CCBNHFC网络设备管理系统整体解决方案1123.docx
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CCBNHFC网络设备管理系统整体解决方案1123
HFC网络设备管理系统的整体解决方案
许磊无锡路通电子技术有限公司副总经理
熊承国无锡路通电子技术有限公司技术总监
【摘要】本文根据广电城域综合网管体系模型，详细介绍了HFC网络设备管理系统在广电城域综合网管系统中的定位以及HFC网络设备管理系统与相关系统的接口，并重点讨论了HFC网络设备管理系统的整体解决方案与几个主要技术问题。
【关键词】综合网络网管HFC网络设备管理系统简单网络管理协议
1前言
我国有线电视网络历经三十余年的持续发展，取得了长足的进步，已经成为重要的新闻传媒、人民群众获取知识和文化娱乐的重要工具和国家信息化基础设施，并形成世界上用户数量最多的有线电视传输覆盖网。
按照“光缆化、宽带化、双向化”的建设要求，网络的技术体制和管理体制已经发生和正在发生着重大的变革，呈现出规模扩大、功能增强、业务增加、技术更新和设备换代的崭新局面。
目前，大部分广电宽带城域网的工作重点已由“如何建”逐步转移到“如何管”。
以客户为中心、以市场为导向、以效益为目标，建设一个科学、先进、高效、自动的综合网络管理系统，在保证网络安全的同时，最大限度地利用网络资源，提高网络的运行质量和效率，为用户提供更多的服务内容和更高的服务质量，已成为广电宽带城域网发展进程中不可回避的问题，也是实现数字化整体平移和集约化经营，创造更大的社会效益和经济效益的一个必然要求。
随着技术的进步和业务的拓展，综合网管的内涵日益丰富，外延不断扩展。
由于网管内容的复杂性、网管标准的滞后，加上各地网络发展的不平衡和认识的不统一等多种原因，在广电宽带城域网“如何管”方面，运营机构和厂家都存在不同的意见和思维，出现了众说纷纭的局面。
综合网管建设事实上已经成为难度最大、涉及内容最广、起步最晚、基础最差的一个制约广电城域网高起点建设与可持续发展的瓶颈。
HFC网络作为广电城域网的基础网络，也是与广电业务运营关系最密切，建设改造力度最大的网络。
因此HFC网络设备管理系统作为广电综合网管的一个子系统和重要组成部分，对提高HFC网络运维水平有着非常重要的作用，如何对网络中的多厂商、多品种的设备实施统一的可能，是一个非常具有理论和现实意义的课题。
2HFC网络设备EMS的定位与接口
2.1广电综合网管的体系结构（7）
网管体系结构（NetworkManagementArchitecture）是指对构成网络管理的各个组成部分及必须实现功能的一组精确定义；它是系统（System）、实体（Entity）、层（Layer）和协议（Protocol）的集合。
参照增强的电信运营图e-TOM（enhancedTOM），广电宽带城域网综合网管体系结构自下而上包含可分为网元层、网元管理层、网络管理层、业务管理层和商务管理层五个层次，如图1所示。
图1广电宽带城域网综合网络管理体系结构示意图
网元管理层对网络中一组被管理对象（可以是某种接入系统、实现某种网络功能的设备集合或者是提供广电宽带城域网某种网络应用的设备集合）进行管理。
广电城域网中的SDH、ATM、MSTP等网络，以及少数进口HFC设备，一般均配有网元管理系统，它实际上是一种专用网管系统。
网络管理层在软件的支持下，集中收集处理来自广电宽带城域网多个网元管理系统（EMS）如HFC网络设备的信息，显示并控制管理域内所有设备的状态和网络拓扑，对网络实施综合评价，向高层提供信息。
有部分SDH、MSTP网络也配备了子网管理系统（SNMS），它是网络层管理的一个子系统，一般只对应于一个EMS。
而能够管理多个EMS的网络层综合网管系统，在广电城域网中目前还是空白。
广电城域网中“综合网管”的概念除了网络管理层综合管理外，还有就是业务管理层的多业务综合管理，因与本文主题联系不大，此处不再赘述。
2.2HFC网络设备管理系统的定位
必须指出，“网络管理”有狭义（传统意义的网络管理）和广义（综合网管）之分，狭义网管主要实施网络管理层以下的管理，广义网管不仅包括狭义网管的所有内涵，还包括对网络管理层以上的业务管理层和事务管理层进行管理。
广电宽带城域网综合网管可以在网络管理层实现统一，建立多网络综合管理系统；也可以在业务管理层实现统一，建立多业务综合管理系统。
IEC/SCTEHMS标准中将网管概念定位为“状态监控”（StatusMonitoring）。
我国《HFC网络设备管理系统规范》国家标准中也明确了“HFC网管”概念的定义为“光纤同轴混合网设备管理”，包括室内和室外设备的监控。
（1、2、3）
根据目前我国HFC网络的实际状况和运营需求，目前通常所讨论的“HFC网络管理”是一个狭义的概念，它在功能范围上包括HFC网络设备的配置管理、性能管理、故障管理以及部分安全管理内容，通俗的说法就是“设备管理”（至于计费管理等功能一般由另外独立的用户收费管理系统来完成）。
在层次上涉及低二层即网元层、网元管理层（可能也涉及到部分子网管理层的功能，但因其功能的专业性，不宜将其划入网络层），同时也考虑为网络管理层（NMS）及以上层网管系统提供标准化的接口，因此HFC网络设备管理系统是一个网元管理系统（EMS）。
2.3HFC网络设备管理系统与广电宽带城域网综合网管的接口
广电宽带城域网综合网管的各层之间一般通过接口进行通信。
由于各地广电宽带城域网的网管系统建设水平和应用环境存在差异，加之网管接口涉及各设备及开发厂商的技术专利，开放接口的协调工作量比较大，因此，难以在短期内形成全国统一的综合网管接口行业规范。
广电宽带城域网运营机构如有建设综合网管系统的实际需求，可以通过统一网管系统底层信息，建立数据共享机制予以实现。
HFC网络设备管理系统作为广电宽带城域网综合网管系统的一个子系统，建议由HFC网络设备管理系统向广电宽带城域网网络管理系统提供SNMP/IP或CORBA接口，实现两者的整合。
事实上，遵循HFC网络设备管理系统国标（或IEC/SCTEHMS网管标准）的开放式HFC网管系统向上都已经可以提供SNMP网管接口。
2.4HFC网络设备管理系统与GIS的接口
从使用角度看，HFC网络设备管理系统和GIS是两个相对独立的系统，都是网络进行维护所必须的，这两个系统独立存在，增加了运营中的工作量，不利于提升管理水平。
因此，就有线电视网络维护的长远来看，应将HFC网管和GIS的功能整合在一起，形成具有有线电视网络特色的网络资源管理系统，该系统完成设备管理系统和GIS系统相关的功能，既能取得实时动态数据，又能结合静态数据进行辅助决策，并能与其他用途的系统进行交互，实现数据共享，为网络运营维护提供科学准确的数据和有效的管理手段。
HFC网络设备管理系统与GIS系统进行整合目前可以有以下两种方式：
●接口组件式软件接口
HFC网络设备管理系统以接口组件的方式向GIS系统提供统一的软件接口，实现HFC网络设备管理系统与GIS系统的整合。
GIS系统与HFC网络设备管理系统并存，各自独立工作。
GIS系统通过软件接口从HFC网络设备管理系统获取网络设备的各种动态信息，在网络操作者需要的时候，直接将网络设备的各种动态信息显示在GIS界面上。
●将HFC网络设备管理系统与GIS系统直接整合
由GIS系统开发商同时实现GIS与HFC网络设备管理系统的开发，网络设备管理系统进行被管设备的数据采集与传输，GIS系统直接从数据库中调用网络设备管理动态数据，完成网络设备的动态管理。
但是，这种整合首先要求GIS系统开发商必须熟悉HFC网络及网络设备；其次还需要网管系统开发商密切配合；而且开发周期会比较长，费用也比较高，对GIS系统的要求也很高。
如果GIS系统稳定性不够，HFC网络设备管理系统的工作也会受到影响。
3HFC网络设备管理系统的整体解决方案
在进行广电综合网管系统建设时，首先要对国内广电行业的经营、技术、产品等诸方面的现状有一个客观的认识。
建议遵循“各子系统独立建设，并为综合网管预留接口”的建设思路。
这里的子系统包括BOSS、GIS、HFC网络设备管理系统和用户管理系统等等。
HFC网络设备管理系统作为广电综合网管的一个子系统，也是最重要的组成部分之一。
在规划HFC网络设备管理系统建设时，应重点考虑以下两条原则：
3．1接口的标准化（4）
目前在HFC网络中运行的进口和国产设备中，大部分机房设备和主流的光站设备基本都提供了网管接口，但普遍采用了不同物理接口、电气接口和非公开的私有通信协议。
各家厂商的协议互不兼容，即使有一些简单的网管系统，也只能管理自家的设备，对于网络运营者来说，通常有多家厂商设备在一个网络中使用，无法统一管理是一个非常头痛的问题。
目前IEC/SCTEHMS网管国际标准已经为国外主流厂商所支持，《HFC网络设备管理系统规范》国家标准也将于近期正式颁布（3），这样EMS系统建设中关于接口部分的标准化要求也就有了充分的技术依据。
在EMS系统的技术方案设计中，应该以这两个标准作为基本要求，以解决多厂商、多型号设备统一管理中所遇到的开放性和兼容性问题。
3．2统一网管平台
在绝大部分情况下，同一个HFC网络中包括了多家厂商的多种室内和室外设备，它们的网管接口情况差异性很大。
对于已经入网运行的早期非标准网管子系统，可通过二次开发、软件集成甚至重新开发等手段构建一个统一的HFC网络设备管理平台。
在新建HFC网络设备管理系统时，原则上应按照开放式、标准化的要求，在网元管理层对所有被管理HFC网络设备采用统一网管平台，尽量避免出现多个厂家多个HFC网管子系统（每个子系统只能管理一部分或来自同一厂家的设备）并行运行的情况。
系统方案为分布式管理方案，按总前端—分前端方式布局，分前端可独立运行，其管理信息应在总前端汇总。
整个HFC网管系统主要由管理软件子系统、前端控制器（HEC）和应答器三个部分组成：
●管理软件子系统：
是一个基于标准C/S或B/S架构的系统。
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，二者也可以安装在同一硬件平台上。
客户机提供图形用户界面，完成相应的操作控制，可以安装在总前端、分前端或IP网络中任意位置。
●前端控制器：
前端控制器位于总前端和各个分前端，是连接IP网络和HFC网络的网关。
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/国标MAC/RF）的转换功能。
前端控制器与管理计算机之间的网管数据传递均通过IP数据网络。
前端控制器作为网管系统的核心设备，应具备本地和远程管理的能力。
比如应答器地址映射表（IP地址与MAC地址的映射关系）配置、SNMP参数设置、物理层跳频设置等。
●应答器：
以内嵌或外挂形式安装于设备端，它与被监控设备之间有一组规范化定义的物理接口，包括模拟输入、数字输入和控制输出。
它与HFC网络之间有一组RF接口，另外还提供一个本地接口，用户可以使用PC机通过此接口对应答器进行本地配置、监测等操作。
应答器向下完成对被监控设备的参数采集控制等功能，向上与前端控制器进行通信。
不同类型的设备需要配备不同的应答器（包括硬件和软件）。
统一网管系统架构如图2所示。
网管系统中各部分的作用如下所述。
图2HFC网管系统架构
●在总前端设置HFC网络设备管理软件子系统（包括网管服务器、网管数据库和网管客户机），完成对所有分前端机房设备及分前端以下户外设备的管理。
由网管服务器以接口组件的方式向GIS系统提供统一的软件接口。
●各个分前端可以根据需要设置网管客户机（连接到总前端网管服务器），负责本分前端机房设备及其以下户外设备的管理。
●每个分前端（包括总前端中心机房）安装前端控制器（HE），作为连接IP数据网
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