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第三章《HFC网络的基础知识》小结浙江传媒学院陈柏年一、HFC网络1、HFC：用光纤和射频同轴电缆的组合来传输、分配和交换声音、图像和数据信号的有线电视网络。
2、HFC的形式①光纤到服务区FTSA （Fiber to the Service Area）②光纤到馈线FTTF （Fiber to the Feeder）③光纤到桥接FTTB （Fiber to the Bridging）④光纤到路边FTTC （Fiber to the Curb）⑤光纤到楼幢FTTB （Fiber to the Building）⑥光纤到最后一级放大器FTTLA（Fiber to the Last Amplifier）⑦光纤到家庭FTTH （Fiber to the Home）比较明确的表示方法：N+x，其中，N为光节点，x是光节点后串接放大器的级数。
3、HFC网频谱安排特点（1）采用副载波频分复用方式SCM，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。
（2）一个非对称的信道，上行很窄（我国用户共享是60MHz），下行很宽，（3）限制每个光节点覆盖的用户不允许超过500个用户。
4、国际上标准化组织对HFC接入网的建议（1）数字视频广播DVB组织的建议：HFC单向分配系统参考配置（2）数字音视频理事会DA VIC组织建议：①以MPEG-2为基础的双向HFC网参考配置②以ATM为基础的HFC网参考配置（3）多媒体电缆网络系统MCNS建议：基于IP的HFC网络配置二、光接入网1、光接入网：由一个共享同样网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接入链路组成，采用基带数字光纤传输技术、传输双向交互式业务的接入传输网络。
2、接入网（OAN）功能参考配置框图3、OAN 3类接口①.业务节点接口（SNI）：提供用户接入到SN的接口。
②.用户网络接口（UNI）：终端设备与应用接入协议的网络终端之间的接口。
③.Q3接口：网络管理接口。
第五章HFC网络设备管理系统旳安装与调试小结浙江传媒学院陈柏年一、系统软件旳安装与调试（一）软件功能概述1、网络参数旳监控与查询；2、网络故障旳报警与定位；3、网络参数旳分析与记录；4、网络工作状况旳浏览和显示。
（二）网管系统旳安装需求1、PC最低配备：解决器PII266M，内存128M，硬盘：10G，10M以太网接口，Windows98操作系统；2、推荐PC配备：解决器P4 1.4G，内存256M，硬盘：30G，100M以太网接口，windows Prossional操作系统；3、以太网互换机（选配）：10M/100M（三）网管软件旳安装1、复制文献到硬盘：将光盘上旳Manager3文献复制到硬盘上，建议复制到Program files 目录下。
2、修改文献属性：清除Manager3文献夹及所有文献旳只读属性。
3、建立快捷方式：将Manager3.exe文献旳快捷方式发送到桌面上，启动快捷方式即可启动网管软件。
（四）网管软件旳操作1、网管软件旳登录（1）启动软件，弹出登陆“对话框”; （2）提供顾客名和密码; （3）拟定。
2、软件主界面（1）主界面构成：①拓扑（左面），②日记（下面），③地图（右面）。
自上至下拓扑构造层次：①根节点，②分前端，③前端控制器（HE），④应答器。
在HE设备旳右键菜单中选择刷新，该HE所管理旳应答器将自动添加到该HE如下。
（2）5类视图：①拓扑视图，②搜索视图，③告警视图，④地图视图，⑤鹰眼视图。
3、地图4项操作（1）地图平移：鼠标拖拽（2）地图缩放：右键菜单（3）更改鼠标坐标：鼠标拖拽设备（4）显示鹰眼：右键菜单4、7盏通信批示灯（1）发送Send：管理软件向设备发送数据。
（2）响应Response：管理软件从设备接受数据。
（3）重试Retry：管理软件发现设备在规定期间内没有响应，正在重新发送。
（4）超时TimeOut：管理软件向设备重新已经超过规定旳次数，觉得设备已经无法联系。
HFC网络管理软件介绍天津文豪科技发展有限公司Agenda◎概述◎功能区简介◎管理功能模块◎设置功能模块◎查询功能模块◎报表功能模块◎用户管理功能模块概述随着中国有线电视网络建设不断的发展，网络规模也越来越大。
同时，伴随着数字电视，数据、语音、宽带INTERNET的接入，有线电视网络系统正逐步成为技术统一，互联互通的宽带信息网络。
HFC网管有了一个开放的标准，使得HFC网管可以统一到一个网管平台成为可能，便能及时发现网络系统上出现的问题，增加了对有线电视网络使用可靠性，用户信号质量监管有了良好的保障。
HFC网络管理功能是一个相对专业的HFC网络设备和用户的管理系统，主要功能包括监测网络和控制网络中运行的设备状态、性能、参数等方面，收集和分析设备性能数据，对这些数据进行分析和处理并显示，发出预警和声音告警信号，起用备份设备和转移路由，控制网络的不正常状况，对网络的路由进行合理调度。
可概括为五大功能：设备性能管理、短信告警设置管理、历史告警信息查询管理、报表管理、操作员管理。
特点全面的网络管理：提供故障管理，性能管理，维护管理等全方位的管理，使系统的管理和维护变得简便、安全、高效完善的监控功能：高速可靠的监控机制，能实时显示系统运行状况并作历史记录，优先报告和处理系统异常情况，确保系统平稳运行标准化：系统遵守相关的国际标准（SCET HMS）和我国国家标准《HFC网络设备管理系统规范》方便的日常维护：系统为管理人员提供实时的网络状态数据，十分方便日常维护。
特点直观的管理界面：Windows98/2000/xp下的图形化操作界面，以图标的形式标识电路的工作状态和告警状态，以列表和电路图的形式显示电路资源的占用情况，操作简便，一目了然。
灵活的远端维护：通过Internet远程登录，可在任意时间、任意地点安全地对系统进行管理维护工作完备的报表和日志生成：提供当前报警报表、历史报警统计报表、自动记录操作日志准确且迅速的监视和告警：系统远程监视网络设备，远程设备运行异常时，系统准确及时地自动发出告警声音。
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。
第三章HFC网络设备管理系统的设备与整体解决方案小结浙江传媒学院陈柏年一、HFC网络设备管理系统的三类设备（一）通信控制设备主要完成HFC网管系统的通讯控制、各种数据的收集、存贮以及其它相关功能。
类型：1、前端控制器（HEC）：一台装有SNMP/IP/以太网和SNMP/HMS MAC/RF 之间协议转换功能网关软件的专用计算机。
2、前端通信机（COM）：一台可多个级联的射频的调制和解调（RF Modem）装置。
3、外置代理：一台装有自定义协议到HFC网管标准协议转换功能代理软件的专用计算机。
（二）状态监测设备主要完成HFC网络中设备、线路和机房工作状态的实时监测并将结果提供给HFC网管系统。
类型：1、应答器：根据不同的设备而定制的，以内嵌或外挂形式安装于设备端的，内置有频率可调RF调制解调器的设备。
2、线路应答器：一个用于线路末端、内有频率可调的RF调制解调器的野外型设备。
3、机房监控器及其它状态监测设备：一个或多个内置频率可调RF调制解调器或RS-485口机架安装设备。
（三）信号与信道监测设备主要完成HFC网络中各种传输信号和正反向传输信道实时监测并将结果提供给HFC网管系统。
类型：1、信号监测设备：对HFC网络各种传输信号进行监测的专用设备。
主要包括：末端频道电平监测设备，线路信号监测设备，前端信号监测器设备等。
2、信道监测设备：对HFC网络正反向传输信道进行监测的专用设备。
如回传通道性能监测系统。
二、通信控制设备的的主要功能和通信接口三、HFC网管系统状态监控设备的主要功能四、HFC网管系统典型信号监测设备主要功能五、回传通道性能监测系统组成与功能1、组成：主要包括前端控制单元，回传通道监视单元，前端调制解调器。
2、功能：可以对每一个回传通道的回传信号电平、侵入噪声、频谱特性等回传通道特性进行测试。
具体是：（1）测试回传性能。
（2）记录设备历史数据。
（3）实时频谱分析仪。
六、HFC网络管理系统规划的基本原则1、接口标准化：应该以国家标准和IEC网管国际标准作为根据，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。
一、HFC网管系统说明；1、HFC网管系统介绍；网管系统能够稳定、可靠运行，网管系统国标规定的监测参数已经可以充分满足有线网络运行监测的需要，对网络设备运行状态完成实时监测，对设备参数的变化提供实时信息，确保系统可靠工作，在网管系统软件界面中，活动告警信息表可以清楚标明告警发生时间、告警设备的故障等级、设备IP地址、MAC地址、设备所属分前端、关键设备位置、主要故障原因等信息，HFC网管系统对于HFC网络中的被管设备的各种动态参数（如激光器温度、设备温度、激光器偏置电流、交流供电电压、各种直流工作电压等）都可以提供各种数据，供网络管理者分析使用。
通过对被管设备关键参数的实时监测，HFC网络设备管理系统可以真正实现故障设备的预判、定位、辅助故障诊断，帮助快速进行设备维护，显著改善HFC网络的可靠性，大大缩短维护时间，降低维护成本。
２、HFC网管系统框架说明；整个HFC网管系统主要由管理软件子系统、前端控制器（HEC和3H）和应答器三个部分组成：１、总前端设置HFC网络设备管理软件子系统（包括网管软件服务器、网管软件数据库和网管软件客户端），完成对所有分前端机房设备及分前端以下室外光站设备的管理。
２、各个分前端可以根据需要设置网管软件客户端（通过IP网络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室外设备（光站）的管理。
３、每个分前端（包括总前端中心机房）安装前端控制器（HE和3H），作为连接IP数据网与HFC网的通信网关。
３、室内设备网管系统说明；1）、机房设备管理：目前机房设备网管分为两种类型的设备，一种是符合国标/SCTE HMS标准的设备，另一种是不符合国标/SCTE HMS标准,但是设备提供开放式SNMP协议的设备。
不符合国标/SCTE HMS标准的机房设备需经定制的外置式SNMP代理（协议转换器3H）转换后接入IP数据网络，与总前端管理软件子系统相连。
而符合国标/SCTE HMS标准的机房设备可直接接入IP数据网络。
第四章HFC网络设备管理系统的建设小结浙江传媒学院陈柏年一、目前HFC网络设备管理系统建设的障碍1、接口、软件和协议互不兼容：（1）没有统一的技术规范，（2）设备无法互连互通，（3）二次开发的工作量比较大。
2 、成本相对较高：（1）价格相对较高，（2）难以承受建设和维护费用。
3 、缺乏技术支持：（1）响应速度太慢，（2）支持成本太高。
二、HFC网络设备管理系统4个基本原则。
1、安全性原则：（1）系统软件的安全性，包括用户权限控制，详细日志管理和防病毒破坏。
（2）针对恶意破坏广播设备的防护能力，包括非法开启和非法切断恶意破坏事件应该可以提供一定的防护能力。
2、可靠性原则：（1）网管数据可靠，（2）硬件设备可靠，（3）软件程序可靠；3、开放性原则：（1）设备接口开放，（2）模块选件开放，（3）升级扩展开放，（4）系统互通开放。
4、实用与易用性原则：（1）实用性设计，高性价比，较强的可扩展性和投资的有效性。
（2）易用性操作，操作简单快捷，自身维护在网管操作界面上进行。
三、HFC网络设备管理系统建设注意事项（一）频谱配置：（1）设备可不同厂家，但频道配置必须相同。
（2）回传发送频率尽量设置在高端。
（二）频率调谐范围的修改：（1）IEC/SCTE网管标准规定支持灵活调节上、下行频率，但国标中是一个选项。
（2）建议尽可能选择传输频率可以步进调谐的网管系统。
（三）I类应答器两种寻址方式1、独立IP寻址方式要点:（1）每个应答器都指定一个独立的IP地址，每个应答器是一个独立的IP设备，把它当作IP设备来进行访问。
（2）前端控制器角色是一个全透明的网关。
优点：可以与所有基于SNMP管理模型的开放式网管系统（如HP Open View）完全兼容，便于系统整合和升级维护。
缺点：当应答器数量较多时，会消耗较多的IP地址资源。
两种解决方案: （1）使用私有地址；（2）利用VPN技术。
2、公用IP代理方式要点：（1）只是给前端控制器指定一个公用的IP地址。
第2章HFC网络设备管理系统标准小结浙江传媒学院陈柏年一、HFC网络设备管理系统国际标准（一）ANSI/SCTE HFC网络设备管理系统规范1、应答器分4类：0类、1类、2类、3类。
2、规定状态监控设备参考结构模型和三种参数测量口。
3、定义的三层协议构件：（1）物理（PHY）层作用：描述中心前端控制器（HEC或HMTS）与被管理的室外设备（网络单元NE）的应答器接口之间通信的物理层协议，即传输字节的规则。
（2）媒体访问控制（MAC）层作用：阐述了网络数据链路层（DLL）所执行的所有信息交换的方法与协议。
（3）报文层作用：规定了管理者（Manager）和代理（Agent）的模型。
管理者和代理之间通过SNMP标准消息包通信。
4、简单网络管理协议SNMP①SNMP支持两种访问方法：轮询（polling）和事件驱动（event driven）。
②SNMPv1支持的三种操作：③SNMPv1具有五种不同类型的协议数据单元（PDU）：4、管理信息库（MIB）：通过网络管理协议可以访问的信息集合，即网管中的被管资源信息集合。
MIB采用树型结构，并用对象表示被管资源某一方面的属性。
MIB规定每一个对象都有一个唯一的对象标识符（OID），该标识由对象在树型结构的MIB树中的位置决定，通过SNMP可以访问MIB的对象。
（二）IEC 60728-7网管标准国际电工委员会（IEC）接纳了ANSI/SCTE 标准作为HFC网络设备管理系统规范标准：1、IEC 60728－7－1《物理层规范》；2、IEC 60728－7－2《媒体访问控制层规范》；3、IEC60728－7－3 《电源到应答器接口母线规范》。
二、国家标准GB/T 20030-2005《HFC网络设备管理系统规范》的要点（一）内容：7大部分、17个附录、33条术语和定义、32条缩略语。
1、正文包括范围，规范性引用文件，术语、定义和缩略语，系统协议，物理层规范，MAC层规范7大部分。
2、附录B～P分别定义了根节点、属性、告警、公共、模拟电视调制器、QAM调制器、直接调制光发送机、外调制光发送机、上行光接收机、下行光接收机、光节点、光放大器、双向电放大器、可寻址终端控制器和线路应答器等15个MIB。
（二）作用：规定了HFC网络设备管理系统的构成与总体技术要求，描述了管理设备间的接口及协议，定义了HFC网络设备管理系统管理信息库集的结构与对象。
（三）3类应答器：（四）结构参考图（1）HE和I类应答器结构参考图（2）设备管理器和II/III类应答器结构参考图（五）应答器物理层通信协议1、I类应答器物理层（1）信道频率配置：建议选用5.0 MHz～20.2MHz（R1～R5）频段的某一信道为上行信道。
下行信道建议选用108MHz～119MHz的某一频段。
（2）下行信号载波电平：应比图像载波电平低6dB～10dB。
（3）通信特点：①应答器和HE之间提供基于字节的双向通信。
②传输采用数据包的格式：下行信道的传输是连续的数据包方式，上行信道的传输采用突发数据包方式。
③工作方式：I类应答器应支持半双工。
④调制方式：FSK，Δf＝100kHz±10kHz⑤调制变换：传号= fc+△f，空号= fc-△f⑥通信速率：38.4kbps2、II类应答器物理层（1）传输介质：五类双绞线；（2）电气接口：RJ45插座，共8芯，其中4芯用于传输信号；（3）接口连接方式：媒体相关接口MDI（Medium Dependent Interface）；（4）传输距离：不小于100米；（5）数据传输速率：10Mbps或100Mbps；（6）工作方式：支持半双工工作方式。
3、III类应答器物理层（1）传输介质：G.652单模光纤;（2）传输方式：双纤或单纤进行数据传输。
（3）输入输出接口：双纤传输时的为SC/PC，单纤传输时为SC/APC。
（4）传输距离：适应（0～100）km。
（5）数据传输速率：100Mbps；（6）工作方式：支持全双工方式。
（六）应答器MAC层通信协议1、主要规定内容（1）前端控制器和I类应答器之间的通信协议;（2）数据帧格式;（3）PDU定义：由十多种指令；（4）应答器寻址两种方式：分配IP地址方式，公用IP代理方式；（5）两个机制：轮询和告警收集机制，应答器向前端注册机制。
2、I类应答器与HE的MAC层通信协议（1）作用：负责定义前端控制器与应答器之间的数据交换格式、数据交换指令及数据包传输规则、实现和维护MAC协议、比特差错检测与寻址等。
（2）主要特点：①消息交换：HE和NE之间基于“问答式”的消息交换；②多种类型网络协议PDU的传送：包括IP包和SNMP包；③管理方式：以HE为中心来管理NE的方式。
3、II、III类应答器MAC层通信协议（1）作用：负责定义应答器与局域网／IP城域网之间的数据交换格式及数据包传输规则，基于ISO/IEC 8802-3。
（2）主要特点①采用ISO/IEC 8802-3以太网的MAC协议；②可直接与基于以太网的IP城域网／局域网连接。
4、MAC地址格式MAC地址（48位）=厂商代码（前3个字节）+产品序列号（后3个字节）5、MAC主要功能（1）接收和发送数据帧；（2）媒体访问管理。
（七）MIB相关规定1、HFC网络设备管理系统根节点（nscrtvHFCemsTree），意思是全国广播电视标准化技术委员会HFC网络设备管理系统MIB树根节点。
2、模拟参数告警分为四级：极低告警LOLO、低告警LO、高告警HI和极高告警HIHI。
3、每个离散型参数在离散属性表中至少对应有一条记录。
离散属性表有2个索引：参数标识（OID）和离散告警值。
三、HFC网络设备管理系统（一）组成结构图（二）三个组成部分及作用HFC网络设备管理系统是基于SNMP的开放式管理系统，HFC网管系统由设备管理器（软件）、前端控制器和应答器组成。
1、设备管理器（软件）：运行基于SNMP的HFC网设备管理软件。
组成：一台安装HFC网设备管理软件、属于IP局域网／城域网的计算机设备。
完成功能：完成HFC网络及网络设备的配置管理、故障管理、性能管理及安全管理等功能。
2、前端控制器（HEC、HMTS）：安装于前端或分前端，用于实现与HFC网设备管理系统中I类应答器进行数据通讯的一种设备或数种设备的组合，HFC网络管理系统与IP局域／城域网之间的通信网关（Gateway）。
组成：主要包括数据调制解调单元、数据收发单元、数据处理单元，与计算机管理系统的接口单元。
完成功能：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。
3、应答器（NE）：基于SNMP协议的HFC网络设备的管理代理（Agent）；组成：实现与前端控制器（或直接与管理器）通讯的部件或功能单元。
完成功能：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。
（三）开放性通信协议结构模型1、协议栈：（1）前端控制器（HEC）与I类应答器之间的协议栈：物理层、MAC层、SNMPv1.0及MIB；（2）HEC与IP城域网/局域网之间的协议栈：以太网物理层和MAC层、网络层（IP）、传输层（UDP）及SNMPv1.0。
（3）II/III类应答器与IP城域网/局域网之间的协议栈：以太网物理层和MAC层、网络层（IP）、传输层（UDP）、SNMPv1.0及MIB 。
2、开放性：（1）完全兼容：管理软件、前端控制器和应答器可以分别采用不同厂商的产品，实现不同设备制造商的网管系统完全兼容。
（2）任意组合：在全开放和兼容的网管系统中，设备管理器、前端控制器和应答器可以任意组合都能保证网管系统稳定工作。
（四）HFC网络设备管理系统国标物理层规范对IEC60728-7-1的修正内容1、应答器种类扩展：废除IEC/SCTE网管标准中定义的0类、I类和II类应答器。
除把IEC 60728-7-1规范中基于HFC网络RF信道的III类应答器作为国标的I类应答器外，还定义了基于以太网的II/III类应答器。
2、I类应答器物理层规范修正内容：（1）工作频段：下行108MHz～119MHz，上行5.0MHz～20.2MHz和58.6MHz～65.0MHz。
（2）频道带宽：下行为8MHz，上行为3.2MHz（或2.4MHz－仅R1频道）；（3）频率调谐范围：前端控制器下行发送频率和网元应答器接收频率为“在每个确定的8MHz工作频道内可灵活调节或选择固定频率”；网元应答器的上行发送频率和HEC的接收频率为“在每个确定的3.2MHz或2.4MHz工作频道内可灵活调节或选择固定频率”。
（4）接收机选择性：为300KHz。
（5）工作温度范围：应答器为3档：-40℃～＋55℃、-25℃～＋65℃、-10℃～＋85℃，前端控制器确定为0℃～＋40℃。
3、增加II/III类应答器物理层规范：II／III类应答器的物理层规范负责定义应答器与IP城域网／局域网之间的物理接口，符合以太网物理层规范（IEC 8802-3 ）的规定。
（五）HFC网络设备管理系统国标MAC层规范与IEC60728-7-2 MAC层规范的差异1、MAC接入方式扩展：将IEC 60728-7-2中的一种扩展为基于HFC网络RF信道和基于以太网两种MAC接入方式。
2、MAC层协议扩展：I类应答器MAC层协议规范与IEC60728-7-2 MAC层规范相同。
II/III类应答器MAC层协议规范符合以太网MAC层规范（IEC 8802-3 ）的规定。
