摘要：家庭網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的復(fù)雜性和業(yè)務(wù)的多樣性對(duì)終端管理提出了更高的要求，為此數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(DSL)論壇專(zhuān)門(mén)制訂了用于終端的網(wǎng)管協(xié)議——TR069。TR069協(xié)議在架構(gòu)設(shè)計(jì)上使用超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器(C/S)模型，并充分借鑒了很多Web的成熟技術(shù)，使得協(xié)議的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且具有很好的擴(kuò)展性。在管理參數(shù)定義上，TR069協(xié)議完全針對(duì)終端業(yè)務(wù)特性而制訂。通過(guò)部署基于TR069的網(wǎng)管系統(tǒng)，可以在很大程度上減少用戶(hù)的配置/管理工作，提高設(shè)備的易用性和可管理性，便于家庭網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的快速部署和業(yè)務(wù)的迅速開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：TR069協(xié)議；用戶(hù)終端設(shè)備；自動(dòng)配置服務(wù)器；家庭網(wǎng)絡(luò)管理

Abstract: For home networks， the complexity of Customer Premises Equipment (CPE) and the diversity of services have many requirements for terminal device management. TR069 is a CPE Wide Area Network (WAN) management protocol defined by the DSL Forum. It uses the client/server model of Hypertext Transfer Protocol (HTTP) for architecture design and makes full use of the mature Web technologies for reference. Therefore， it enables simple fulfillment and good scalability. TR069 defines the management parameters in accordance with the characteristics of terminal services. Deployment of TR069_based network management system may simplify network configuration and management at the user end. This improves usability and manageability of CPE， and accordingly enables fast deployment of home networking devices and prompt service development.

Key words: Protocol TR069; CPE; ACS; home network management

隨著寬帶接入在家庭的普及，IP語(yǔ)音(VoIP)、IPTV業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的IP終端設(shè)備被引入到家庭網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)的網(wǎng)管在管理數(shù)目眾多的終端設(shè)備時(shí)已經(jīng)變得越來(lái)越力不從心，如何有效地實(shí)施對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理成為運(yùn)營(yíng)商不得不考慮的一個(gè)問(wèn)題。

TR069是數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(DSL)論壇制訂的一個(gè)面向終端設(shè)備的網(wǎng)管協(xié)議，稱(chēng)為用戶(hù)終端設(shè)備廣域網(wǎng)管理協(xié)議(CWMP)，DSL論壇的文檔編號(hào)為T(mén)R069。TR069定義了一套全新的網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)，包括管理模型、交互接口及基本的管理參數(shù)。

1 TR069協(xié)議介紹

1.1 協(xié)議特性

在TR069定義的網(wǎng)管模型中管理服務(wù)器稱(chēng)為自動(dòng)配置服務(wù)器(ACS)，負(fù)責(zé)完成對(duì)用戶(hù)終端設(shè)備(CPE)的管理。ACS與CPE之間的接口稱(chēng)為南向接口，ACS與運(yùn)營(yíng)商的其他網(wǎng)管系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)之間的接口稱(chēng)為北向接口，TR069協(xié)議主要定義南向接口的標(biāo)準(zhǔn)^[1]。

TR069協(xié)議是一個(gè)位于IP之上的應(yīng)用層協(xié)議，這使得該協(xié)議的適用性很廣，對(duì)接入方式?jīng)]有限制?；诓粚?duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)(ADSL)、以太網(wǎng)、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)等接入方式的CPE均可以使用此協(xié)議。基于TR069的網(wǎng)管架構(gòu)如圖1所示。

TR069協(xié)議在設(shè)計(jì)上充分借鑒了Web技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，傳輸基于傳輸控制協(xié)議(TCP)。ACS與CPE之間的交互采用超文本傳輸協(xié)議(HTTP)方式，其中ACS作為HTTP服務(wù)器，CPE作為客戶(hù)機(jī)。實(shí)際的管理操作通過(guò)基于可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言描述的遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)來(lái)完成，目前的版本中為CPE定義了9種基本RPC、6種可選RPC，為ACS定義了2種基本RPC、2種可選RPC。TR069協(xié)議分層結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于使用了很多Web中的成熟技術(shù)，TR069的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于終端產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，降低了開(kāi)發(fā)、實(shí)現(xiàn)的難度。

為適應(yīng)終端數(shù)量巨大、地址不固定的特性，TR069定義的交互流程中，管理交互都是由CPE發(fā)起，由CPE來(lái)“請(qǐng)求”ACS進(jìn)行管理(如圖3所示)。當(dāng)ACS希望啟動(dòng)對(duì)CPE的管理時(shí)，協(xié)議定義了一個(gè)反向觸發(fā)機(jī)制：CPE建立維護(hù)一個(gè)用于偵聽(tīng)的HTTP端口，這個(gè)端口信息在CPE初始連接時(shí)報(bào)給ACS，當(dāng)ACS希望對(duì)CPE進(jìn)行管理時(shí)，ACS向該端口建立傳輸控制協(xié)議(TCP)連接并發(fā)送空的端口(POST)報(bào)文，CPE收到該報(bào)文后隨即啟動(dòng)正向的HTTP/HTTPS連接，請(qǐng)求自動(dòng)配置服務(wù)器的管理。

1.2 基于TR069實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)管功能

基于TR069實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)管功能有：

(1)配置管理

TR069協(xié)議的配置管理由ACS控制發(fā)起，通過(guò)Get/SetParamerterValue RPC來(lái)完成對(duì)CPE參數(shù)的比較和設(shè)置，通過(guò)在ACS上配置管理策略，由CPE來(lái)主動(dòng)請(qǐng)求管理，可以簡(jiǎn)化設(shè)備配置的工作量。

(2)版本管理

在TR069協(xié)議中CPE可以主動(dòng)請(qǐng)求版本/固件更新，也可由以ACS強(qiáng)制進(jìn)行版本的升級(jí)。無(wú)論是哪種方式，版本控制的決策都由ACS來(lái)控制?；诖斯δ懿粌H僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的版本升級(jí)，同時(shí)還能與配置功能配合實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)下載控制，為運(yùn)營(yíng)商部署增值業(yè)務(wù)提供手段。

(3)性能監(jiān)控

ACS可以通過(guò)使用GetPramerterVal RPC來(lái)實(shí)時(shí)查詢(xún)?cè)O(shè)備狀態(tài)，也可以通過(guò)上載(Upload)獲取設(shè)備的日志文件來(lái)分析CPE的歷史狀態(tài)信息。

(4)診斷

在TR069中沒(méi)有定義專(zhuān)門(mén)的診斷RPC，而是使用Set/GetParamterVal RPC的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)診斷功能，通過(guò)設(shè)置操作設(shè)置診斷參數(shù)觸發(fā)診斷處理，通過(guò)獲取操作讀取設(shè)備診斷結(jié)果。

(5)告警

CPE主動(dòng)發(fā)送事件報(bào)告來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)告警。

1.3 TR069協(xié)議簇的其他規(guī)范

TR069協(xié)議不僅僅包括TR-069子協(xié)議，還包括其他一些的協(xié)議，構(gòu)成了一個(gè)完整的網(wǎng)管協(xié)議簇。與之配套的TR-098協(xié)議和TR-104協(xié)議分別定義了CPE的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的管理參數(shù)和VoIP業(yè)務(wù)的管理參數(shù)；WT-135協(xié)議用于定義機(jī)頂盒的管理參數(shù)，TR-111協(xié)議定義了在家庭內(nèi)部設(shè)備上實(shí)施TR069網(wǎng)管的機(jī)制，WT-121協(xié)議則是各個(gè)廠(chǎng)家在實(shí)現(xiàn)和部署TR069過(guò)程中對(duì)協(xié)議的修訂。

2 TR069在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

一個(gè)三重播放(Triple-play)的家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括家庭網(wǎng)關(guān)、VoIP終端、IP機(jī)頂盒(STB)等設(shè)備(如圖4所示)。

家庭網(wǎng)關(guān)使用ADSL接入，使用4條永久虛連接(PVC)分別提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、IPTV業(yè)務(wù)，內(nèi)部通過(guò)模擬電話(huà)線(xiàn)、以太網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)分別連接普通電話(huà)(POTS)機(jī)、IP電話(huà)機(jī)、PC機(jī)、IP STB等家庭內(nèi)部設(shè)備。網(wǎng)關(guān)作為整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的核心負(fù)責(zé)提供地址管理、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、安全等服務(wù)。

組網(wǎng)中涉及到的設(shè)備眾多，無(wú)論對(duì)于運(yùn)營(yíng)商還是用戶(hù)來(lái)說(shuō)配置和管理都是異常繁瑣的事情，使用基于TR069的網(wǎng)管可以大大簡(jiǎn)化維護(hù)/管理工作。

由于TR069是基于IP的網(wǎng)管協(xié)議，要使家庭網(wǎng)絡(luò)納入到網(wǎng)管系統(tǒng)成為可管理的網(wǎng)元，首先必須完成IP層的用戶(hù)認(rèn)證、接入，在此基礎(chǔ)上完成各網(wǎng)元到網(wǎng)管系統(tǒng)的注冊(cè)。在目前終端的部署流程上有幾個(gè)關(guān)鍵的步驟：

(1)設(shè)備初始配置

設(shè)備在發(fā)放給用戶(hù)前，在運(yùn)營(yíng)商處要進(jìn)行預(yù)處理，配置一些基本參數(shù)，用于將設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。由于網(wǎng)關(guān)所處的位置比較關(guān)鍵，需要配置的參數(shù)相對(duì)多一些，主要包括廣域網(wǎng)(WAN)側(cè)連接信息和ACS連接信息，STB等位于LAN側(cè)的設(shè)備基本可以不進(jìn)行預(yù)配置。

(2)家庭網(wǎng)絡(luò)的初始化

由于網(wǎng)關(guān)是家庭網(wǎng)絡(luò)連接Internet的出口，家庭網(wǎng)絡(luò)的初始化首先從網(wǎng)關(guān)開(kāi)始。網(wǎng)關(guān)首先通過(guò)預(yù)配置設(shè)備內(nèi)部的基本參數(shù)(如PVC、用戶(hù)名、密碼)建立一條Internet連接，獲取基本網(wǎng)絡(luò)參數(shù)(如IP地址、域名服務(wù)器地址等信息)。對(duì)組網(wǎng)來(lái)說(shuō)就是在用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的PVC上建立一條Internet連接。其后網(wǎng)關(guān)使用預(yù)存的統(tǒng)一資源定位(URL)信息連接到ACS，ACS通過(guò)TR069從網(wǎng)關(guān)獲取用戶(hù)信息，利用北向接口從業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取用戶(hù)的業(yè)務(wù)參數(shù)，并使用TR069完成對(duì)網(wǎng)關(guān)的配置(設(shè)置用于IPTV、VoIP的網(wǎng)絡(luò)連接，路由信息，VoIP參數(shù)，QoS策略，安全策略等參數(shù))。在網(wǎng)關(guān)完成初始化的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步進(jìn)行家庭內(nèi)部設(shè)備的初始化。為了讓ACS對(duì)家庭內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，網(wǎng)關(guān)和內(nèi)部設(shè)備需要使用TR-111協(xié)議定義的交互機(jī)制。網(wǎng)關(guān)通過(guò)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)將ACS地址通知給內(nèi)部設(shè)備，內(nèi)部設(shè)備使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議通過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單穿越(STUN)機(jī)制在網(wǎng)關(guān)上建立一個(gè)與ACS交互的端口映射，這樣ACS就可以透過(guò)網(wǎng)關(guān)對(duì)內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行配置(設(shè)置機(jī)頂盒的編解碼特性、電子節(jié)目指南(EPG)地址等^[2])。通過(guò)以上過(guò)程，整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的初始處理完成，用戶(hù)申請(qǐng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)就可以正常使用了。

(3)日常管理

在圖4的網(wǎng)絡(luò)中，由于ACS可以直接管理到家庭網(wǎng)關(guān)及其下的設(shè)備，所有的參數(shù)配置、設(shè)備診斷、告警、版本升級(jí)都可以通過(guò)TR069來(lái)進(jìn)行處理，真正實(shí)現(xiàn)了家庭網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著三重播放業(yè)務(wù)的大規(guī)模開(kāi)展，家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理越來(lái)越復(fù)雜，如何滿(mǎn)足對(duì)用戶(hù)的“零配置”要求，減少維護(hù)管理工作是運(yùn)營(yíng)商普遍關(guān)注的問(wèn)題。TR069的部署可以在很大程度上減少運(yùn)維成本，所以自從2004年5月DSL論壇推出該協(xié)議以來(lái)，各大運(yùn)營(yíng)商紛紛部署基于TR069的終端管理系統(tǒng)。從協(xié)議目前的發(fā)展情況來(lái)看，TR-069仍然處于一個(gè)不斷完善的過(guò)程中，在業(yè)務(wù)參數(shù)模型上還需要加入對(duì)更多的終端業(yè)務(wù)和特性的支持，在協(xié)議互通上還需要對(duì)協(xié)議個(gè)別流程進(jìn)行修訂和細(xì)化。

4 參考文獻(xiàn)

[1] CPE WAN management protocol[R]. TR-069. Builder， UK: Jungo Software Technologies Co. 2004.

[2] Applying TR-069 to remote management of home networking device[R]. TR-111. Builder， UK: Jungo Software Technologies Co. 2004.

收稿日期：2006-05-26

作 者 簡(jiǎn) 介

唐珂，西安電子科技大學(xué)畢業(yè)。中興通訊股份有限公司網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部多媒體終端產(chǎn)品線(xiàn)主任工程師，曾主持VoIP、路由器、家庭網(wǎng)關(guān)終端等多項(xiàng)產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，主要研究方向?yàn)榧彝ゾW(wǎng)絡(luò)。

王民，北京理工大學(xué)畢業(yè)。中興通訊股份有限公司網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部多媒體終端產(chǎn)品線(xiàn)主任工程師，曾主持ATM、DSLAM、家庭網(wǎng)關(guān)終端等多項(xiàng)產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目，主要研究領(lǐng)域?yàn)榧彝ゾW(wǎng)絡(luò)、IPTV等。