行初步判断报文内容的合理性，然后再通过不同接口对报文内容进行装载，最后由发包功能模块发送自定义OAM报文，其中，报文内容合理性判断，主要涉及到报文格式结构、报文长度、报文各字段内容是否符合CTC相关规范；同时根据索引进行重复性排查检测，在报文内容装载时，对自定义OAM报文的各个字段进行分类，DA、SA、Length/Type、Subtype、Flag、Code字段基本固定进行装载；Data/Pad字段中OUI、opcode、Payload字段则根据自定义OAM报文内容进行装载，实时根据用户自定义OAM报文内容进行调用填充；最后装载好的自定义OAM报文，通过发包函数发送到ONU设备。

3.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，所述步骤S1中，当OLT检测到用户定义了OAM各字段内容完成后，用户定义一个自定义命令行，自定义命令行的作用在于后续命令使用中，直接调用自定义OAM，而不需要每次重复填写OAM的各个字段内容，OLT将自定义OAM内容写入OLT本地数据库，以文件的格式进行保存，OLT在接收到自定义命令行后，自行匹配OAM的内容，调用相应的函数接口，下发OAM报文。

4.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，所述步骤S2中，需要用户使用该自定义OAM功能时，根据事先定义的OAM格式，对自定义OAM的内容进行填充，同时关联自定义命令，方便用户后续配置使用。

5.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，所述步骤S3中，OLT在不升级、不重启的情况下，用户通过配置自定义的命令行下发OAM报文，实现ONU的远程管理，OLT在此过程中，判断出发送报文为自定义OAM，于是通过自定义OAM流程下发自定义OAM给ONU。

6.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，所述步骤S4中，OLT根据命令下发自定义OAM后，ONU会根据自身版本支持功能的情况，回复给OLT相应的配置结果，通知OLT该命令执行结果；同时OLT也利用查询命令对ONU的自定义OAM配置情况进行查询，ONU设备同样会返回相应的查询结果。

7.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM方法，其特征在于，OLT通过自定义OAM命令后下发，并根据命令下发后ONU返回值记录命令执行的结构，实时更新OLT本地数据库内容。

8.根据权利要求1所述的EPON系统下自定义OAM的方法，其特征在于，该方法同样适用于GPON，10GEPON及其它局端-终端管理模式的网络设备。