融合C-DOCSIS體系的綜合網管設計與實現

徐 冉，陳海彬，張 治

（廣州珠江數碼集團有限公司，廣東 廣州 510010）

融合C-DOCSIS體系的綜合網管設計與實現

徐 冉，陳海彬，張 治

（廣州珠江數碼集團有限公司，廣東 廣州 510010）

隨著C-DOCSIS技術逐步在廣電雙向網絡改造中的應用，在原有綜合網管平臺上搭建出運營級的C-DOCSIS網管體系尤為重要。通過分析C-DOCSIS技術組網方案，在結合原有DOCSIS網絡管理架構的基礎上，提出相互融合的綜合網管搭建體系，明確在新融合網管系統中分層結構和功能描述，重點介紹C-DOCSIS配置管理、告警管理、診斷查詢等特色部分，分享項目實施經驗。

DOCSIS；C-DOCSIS；CMC；綜合網管

隨著《“寬帶中國”戰略及實施方案》的頒布和逐步實施，各大電信運營商開始了全方位的雙向網絡改造及寬帶覆蓋，用高帶寬和優質服務來占領市場。廣州的三大運營商今年計劃通過FTTH覆蓋400萬用戶，通過全網寬帶提速來逐步實現50 Mbit/s入戶。廣州珠江數碼集團有限公司在發展互動電視的基礎上，把2014年定義為“寬帶年”，在年中實現了全網寬帶提速至6 Mbit/s，并逐步全網向12 Mbit/s升級，對于個別高檔社區提供100 Mbit/s入戶。

對于一個普通用戶家庭，雙向視頻業務帶寬需求為10 Mbit/s，上網帶寬12 Mbit/s，綜合考慮滲透率、并發率及戶內多終端共存等多種因素，戶均帶寬需求在網絡設計上要達到30 Mbit/s，才能初步具備市場競爭優勢并滿足用戶需求。用戶在對高帶寬需求的同時，對于點播高清視頻、在線游戲、網絡視頻等多業務QoS保障的需求也在逐步提升。面對網絡升級提速的市場壓力，結合網絡現狀，考慮未來網絡發展，珠江數碼從2013年開始了新一輪的網絡優化，在原有DOCSIS技術體系上引入了C-DOCSIS技術，在雙向業務發展潛力不大的區域采用原有CMTS設備實現廣覆蓋，將雙向業務高滲透區域統一改造為C-DOCSIS技術接入[1-3]。

C-DOCSIS技術及其產品憑借其高帶寬接入、機房空間占用低、網絡安裝改造便捷、兼容現有Cable Modem終端、價位相對較低等優點，在珠江數碼網絡中實現了快速覆蓋，至今已安裝了2 000多臺CMC。珠江數碼有著15年的CMTS網絡運營經驗，已經搭建好了一套基于CMTS的綜合網絡管理平臺，不僅實現了多廠家、多品牌的CMTS統一管理，也實現了CMTS的上游城域網設備及下游終端的管理。而剛剛起步的C-DOCSIS各廠家自供網管側重點不同，且不方便全網CM的查詢。珠江數碼在測試C-DOCSIS技術時就已在考慮建立C-DOCSIS統一網管。在現有基于CMTS的綜合網管的基礎上，將C-DOCSIS統一網管融合進去，實現全網設備的統一平臺管理和監控。

1 C-DOCSIS網絡構建

1.1 C-DOCSIS組網方案選擇

珠江數碼采用OLT+CMC的組網模式，CMC內置ONU和射頻接收放大模塊，實現CATV信號與DOCSIS協議封裝數據信號的混頻輸出，如圖1所示。相對于原有的CMTS架構體系，OLT的3層路由功能如何實現，有兩個方案可供使用。

圖1 C-DOCSIS系統結構組網圖

A方案：OLT工作在OSI參考模型的第三層（網絡層），具備傳統CMTS的路由功能以及數據匯聚功能，OLT支持傳統的如IS-IS、RIP、OSPF、IGMP等基本路由協議，為完成多用戶數據的匯聚，OLT需要滿足接入網的APR表和MAC地址表的處理能力，并且支持IPv4/IPv6、DHCP Relay等功能。該方案通過OLT來實現原有CMTS三層功能和CMC實現DOCSIS RFI功能，不對現有廣電運營商核心網架構調整，實現傳統CMTS設備平滑遷移。

B方案：OLT工作在OSI參考模型的第二層（數據鏈路層），主要負責數據的可靠傳遞，包括流控、尋址、數據重發等功能，但需要增加三層交換機來實現原有CMTS系統的三層路由轉發功能。OLT的網關建立在路由器或交換機上，三層設備需要支持傳統的路由協議，包括OSPF、IS-IS、BGP、IPv4/ v6等。當單臺、特別是多臺OLT匯聚到同一臺三層設備時，三層設備需具備接入網的ARP表和MAC地址表處理能力。為了保證網絡安全以及三層交換機與路由器通用性，OLT可作為CMC Controller，DHCP Relay功能在OLT上實現。

1.2 靈活部署OLT的二層與三層路由功能

當OLT性能較弱，某些區域主干光纖資源較缺乏且業務需求量較高，需將OLT下移至本地機房或野外地箱時。建議使用二層模式，將業務分離和路由轉發交由三層匯聚交換機負責。OLT上聯鏈路啟用鏈路動態匯聚協議，只要有一條上聯鏈路未中斷，即可保證業務的正常使用。

OLT支持三層模式且部署在分前端內的，盡量使用三層模式。根據不同的業務劃分不同的VPN與城域網設備互聯，將不同的業務隔離開來，并且在網絡中減少了匯聚交換機單點設備，提升網絡的安全性。

1.3 C-DOCSIS應用情況

從2012年底開始，珠江數碼開始大規模使用C-DOCSIS技術，并在探索中明確安裝模型。OLT一般安裝在分前端機房，CMC覆蓋規模控制在400戶以內。對于覆蓋用戶較多且光纖資源不足的光機，在光機處安裝光分路器，將網絡分拆成多個CMC。在大型社區中，明確設立本地接入機房或野外綜合地箱，把OLT、EDFA等設備下放至小區，提升骨干光纖網絡的利用率。

對于廣電網絡，C-DOCSIS技術的引入，增加新的運維體系，基于C-DOCSIS技術下的三層交換機、OLT、ONU、CMC和CM需要實現端到端的管理，綜合網管已成為目前業務發展中亟待解決的問題。

2 融合C-DOCSIS技術廣電綜合網管搭建體系

目前珠江數碼已在使用一套融合多技術體系的網管監控平臺，對于新使用的C-DOCSIS技術，首先要明確其在綜合網管中的定位，構建合理的融合系統架構。

2.1 系統架構

綜合網絡管理系統分層結構如下，該分層結構描述系統在總體網絡中的功能模塊及接口實現，如表1和圖2所示。

表1 管理系統組成及功能范圍

2.2 采集功能

C-DOCSIS設備的采集與DOCSIS設備采集的主要區別在于增加了PON網絡的一些節點信息，比如說OLT的PON口光功率、流量，CMC的ONU口的光功率、流量等。表2列舉了對于C-DOCSIS設備要采集的一些主要信息。

2.3 EMS拓撲功能

使用網管構造管理CMC和OLT的拓撲結構，將實際網絡中的設備轉化為可視化的圖標，以表格形式顯示所管理的OLT及其下帶的CMC，將CMC與OLT的對應關系表現出來。并且能根據需求進行配置和管理等功能。通過不同的顏色標出告警狀態、設備狀態，準確地區分網絡中設備的運行狀態。EMS支持基于CMC查詢所接入的CM信息，支持基于CM的MAC地址查詢CM、CMC和OLT的連接關系。

圖2 綜合網絡管理系統分層結構圖

表2 C-DOCSIS設備主要采集信息

2.4 告警功能

EMS系統對OLT和CMC采集后，對采集回來的數據做相關處理。及時將一些對用戶感受有影響的指標生成閾值和波動告警，方便快速地解決故障。并且增加了syslog和snmp trap告警，發現設備的異常情況及時予以解決。告警信息可迅速定位故障，告警包含的信息如表3所示。

表3 告警包含的信息

2.5 報表分析功能

通過EMS采集設備返回的信息，用戶可自定義、個性化地生成各類報表。支持周期性自動生成定制的報表。可基于上下行端口或MAC域的流量、信噪比、注冊用戶數以及以太網接口利用率等指標生成匯總性報表，匯總性報表可按不同指標取值范圍進行匯總統計，同時提供明細報表。為故障處理、網絡優化提供數據支撐。并可根據多種數據對上行端口和光節點進行質量分析，通知運維人員及時處理。

2.6 EMS配置管理功能

隨著網絡中OLT和CMC數量的增加，由于CMC都為自動獲取默認的下發配置，當需要更改配置時（比如調整下行頻點），人手通過命令行更改耗時較多且麻煩。EMS系統實現了批量配置功能，可對全部或指定的多個小C進行配置修改。當需要升級OLT/CMC軟件版本時，也可通過EMS系統進行批量加載，提高升級效率。升級時根據規劃確定升級前的版本、升級后的版本，在網管上配置自動升級策略或者手動選擇特定的設備進行升級。EMS系統還實現了OLT配置文件的自動備份功能。通過以上功能，減少人為操作，避免錯漏的發生。

3 綜合網管的融合效果及主要實現功能

融合C-DOCSIS技術體系的綜合網管，完成了各廠家多類型的網絡設備統一管理，結合運維架構分配多級管理權限，融合原有DOCSIS網管數據，實現統一的信息查詢、多設備管理、全程監控網絡，快速故障定位及遠程故障處理等功能。

3.1 C-DOCSIS-PON口信息

EMS能夠創建、修改、刪除、查詢網元的配置。OLT的PON口信息匯總，包括PON口光發、光收、輸入、輸出數據；PON口的光發、光收數據直接影響到CMC的穩定性；輸入、輸出數據體現出了CMC業務數據的大小，如圖3所示。

3.2 CMC用戶數統計數據

快速地獲取CMC下的CM數量，詳細顯示在線數、注冊數和下線數等數據，并實現和CMTS下CM數據匯總及快速故障影響統計，如圖4所示。

圖3 C-DOCSIS-PON口信息（截圖）

圖4 用戶數統計數據（截圖）

3.3 CMC相關告警配置

根據告警的類型和級別，采用自定義的聲音和顏色進行顯示和區分；網絡中管理節點和告警數較多，可以通過網管進行告警的分析過濾，收斂處理只關注關鍵告警，如圖5所示。

圖5 告警配置（截圖）

3.4 多樣化的圖形界面

綜合網管能對特定的OLT或CMC等網元或端口特定的性能參數進行監測，性能數據的采集周期包括5 min、15 min、24 h、7 d等。實現歷史數據采集和分析功能，統計結果以圖表結合展現，支持外部文件且輸出，如圖6所示。

4 小結

為滿足寬帶數據業務的迅猛發展，應對FTTH網絡競爭，廣電網絡的雙向深度改造勢在必行，C-DOCSIS技術憑借其高帶寬接入、安裝運維便捷和較高的性價比已成網改方案首選之一。融合C-DOCSIS技術的綜合網管，完善了配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等功能，為廣電網絡運營穩定提供更加可靠的技術支持。

圖6 采樣示例圖（截圖）

[1] 徐江山.C-DOCSIS寬帶接入技術系統架構分析[J].廣播電視技術，2013（12）：20-25.

[2]占億民.基于BPMN的廣電綜合運維職稱系統設計與實現[J].有線電視技術，2014（2）：76-80.

[3]余自強.基于DOCSIS3.0的雙向HTC網絡規劃方案[J].電視技術，2011，35（14）：35-38.

責任編輯：許 盈

Integrated Network Management System Design and Implementation of C-DOCSIS

XU Ran，CHEN Haibin，ZHANG Zhi
（Guangzhou Digital Media Group Co.,Ltd.,Guangzhou 510010,China）

With theC-DOCSIS technologygraduallyapplied in network transformation,buildingtheC-DOCSIS network management system is particularly important in the original network management platform.The C-DOCSIS technology networking solutions is introduced,to build an integrated network management system,to clear system hierarchy,and introduces share implementation experience.

DOCSIS；C-DOCSIS；CMC；integrated network management

TN943；TN915

B

10.16280/j.videoe.2015.08.025

204-12-23

【本文獻信息】徐冉，陳海彬，張治.融合C-DOCSIS體系的綜合網管設計與實現[J].電視技術，2015，39（8）.