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1、 1迈克 HFC 网络设备管理系统方案(NMS构造电信网可靠性水平的 HFC 网络系统 迈克 HFC 网络设备管理系统方案(NMS)1 HFC 网络管理综述1.1 背景在世界范围内，信息高速公路建设迅速发展。而 HFC 网络作为一种宽带接入网络，越来越显示出其特有的优势：极宽的传输频带、丰富的频率资源、方便的接入手段和相对较低的技术改造费用。因此，近几年全世界 HFC 网络都在快速发展，网络规模越来越大，传输设备越来越多，网络构造也越来越复杂。任何一个 HFC 网络中都使用了来自于不同制造厂商的多种设备和器材，不管性能多么优异的设备在其使用过程中总会发生性能的变化甚至失效。随着网络规模的扩大和
2、设备数量的增加，系统的可靠性会逐步降低。研究表明，一个普通的中等规模的 HFC 网络，假如在一年内平均出现重大的故障达数十次的话，由此而产生的中断信号时间可长达数十小时。这对于 HFC 网络营运者来说，几乎就是一个灾难。在这种情况下，如何及早发现并排除潜在的故障隐患，有效地管理好网络，是网络设备提供者和网络服务营运者都关心的问题。事实证明，管理好一个网络与建设好一个网络是同等重要的。然而，目前 HFC 网络的可靠性还远远不能满足综合信息传输的要求。要提高 HFC 网络的可靠性，只有对它实施有效的监控，因此，一种可靠性高、兼容性好、功能强大和可升级的 HFC 网络设备管理系统，对广大 HFC 网
3、络运营者来说就十分重要了。1.2 HFC 网络管理的目标为了改善系统的可靠性，必须在设备运行中对设备工作状态进行监测、记录、统计、分析和控制。HFC 网络设备管理系统，就是用来给网络管理人员提供关于网络运行状况的信息，提高对网络性能的预测，对设备参数变化而引起网络性能的下降起到预报的作用，同时对性能下降或损坏的设备进行定位，为维护或更换新备件或新设备带来极大的便利。因此，HFC 网络管理系统的应用，可以随时掌握网络中各种设备的运行状态，对处于临界状态的设备，实施预先维护，这样就可以大大减少网络故障的发生，消除或缩短网络信号的中断。有线电视业者迫切需要功能完善、安全可靠、使用方便灵活的网络管理系
4、统来加强和提高对 HFC 网络的管理能力，最大限度地提高 HFC 网络的可靠性，降低网络的运营和维护成本。随着综合信息网络建设的发展，设备制造商和 HFC 网络运营者都认识到早期那种自成体系的、独立的、互不兼容的网络管理系统不可能满足先进的网络管理需求，也难以真正实施对 HFC 网络设备的有效管理，更不可能从本质上提高网络的可靠性。因此，为了从根本上提高 HFC 网络的可靠性，HFC 网络需要开放式的网络管理设备和系统。 21.3 HFC 网络管理的内容1.3.1 广义网络管理的范围与层次国际标准化组织（ISO）定义的网络管理应具备五大管理功能：故障管理：为网络运营者提供网络设备的运行状态和快
5、速发现并修复故障的诊察手段。配置管理：用于监控网络所配置的数据，生成、查询和修改软/硬件运行参数和条件，保证系统正常运行。性能管理：通过收集网络中各种资源的使用情况和统计数据，来分析网络的运行情况。主要完成性能数据收集、脱机处理和联机处理工作。安全管理：提供某种安全策略，实现对受管资源的访问。记账管理：监视和记录用户使用网络资源的数量和时间，调整网络资源的配额，并进行计费等。1.3.2 网络管理体系结构：自下而上分为五个层次网元层（Network Element Layer）：网络设备具有数据接口或插入式数据应答模块，提供设备的状态参数和性能指标，实现与前端网管设备的通信，并接受网管系统的控制
6、、调整指令，实施对设备的控制和调整。网元管理层（Element Management Layer）：由网元管理软件 EMS 支持，建立于安装在设备中的应答器通信，收集并处理网络各种设备的状态和参数信息，对网络设备进行综合评价。网络管理层（Network Management Layer）：在软件的支持下。收集来自各 EMS 的信息，对域内的各种设备状态和参数显示并控制，对网络实施综合评价，并可支持对物理网络的规划、设计，向高层提供信息。业务管理层（Service Management Layer）：作为网络管理层和商务管理层之间的接口，收集并处理来自网络管理层的信息，接收并处理来自商务管理层的
7、信息。用户的请求和报告、施工维修和车辆运行资料等数据处理和向有关人员发出指令均是此层的功能。商务管理层（Business Management Layer）：是基于数据库技术和决策支持系统 DSS 的网控和网管的最高层，通过提供背景资料、协助明确问题、进行比较分析、列举可能方案、实现人机交互等方式，全面支持高层管理人员的研究和决策，提高工作效率。1.3.3 HFC 网络管理功能根据目前我国 HFC 网络的实际状况和运营需求，我们现在谈论的“HFC 网络管理”在功能范围上包括分配网络设备的故障、性能、配置以及部分安全管理内容，通俗的说法就是“设备管理”，不包含用户计费管理。在层次上设计底二层（网
8、元层、网元管理层）。同时也考虑为更高层次（网络管理层 NMS 及以上层）网管系统提供标准化的接口，比如 SNMP 接口。 32 迈克 HFC 网络管理系统概述HFC 网络设备管理系统实现 HFC 网络设备或功能单元的在线监控与管理；完成网络设备或功能单元运行状态的监测和运行参数的调整。HFC 网络设备管理系统由设备管理器、前端控制器、应答器组成。HFC 网络设备管理系统是基于 SNMP 的开放式管理系统，SNMP 管理器软件运行于 IP 局域网城域网上的计算机管理系统（即设备管理器）中，HFC 网络设备的 SNMP 代理由应答器承担。2.1 总体架构整个 HFC 网管系统主要有三个部分组成：2
9、.1.1 管理计算机一个基于标准 C/S 或 B/S 架构的系统。一般包括网管服务器、数据库服务器和若干台客户机，它们之间通过 IP 数据网络（局域网、城域网或 Internet）互联。网管服务器是网管系统的数据调度处理中心，数据库服务器存放网管系统的所有数据信息，它们一般安装在总前端，二者也可以安装在总前端、分前端或 IP 网络中任意位置。计算机装有管理软件通过前端控制器与应答器进行通讯即实现设备的检测和管理。2.1.2 前端控制器简称 HE。安装于前端或分前端，用于实现与 HFC 网络设备管理系统中 I 类应答器进行数据通讯的一种设备或数种设备的组合，主要包括数据调制解调单元、数据收发单元
10、、数据处理单元，以及与计算机管理系统的接口单元。在通信模型上是一个连接 IP 网络和 HFC 网络的完全透明的网关设备，它位于系统的总前端和每个分前端，它向上提供基于 IP 的以太网接口，向下提供射频接口，起到两种标准通信协议（SNMP/IP/ 以太网和 SNMP/HMS MAC/RF）的转换功能。前端机房设备的管理因为各厂家设备都采用了非标准非公开的自定义协议，因此需要通过协议转换来纳入管理范围。前端控制器提供可选的RS485 或 RS232 接口，起到连接前端本地设备的作用。前端控制器作为网管系统的核心设备，本身也需要进行管理。比如应答器地址映射表（IP 地址与 MAC 地址的映射关系）配
11、置、SNMP 参数设置、物理层跳频设置等。前端控制器提供一个可以选责的本机管理配置操作界面供用户直接进行操作。标准以太网接口（RJ45），通过 B 平台的数据网络与网管计算机相连。RS485 接口：通过 RS485 总线连接前端设备。RS232 接口：通过串行通信电缆连接前端设备。2.1.3 应答器 4简称 NE。应答器安装在设备端，收集被监控设备的各种物理参数和状态的信息，并且对设备进行控制。向上与前端控制器进行通信。不同类型的设备类型需要配备不同的应答器（包括硬件和软件）。应答器按安装方式分类可分为内置式和外置式内置式应答器此类应答器是被管理网络设备内的一个功能单元。它依赖于被管理设备而存
12、在，因此无法独立工作。嵌入内置式应答器后，被管理设备应满足本标准的接口和功能要求。外置式应答器此类应答器的接口独立于被管理的网络设备。按协议类型分类 I 类应答器 II 类应答器 III 类应答器：I 类应答器具有标准的 RF 接口，与 HE 进行数据交换，通过射频信道实现基于 SNMP V1.0 协议的数据通讯。II 类应答器II 类应答器的物理层应符合 ISO/IEC 8802-3 规定的 10BASE-T 或 100BASE-T 规范，在UDP/IP 协议栈上实现 SNMP v1.0 协议。III 类应答器III 类应答器的物理层应符合 ISO/IEC 8802-3 规定的 100BAS
13、E-FX 规范，在 UDP/IP 协议栈上实现 SNMP v1.0 协议。2.2 系统功能描述HFC 网络设备管理系统的前端控制器是设备管理器与 I 类应答器之间的通信网关，它完成设备管理器与应答器之间的协议转换，并实现数据接收和发送、数据调制解调等功能。HFC 网络设备管理系统的应答器是基于 SNMP 协议的 HFC 网络设备的管理代理，它完成设备运行数据的采集、处理并执行设备管理系统的控制指令，实现数据接收和发送、数据调制解调等功能。网管系统组成： 5HFC 网络设备管理系统组成图点击此处查看全部新闻图片前端控制器与 I 类应答器的通讯结构：HE 和 I 类应答器部分的通讯示意图点击此处查
14、看全部新闻图片前端控制器与 II/III 类应答器的通讯结构：设备控制器和 II/III 类应答器的通讯示意图2.3、前端机房设备的管理前端机房设备主要包括光发射机和光接收机光放大器、电源等。根据设备制造厂商的不同，可以采用不同的整合策略纳入到迈克网管系统中来。 6支持 SCTE 标准的前端设备：可以通过 RS485 总线与前端管理机的 RS485 接口连接。支持 SNMP 和以太网接口的前端设备：可以通过以太网口直接与本地或远程网管计算机连接，不需要通过前端控制器。采用厂商自定义协议的前端设备：通常为 RS232 或 RS485 接口，此时需要厂商提供自定义协议的详细文本，可在此基础上进行整合。在前端管理机种增加一个专用代理软件模块，将设备与前端管理机的 RS232 或 RS485 接口相连即可。一个由 MIC 网管系统构成的 HFC 网络的拓扑图点击此处查看全部新闻图片2.4 开放式的系统协议模型迈克 HFC 网管系统完全采用了符合 SCTE HMS 标准的开放性通信协议。 2.4.1 系统协议物理层（P
