基于EPON_EoC技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统研究.pdf

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1、2011 年 增刊广播与电视技术103摘要:本文介绍了有线电视网络接入网技术和网络管理技术，分析了基于 EPON+EoC 技术的有线电视网络的网络管理系统目标，提出了基于 EPON+EoC 技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统的系统构成,明确了其总体要求及网管功能要求，提出了兼容 GB/T 20030 的基于 EPON+EoC 技术的有线宽带网络设备管理信息库，为实现基于 EPON+EoC 技术的有线电视宽带接入网的统一网管提供了理论基础，为基于 EPON+EoC 技术的有线电视宽带接入网实现统一的网管和多业务运营，提高有线电视网络管理水平，实现不同接入设备之间在网管层面上的互联互通提供了

2、解决方案。关键词:网络管理 EPON EoC 自动发现协议 SNMP1 有线电视网络接入网概述1.1 EPON 技术概述及发展1.1.1 EPON 系统结构无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的光线路终端（OLT，Optical Line Terminal）、用户侧的光网络单元（ONU，Optical Network Unit）以及光分配网络（ODN，Optical Distribution Network）组成。与有源光接入技术相比，PON 消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使其维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源。EPON 是在 PON 的基础上，用

3、以太网（Ethernet）协议取代 ATM 作为数据链路层协议，将以太网协议与 PON 技术相结合，构成的一个可以提供宽带、低成本和多业务支持的基于 EPON+EoC 技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统研究 孙黎丽 李忠 姚 琼 国家广电总局广播电视规划院新一代光接入技术。一个典型的 EPON 系统由 OLT、ONU 和 ODN 组成（如图 1）。1.OLT：OLT 为光接入网提供 EPON 系统与服务提供商的数据、视频和语音等业务的接口，并经 ODN 与 ONU 通信。2.ONU：ONU 位于用户端，提供客户的数据、视频、语音网络与 PON 之间的接口。3.ODN：位于 OLT 和 O

4、NU 之间的由无源光分路器/耦合器（POS，Passive Optical Splitter)和光纤组成的无源光分配网，其主要功能是完成光功率的分配。ODN 通常呈星-树型结构，也可以用环型结构。1.1.2技术原理EPON 通过采用时分复用（TDM）和波分复用（WDM）的方式，通过光分路器将最终信号分发给多个用户。EPON系统采用波分复用技术可以在一根光纤中同时传输 TDM、IP数据和视频广播信号。EPON 在下行方向采用 802.3 帧广播技术，OLT 通过 1：N 无源分路器将以太网帧发送给每个 ONU，各 ONU 根据各自的 MAC 地址提取属于自己的数据信息。图 1 EPON 的网络结

5、构有线网络CATV广播与电视技术2011 年 增刊104EPON 上行方向采用时分多址相关接入协议，并采用MPCP 避免 ONU 发送到 EPON 的数据帧发生冲突，公平地分配信道资源。EPON 通过服务水平协议（SLA）实现服务质量（QoS）保障。SLA 是 NSP 与用户签署的关于某项服务所能达到的QoS 水平的协议。在网络运营、维护方面，EPON 定义了可选的 OAM 功能，包括远端故障指示、链路监视等基本 OAM 功能。在 EPON 技术演进方面，10G EPON 针对 GEPON 的物理链路层进行了改进，而协议层仍基于 GEPON 的多点控制协议(MPCP)，仅对 MPCP 的发现、

6、注册、测距，DBA 动态带宽分配，10G FEC，扩展 OAM 以及与 1G 速率的后向兼容性等做了相应改进。10G EPON 下行采用不同波长方式，上行采用双速率突发模式接收技术，通过 TDMA 机制协调 1G和 10G 光节点共存。1.1.3 技术实现方式为了同时承载有线电视业务和数据传输业务，结合 EPON系统传输特点，可以采用单纤三波和双纤三波两种解决方案。1.单纤三波OLT 端通过内置 EDFA 视频合波器将 EPON 的两个波长（1310nm 和 1490nm）和有线电视 1550nm 波长复用在一起。ONU 端直接提供 RF 接口和 FE 接口。该方案的特点是不仅共用主干光纤，而

7、且在终端设备上将 EPON 和有线电视进行了融合。2.双纤三波EPON 的两个波长（1310nm 和 1490nm）和有线电视1550nm 波长不复用在一起，数据传输链路与有线电视链路完全分开。ONU 端内置有线电视接收模块，将 1550nm 波长接收出来并进行光电转换和放大，并提供 RF 接口连接电视机。在单纤和双纤方式中，射频模拟和数字电视广播信号都占用有线电视的下行频段(87862MHz)。由于数据传输在EPON 上进行，有线电视的上行频段(565MHz)不再利用。1.1.4 业务承载能力EPON 系统可以承载视频、语音、数据等多种业务的综合接入。1.数据业务EPON 系统能够提供高速的

8、用户接入，所有用户的数据业务通过以太网口与上游的汇聚交换机、业务路由器、宽带接入服务器等连接。EPON 系统采用固定带宽分配或动态带宽分配的方式实现用户带宽管理，对 VLAN 的处理可以在 OLT或 ONU 侧实现。2.有线电视业务有线电视信号可采用独立的 1550nm 波长信道与 EPON的上行（1310nm）、下行（1490nm）信号同时在单纤上传送，通过透明的传输通道，实现视频业务的叠加。3.语音业务在 EPON 系统中，可以通过两种方式实现语音业务的承载：通过传统的 V5.2 协议与 PSTN 交换机连接，或通过MGCP、H.248、SIP 等软交换协议与交换机连接。4.视频业务EPO

9、N 系统高带宽和单拷贝广播等特性，可以很好的支持点播、组播等视频业务。视频业务管理可以通过 IGMP Snooping 方式实现，也支持可靠的组播管理方式。1.2 EoC 技术概述及发展1.2.1 EoC 技术概念EoC（Ethernet over Coax）是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术，它采用点到多点的用户网络拓扑结构，利用广电原有的同轴电缆实现数据、语音和视频的全业务接入。一个典型的 EoC 系统由头端、终端和同轴分配网组成。头端一般放在光节点位置，起分发上层以太网数据、汇聚终端设备的作用。终端放在用户家里充当家庭终端猫接入用户电脑和互动机顶盒。现在业界 EoC 技术方案较为多样

10、，其规模、成熟程度不一，主要分为无源（基带）与有源（调制）EoC 两类。无源基带EoC 系统通过对数据信号进行二四变换与耦合进行数据传输，其特点是设备相对简单廉价，但网络适应性差，只适用于集中分配型网络。有源调制 EoC 通过对数据调制解调进行传输，可透传放大器、分支分配器，适用于星型及树型网络。目前常见的 EoC 技术具体分类如表 1 所示。表 1 EoC 技术方案序号技术方案无源/有源标准/非标高频/低频1基带 EoC无源标准低频2Home PNA有源标准低频3HomePlug BPL有源标准低频4HomePlug AV有源标准低频5IEEE P1901有源标准低频6降频 WiFi有源标准

11、高频7ITU G.hn有源标准高频8MoCA有源标准高频9HINOC有源标准高频有线网络CATV2011 年 增刊广播与电视技术1051.2.2 EoC 技术方案概述1.MoCAMoCA 是同轴电缆多媒体联盟（Multimedia over Coax Alliance）的缩写。它成立于 2004 年 1 月，创立者为 Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola 与 Toshiba 等。MoCA 利用 Entropic 的技术（c-Link）作为 MoCA1.0 规范的依据。2.HomePlug BPL2004 年 1 月 HomePlug BPL 开 始

12、制 定，并 选 定HomePlug AV 作为基本技术，但 2009 年底，IEEE P1901 的BPL 标准在 2009 年底推出草案后，HomePlug 联盟的 BPL 标准就基本上止步不前。3.IEEE P19012005 年 7 月，电气和电子工程师学会 IEEE 成立 P1901工作组，致力于统一电力线宽带通信的技术标准。2008 年12 月，IEEEP1901 通过了电力线宽带通信的物理层（PHY）和介质访问控制层（MAC）的技术标准提案。2010 年 2月，IEEE 完成并发布最初草案，将 HomePlug 电力线联盟的HomePlug AV 技术、松下公司的 HDPLC 技术

13、定义为物理层可选的标准。4.HomePNAHome PNA 是 家 庭 电 话 线 网 络 联 盟（Home Phone lineNetworking Alliance）的简称，该组织于 1998 年成立，致力于开发利用电话线架设局域网络的技术。该组织分别于1998 年、1999 年和 2003 年发布了 HomePNA V1.0、V2.0和 V3.0 三个技术标准。其中，HomePNA V3.0 于 2005 年形成国际标准 ITU G.9954。5.ITU G.hn2009 年 10 月 16 日，ITU 一致通过 G.hn 系列标准。该系列标准试图统一电力线、同轴电缆和电话线的物理层（G

14、.9660）以及 MAC 层（G.9661）规范。G.hn 能够实现以高达 1Gbit/s的物理层速度处理高带宽多媒体内容。6.HomePlug AV2000 年 3 月，由 Cisco、HP、Motorola及 Intel 等数十家企业共同成立了 HomePlug Powerline Alliance(家庭电力线网络联盟)，该联盟在2003年2月开始HomePlug AV制定工作，并于 2005 年 8 月批准了新的 HomePlug AV 标准。HomePlug AV 采用先进的物理层和 MAC 层技术，提供 200Mbps 级的电力线网络。7.降频 WiFi降频 WiFi 方案将 Wi-

15、Fi 技术应用于电缆系统中。它以802.11g 为基础进行 2 信道捆绑，带宽 40MHz，物理层传输速率为 108Mbps，采用高本振或低本振方式，将 WiFi 信号从2.4GHz 降为 1GHz 频段。8.HINOCHINOC(HIgh performance Network Over Coax，高性能同轴接入技术)是我国自主研发的一种同轴电缆接入技术，符合 NGB 同轴电缆接入需求。HINOC 系统利用有线电视网同轴电缆的网络布线，通过增加 HINOC Bridge(HB)和 HINOC Modem(HM)等相关设备，实现高速和高质量多业务接入，可承载包括 IPTV、VOD、VOIP、高

16、速上网等宽带业务应用。9.ECANECAN 是 Ethernet Coax Access Network 的缩写，是仿照 EPON 技术来设计的在广电 Cable 网络上进行数据传输的一种技术。1.3 EPON、EoC 综合接入网络系统概况根据目前广电网络状况，基于 EPON 和 EoC 实现宽带接入是一种广受认同的解决方案。EPON+EoC 可以有效地与广电网络相结合，利用现有同轴网络资源实现有线电视网络双向接入。EPON+EoC 系统的拓扑结构如图 2 所示。2网络管理技术概述网络管理（Network Management）1是指网络管理员通过网络管理程序对网络上的资源进行集中化管理的操作

17、，包括配置管理、性能管理、故障管理、计费管理和安全管理等。一台设备所支持的管理程度反映了该设备的可管理性及可操图 2 EPON+EoC 系统的拓扑结构有线网络CATV广播与电视技术2011 年 增刊106作性。总体上网络管理为网络的运行、处理、维护、服务等提供所需要的各种活动。网络管理技术从 20 世纪 80 年代早期发展起来，随着网络规模复杂性的增加，网络管理在网络系统中也越来越重要，网管技术的发展随着服务的要求不断完善和升级。目前使用广泛的网络管理技术包括 SNMP 技术、TR069 技术等。2.1 SNMP 技术简 单 网 络 管 理 协 议（SNMP，Simple Network Ma

18、nagement Protocol）2是目前 TCP/IP 网络中应用最为广泛的网络管理协议。SNMP 为应用层协议，是 TCP/IP 协议族的一部分，通过用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)来操作3。在管理站中，管理者通过对位于代理的MIB 管理信息库4,5的访问进行控制。经过近十几年的发展，目前已经历了三个版本的发展过程。SNMPv16是一个完全的互联网标准，定义在 STD15/RFC1157（RFC1157 文 档 替 代 了 早 期 的 RFC1098 和RFC1067 文档）和 STD16/RFC1155、RFC1212 文档中。在SNMPv1 的基

19、础上发布的 SNMPv2 和 SNMPv3，更好的解决了 SNMP 存在的不利于分布式管理等问题，并增强了网络管理的可靠性。SNMPv2c7是简单网络管理协议版本 2，基于团体字符串认证管理框架。SNMPv2c(c 代表 Community)是一个互联网实验标准，具体技术规范定义在 RFC1901、RFC1905 和RFC1906 文档。SNMPv38是简单网络管理协议版本 3，2002 年 3 月被IESG（Internet Engineering Steering Group）批准为完全的互联网标准。SNMPv3 是一个具有互操作性的标准协议，核心规范定义在 STD62/RFC3411 到

20、 RFC3418 文档中。1.管理体系结构SNMP 的网络管理模型包括以下关键元素：管理站、代理者、管理信息库、网络管理协议9。(1)管理站（Manager）管理站协助网络管理员完成管理整个网络的工作，将管理员的要求转变为对网络元素的实际监控能力，管理有关设备运转状态、配置及性能等的信息。(2)管理代理（Agent）网络管理代理可以是驻留在被管理设备中的软件模块，也可以是独立设备，代理跟被管理设备进行通信，获得其运转状态、设备特性、系统配置等相关信息。管理代理所起的作用是，充当管理系统与被管理设备之间的中介，通过控制设备的管理信息数据库（MIB）中的信息来管理该设备。(3)管理信息数据库（MI

21、B，Management Information Base）SNMP 中网络资源被抽象为对象进行管理，对象是表示被管资源某一方面的数据变量。对象被标准化为跨系统的类，对象的集合被组织为管理信息库（MIB）。MIB 作为设在代理者处的管理站访问点的集合，管理站通过读取 MIB 中对象的值来进行网络监控。(4)网络管理协议管理站和代理者之间通过网络管理协议通信，SNMP 通信协议主要包括以下能力：Get：管理站读取代理者处对象的值；Set：管理站设置代理者处对象的值；Trap：代理者向管理站通报重要事件。2.管理对象IETF 规定的管理信息库 MIB 定义了可访问的网络设备及其属性，由对象识别符（

22、OID，Object Identifier）唯一指定。管理信息库 MIB 指明了网络元素所维持的变量，即能够被管理进程查询和设置的信息。MIB 给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构，采用和域名系统 DNS 相似的树型结构，SNMP 协议消息通过遍历 MIB 树形目录中的节点来访问网络中的设备。它的根在最上面，根没有名字。图 3 是图 3 管理信息库的对象命名举例有线网络CATV2011 年 增刊广播与电视技术107管理信息库的一部分的示例，又称为对象命名树（object naming tree）。3.管理方式SNMP 规定了 5 种协议数据单元 PDU（也就是 SNMP 报文）

23、，用来在管理进程和代理之间的交换。get-request 操作：从代理进程处提取一个或多个参数值；get-next-request 操作：从代理进程处提取紧跟当前参数值的下一个参数值；set-request 操作：设置代理进程的一个或多个参数值；get-response 操作：返回的一个或多个参数值。这个操作是由代理进程发出的，它是前面三种操作的响应操作；trap 操作：代理进程主动发出的报文，通知管理进程有某些事情发生。前面的 3 种操作是由管理进程向代理进程发出的，后面的 2 个操作是代理进程发给管理进程的。SNMP 协议的一个重要特性是 SNMP 代理具有产生通知的能力。通知不需要 SN

24、MP 管理者请求就会主动发送，发送采用异步方式，形式可分为 Trap 和 Inform Request（简称 Inform）两种。Trap 是发送给 SNMP 管理者的通知网络状况的警告消息，而 Inform 是需要 SNMP 管理者确认接收的Trap。SNMP 通知可以用于指示网络中出现的不正确用户授权、重启、连接关闭、设备通信中断或其它异常事件。在多数情况下，Trap 通知方式被较多采用，因为 Inform 方式将会耗用更多的网络和设备资源。2.2 TR069 技术TR06910是数字用户线(DSL)论坛制订的一个面向终端设备的网管协议，称为用户终端设备广域网管理协议(CWMP)，DSL

25、论坛的文档编号为 TR069。TR069 规范不仅提供覆盖运营商广域网(WAN)的管理机制，而且还将作为桥接 CPE 设备（其中许多 CPE 设备位于家庭或小型办公 LAN 中）的机制。1.管理体系结构在 TR069 所定义的框架中，主要包括两类逻辑设备：受管理的用户终端设备（CPE）和管理服务器（自动配置服务器ACS），ACS 负责完成对 CPE 的管理。其中 ACS 与 CPE 之间的接口称为南向接口，ACS 与运营商的其他网管系统、业务管理系统、计费系统之间的接口称为北向接口，TR069 协议主要定义南向接口的标准。所有与 CPE 相关的配置、诊断、升级等工作均由统一的管理服务器 ACS

26、 来完成。TR069 协议是一个位于 IP 之上的应用层协议，适用性广，对接入方式没有限制。基于不对称数字用户线（ADSL）、以太网、无源光网络（PON)和 EoC 等接入方式的 CPE 均可以使用此协议。基于 TR069 的网管架构如图 4 所示。2.管理方式TR069 协议借鉴了 Web 技术的优点，传输基于传输控制协议(TCP)。ACS 与 CPE 之间的交互采用超文本传输协议(HTTP)方式，其中 ACS 作为 HTTP 服务器，CPE 作为客户机。实际的管理操作通过基于可扩展标记语言描述的远程过程调用（RPC）来完成，目前的版本中为 CPE 定义了 9 种基本 RPC、6 种可选 R

27、PC，为 ACS 定义了 2 种基本 RPC、2 种可选 RPC。由于使用了很多 Web 中的成熟技术，TR069 的实现相对简单，对于终端产品来说降低了开发、实现的难度。用户终端设备 CPE 和 ACS 之间的通信分为 ACS 发现阶段和连接建立阶段。在 ACS 发现阶段，CPE 需要得知 ACS的 URL 或地址，这些信息可以是预配置在 CPE 中的，也可以通过 DHCP 的选项来传送给 CPE。一旦 CPE 得到 ACS 的URL 或地址，CPE 可以在任何时候发起对 ACS 的连接。为适应终端数量巨大、地址不固定的特性，TR069 定义的交互流程中，管理交互都是由 CPE 发起，由 C

28、PE 来请求ACS 进行管理。当 ACS 希望启动对 CPE 的管理时，协议定义了一个反向触发机制；此外 TR069 还明确了 ACS 可以向CPE 发起连接请求的规定，用于完成网络侧发起的异步配置动作等。3.管理内容对于用户终端设备 CPE 来说，TR069 的管理内容主要有：1)CPE 自动配置和动态的业务配置。对于 ACS 来说，每个 CPE 可以在协议中对自己做出标志（例如型号、版本等），根据可设定的规则，ACS 可以对某一个特定 CPE 下发配置，也可以对某一组 CPE 下发配置。CPE 可以在开机后自动请求ACS 中的配置信息，ACS 也可在任意需要的时刻主动发起配图 4 基于 T

29、R069 的网管架构有线网络CATV广播与电视技术2011 年 增刊108置。2)对 CPE 的软件、固件的管理。TR069 的协议提供了对CPE 中的软件、固件进行管理和下载的功能。ACS 可以识别CPE 的版本号，决定是否远程更新 CPE 的软件版本，并且在更新完成后能够得知是否成功。3)对 CPE 的状态和性能进行监测。TR069 定义了 ACS对 CPE 的状态和性能进行监测的手段。其中包括了一些通用的性能参数，可以反映当前 CPE 的工作状态。另外还提供了标准的语法，运营商可以定义额外的参数。4)对通信故障的诊断。TR069 还定义了可以用户端自我诊断和报告的能力，例如在 ACS 的

30、指示下，用户端可以通过ping 或其他手段检查用户端与网络业务提供点之间的连通性、带宽等，检测结果返回给 ACS。这样，运营商通过在远端操作，就可以对用户申告的设备故障进行简单定位，并作相应的处理。2.3 其他网管技术其他网管技术包括公共管理信息协议 CMIP、802.1ag 等。公 共 管 理 信 息 协 议(CMIP，Common Management Information Protocol)11基于 OSI 协议，与 SNMP 有相似之处，但 CMIP 较为复杂12，使得协议占用的系统资源过多。802.1ag13是 IEEE 提 出 的 一 个 用 于 Carrier Ethernet

31、网络中进行错误管理的一个标准，即 Connectivity Fault Management(CFM)。它提供了路径发现、故障检测、故障确认和定位、故障通知和故障恢复 5 项功能。其中最后一项故障恢复要联合其它协议（STP）一起来执行，不在 802.1ag 讨论范围之内。802.1ag 把整个网络（customer,provider,operator)划分成很多的维护域（MD,Maintenance Domain），MD 是有层次的，最多 8 个层次。在每个 MD 里面，针对该 MD 所提供的每一个服务(service)进行维护管理，这些 service 会跨越网络中很多个节点，802.1ag

32、 的核心思想是在这个 service 所涉及到的部分或者全部节点上进行维护监控，从而发现故障以及定位出故障的网络段。参与维护监控的节点称为维护点(Maintenance Point)，MP 不是配置在 bridge 上，而是配置在 bridge 的某个具体的 port 上，从而将维护粒度进一步细化。粒度进一步细化。与 802.1ag 相 关的 协 议 有 Y.1731、G.8031 和G.8032，其 中 Y.173114是 ITU 基 于 802.1ag 提 出 的 一 个标准，是 802.1ag 的超集，更加全面地考虑了电信网络的需求；G.803115和 G.803216是两个自动保护切换

33、（APS，Automatic Protection Switch）协议，前者提供 linear 保护,后者提供 ring 保护。理论上 CFM 和 APS 结合起来应用才能完整的提供对一个网络的管理和保护。前者发现、定位报告故障，后者快速反应、对故障通道进行保护切换。2.4结论EPON+EoC 网络管理系统的目标是可以建立一个基于开放的、可管理各种类型终端的、可以承载多种业务的管理体系架构。从目前 EPON+EOC 系统网管的需求来看，主要的管理内容应包括设备的自动配置、设备的软件和硬件的升级、设备的状态和性能监测以及故障诊断等。针对 EPON+EoC 网络管理系统的需求，下面分析现阶段广泛应

34、用的 SNMP 技术与 TR069 技术的相应特点和适用性。1.简单网络管理协议(SNMP)SNMP 发源于互联网设备管理，基于 IP 的传输网络广泛部署了 SNMP 以监控交换机、路由器、服务器以及系统的性能、负载和其他运行参数。SNMP 生成的数据对网络管理员很重要，可用来评估网络的性能并发现流量瓶颈或潜在的瓶颈。此外，这种信息还有助于网络的设计或再设计。总体上，SNMP 管理协议的优点是简单灵活、易于开发使用，并且由于其发展周期较长，可在各种智能较低、非传统设备上运行。随着宽带接入在家庭的普及，IP 语音(VoIP)、IP 视频业务的迅速发展，传统的基于 SNMP 的网管在管理数目众多的

35、终端设备时，局限性也日益明显：1)目前 SNMP 管理信息库 MIB 是静态的，尽管它们定义的被管对象数量已经非常庞大，仍不能适应网络设备、协议和服务的发展需求，这种滞后性制约了 SNMP 协议的适用范围。2)管理功能作只能通过对某些特定 MIB 变量的 SET 请求指令完成，对管理者与代理，代理与本地 Intemet 核心模块之间的参数传递和进程同步要求很高，且存在安全隐患，SNMP第 3 版明确定义的安全机制也只能保证 SNMP 相关模块的数据访问安全。3)管理信息结构 SMI 不能描述被管对象之间的关系，所有需要支持数据相关性的管理应用必须通过大量 GET 类指令收集数据在管理平台进行处

36、理。2.CPE 广域网管理协议(TR069)TR069 是为终端管理定制的协议，采用 TCP 协议承载，其优点是面向设备、面向业务支持能力高，有完整的设备、业务数据模型；定义了完整的发现、通知方法以及与家庭网有线网络CATV2011 年 增刊广播与电视技术109关的协作方式，智能性高，传输效率和可扩展性也较高。但是由于其协议的复杂性，也存在一定缺点，比如实现难度较大，智能化要求较高，对终端增加了要求，无法在所有终端中应用。同时，TR069 数据模型并未提供业务运营方最关心的业务质量等关键信息，因此必须在具体实施中根据需要进行扩展。因此，EPON+EoC 综合网管系统的设计基于 SNMP 技术，

37、但需要制定相应的 MIB 管理信息库。3基于EPON+EoC技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统3.1 总体要求及参考模型网管功能包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和计费管理五大部分。针对广电网络来说，业务与网络管理是分离的，对基于 EPON+EoC 技术的有线电视宽带接入网的网络管理，应主要支持配置、故障、性能和安全四个方面的管理，配置管理主要实现根据需要对设备进行参数和性能的配置操作，故障管理主要侧重于实时的监控和故障的上报，性能管理主要包括历史监控数据的分析，协助管理员监视网络、采集数据，形成统计报表，安全管理包括用户访问权限管理、用户等级管理和操作日志功能。基于 EPON+

38、EoC 技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统的总体框架见图 5。下面对基于 EPON+EoC 技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统的管理要求进行分析。3.2 EPON 系统网管实现方式及要求3.2.1OLT 的网络管理OLT 的操作维护管理功能应支持对 OLT 本身的配置、故障、性能和安全管理，同时应支持通过 OAM 方式实现对ONU 的远程管理。OLT 的网络管理应支持 SNMP v2c 协议和 IEEE 802.3 中规定的 OAM 功能，即 OLT 与 EMS 系统之间的通信应采用标准的 SNMP 协议，实现相关的管理功能，同时，通过标准的OAM 通道实现其与 ONU 之间的 O

39、AM 维护功能。此外，OLT应通过对 OAM 功能的扩展，实现扩展 OAM 功能，管理功能包括光通道参数管理、加密、软件/固件下载、用户端口管理、FEC 功能管理、VLAN、业务分类和标记、DBA 参数管理、业务调度、保护倒换、CATV 业务管理、VoIP 业务管理等。OLT 设备还应根据本文 3.6 节所规定的自动发现协议在OLT 上建立本 OLT 所带 EoC 局端设备。3.2.2 ONU 的网络管理ONU 的操作管理和维护功能有两种实现方式：一种是本地管理，一种是远程管理。本地管理是指维护人员利用 PC 机通过本地网管接口（如专用的 Console 口、FE 接口等）对ONU 进行本地的

40、配置、故障、性能和安全管理。远程管理则是由系统管理员通过 EMS 系统实现对 ONU 的远程管理，内容也包括配置、故障、性能、安全等方面。ONU 的远程管理应支持两种实现方式：一是 OLT 作为SNMP Agent，通过 IEEE 802.3 规定的以太网 OAM 方式对ONU 进行远程管理；二是 ONU 有独立的 IP 地址，可以与网管系统直接通讯，ONU 实现 SNMP Agent 功能，网管系统通过 SNMP v2c 协议，对 ONU 进行通过以太网 OAM 管理的功能以外的功能的远程管理。3.3EoC 系统网管实现方式及要求3.3.1 CBAT 的网络管理CBAT 的操作管理和维护功能

41、应有两种实现方式：一种是本地管理，一种是远程管理。本地管理是指维护人员利用 PC机通过本地网管接口（专用的 Console 口、FE 接口等）对CBAT 进行本地的配置、故障、性能和安全管理。远程管理则是由系统管理员通过 EMS 系统实现对 CBAT 的远程管理，内容也包括配置、故障、性能、安全等方面。CBAT 的网络管理应支持 SNMP 协议和 EoC 系统的OAM 功能。CBAT 与 EMS 系统之间的通信应采用标准的SNMP 协议，实现相关的管理功能；同时，CBAT 实现 SNMP Agent 功能，通过 EoC 系统 OAM 通道实现其与 CNU 之间的图 5 基于 EPON+EoC

42、技术的有线电视宽带接入网综合网络管理系统的总体框架有线网络CATV广播与电视技术2011 年 增刊110OAM 维护功能。EoC MIB 包括 CBAT 管理项、CNU 管理项、软件升级管理项、性能统计管理项、组播管理项、Trap 管理项、VLAN 管理项、端口速率限制管理项和广播风暴抑制管理项等。CBAT 还应能够根据本文 3.6 节定期向所连接的 ONU 设备广播包含本设备相关信息的以太网帧。3.3.2 CNU 的网络管理CNU 的操作管理和维护功能有两种实现方式：一种是本地管理，一种是远程管理。本地管理是指维护人员利用 PC 机通过本地接口（通常也是业务 LAN 接口）对 CNU 进行本

43、地的配置、故障、性能和安全管理。远程管理则是由系统管理员通过 EMS 系统实现对 CNU 的远程管理，内容也包括配置、故障、性能、安全等方面。CNU 的远程管理应至少支持一种实现方式，即 CBAT 作为网管系统的代理（Agent），通过 EoC 系统 OAM 方式对CNU 进行远程管理。3.4网元管理系统(EMS)要求3.4.1 EMS 通用要求EMS 与 OLT 设备之间采用以太网接入方式，EMS 通过SNMP v2c 网管协议对 EPON 和 EoC 系统进行配置、故障、性能和安全功能的操作、管理和维护，可选支持 v3 版本，网管方式可选支持 TELNET 或 WEB 方式，并同时支持带外

44、和带内两种方式，带外访问应当提供所有带内访问的功能，并实现访问控制，防止非授权访问。3.4.2 EMS 配置管理功能要求1.拓扑管理EMS 应能够以图标形式显示所管辖的所有网元、网元组（由于显示的需要，可将网元划分为互不交叉的网元组）或子网，可获得网元的详细配置信息，或者执行网元配置和其它管理功能，同时 EMS 能够以图标形式显示包括 OLT、ONU、CBAT、CNU 在内的所有网元组成的网络拓扑，能够自动发现每个 ONU 设备所连接的 CBAT 设备的数量及其相关信息，并且能够在网络拓扑图上自动显示每个 ONU 设备下面的CBAT 设备的链路连接情况,能够动态、实时显示被管网元的运行状态和状

45、况,能够提供灵活方便的拓扑排列、添加、删除、修改、移动等拓扑编辑和查看功能。2.网元管理EMS 应能够创建、修改、删除、查询网元的配置，可查询和/或修改网元的信息，支持对板卡进行查询和配置操作，能够查询和修改 ONU 和 CBAT 配置信息，包括在线状态、加入方式（手动/自动）、远程复位等。EMS 应能对 OLT 的网络侧接口参数进行配置，包括端口使能、端口全双工/半双工、端口流控、VLAN 功能、MAC绑定及 ACL 过滤功能、限速功能、RSTP 功能、链路聚合、端口镜像等。EMS 应能够通过远程管理（OAM）方式对 ONU 的 UNI端口的属性进行管理，包括端口状态管理、端口 VLAN 管

46、理、端口分类及标记功能、与端口相连的以太网链路状态、端口限速功能和端口的组播功能管理等。EMS 应能够对 PON 端口参数进行管理，主要包括端口状态管理、端口隔离开关使能、加密等。EMS 应能对 CBAT 的网络侧接口参数进行配置，包括端口使能、端口全双工/半双工、端口流控、端口 VLAN 管理、限速功能、MAC 绑定。EMS 应能对 CBAT 的射频接口参数进行配置，包括射频输出电平、射频输出频率、射频输出带宽、该接口下所有CNU 复位。EMS 能够通过 CBAT 设备中的 SNMP 代理对 CNU 设备的 UNI 端口的属性进行管理，包括端口状态管理、端口VLAN 管理、端口分类及标记功能

47、、与端口相连的以太网链路状态、端口限速功能、端口的组播功能管理、端口隔离。EMS 应能对相同型号的 ONU、CNU 设备的各种参数进行批量配置,应能对 ONU、CNU 软件进行在线升级，对相同型号的设备软件可以进行批量升级，同时应支持 ONU 离线查询各种基本信息，所有配置信息在 ONU 断电恢复后都应自动配置。EMS 设备应支持 OLT 的保护倒换功能管理，能够指配、删除、修改系统保护功能,应能对环境监控参数进行配置，例如板卡温度的查询和温度告警门限的设置等。3.业务管理EMS 应支持以业务模板的方式进行 ONU/CBAT 业务配置，可选根据需要选择不同的模版，且业务模版应为可自定义的，且定

48、制的模版可应用于全网设备。EMS 应能够配置 ONU 或每项业务的 SLA 参数、业务的QoS 管理、用户侧端口的以太网功能，支持安全功能管理如帧过滤、广播风暴管理等。EMS 应能够在网络拓扑结构发生变化时自动更新，能够在网管配置信息中标注各类业务专线、应急或特殊信息等以便快速查询。4.资源管理EMS 应支持对全网的资源管理，主要包括对网元、槽位有线网络CATV2011 年 增刊广播与电视技术111与 板 卡、PON 端 口、ONU/ONT、ONU/ONT 的 UNI 端 口、CBAT 的网络侧端口、CNU 的 UNI 端口等设备资源的占用情况统计和管理,并提供报表统计功能并可以保存及打印。3

49、.4.3 EMS 故障管理要求EMS 应能够配置数据合法性检查，当改变网络或设备配置时，检查对网元配置数据的合法性，应支持拷贝配置数据，可以将一个成功配置好的网元配置数据拷贝到与此网元具有相同或相似配置的一个或多个网元中，然后修改配置数据，支持网元数据的上、下载功能。1.故障检测功能EMS 应能对 EPON+EoC 综合接入网络系统的各个部分进行持续的或间断的测试、观察和监测，以发现故障或性能的降低，支持系统性能出现变化时产生告警，能够检测的告警类别主要有 PON 接口物理层性能、ONU 掉电、CBAT 射频调制物理层性能、CNU 掉电、射频通道载噪比、线路故障、非法 ONU 及 CNU 注册

50、、设备重新注册等。2.故障同步、定位和分析功能EMS 和网元之间应支持故障的手工和自动同步，前者是 EMS 应能对网元上产生的告警手工进行同步，后者是指在EMS 系统失效或者 EMS 与网元之间的链路失效后，一旦系统恢复正常，网管应能对网元上产生的告警自动进行同步。EMS 应能判定故障发生的时间和故障的位置，故障定位应尽可能定位到电路板，并以图形显示方式或文本的方式显示产生的位置，尽可能给出可能的故障原因。3.告警处理功能1)告警显示EMS 应支持告警发生后通过多种方式显示告警，并根据告警的类别和等级以不同的声音和颜色进行显示，并支持告警过滤，能够根据设定的过滤条件（告警源、告警级别、告警类型