以太网无源光网络（epon）设备的硬件设计及调试

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1、电子科技大学硕士学位论文以太网无源光网络（EPON）设备的硬件设计及调试姓名：马红侠申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：邱昆20070501摘要随着互联网业务的快速发展，对网络带宽提出了越来越高的要求。由于骨干网已有足够的能力支持宽带业务，接入网带宽成为整个传输网络的瓶颈。以以太网(Ethemet)为基础的以太网无源光网络(EPON)是未来实现宽带、多业务综合接入的重要技术手段，它采用点到多点结构、无源光网络传输，在以太网之上提供多种业务。它综合了PON技术和以太网技术二者的优点，以其高带宽、低成本、易使用、易升级的优良特性成为光接入网的最佳选

2、择。随着EPON国际标准——皿髓802．3all的正式发布。EPON的产业联盟已经吸引了众多厂商的积极参与。目前北美和日本光纤到户(F刑)的建设已经规模展开，而国内FTI'H的实验也开始在一些地方实施。目前已有一些厂商开始提供EPON的硬件解决方案以及相应的网管系统，但到现在为止大部分还处于商业测试阶段。本文的工作主要集中在EPON设备的硬件设计及调试工作。EPON硬件系统主要由两个通道构成：数据通道和管理通道。首先，根据所要实现的功能，设计EPON硬件系统的总体方案，确立核心芯片的选型。在数据接入功能上，选择PassaveEPON芯片组作为局端设备

3、(OLT)和用户端设备(ONU)的MAC芯片；在网络管理功能上，选择PowerPC405EP作为主处理器的核心芯片。其次，完成OLT设备的原理图和PCB的设计，实现上行方向到骨干网的千兆以太网接口、下行方向到ONU光口的通信；完成ONU设备的原理图和PCB设计，实现上行方向的光口、下行方向到用户侧的10／100／1000M以太网接口之间的通信；并对其相关外围接口做了相应处理。在OLT及ONO设备的调试上，主要完成对其自带PASSJTAG包的调试以及EEPROM启动参数配置的选择，从而实现EPON系统MAC芯片的系统功能初始化、启动配置及工作模式的选择

4、。该芯片组接口灵活，完全符合802．3ah标准，使得开发出的系统能很好的解决目前接入网的需求。用于网络设备管理、启动配置及调试的接口也是EPON设各必不可少的。为了使网管系统能够高效、稳定的运行，我们采用嵌入式Linux系统来完成各种网络监测参数的记录、读取、存储以及协议间的转换。以PowerPC405EP为核心芯片的硬件设备作为嵌入式系统的硬件平台(称为HOSTCPU)，使网管人员可实时、远程监测网络状态，对网络故障、意外事件进行及时处理，保证良好的QoS。HOST摘要CPU与OLT的MAC芯片的通信接口我们选择本地总线(LocalBus)方式。同

5、时为了便于升级和维护，对EPON设备的相关可扩展接口作了相应处理。嵌入式硬件设备HOSTCPU的调试工作相对复杂。除完成LocalBus及其相关控制信号线的调试外，还要完成作为CPU外围扩展设备的OLTMAC芯片的驱动程序调试。采用软硬件相结合的调试方式，建立HOSTCPU对OLTMAC芯片的高速、频繁的访问机制，实现了实时管理、监测网络设备运行的目的。关键词：以太网无源光网络，光线路终端，光网络单元，嵌入式系统，管理代理，本地总线HABSTRACrABSTR檄Wi血therapiddevelopmentofIntemct$ervices，highe

6、randhigherrequirementsofnetworkbandwidthareneeded．Sincethebackbonehasakeadytheadequateabilitytosustainthebroadband,accessnetworkbandwidthbecomesthebottleneckofthewholenctworLAsasolutionforaccessnetwork,EPON饵也emctPassiveOplicalNetwork)hasmal=l】I'etechnologyandbroadapplicationofE

7、themet．IthasaPoint-to—MultipointArchitectureandprovidesMulti·ServicebasingonEthemet．ItcombinestheadvantageofPONtechnologyandEthemettechnology．Withitsfeaturesofhighbandwidth,lowcostandbeingusedandupdatedeasily．EPONisthebestsolutionforaccessnetwork．WithEp0Ninternationalstandard--

8、IEEE802．3ahwasreleasedin2004．theindustryallianceofEPON