【摘 要】隨著全球信息化建設(shè)的迅猛發(fā)展，“三網(wǎng)融合”的持續(xù)推進(jìn)，HCF作為一種綜合數(shù)字服務(wù)寬帶網(wǎng)接入技術(shù)，其優(yōu)勢和特征日益明顯，包括數(shù)據(jù)傳輸帶寬高、資源豐富、接入簡單、節(jié)約成本和維護(hù)方便等。本文首先介紹了寬帶HFC接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接入方法，提出了寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行有效管理。

【關(guān)鍵詞】HFC HFC接入網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)管理

HFC，即混合光纖同軸電纜網(wǎng)，HFC在社會(huì)中大規(guī)模建設(shè)的主要原因就是其成本低，與傳統(tǒng)的雙絞線網(wǎng)絡(luò)用戶相比來說，在維護(hù)、管理、運(yùn)營和建設(shè)方面有著明顯優(yōu)勢，節(jié)約了發(fā)展建設(shè)寬帶用戶必須購買的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備、用戶接口設(shè)備資金。由于不同用戶對(duì)于寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求不同，HFC接入網(wǎng)建設(shè)也是可持續(xù)發(fā)展的過程，因此，HFC寬帶網(wǎng)絡(luò)的推廣建設(shè)與其他寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同，不會(huì)產(chǎn)生任何投資風(fēng)險(xiǎn)，可以有效保持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入與實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的平衡。

一、寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

二十世紀(jì)八十年代后期，HFC網(wǎng)絡(luò)隨著社會(huì)信息化建設(shè)的推進(jìn)應(yīng)運(yùn)而生，改善了傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)數(shù)據(jù)傳輸存在的問題，HFC網(wǎng)絡(luò)采用了光纖傳輸技術(shù)，同時(shí)利用高效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為每個(gè)用戶提供網(wǎng)絡(luò)帶寬，再利用網(wǎng)絡(luò)調(diào)制技術(shù)、數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)等，提高了網(wǎng)絡(luò)上行和下行的數(shù)據(jù)承載能力。

HFC光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸在支持長距離數(shù)據(jù)傳輸過程中損耗低、性能高，由此可以減少網(wǎng)絡(luò)前端到終端用戶的放大器數(shù)量，傳統(tǒng)寬帶網(wǎng)絡(luò)放大器數(shù)量至少需要配置30個(gè)左右，而采用HCF光纖網(wǎng)絡(luò)只需要2-3個(gè)放大器，降低了網(wǎng)絡(luò)失效的可能性，提高了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的工作效率，同時(shí)降低了運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本。而且，采用HFC光纖網(wǎng)絡(luò)可以減少有源器件的使用，降低電源消耗的能量，保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的資金收益。HFC與傳統(tǒng)同軸電纜相比，具有良好的抗干擾能力，從而有效保證數(shù)字圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量，滿足無線電頻率管理部門對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電子兼容性的要求。采用HFC光纖網(wǎng)絡(luò)可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬容量，HFC光纖網(wǎng)絡(luò)為有線電視多媒體應(yīng)用提供了高效穩(wěn)定的數(shù)字傳輸?shù)缆?，并利用光纖網(wǎng)絡(luò)的良好性能支持未來網(wǎng)絡(luò)帶寬業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。

在HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，利用的是光纖介質(zhì)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的同軸電纜，同時(shí)融入了光節(jié)點(diǎn)技術(shù)。HFC網(wǎng)絡(luò)的光節(jié)點(diǎn)將覆蓋的全部用戶劃分成為不同的區(qū)域，由此，光纜線路從前端接入到每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)光節(jié)點(diǎn)中，HFC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。如圖，每個(gè)區(qū)域中的光節(jié)點(diǎn)通常都包括3-4個(gè)同軸電纜輸出線路，光節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)主線光纖與同軸電纜之間信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換功能。網(wǎng)絡(luò)前端到每一個(gè)光節(jié)點(diǎn)的距離通常是25千米，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)用戶終端的距離一般小于2千米。由圖中可以看出，光纖線路與同軸電纜的融合保證了有線電視信號(hào)的傳輸與分配，由此形成了光纖與同軸電纜的混合網(wǎng)絡(luò)，即HFC網(wǎng)絡(luò)。HFC網(wǎng)絡(luò)是以前端為中心，利用光纖線路傳輸?shù)接脩魠^(qū)域，同時(shí)以光節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)的星型布局結(jié)構(gòu)，每個(gè)小型的樹形同軸電纜網(wǎng)絡(luò)從每個(gè)光節(jié)點(diǎn)向外延伸覆蓋用戶的數(shù)量大概為500戶左右。

二、寬帶HFC接入網(wǎng)的接入方法

寬帶HFC接入網(wǎng)的建立是在原始HFC網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，主要是對(duì)原始HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造，從而基于HFC網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字業(yè)務(wù)服務(wù)，目前，我國有線電視網(wǎng)絡(luò)寬帶的接入網(wǎng)方式主要分為兩種：

（一）頻分復(fù)用方式

頻分復(fù)用寬帶接入方式指的是光纜部分利用空間分割、電纜部分利用頻率分割，數(shù)字信號(hào)在電纜部分相互分離，使上行信號(hào)與下行信號(hào)分開。頻分復(fù)用寬帶接入方式通常以電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem， CM）作為系統(tǒng)核心技術(shù)，在窄網(wǎng)絡(luò)帶寬向?qū)捑W(wǎng)絡(luò)帶寬發(fā)展過程中，CM是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

頻分復(fù)用寬帶接入方式的工作原理是利用正交幅度調(diào)制（QAM），將下行模擬電視信號(hào)、電話信號(hào)調(diào)制到模擬信道中，使頻譜寬度內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)到56Mbit/s。同時(shí)，利用頻分多用技術(shù)，將電視信號(hào)、調(diào)頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和電話信號(hào)等綜合轉(zhuǎn)化為RF射頻信號(hào)，再將其調(diào)制到激光器中，再將信號(hào)以光纖作為傳輸介質(zhì)發(fā)送到光節(jié)點(diǎn)中，通常情況下，光節(jié)點(diǎn)都會(huì)部署在用戶住宅或樓宇入口處，光接收機(jī)將光節(jié)點(diǎn)中的信號(hào)轉(zhuǎn)換成為RF射頻信號(hào)，由于同軸電纜的距離較短，最終利用同軸電纜將信號(hào)分配到用戶住宅中。在用戶住宅處利用電纜調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行最后一次信號(hào)解調(diào)，恢復(fù)原始信號(hào)。

（一）空間完全分割方式

空間完全分割方式的本質(zhì)是以太網(wǎng)接入，與原始的CATV網(wǎng)絡(luò)沒有任何聯(lián)系。利用空間完全分割方式，將承載雙向數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的光纖網(wǎng)絡(luò)部署到光節(jié)點(diǎn)，由光節(jié)點(diǎn)分配的線路采用以太網(wǎng)技術(shù)接入到用戶中。空間完全分割方式接入網(wǎng)是以以太網(wǎng)作為核心技術(shù)，每個(gè)分前端都會(huì)使用一個(gè)千兆路由交換，利用光纖收發(fā)器與用戶小區(qū)部署的交換機(jī)相連，通過光纜將用戶線路與樓宇交換機(jī)相連。同時(shí)，為了充分保證用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，通常在交換機(jī)上部署另外一臺(tái)旁路認(rèn)證設(shè)備。

三、寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)管系統(tǒng)的統(tǒng)一，寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該基于TMN體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，由此充分體現(xiàn)網(wǎng)元管理功能。同時(shí)，采用SNMP國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議作為HFC接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理接口協(xié)議，由此，寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)必須采用管理者/代理的管理模型。

（二）設(shè)備代理方方案

由于傳統(tǒng)的模擬信號(hào)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不支持SNMP協(xié)議，因此，需要構(gòu)建代理模塊來支持寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以利用Linux嵌入式技術(shù)保證實(shí)現(xiàn)模擬設(shè)備的代理，如圖2所示：

數(shù)據(jù)采集控制管理模塊與其配置的監(jiān)控接口相互連接，數(shù)據(jù)采集控制管理模塊主要負(fù)責(zé)采集和控制設(shè)備狀態(tài)。SNMP網(wǎng)管代理控制模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MIB進(jìn)行處理，向管理者提供設(shè)備MIB的數(shù)據(jù)變量，并提供查詢功能，SNMP網(wǎng)管代理控制模塊是基于Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)骄W(wǎng)管數(shù)據(jù)通道中，并且根據(jù)網(wǎng)管數(shù)據(jù)通道的實(shí)際情況選擇接入方式，一是頻分復(fù)用接入方式，采用以Cable Modem為核心的頻分復(fù)用接入必須添加一個(gè)調(diào)制解調(diào)模塊；二是空間完全分割接入方式，該方式以以太網(wǎng)作為核心，因此必須配置以太網(wǎng)接口。

（三）管理者方方案

由于HFC寬帶接入網(wǎng)絡(luò)管理存在著巨大價(jià)值，很多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商都開始研發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。這些網(wǎng)絡(luò)管理產(chǎn)品能夠支持SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，為小型網(wǎng)絡(luò)、中型網(wǎng)絡(luò)和大型網(wǎng)絡(luò)提供管理功能，為HFC寬帶接入網(wǎng)業(yè)務(wù)管理提供支持。而且，越來越多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)營商基于網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)研發(fā)了多種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品管理工具，其中，HP Open View應(yīng)用范圍最為廣泛，HP Open View包括一套網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開發(fā)工具和管理平臺(tái)。

在基于SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議下的HFC寬帶接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)中，可以利用Win SNMP API實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)的構(gòu)建，由于Win SNMP API可以與OV SNMP充分兼容，因此，該方案完全可以實(shí)現(xiàn)HP Open View網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品管理工具的應(yīng)用。

四、結(jié)論

綜上所述，目前，HFC網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為最具競爭力的網(wǎng)絡(luò)寬帶接入技術(shù)，HCF網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定、成本較低，越來越受到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的青睞，也得到了前所未有的迅速發(fā)展。隨著寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的不斷增加，以及寬帶網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，HFC網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性成為了必須面對(duì)的重要問題，因此，本文提出了一個(gè)寬帶HFC接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)方案，可以同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)模擬設(shè)備、數(shù)字設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，具有較強(qiáng)的理論參考價(jià)值。

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