光纖同軸電纜混合網(hybrid fiber coaxial, HFC)是一種以模擬頻分復用技術為基礎，綜合應用模擬和數字傳輸技術、光纖和同軸電纜技術、射頻技術以及高度分布式智能技術的寬帶接入網絡，是CATV和電話網結合的產物，也是將光纖逐漸推向用戶(FTTH)的一種新的經濟的演進策略，這種方式兼顧了寬帶業務和建立網絡的低成本，目前已經在國內外廣泛應用。

HFC的傳輸鏈路主干線是光纖，接入部分是同軸電纜，是一種多傳輸介質、數字和模擬信號共存的復雜網絡，說明對HFC網絡的管理要比傳統的計算機網絡或電信網絡的管理更為復雜。由于HFC網絡發展的歷史原因和繼承性，使得HFC網絡管理存在許多弊病，已經不適應現代寬帶接入網發展的要求，特別是HFC接入網處于多系統運營商(multiple systems operator, MSO)的管理之下，其兼容性和互操作性是一個很大的問題，急需完善、可靠、經濟的HFC網絡管理系統，最終實現對HFC網絡的全面管理，如失效管理、配置管理、安全管理、性能管理和計費管理等。當前，對HFC網絡的管理基本集中在網絡維護的網元管理層，對更高層(網絡層、業務層、企業級)的管理，尤其是對接入網的高層管理還是一個有待發展的課題。在物理層，HFC網絡管理功能包括差錯檢測、噪聲系數、放大器增益、信號電平和電源電壓；在數據層(數據鏈路層及以上)，HFC網絡管理功能包括對網絡及其組件的配置管理、故障管理和性能管理。本文進一步探討了SNMP在HFC網絡管理中的應用，提出一種經濟的解決方案，實現對HFC網絡中每一個設備的本地管理和遠程管理，最終實現對HFC網絡的全面管理。

HFC網絡的拓撲結構及網管
HFC的網絡的拓撲結構如圖1所示，每一個HFC子網主要包括下行收發光端機、上行收發光端機、戶外光工作站(包括上行光發射機、下行光接收機、調制解調器、網管模塊)和調制解調器。前端信號經下行收發光端機送向用戶端，用戶端反向信號經上行收發光端機送向中心前端。傳輸平臺的工作狀態由網管系統進行監控和管理，前端設備和網管主機代理的數據傳輸用雙絞線，用戶端設備和網管主機之間需經過上下行調制解調器和光纖傳輸系統來實現指令和狀態數據的雙向傳輸。
HFC子網管理系統包括收發光端機專用監控模塊，研制的HFC雙向傳輸系統網管委托代理軟件，該系統通過RS232/RS485串行接口進行通信，上下行光端機通過調制解調器使各個光端機與網管委托代理連接起來，可實現對256個(可任意擴展)網絡設備的管理，并通過中文菜單等友好的人機界面進行控制、參數設定、報警等多項功能，并對網絡故障進行定位(發現異常/找原因/修復問題)，能增強網絡可靠性，從而提高網絡的效率。

圖1 HFC網絡和基于SNMP的網絡管理平臺
在HFC子網的基礎上，通過簡單網絡管理協議(SNMP)，由網絡管理工作站通過IP網絡將所有的委托代理服務器連接起來，實現對HFC城域網或廣域網的管理，解決網絡中多種設備、多運營缺乏管理的局面，主要實現了以下網管功能：

1) 系統配置：添加、刪除光端機(發射機、光接收機和戶外工作站)和傳輸鏈路，并建立HFC網絡拓撲結構；
2) 失效管理：查詢光端機工作狀態，修改光端機D/A輸出參數，修改光端機報警限，查詢報警限功能，報警功能和數據輸出產生報表；
3) 安全管理：建立軟件的安全權限，防止系統失控。
2 基于SNMP的HFC網絡網管平臺設計
圖2給出了SNMP的HFC網絡管理的平臺模型，它是對圖1的抽象和簡化，由網絡管理工作站通過INTERNET基礎網絡，對所有的委托代理進行控制管理，實現HFC子網的分散管理和整個HFC網絡管理的統一，既兼顧了HFC網絡的特點，又體現了SNMP靈活方便、經濟使用的特色。
2.1 簡單網絡管理協議
1) 管理節點：運行SNMP管理進程[5]，即SNMP代理(agent)，每個代理維護一個本地數據庫，庫中存放其狀態、歷史并影響其運行；
2) 管理站：一臺運行特殊管理軟件的計算機，包括一個或多個進程，在網絡上與代理通信、發送命令及接受應答，管理站一般具有圖形用戶界面，允許網管者檢查網絡狀態并在需要時采取行動；
3) 管理信息：每個設備都具有一個或多個變量來描述其狀態(信息被嚴格定義，以使不同廠商的設備能互相通信)，這些變量在SNMP中稱作對象(object)，網絡中所有的對象都存放在一個稱作管理信息庫MIB的數據結構中；
4) 協議：管理站用SNMP協議與代理通信，該協議允許管理站查詢代理的本地對象的狀態，必要時作修改；
5) 查詢：應答式通信；
6) SNMP陷阱(trap)：MIB中定義了每個重要事件(節點崩潰又重起，線路中斷并恢復，擁塞會發生等)，當代理發現了一件重要事件，立即匯報給配置表中的所有管理站。該報告僅作匯報，而由管理站負責進行查詢以找出所有細節。這種較長時間查詢一次，但在收到trap時加速的方式稱陷阱指導輪詢(trap directed polling)；
7) 代理設施(Proxy agent)：該設施監視一臺或多臺非SNMP設備，并作為其代表與管理站通信，可能會用某些非標準協議與這些設備通信；
8) SNMPv3擴展了SNMP框架，使用Reports提供引擎到引擎的通信(即SNMP Agents 和SNMP Managers，現在稱SNMP Entity，每個SNMP Entity包含一個SNMP引擎)，并提供可靠的鑒別和數據加密方法解決SNMPv1、SNMPv2中的安全問題。

圖2 SNMP管理模型
2.2 基于SNMP的HFC網管平臺的協議棧
圖3所示為基于SNMP的HFC網絡管理平臺的協議棧，委托代理采用專用協議(自定義)通過通用串行接口(RS232/485)與網絡設備建立管理連接，而網絡管理工作站(NMS)則建立在簡單網絡管理協議(SNMP)之上，開發設計相應的管理工作站軟件和代理工作站的軟件，通過TCP/IP網絡實現廣義的管理和代理[5]。

2.3 軟件開發環境
網管軟件系統由C++語言設計，采用微軟的Visual C++6.0(SP5)為基本開發環境。網絡管理站(NMS)和委托代理(proxy agent)運行在Windows2000 Professional/Server平臺上。委托代理端的本地數據庫采用微軟的Access2000，網絡管理站端的數據庫采用了SQL Server7.0(SP1)。另外，在MIB的設計中還使用了MG-SOFT公司的MIB BROWSER和SNMP LAB工具。
系統數據庫的主要功能是建立HFC-MIB的鏡像內容。在代理端建立Agent數據庫、NMS端建立NMS數據庫，Agent數據庫由本地Microsoft Access維護，NMS數據庫由Microsoft SQL Server維護。應用進程與數據庫之間的連接由ADO(ActiveX Data Object)通過數據鏈接文件(Data Link File)處理。
3 HFC網絡管理站的設計
圖4為網絡管理工作站的軟件，其關鍵是依據HFC網管系統的HFC-MIB管理信息庫設計好數據庫的結構。NMS數據庫主要包括代理表、設備表、域值表、系數表和狀態表。應用進程與數據庫之間的連接由ADO(ActiveX Data Object)通過數據鏈接文件(Data Link File)NMS.udl處理。

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