商用HFC网管系统接口规范的标准化及关键技术许磊无锡路通电子技术有限公司副总工程师陈松南京广电集团有限责任公司网络技术研发部主任助理王晖南京广电集团有限责任公司网络技术研发部工程师【摘要】本文根据IEC（SCTE HMS）国际标准模型阐述了HFC网络管理系统设备层、物理层、MAC层和应用层等各层次的接口规范体系。
结合理论与应用实践指出了目前商用网管系统推广应用中遇到的主要障碍和关键技术。
指出采用先进标准，坚持兼容性、开放性是HFC网管系统全面走向实用化的基石。
Interface Standardization and Key Technologies for Commercial HFC NetworkManagement SystemXu Lei, Wuxi Lutong Electronic Technology Co.,LtdChen Song, Wang Hui, Nanjin Broadcasting & TV Group【Abstract】This paper describes the protocol hierarchy governing the device layer，physical layer, MAC layer and application layer of HFC network management system, utilizing the IEC(SCTE HMS) standard model. We also summarize the major difficulties and key techniques during the commercialization of such network management system based on theoretical analysis and practical system implementation experiences. It is concluded that the compatibility, open-platform and standardization of the HFC network management system will lead the way to its final applications popularity and real-world implementations1引言随着HFC网络建设和网络技术的快速发展，网络规模不断扩大，网络构造日趋复杂，传输设备的数量和型号不断增加，与此同时网络承载的业务种类也越来越多，用户对服务质量的要求也在逐渐提高。
HFC网络运营者迫切需要功能完善、安全可靠、使用方便灵活的网管系统来加强和提高对网络的管理能力，最大限度地保证网络的可靠性，降低整个网络的运营和维护成本。
相对于发达国家和地区而言，国内的HFC网络管理起步较晚，国内厂商的研发水平较低，而且在HFC网管系统研发上的投入也不够。
也有个别厂商推出了一些网管产品，但离真正意义上的商用HFC网管系统尚有较大距离。
而国外网管系统虽然在技术上有领先优势，但普遍都自成体系，互不兼容，加上其价格非常昂贵，售后服务又跟不上，因此在国内也缺乏成功的先例。
因此长期以来网络运营者虽然对网管有一定的需求，但由于网络条件、资金和缺少成功范例等因素，使HFC网络管理的商业应用始终不能有效开展。
近年来，随着HFC网络双向改造工程的大规模推进，加上国家、地方政府在政策上的扶持，HFC网络管理越来越多地被提到网络运营者的日程中来。
各地的有线电视网络改造设备招标中，越来越多地提出了网管方面的需求（至少要求设备具有网管接口，以方便以后能统一纳入到网管系统中）。
与此同时，随着HFC网管的国际标准陆续颁布，国标的制定工作也已经有了很大的进展，得到了大部分HFC设备厂商的认同与支持，网管的开放性和兼容性问题有望逐步得到解决。
因此，我们认为，在技术和政策等多方面因素的推动下，国内商用HFC网络管理系统的市场正在全面启动。
2HFC网络管理综述2.1HFC网管是狭义概念的网管按照国际标准化组织（ISO）的定义，广义的网络管理应具备五大管理功能：故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和记帐管理。
网络管理体系结构自下而上分为五个层次：网元层（Network Element Layer）、网元管理层（Element Management Layer）、网络管理层（Network Management Layer）、业务管理层（Service Management Layer）和商务管理层（Business Management Layer）。
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分配网络设备的故障、性能、配置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。
同时也考虑为更高层次（网络管理层NMS及以上层）网管系统提供标准化的接口。
近年以来国外比较流行的SCTE HMS标准（后面将作详细介绍）中将网管概念定位为“状态监控”（Status Monitoring）。
我国国标起草过程中也明确了“HFC网络管理”概念的定义为“光纤同轴混合网设备管理”，包括户内和户外设备的监控。
2.2HFC网管的主要技术障碍目前在HFC网络中运行的进口和国产设备中，户外设备除了部分进口电源、光节点、双向放大器等设备带有网管接口外，国内厂商生产的光站设备基本上都不具有网管接口，更不用说双向放大器和供电电源了。
前端机房设备（主要是光发射机和光接收机）除了较早时期的设备外，大部分都提供了网管的接口，但都采用了各自不同物理电气接口和非公开的自定义通信协议。
有部分厂商可以提供针对自家设备的简单的网管软件，这种的所谓“网管”有两个致命的弱点：一方面各家厂商的协议互不兼容，因此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。
另一方面，网管系统的物理接口多采用RS232或RS485，操作软件一般为单用户PC版本，使用电缆将PC与设备直接连接。
如果要实现总前端集中监控，网管数据的远程传输和协议转换都比较复杂，二次开发的工作量很大，如果厂商不公开其自定义协议，根本就无法进行二次开发。
另外，机房设备基于以太网接口（SNMP/IP）来进行管理是一个趋势，国外厂商新推出的设备一般均基于此种接口，但其管理信息库(MIB)尚未规范化，均由厂商自己定义，所以也存在兼容性问题。
因此，如何在一套网管系统中对多家厂商的各种型号设备进行统一管理，同时保证系统的兼容性、开放性、可扩展性，以方便网络的扩容和升级，是困扰网络运营者和网管系统开发者的一大难题。
2.3开放性和兼容性是解决问题的关键所在广电总局最新文件《有线广播电视网改造指导意见》第七部分“有线电视网的网控和网管”中明确指出了网络管理的功能范围和层次，同时强调“网管系统要具有完整性、通用性、开放性和兼容性”。
综合前面的分析，目前HFC网络管理面临的技术障碍的核心内容就是解决开放性和兼容性的问题。
要达到这一目标，就必须制定统一的标准，建立整个HFC网管系统的管理模型，明确定义模型中的各个主体对象及其相互之间的接口规范，接口规范必须标准化、公开化。
只有遵循统一的标准，才能将所有的设备纳入统一的管理范畴，实现真正意义上的网管。
HFC设备厂商们也已经意识到这一点并开始为解决问题做出努力和尝试。
目前国外主流厂商所推出的新一代网管系统均逐渐向SCTE HMS标准靠拢。
当然，要完全实现HFC网络管理的全开放、全兼容还需要一个相当长的时间。
3HFC网管接口规范的标准化3.1SCTE HMS标准美国有线电视工程师协会（SCTE）光纤同轴混合网管理分委员会（HMS）经过多年努力工作，于2000年10月起陆续提出了关于HFC网络管理的系列标准文件，形成了一套开放式HFC网络设备管理系统标准。
其主要内容包括两大部分：●通信协议：主要包括物理层规范，媒体访问层（MAC）规范等●管理信息库（MIB）：描述了HFC网络中被管理网元对象。
包括户外设备如光节点、放大器、供电器等；户内设备如光发送机、光接收机等；另外还包括一些所有设备共有的管理信息如公用、属性、报警、固件下载等。
美国国家标准局（ANSI）已批准该系列标准为美国国家标准；同时该系列标准也已经提交给国际化标准组织IEC（国际电工委员会）审议。
其中物理层、MAC层规范已经被IEC采纳（IEC60728－7－1，IEC60728－7－2）。
预计在近期SCTE HMS网管标准系列其它文件也将陆续被批准，成为HFC网络设备管理的国际标准。
国际上HFC网络设备主流厂商如Motorola(GI)、SA、C-COR、ACTERNA、AM、阿尔卡特等均认可并采用了这一开放式网管标准，原有的网管系统和设备接口也逐步向SCTE标准靠拢。
SCTE标准是一整套的协议规范，它支持各种不同的HFC网络管理系统的互操作性,它为HFC网络管理系统的开放性创造了条件。
3.2HFC网管国标制定工作的进展基于HFC网管国际标准的发展状况以及国内有线网络运营的需求，广电总局于2002年上半年组织成立了HFC网管国标起草小组，并开始启动HFC网管国标制定的工作。
先后于2002年6月和10月、2003年3月召开了3次国标起草小组会议。
国标小组充分考虑了开放性以及与国际标准的兼容性。
基本指导思想是以SCTE标准为主要参考，在通信接口协议上与之保持兼容，同时结合我国的实际网络状况，适当增加或修正部分内容。
目前全部讨论稿文本已经完成，2003年下半年将公布征求意见稿，整个起草工作将于2003年结束。
3.3HFC网管模型SCTE标准和国标中均规定了HFC网络管理采用简单网络管理协议（SNMP）管理模型，SNMP是TCP/IP协议簇的一个应用层协议，从模型上看它包括管理者、管理代理、管理协议和被管理设备四个要素，框图如图1所示：管理者管理协议管理代理管理代理管理代理被管设备被管设备被管设备图1 SNMP管理模型管理者（Manager）是一台运行特殊管理软件的计算机，它包含一个或多个管理进程，通过管理协议与管理代理进行通信，发送网管指令并接收应答。
●管理协议（Management Protocol）定义了管理者和管理代理之间交换信息的格式，SNMP协议文本中详细规定了各种协议数据单元（PDU）的格式。
管理信息库MIB（Management Information Base）则定义了被管设备的信息及其编码格式。
