基于3G網絡的HFC監控系統設計

　　文章首先簡單介紹HTC網絡監控系統，然后提出一種基于3G的HFC網絡(光纖同軸電纜混合網絡)監控系統解決方案，該方案可以解決由3G帶來的NAT(網絡地址轉換)穿透，最后詳細闡述基于GOOGLE(谷歌)電子地圖開發的四種HFC系統應用。該設計對于低成本防范非法信號切入、保障播出順利進行有無法替代的作用。

　　1 HFC網絡監控系統介紹

　　隨著三網融合業務的不斷開展。HFC監控網絡的安全性及穩定性，防止非法信號切入、提高服務質量、滿足三網融合業務的開展變得越來越重要。目前HFC網絡的監控設備具有以下特點：

　　(1)單向HFC網絡與雙向網絡同時并存目前國內絕大部份網絡設計還是以單向網絡為主。

　　雙向網主要集中在有一定經濟基礎且對數字業務有強烈需求的區域，例如高檔小區、寫字樓、賓館等。而擁有大量用戶的城中村和城鄉結合部等區域的HFC網設計，還是以普及數字電視的網絡建設為中心。

　　(2)采用HFC網的雙向通道無法提高監測可靠性由于雙向網本身依賴于HFC網作為傳輸介質。一旦網絡異常，采用HFC網本身雙向通道的監測器將失去回傳信道，無法將監測點的準確信息傳送回前端。前端僅能判斷監測器失效，而無法判斷網絡狀態，影響系統對網絡安全及網絡狀態的判斷精度。

　　(3)目前采用的無線接入方式存在帶寬瓶頸目前采用Wi-Fi等大帶寬的無線方式覆蓋率低，無法形成規模效應。而采用GPRS方式由于帶寬問題，無法實時傳送大量播放截圖，無法有效判斷網絡是否受到非法信號入侵。

　　2 HFC網絡監控系統解決方案

　　2.1 系統拓撲

　　圖1為本系統解決方案拓撲圖。系統由前端的中心服務器集群和終端的HFC網監測器組成。中心服務器集群安裝在前端機房，HFC網監測器安裝在HFC網的關鍵節點，如光機、樓放、干放處。兩者采用3G網絡的IP(互聯網協議)信道進行數據交互。

　　圖1 HFC網絡監控系統拓撲

　　圖2 為前端中心服務器集群架構，平臺分為Web(互聯網站)操作平臺及中心平臺模塊。Web操作平臺提供用戶與系統內核的圖形化接口，根據功能要求分為權限管理、內容管理、業務管理以及日志管理四大功能模塊。用戶可通過登陸Web平臺對系統進行操作管理。系統中心平臺提供數據管理、集群均衡管理、交換管理、終端特性管理以及接口管理。

　　圖2 HFC網絡監控系統架構

　　2.2 監測器設計方案

　　圖3為本系統監測器設計原理圖。監測器通過高頻頭接收HFC網的信號，并獲取信號質量以及信號源的數字信息。CPU(中央處理器)通過USB模塊與3G模塊連接，監測器獲取到的HFC信號質量數據以及HFC在播的節目圖像通過3G模塊發送至3G網絡，并通過其回傳至中心服務器。

　　圖3 監測器設計方案

　　圖4為監測器3G模塊開啟軟件流程。監測器采用多線程設計模式。系統初始化CPU的USB硬件接口后。

　　USB監測線程將不斷訪問CPU的USB狀態寄存器，檢測是否有USB硬件變更事件。若USB狀態寄存器中發現有3G模塊硬件接入事件。系統將尋找3G模塊的驅動程序并打開3G通信的應用程序線程。系統可通過該線程啟動3G通信，并開啟HFC網監測線程。當USB狀態寄存器顯示事件為3G通信移除，系統將刪除HFC網監測線程。