摘 要：笔者针对有线电视HFC（Hybrid Fiber Coax，光纤同轴混合网）网络内设备种类多，生家厂家多，导致管理困难的问题，分析了有线电视HFC网络统一管理的可行性，并结合现有技术及相关标准对其实现方式进行了探讨，希望对相关软件的开发提供一些参考。
关键词：HFC网络； 网管应答器； SCTE HMS； SNMP
随着技术的发展，特别是电视由模拟向数字转移及网络双向改造之后，有线电视HFC网络有了较快发展，网络复杂度和维护工作量都较以前有了显著增加。为了保证网络有良好的性能，必须使用网络管理系统，监测网络性能，监视和管理故障。但是，由于历史的原因，现有的网络管理系统存在着很多不足，不同的设备厂商拥有各自分割的网管系统，有些厂商发展自己专用的协议。这些情况致使网络协议不兼容，管理信息分离，不能更好的共享管理资源，缺乏对整个网络的统一管理，从技术方面看，管理内容庞杂、操作界面多种多样，从管理方面看，不同的网管系统需要更多的人员学习、维护，浪费人力，同时随着网络的复杂度增加，分散管理，不容易进行问题定位和对网络的优化。1网管应答器 针对HFC网络这种现状，各种解决方案层出不穷，目前来看，网络设备网管应答器搭配统一网管软件是比较可行的一种管理手段。网管应答器是安装在室外的光传输设备、放大器和供电器中，作为网管系统的终端，网管应答器的主要功能依据既定的通信协议层次解析前端的指令并响应。另一方面，应答器完成对被管设备的参数和状态的采集和监控，随时将设备的工作状态通过网络传到前端，从而实现远程监控，管理。从网络条件及使用场合来看，网管应答器主要有以下三类：①应答器：同轴电缆； ②应答器：五类线； ③应答器：光纤。1.1①应答器 具有标准规定的RF 接口，可与前端控制器进行数据交换，通过 RF 信道实现基于SNMPv1.0 协议的数据通讯。1.2②/③类应答器 ②应答器应符合ISO/IEC 8802-3 规定的10/100BASE-T 规范，在UDP/IP 协议栈上实现SNMP v1.0 协议。③应答器应符合ISO/IEC 8802-3 规定的100BASE-FX 规范，在UDP/IP 协议栈上实现SNMP v1.0 协议。②/③ 类应答器不需要前端控制器，设备管理器可直接访问。图1是一个典型的HFC网络设备管理系统的结构。
图1 典型的HFC网络设备管理系统结构图2SCTE HMS标准 网管应答器为HFC网络设备实现统一管理提供了条件，但只是一个必要条件。由于HFC网络设备生产厂家众多，设备种类多，从运营商角度看，同一个网络内，几家产品共存的现象十分普遍。因此，要实现设备统一管理，网管应答器与统一网管系统之间的协议也必须规范化。如果应答器的协议不规范，就无法接入开放式的统一网管系统，也就无法对被管设备进行有效的监控管理。 SCTE（Society of Cable Telecommunications Engineers，美国有线电视工程师协会）下属的工作组织HMS（Hybrid Management Sub-Layer Subcommitte）经过多年的工作，推出了应用于HFC网络管理的一整套开放式标准，它为设计具有开放性、兼容性的应答器和网络管理系统提供了依据。 HMS标准的内容涉及了应答器设计的全套方案。主要定义了应答器设计的物理层规范和媒体访问控制（MAC）层规范，引入了数据网络管理中的SNMP协议作为应用报文层规范。HMS标准中还包含一系列的MIB文本的定义，以描述HFC网络中的传输设备的管理信息，为网络统一管理系统的设计开发提供了充分的条件。2.1HMS的物理层规范 HMS物理层规范描述中心前端控制器与被管理的室外设备的应答器接口通过HFC网络通信的物理层协议。HMS物理层规范列举了各个地区的频谱划分；指定了传输电平和精度；定义了数据通信方式和传输的比特流和字节流；指明了采用单一独立的上、下行RF通道；详细规定了上、下行RF通道的一系列物理特性和数据调制的技术细节，其中特别允许RF通道的通信载波可跳频、载波发送功率可自动控制，提高了通信物理层的可靠性。2.2HMS的MAC层规范 HMS的MAC层规范描述中心前端控制器与被管理的室外设备的应答器在数据链路层所执行的信息交流与协议，围绕如何在MAC层可靠的传输数据包进行了详细的阐述。MAC层规范对MAC包传送的字节发送格式和次序、位发送顺序、上下行数据包发送的时间限制进行了约定；制定了MAC数据包传输采用的数据结构；MAC层规范规定接入网管系统的应答器的地址具有唯一性，通过引入顺序号保证数据包传输的连续性、防止数据包重复传输或丢失，采用了CRC校验以保证数据传输的可靠性；通过协议控制字段以确定Payload传输的协议类型，它很好地实现了与更高层协议的接口，例如SNMP是最直接的引用。MAC层规范的制定可保障被管理的室外设备的应答器与中心的前端控制器之间通讯可靠且有效。2.3HMS的MIB文本 HMS定义了众多的MIB文本以实现对传输设备的管理，其中HMS Root-MIB和HMS Tree-MIB定义了其它众多MIB在ISO的MIB树中的位置。HMS-COMMON-MIB定义了与应答器相关的通用管理信息，包含应答器本身的相关信息、应答器MAC层的管理信息和应答器的射频特性参数信息等；HMS-ALARM-MIB定义了具有报警功能的模拟、离散参数报警信息的编码格式；HMS-PROPERTY-MIB定义了对具有报警功能的模拟、离散参量的管理、维护的一组信息；此外，针对HFC网络多种类型的传输设备，HMS分别定义了相对应的管理信息库MIB，比如HMS-FIBERNODE-MIB定义了室外光节点设备的相关管理信息；HMS-PS-MIB定义了电源设备的相关管理信息。MIB文本包含了被管理设备的所有的管理信息，为应答器的设计提供了有效的依据。3SNMPv1协议 SNMP协议是TCP/IP协议簇的一个应用层协议，它是随着TCP/IP的发展而发展起来的。其初版SNMPv1公布于1990年（RFC1157）。SNMP作为一种网络管理协议，它使网络设备彼此之间可以交换管理信息，使网络管理员能够管理网络的性能，定位和解决网络故障，进行网络规划。在HFC网络设备统一管理系统中，SNMPv1协议是应答器与网管系统交换信息的桥梁。4结束语 有线电视HFC网络目前的相对混乱的状态如不能尽快得到改善，将严重影响HFC网络的发展，甚至影响整个行业在三网融合大背景下的地位。SCTE HMS的提出使实现HFC网络设备统一管理成为可能，网管应答器又成为统一管理系统的关键，这两个关键问题的解决，使得困扰有视电视行业多年的HFC网络实现统一管理指日可待，希望有志于这方面开发的公司更多关注投入这一市场，使相关商用软件能尽早投入使用。参考文献[1] 郑燕. 网络管理实现统一的方法. 软件导刊,2009(05):157-158.[2] 熊承国，尹冠民. 下一代广播电视网络接入网络新技术. 中央广播电视大学出版社.2010（3）：45-78.
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