ＴＲ０６９在家庭網絡中的應用

摘要：家庭網絡終端設備的復雜性和業務的多樣性對終端管理提出了更高的要求，為此數字用戶線(DSL)論壇專門制訂了用于終端的網管協議——TR069。TR069協議在架構設計上使用超文本傳輸協議(HTTP)的客戶機/服務器(C/S)模型，并充分借鑒了很多Web的成熟技術，使得協議的實現相對簡單，并且具有很好的擴展性。在管理參數定義上，TR069協議完全針對終端業務特性而制訂。通過部署基于TR069的網管系統，可以在很大程度上減少用戶的配置/管理工作，提高設備的易用性和可管理性，便于家庭網絡中設備的快速部署和業務的迅速開展。

關鍵詞：TR069協議；用戶終端設備；自動配置服務器；家庭網絡管理

Abstract: For home networks， the complexity of Customer Premises Equipment (CPE) and the diversity of services have many requirements for terminal device management. TR069 is a CPE Wide Area Network (WAN) management protocol defined by the DSL Forum. It uses the client/server model of Hypertext Transfer Protocol (HTTP) for architecture design and makes full use of the mature Web technologies for reference. Therefore， it enables simple fulfillment and good scalability. TR069 defines the management parameters in accordance with the characteristics of terminal services. Deployment of TR069_based network management system may simplify network configuration and management at the user end. This improves usability and manageability of CPE， and accordingly enables fast deployment of home networking devices and prompt service development.

Key words: Protocol TR069; CPE; ACS; home network management

隨著寬帶接入在家庭的普及，IP語音(VoIP)、IPTV業務的迅速發展，越來越多的IP終端設備被引入到家庭網絡中，傳統的基于簡單網絡管理協議(SNMP)的網管在管理數目眾多的終端設備時已經變得越來越力不從心，如何有效地實施對家庭網絡設備的管理成為運營商不得不考慮的一個問題。

TR069是數字用戶線(DSL)論壇制訂的一個面向終端設備的網管協議，稱為用戶終端設備廣域網管理協議(CWMP)，DSL論壇的文檔編號為TR069。TR069定義了一套全新的網管體系結構，包括管理模型、交互接口及基本的管理參數。

1 TR069協議介紹

1.1 協議特性

在TR069定義的網管模型中管理服務器稱為自動配置服務器(ACS)，負責完成對用戶終端設備(CPE)的管理。ACS與CPE之間的接口稱為南向接口，ACS與運營商的其他網管系統、業務管理系統、計費系統之間的接口稱為北向接口，TR069協議主要定義南向接口的標準^[1]。

TR069協議是一個位于IP之上的應用層協議，這使得該協議的適用性很廣，對接入方式沒有限制。基于不對稱數字用戶線(ADSL)、以太網、無源光網絡(PON)等接入方式的CPE均可以使用此協議。基于TR069的網管架構如圖1所示。

TR069協議在設計上充分借鑒了Web技術的優點，傳輸基于傳輸控制協議(TCP)。ACS與CPE之間的交互采用超文本傳輸協議(HTTP)方式，其中ACS作為HTTP服務器，CPE作為客戶機。實際的管理操作通過基于可擴展標記語言描述的遠程過程調用(RPC)來完成，目前的版本中為CPE定義了9種基本RPC、6種可選RPC，為ACS定義了2種基本RPC、2種可選RPC。TR069協議分層結構如圖2所示。由于使用了很多Web中的成熟技術，TR069的實現相對簡單，對于終端產品來說，降低了開發、實現的難度。

為適應終端數量巨大、地址不固定的特性，TR069定義的交互流程中，管理交互都是由CPE發起，由CPE來“請求”ACS進行管理(如圖3所示)。當ACS希望啟動對CPE的管理時，協議定義了一個反向觸發機制：CPE建立維護一個用于偵聽的HTTP端口，這個端口信息在CPE初始連接時報給ACS，當ACS希望對CPE進行管理時，ACS向該端口建立傳輸控制協議(TCP)連接并發送空的端口(POST)報文，CPE收到該報文后隨即啟動正向的HTTP/HTTPS連接，請求自動配置服務器的管理。

1.2 基于TR069實現的網管功能

基于TR069實現的網管功能有：

(1)配置管理

TR069協議的配置管理由ACS控制發起，通過Get/SetParamerterValue RPC來完成對CPE參數的比較和設置，通過在ACS上配置管理策略，由CPE來主動請求管理，可以簡化設備配置的工作量。

(2)版本管理

在TR069協議中CPE可以主動請求版本/固件更新，也可由以ACS強制進行版本的升級。無論是哪種方式，版本控制的決策都由ACS來控制。基于此功能不僅僅可以實現傳統意義上的版本升級，同時還能與配置功能配合實現業務的動態下載控制，為運營商部署增值業務提供手段。

(3)性能監控

ACS可以通過使用GetPramerterVal RPC來實時查詢設備狀態，也可以通過上載(Upload)獲取設備的日志文件來分析CPE的歷史狀態信息。

(4)診斷

在TR069中沒有定義專門的診斷RPC，而是使用Set/GetParamterVal RPC的組合來實現診斷功能，通過設置操作設置診斷參數觸發診斷處理，通過獲取操作讀取設備診斷結果。

(5)告警

CPE主動發送事件報告來實現設備的實時告警。

1.3 TR069協議簇的其他規范

TR069協議不僅僅包括TR-069子協議，還包括其他一些的協議，構成了一個完整的網管協議簇。與之配套的TR-098協議和TR-104協議分別定義了CPE的數據業務的管理參數和VoIP業務的管理參數；WT-135協議用于定義機頂盒的管理參數，TR-111協議定義了在家庭內部設備上實施TR069網管的機制，WT-121協議則是各個廠家在實現和部署TR069過程中對協議的修訂。

2 TR069在家庭網絡中的應用

一個三重播放(Triple-play)的家庭網絡環境包括家庭網關、VoIP終端、IP機頂盒(STB)等設備(如圖4所示)。

家庭網關使用ADSL接入，使用4條永久虛連接(PVC)分別提供語音、數據、IPTV業務，內部通過模擬電話線、以太網、無線局域網(WLAN)分別連接普通電話(POTS)機、IP電話機、PC機、IP STB等家庭內部設備。網關作為整個家庭網絡的核心負責提供地址管理、網絡地址轉換(NAT)、數據轉發、服務質量(QoS)、安全等服務。

組網中涉及到的設備眾多，無論對于運營商還是用戶來說配置和管理都是異常繁瑣的事情，使用基于TR069的網管可以大大簡化維護/管理工作。

由于TR069是基于IP的網管協議，要使家庭網絡納入到網管系統成為可管理的網元，首先必須完成IP層的用戶認證、接入，在此基礎上完成各網元到網管系統的注冊。在目前終端的部署流程上有幾個關鍵的步驟：

(1)設備初始配置

設備在發放給用戶前，在運營商處要進行預處理，配置一些基本參數，用于將設備連接到網絡。由于網關所處的位置比較關鍵，需要配置的參數相對多一些，主要包括廣域網(WAN)側連接信息和ACS連接信息，STB等位于LAN側的設備基本可以不進行預配置。

(2)家庭網絡的初始化

由于網關是家庭網絡連接Internet的出口，家庭網絡的初始化首先從網關開始。網關首先通過預配置設備內部的基本參數(如PVC、用戶名、密碼)建立一條Internet連接，獲取基本網絡參數(如IP地址、域名服務器地址等信息)。對組網來說就是在用于數據業務的PVC上建立一條Internet連接。其后網關使用預存的統一資源定位(URL)信息連接到ACS，ACS通過TR069從網關獲取用戶信息，利用北向接口從業務系統獲取用戶的業務參數，并使用TR069完成對網關的配置(設置用于IPTV、VoIP的網絡連接，路由信息，VoIP參數，QoS策略，安全策略等參數)。在網關完成初始化的基礎上再進一步進行家庭內部設備的初始化。為了讓ACS對家庭內部設備進行統一管理，網關和內部設備需要使用TR-111協議定義的交互機制。網關通過動態主機配置協議(DHCP)將ACS地址通知給內部設備，內部設備使用數據報協議通過網絡地址轉換簡單穿越(STUN)機制在網關上建立一個與ACS交互的端口映射，這樣ACS就可以透過網關對內部設備進行配置(設置機頂盒的編解碼特性、電子節目指南(EPG)地址等^[2])。通過以上過程，整個家庭網絡的初始處理完成，用戶申請的各項業務就可以正常使用了。

(3)日常管理

在圖4的網絡中，由于ACS可以直接管理到家庭網關及其下的設備，所有的參數配置、設備診斷、告警、版本升級都可以通過TR069來進行處理，真正實現了家庭網絡的統一管理。

3 結束語

隨著三重播放業務的大規模開展，家庭網絡設備的管理越來越復雜，如何滿足對用戶的“零配置”要求，減少維護管理工作是運營商普遍關注的問題。TR069的部署可以在很大程度上減少運維成本，所以自從2004年5月DSL論壇推出該協議以來，各大運營商紛紛部署基于TR069的終端管理系統。從協議目前的發展情況來看，TR-069仍然處于一個不斷完善的過程中，在業務參數模型上還需要加入對更多的終端業務和特性的支持，在協議互通上還需要對協議個別流程進行修訂和細化。

4 參考文獻

[1] CPE WAN management protocol[R]. TR-069. Builder， UK: Jungo Software Technologies Co. 2004.

[2] Applying TR-069 to remote management of home networking device[R]. TR-111. Builder， UK: Jungo Software Technologies Co. 2004.

收稿日期：2006-05-26

作 者 簡 介

唐珂，西安電子科技大學畢業。中興通訊股份有限公司網絡事業部多媒體終端產品線主任工程師，曾主持VoIP、路由器、家庭網關終端等多項產品研發項目，主要研究方向為家庭網絡。

王民，北京理工大學畢業。中興通訊股份有限公司網絡事業部多媒體終端產品線主任工程師，曾主持ATM、DSLAM、家庭網關終端等多項產品研發項目，主要研究領域為家庭網絡、IPTV等。