有線電視HFC網絡統一管理的可行性

文丨許飛 王艷

(昆山市信息港網絡科技有限責任公司，江蘇昆山 215301)

隨著技術的發展，特別是電視由模擬向數字轉移及網絡雙向改造之后，有線電視HFC網絡有了較快發展，網絡復雜度和維護工作量都較以前有了顯著增加。為了保證網絡有良好的性能，必須使用網絡管理系統，監測網絡性能，監視和管理故障。但是，由于歷史的原因，現有的網絡管理系統存在著很多不足，不同的設備廠商擁有各自分割的網管系統，有些廠商發展自己專用的協議。這些情況致使網絡協議不兼容，管理信息分離，不能更好的共享管理資源，缺乏對整個網絡的統一管理，從技術方面看，管理內容龐雜、操作界面多種多樣，從管理方面看，不同的網管系統需要更多的人員學習、維護，浪費人力，同時隨著網絡的復雜度增加，分散管理，不容易進行問題定位和對網絡的優化。

1 網管應答器

針對HFC網絡這種現狀，各種解決方案層出不窮，目前來看，網絡設備網管應答器搭配統一網管軟件是比較可行的一種管理手段。網管應答器是安裝在室外的光傳輸設備、放大器和供電器中，作為網管系統的終端，網管應答器的主要功能依據既定的通信協議層次解析前端的指令并響應。另一方面，應答器完成對被管設備的參數和狀態的采集和監控，隨時將設備的工作狀態通過網絡傳到前端，從而實現遠程監控，管理。從網絡條件及使用場合來看，網管應答器主要有以下三類：①應答器：同軸電纜； ②應答器：五類線； ③應答器：光纖。

1.1 ①應答器 具有標準規定的RF接口，可與前端控制器進行數據交換，通過 RF 信道實現基于SNMPv1.0 協議的數據通訊。

1.2 ②/③類應答器 ②應答器應符合ISO/IEC 8802-3 規定的10/100BASE-T 規范，在UDP/IP 協議棧上實現SNMP v1.0 協議。③應答器應符合ISO/IEC 8802-3 規定的100BASE-FX規范，在UDP/IP 協議棧上實現SNMP v1.0 協議。②/③ 類應答器不需要前端控制器，設備管理器可直接訪問。

圖1是一個典型的HFC網絡設備管理系統的結構。

圖1 典型的HFC網絡設備管理系統結構圖

2 SCTE HMS標準

網管應答器為HFC網絡設備實現統一管理提供了條件，但只是一個必要條件。由于HFC網絡設備生產廠家眾多，設備種類多，從運營商角度看，同一個網絡內，幾家產品共存的現象十分普遍。因此，要實現設備統一管理，網管應答器與統一網管系統之間的協議也必須規范化。如果應答器的協議不規范，就無法接入開放式的統一網管系統，也就無法對被管設備進行有效的監控管理。

SCTE（Society of Cable Telecommunications Engineers，美國有線電視工程師協會）下屬的工作組織HMS（Hybrid Management Sub-Layer Subcommitte）經過多年的工作，推出了應用于HFC網絡管理的一整套開放式標準，它為設計具有開放性、兼容性的應答器和網絡管理系統提供了依據。

HMS標準的內容涉及了應答器設計的全套方案。主要定義了應答器設計的物理層規范和媒體訪問控制（MAC）層規范，引入了數據網絡管理中的SNMP協議作為應用報文層規范。HMS標準中還包含一系列的MIB文本的定義，以描述HFC網絡中的傳輸設備的管理信息，為網絡統一管理系統的設計開發提供了充分的條件。

2.1 HMS的物理層規范 HMS物理層規范描述中心前端控制器與被管理的室外設備的應答器接口通過HFC網絡通信的物理層協議。HMS物理層規范列舉了各個地區的頻譜劃分；指定了傳輸電平和精度；定義了數據通信方式和傳輸的比特流和字節流；指明了采用單一獨立的上、下行RF通道；詳細規定了上、下行RF通道的一系列物理特性和數據調制的技術細節，其中特別允許RF通道的通信載波可跳頻、載波發送功率可自動控制，提高了通信物理層的可靠性。

2.2 HMS的MAC層規范 HMS的MAC層規范描述中心前端控制器與被管理的室外設備的應答器在數據鏈路層所執行的信息交流與協議，圍繞如何在MAC層可靠的傳輸數據包進行了詳細的闡述。MAC層規范對MAC包傳送的字節發送格式和次序、位發送順序、上下行數據包發送的時間限制進行了約定；制定了MAC數據包傳輸采用的數據結構；MAC層規范規定接入網管系統的應答器的地址具有唯一性，通過引入順序號保證數據包傳輸的連續性、防止數據包重復傳輸或丟失，采用了CRC校驗以保證數據傳輸的可靠性；通過協議控制字段以確定Payload傳輸的協議類型，它很好地實現了與更高層協議的接口，例如SNMP是最直接的引用。MAC層規范的制定可保障被管理的室外設備的應答器與中心的前端控制器之間通訊可靠且有效。

2.3 HMS的MIB文本 HMS定義了眾多的MIB文本以實現對傳輸設備的管理，其中HMS Root-MIB和HMS Tree-MIB定義了其它眾多MIB在ISO的MIB樹中的位置。HMS-COMMON-MIB定義了與應答器相關的通用管理信息，包含應答器本身的相關信息、應答器MAC層的管理信息和應答器的射頻特性參數信息等；HMS-ALARM-MIB定義了具有報警功能的模擬、離散參數報警信息的編碼格式；HMS-PROPERTY-MIB定義了對具有報警功能的模擬、離散參量的管理、維護的一組信息；此外，針對HFC網絡多種類型的傳輸設備，HMS分別定義了相對應的管理信息庫MIB，比如HMS-FIBERNODE-MIB定義了室外光節點設備的相關管理信息；HMS-PSMIB定義了電源設備的相關管理信息。MIB文本包含了被管理設備的所有的管理信息，為應答器的設計提供了有效的依據。

3 SNMPv1協議

SNMP協議是TCP/IP協議簇的一個應用層協議，它是隨著TCP/IP的發展而發展起來的。其初版SNMPv1公布于1990年（RFC1157）。SNMP作為一種網絡管理協議，它使網絡設備彼此之間可以交換管理信息，使網絡管理員能夠管理網絡的性能，定位和解決網絡故障，進行網絡規劃。在HFC網絡設備統一管理系統中，SNMPv1協議是應答器與網管系統交換信息的橋梁。

4 結束語

有線電視HFC網絡目前的相對混亂的狀態如不能盡快得到改善，將嚴重影響HFC網絡的發展，甚至影響整個行業在三網融合大背景下的地位。SCTE HMS的提出使實現HFC網絡設備統一管理成為可能，網管應答器又成為統一管理系統的關鍵，這兩個關鍵問題的解決，使得困擾有視電視行業多年的HFC網絡實現統一管理指日可待，希望有志于這方面開發的公司更多關注投入這一市場，使相關商用軟件能盡早投入使用。

[1]鄭燕. 網絡管理實現統一的方法.軟件導刊,2009(05):157-158.

[2]熊承國，尹冠民. 下一代廣播電視網絡接入網絡新技術. 中央廣播電視大學出版社.2010（3）：45-78.