HFC网络管理系统的系统应用与测试

谭望春,罗静  四川九州电子科技股份有限公司 

〖摘要〗HFC网络的不断延伸和新业务的不断开展，使得HFC网络的管理显得越来越重要。本文针对满足国标的HFC网络管理在系统应用中的设计与调试作了简单的介绍，重点描述了HFC网络管理的系统测试方法。

〖关键词〗HFC    网管标准   系统应用    测试方法

 

 

Abstract: As the extending of HFC Network and the developing of new operations, the management of HFC Network is becoming more and more important. In the text, in allusion to the HFC Network Management System which accord with the Standard of China, we will simply introduce its design and debugging. And we take our emphases to describe the testing method of HFC Network Management.

Keyword:HFC;Network management standards ;System applications;

methods of testing   

 

1、概述

进入新的世纪，世界掀起了一股数字电视浪潮，各国都在制定自己的“数字电视进程表”，我国在这场新的有线电视技术革命中正利用自身的资源优势，开创我国广播电视业的新纪元。

利用现有的和正在建设的HFC网络来对综合业务进行传输，就要求网络本身的可靠性更高，如何采用有效的网络监测、控制手段，来适时对HFC网络中的所有设备进行监控，如何有效提高网络运行效益和可靠性成为网络运营者最为关心的问题。

目前我国的有线电视网络管理极其落后，几乎95%以上的网络没有建立智能化的网络管理系统，网络的运行主要靠网络设备本身的性能来保障，有线电视网络存在的这种状况显然已不能适应网络发展的要求，国家广电总局已经高度重视此项工作，目前已经投资建立了全国骨干网络的网络监控系统，并成立了HFC网络标准化课题研究组，我国的有线电视网络管理系统标准也即将颁布。九州公司结合HFC网络管理系统国家标准的制订工作，开发了符合国标的HFC网络管理系统，该系统涵盖了前端设备、光工作站、放大器、可寻址设备，形成了一套完整的HFC管理系统，目前九州的HFC网络管理系统已经顺利进入了实际工程应用阶段，先后在河南新乡市、安徽合肥等地得到成功应用。

2、HFC网络管理系统的应用

2．1系统的基本构成

HFC网络管理系统必须构建在HFC双向网络之上，在一个大型的HFC网络中，分前端以上到总前端，HFC网络管理系统依赖于B平台；分前端以下，通常依赖于A平台。整个系统的构成如图1～图2。总前端和分前端都分别配置网管控制计算机、通信控制器、数据调制解调器，并将整个网管系统的网管参数数据库放在总前端，其它分前端的网管控制计算机通过IP网络来访问数据库。这样，每个分前端只需处理自己这一管理域设备的网管，而总前端网管控制计算机通过数据库可以集中管理整个HFC城域网的所有网管设备，做到对整个网管系统的分布式处理和集中管理。整个系统在网络结构上先是通过IP网络技术将整个HFC网络总/分前端划分为多个分管理区域，再通过各（总/分）前端的（一台到多台）数据调制解调器的多路上行射频端口再次将网络细分，使整个HFC城域网的网管通信上行射频信道分割成互不干扰的多个子信道，这必然大大降低上行噪声汇聚对网管系统数据通信上行信道的干扰，增强了系统数据通信的可靠性。

 

表１：HFC网络管理系统设备配置表(总前端)

表2：HFC网络管理系统设备配置表(分前端)

 

 

 

2.2应用中应注意的问题

在HFC网络管理系统应用中，必须要考虑其他服务，随着大量交互服务在宽带HFC网络中的应用，反向通道的容量越来越引起人们的关注。目前有线电视网络常用的拓扑结构为树形和分支形，然而环形和总线结构正逐渐得到应用。为了使CATV系统不仅能满足目前的需要，而且能适应今后新的服务种类的要求,因此应考虑以下几个问题:

1）上行频率的设置

国标规定网管系统上行频率的范围为5 MHz～20.2 MHz和58.6 MHz～65 MHz，下行频率的范围为108 MHz～119 MHz；其中5 MHz～20 MHz有很严重的干扰，60 MHz～65 MHz有较大的时延，所以在设计其它业务时一般不要采用这两段频率。

2）反向信号的混合

反向光接收机与数据调制解调器之间的RF混合是网络管理系统的关键环节，在设置这部分时，应该考虑在网络扩容以及增加其它业务的时候，尽量不改动原来网络的电平设置。这部分的链路设置应该非常精确，工艺要格外讲究，因为这部分在机房，很容易受到其它设备的干扰。

反向链路混合后，合成指标要降低，如N条CNR为A dB的链路混合后，总的CNR指标要降低到：A-10lgN。因此，混合方式的选取需要根据具体情况来确定。

3）反向光接收机的输出电平

当反向光接收机的输出电平设置得不合理时，会有以下几种情况出现：

●　输出电平过高导致反向信道增多时而产生失真，表现在数字系统中为ＣＮＲ降低。

●　输出电平过低导致ＣＮＲ降低。

●　ＡＧＣ的范围变小或者失控。

●　多个链路混合时无法使输出电平调整到相同值。

反向光接收机的输出电平与所对应的反向光发射机的功率大小、反向激光器的输入电平以及光链路损耗有关。

    在实际工程应用中，HFC网络管理系统的系统测试非常重要，特别是系统节点较多，由此带来了较为严重的噪声汇聚，降低了系统的C/N指标，影响到系统的正常运行，通过对系统的测试，我们可以对噪声较高的节点进行甄别，并对噪声较高的节点集中进行处理，以保证系统正常运行的C/N指标。

3.1系统噪声的测试

   我们知道，反向链路混合后，噪声汇聚的影响将变得很重要，那么在系统应用中到底数据调制解调器的一个上行口可以汇接多少个光节点？在网管软件中，通信控制器对应答器的巡检速度一般为60个/秒，实际上一个通信控制器可以管理的应答器数量600个（每个上行口管理200个）；通常为了保证报警的适时性和系统运行的可靠性（系统存在干扰），这个数目被减小到150个左右。从表可以看出，实际系统中，汇聚的节点越多，汇聚的噪声也就越高，特别是晚上其噪声增加较多，甚至影响到系统的正常运行。

 

表3 上行通道的噪声测试表

3.2载噪比的测试

 

图3载噪比的测试图

表4 系统运行C/N测试表

3.3功能测试

HFC网管系统的管理计算机是整个网管系统的管理控制中心，网管系统的所有功能全通过该计算机完成，是操作者与HFC网络管理系统的接口界面。该系统通过SNMPv1.0访问远程应答器；并利用各个功能模块完成相应的网管功能：

① 网络监视

监视整个有线电视网络的运行状态，可电子地图或者网络示意图上显示网络内各种设备的工作参数和状态。可采集当前网络设备最新运行数据（以下各项除状态以外均为具体的值）

 

 

 

 

 

图4网络监视的界面图

②故障管理与适时报警

系统能准确确定故障的具体位置（和GIS系统结合）；识别故障的类型和性质；

 

图5故障管理与适时报警的界面图

记录故障的所有信息；为分析故障原因提供资料，并可产生网络地理资讯的故障派工维修单。实时采集过程中，若某台机器因出现故障检测不到，或其某项指标超出设置范围，系统立刻在网络路由图和前端机柜上相应位置及报警窗口中显示，工作状态用不同的颜色来区别显示。用户此时可迅速找到该故障设备的详细资料和物理位置，及时做出反应，自动在屏幕上发出告警信号并能带有报警音乐（音乐可以自选）提示。缩短故障处理时间，系统同时会将告警信息记录入库，以便用户今后查询。

③ 控制

为降低反向通道噪声汇聚，对不用的或反向噪声过大的反向通道切断，需要使用时打开；正向光发射机和反向光接收机出现故障时自动切换到备份线路，进行简单的故障处理。

 

 

图6控制的界面图

    ④历史数据查询统计

根据用户设定的记录周期，系统定时记录数据。用户可查看任意机器、任意

图7历史数据查询统计的界面图

时间某机器的任意指标。根据这些历史数据，系统自动通过分析、统计和一定算法对机器的通讯有效性进行评价，体现机器的整体性能。

⑤设备管理

图8设备管理的界面图

系统支持对设备的添加、删除、误删除恢复功能、更改、前端区域管理、设备类型管理等操作。

⑥安全管理。

图9安全管理的界面图

安全管理功能有三个方面的含义:首先是保证管理事务处理的安全，这些功能涉及到网络管理的各个层次，包括系统之间、系统与客户之间、系统与内部用户之间的认证、访问控制、数据保密性、数据完整性和可用性等。其次，要保证整个传输网和管理网的安全，对非法使用网络资源的情况进行处理。第三，组织上的安全管理。安全管理对以上每一种管理功能的实现都是密切相关和重要的。整个系统实行管理员权限分级管理、密码管理，确保系统的运行安全。

4、结束语

有线电视网络规模及业务的发展，使传统的简单状态监控系统向多层的HFC网络管理系统发展，由厂家专用的系统向能够灵活管理来自不同厂家设备的系统演变。当网络变得更加复杂和庞大时，人工智能和专家系统将被引入HFC得网络管理系统中。
   总之，我国有线电视网管系统正朝着综合化、标准化、集中化、智能化的方向发展，将为有线电视网络资源的充分利用、服务质量保证及运营维护和可持续发展提供最有力的支撑。　

(全文完)