徐 冉，陳海彬，張 治

（廣州珠江數(shù)碼集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510010）

融合C-DOCSIS體系的綜合網(wǎng)管設(shè)計與實現(xiàn)

徐 冉，陳海彬，張 治

（廣州珠江數(shù)碼集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510010）

隨著C-DOCSIS技術(shù)逐步在廣電雙向網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用，在原有綜合網(wǎng)管平臺上搭建出運(yùn)營級的C-DOCSIS網(wǎng)管體系尤為重要。通過分析C-DOCSIS技術(shù)組網(wǎng)方案，在結(jié)合原有DOCSIS網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出相互融合的綜合網(wǎng)管搭建體系，明確在新融合網(wǎng)管系統(tǒng)中分層結(jié)構(gòu)和功能描述，重點介紹C-DOCSIS配置管理、告警管理、診斷查詢等特色部分，分享項目實施經(jīng)驗。

DOCSIS；C-DOCSIS；CMC；綜合網(wǎng)管

隨著《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案》的頒布和逐步實施，各大電信運(yùn)營商開始了全方位的雙向網(wǎng)絡(luò)改造及寬帶覆蓋，用高帶寬和優(yōu)質(zhì)服務(wù)來占領(lǐng)市場。廣州的三大運(yùn)營商今年計劃通過FTTH覆蓋400萬用戶，通過全網(wǎng)寬帶提速來逐步實現(xiàn)50 Mbit/s入戶。廣州珠江數(shù)碼集團(tuán)有限公司在發(fā)展互動電視的基礎(chǔ)上，把2014年定義為“寬帶年”，在年中實現(xiàn)了全網(wǎng)寬帶提速至6 Mbit/s，并逐步全網(wǎng)向12 Mbit/s升級，對于個別高檔社區(qū)提供100 Mbit/s入戶。

對于一個普通用戶家庭，雙向視頻業(yè)務(wù)帶寬需求為10 Mbit/s，上網(wǎng)帶寬12 Mbit/s，綜合考慮滲透率、并發(fā)率及戶內(nèi)多終端共存等多種因素，戶均帶寬需求在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計上要達(dá)到30 Mbit/s，才能初步具備市場競爭優(yōu)勢并滿足用戶需求。用戶在對高帶寬需求的同時，對于點播高清視頻、在線游戲、網(wǎng)絡(luò)視頻等多業(yè)務(wù)QoS保障的需求也在逐步提升。面對網(wǎng)絡(luò)升級提速的市場壓力，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，考慮未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，珠江數(shù)碼從2013年開始了新一輪的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，在原有DOCSIS技術(shù)體系上引入了C-DOCSIS技術(shù)，在雙向業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿Σ淮蟮膮^(qū)域采用原有CMTS設(shè)備實現(xiàn)廣覆蓋，將雙向業(yè)務(wù)高滲透區(qū)域統(tǒng)一改造為C-DOCSIS技術(shù)接入[1-3]。

C-DOCSIS技術(shù)及其產(chǎn)品憑借其高帶寬接入、機(jī)房空間占用低、網(wǎng)絡(luò)安裝改造便捷、兼容現(xiàn)有Cable Modem終端、價位相對較低等優(yōu)點，在珠江數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了快速覆蓋，至今已安裝了2 000多臺CMC。珠江數(shù)碼有著15年的CMTS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營經(jīng)驗，已經(jīng)搭建好了一套基于CMTS的綜合網(wǎng)絡(luò)管理平臺，不僅實現(xiàn)了多廠家、多品牌的CMTS統(tǒng)一管理，也實現(xiàn)了CMTS的上游城域網(wǎng)設(shè)備及下游終端的管理。而剛剛起步的C-DOCSIS各廠家自供網(wǎng)管側(cè)重點不同，且不方便全網(wǎng)CM的查詢。珠江數(shù)碼在測試C-DOCSIS技術(shù)時就已在考慮建立C-DOCSIS統(tǒng)一網(wǎng)管。在現(xiàn)有基于CMTS的綜合網(wǎng)管的基礎(chǔ)上，將C-DOCSIS統(tǒng)一網(wǎng)管融合進(jìn)去，實現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一平臺管理和監(jiān)控。

1 C-DOCSIS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

1.1 C-DOCSIS組網(wǎng)方案選擇

珠江數(shù)碼采用OLT+CMC的組網(wǎng)模式，CMC內(nèi)置ONU和射頻接收放大模塊，實現(xiàn)CATV信號與DOCSIS協(xié)議封裝數(shù)據(jù)信號的混頻輸出，如圖1所示。相對于原有的CMTS架構(gòu)體系，OLT的3層路由功能如何實現(xiàn)，有兩個方案可供使用。

圖1 C-DOCSIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)圖

A方案：OLT工作在OSI參考模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），具備傳統(tǒng)CMTS的路由功能以及數(shù)據(jù)匯聚功能，OLT支持傳統(tǒng)的如IS-IS、RIP、OSPF、IGMP等基本路由協(xié)議，為完成多用戶數(shù)據(jù)的匯聚，OLT需要滿足接入網(wǎng)的APR表和MAC地址表的處理能力，并且支持IPv4/IPv6、DHCP Relay等功能。該方案通過OLT來實現(xiàn)原有CMTS三層功能和CMC實現(xiàn)DOCSIS RFI功能，不對現(xiàn)有廣電運(yùn)營商核心網(wǎng)架構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)傳統(tǒng)CMTS設(shè)備平滑遷移。

B方案：OLT工作在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可靠傳遞，包括流控、尋址、數(shù)據(jù)重發(fā)等功能，但需要增加三層交換機(jī)來實現(xiàn)原有CMTS系統(tǒng)的三層路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。OLT的網(wǎng)關(guān)建立在路由器或交換機(jī)上，三層設(shè)備需要支持傳統(tǒng)的路由協(xié)議，包括OSPF、IS-IS、BGP、IPv4/ v6等。當(dāng)單臺、特別是多臺OLT匯聚到同一臺三層設(shè)備時，三層設(shè)備需具備接入網(wǎng)的ARP表和MAC地址表處理能力。為了保證網(wǎng)絡(luò)安全以及三層交換機(jī)與路由器通用性，OLT可作為CMC Controller，DHCP Relay功能在OLT上實現(xiàn)。

1.2 靈活部署OLT的二層與三層路由功能

當(dāng)OLT性能較弱，某些區(qū)域主干光纖資源較缺乏且業(yè)務(wù)需求量較高，需將OLT下移至本地機(jī)房或野外地箱時。建議使用二層模式，將業(yè)務(wù)分離和路由轉(zhuǎn)發(fā)交由三層匯聚交換機(jī)負(fù)責(zé)。OLT上聯(lián)鏈路啟用鏈路動態(tài)匯聚協(xié)議，只要有一條上聯(lián)鏈路未中斷，即可保證業(yè)務(wù)的正常使用。

OLT支持三層模式且部署在分前端內(nèi)的，盡量使用三層模式。根據(jù)不同的業(yè)務(wù)劃分不同的VPN與城域網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)，將不同的業(yè)務(wù)隔離開來，并且在網(wǎng)絡(luò)中減少了匯聚交換機(jī)單點設(shè)備，提升網(wǎng)絡(luò)的安全性。

1.3 C-DOCSIS應(yīng)用情況

從2012年底開始，珠江數(shù)碼開始大規(guī)模使用C-DOCSIS技術(shù)，并在探索中明確安裝模型。OLT一般安裝在分前端機(jī)房，CMC覆蓋規(guī)?？刂圃?00戶以內(nèi)。對于覆蓋用戶較多且光纖資源不足的光機(jī)，在光機(jī)處安裝光分路器，將網(wǎng)絡(luò)分拆成多個CMC。在大型社區(qū)中，明確設(shè)立本地接入機(jī)房或野外綜合地箱，把OLT、EDFA等設(shè)備下放至小區(qū)，提升骨干光纖網(wǎng)絡(luò)的利用率。

對于廣電網(wǎng)絡(luò)，C-DOCSIS技術(shù)的引入，增加新的運(yùn)維體系，基于C-DOCSIS技術(shù)下的三層交換機(jī)、OLT、ONU、CMC和CM需要實現(xiàn)端到端的管理，綜合網(wǎng)管已成為目前業(yè)務(wù)發(fā)展中亟待解決的問題。

2 融合C-DOCSIS技術(shù)廣電綜合網(wǎng)管搭建體系

目前珠江數(shù)碼已在使用一套融合多技術(shù)體系的網(wǎng)管監(jiān)控平臺，對于新使用的C-DOCSIS技術(shù)，首先要明確其在綜合網(wǎng)管中的定位，構(gòu)建合理的融合系統(tǒng)架構(gòu)。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)如下，該分層結(jié)構(gòu)描述系統(tǒng)在總體網(wǎng)絡(luò)中的功能模塊及接口實現(xiàn)，如表1和圖2所示。

表1 管理系統(tǒng)組成及功能范圍

2.2 采集功能

C-DOCSIS設(shè)備的采集與DOCSIS設(shè)備采集的主要區(qū)別在于增加了PON網(wǎng)絡(luò)的一些節(jié)點信息，比如說OLT的PON口光功率、流量，CMC的ONU口的光功率、流量等。表2列舉了對于C-DOCSIS設(shè)備要采集的一些主要信息。

2.3 EMS拓?fù)涔δ?/p>

使用網(wǎng)管構(gòu)造管理CMC和OLT的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將實際網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備轉(zhuǎn)化為可視化的圖標(biāo)，以表格形式顯示所管理的OLT及其下帶的CMC，將CMC與OLT的對應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)出來。并且能根據(jù)需求進(jìn)行配置和管理等功能。通過不同的顏色標(biāo)出告警狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)，準(zhǔn)確地區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。EMS支持基于CMC查詢所接入的CM信息，支持基于CM的MAC地址查詢CM、CMC和OLT的連接關(guān)系。

圖2 綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)圖

表2 C-DOCSIS設(shè)備主要采集信息

2.4 告警功能

EMS系統(tǒng)對OLT和CMC采集后，對采集回來的數(shù)據(jù)做相關(guān)處理。及時將一些對用戶感受有影響的指標(biāo)生成閾值和波動告警，方便快速地解決故障。并且增加了syslog和snmp trap告警，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況及時予以解決。告警信息可迅速定位故障，告警包含的信息如表3所示。

表3 告警包含的信息

2.5 報表分析功能

通過EMS采集設(shè)備返回的信息，用戶可自定義、個性化地生成各類報表。支持周期性自動生成定制的報表?？苫谏舷滦卸丝诨騇AC域的流量、信噪比、注冊用戶數(shù)以及以太網(wǎng)接口利用率等指標(biāo)生成匯總性報表，匯總性報表可按不同指標(biāo)取值范圍進(jìn)行匯總統(tǒng)計，同時提供明細(xì)報表。為故障處理、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。并可根據(jù)多種數(shù)據(jù)對上行端口和光節(jié)點進(jìn)行質(zhì)量分析，通知運(yùn)維人員及時處理。

2.6 EMS配置管理功能

隨著網(wǎng)絡(luò)中OLT和CMC數(shù)量的增加，由于CMC都為自動獲取默認(rèn)的下發(fā)配置，當(dāng)需要更改配置時（比如調(diào)整下行頻點），人手通過命令行更改耗時較多且麻煩。EMS系統(tǒng)實現(xiàn)了批量配置功能，可對全部或指定的多個小C進(jìn)行配置修改。當(dāng)需要升級OLT/CMC軟件版本時，也可通過EMS系統(tǒng)進(jìn)行批量加載，提高升級效率。升級時根據(jù)規(guī)劃確定升級前的版本、升級后的版本，在網(wǎng)管上配置自動升級策略或者手動選擇特定的設(shè)備進(jìn)行升級。EMS系統(tǒng)還實現(xiàn)了OLT配置文件的自動備份功能。通過以上功能，減少人為操作，避免錯漏的發(fā)生。

3 綜合網(wǎng)管的融合效果及主要實現(xiàn)功能

融合C-DOCSIS技術(shù)體系的綜合網(wǎng)管，完成了各廠家多類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理，結(jié)合運(yùn)維架構(gòu)分配多級管理權(quán)限，融合原有DOCSIS網(wǎng)管數(shù)據(jù)，實現(xiàn)統(tǒng)一的信息查詢、多設(shè)備管理、全程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，快速故障定位及遠(yuǎn)程故障處理等功能。

3.1 C-DOCSIS-PON口信息

EMS能夠創(chuàng)建、修改、刪除、查詢網(wǎng)元的配置。OLT的PON口信息匯總，包括PON口光發(fā)、光收、輸入、輸出數(shù)據(jù)；PON口的光發(fā)、光收數(shù)據(jù)直接影響到CMC的穩(wěn)定性；輸入、輸出數(shù)據(jù)體現(xiàn)出了CMC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的大小，如圖3所示。

3.2 CMC用戶數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

快速地獲取CMC下的CM數(shù)量，詳細(xì)顯示在線數(shù)、注冊數(shù)和下線數(shù)等數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)和CMTS下CM數(shù)據(jù)匯總及快速故障影響統(tǒng)計，如圖4所示。

圖3 C-DOCSIS-PON口信息（截圖）

圖4 用戶數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)（截圖）

3.3 CMC相關(guān)告警配置

根據(jù)告警的類型和級別，采用自定義的聲音和顏色進(jìn)行顯示和區(qū)分；網(wǎng)絡(luò)中管理節(jié)點和告警數(shù)較多，可以通過網(wǎng)管進(jìn)行告警的分析過濾，收斂處理只關(guān)注關(guān)鍵告警，如圖5所示。

圖5 告警配置（截圖）

3.4 多樣化的圖形界面

綜合網(wǎng)管能對特定的OLT或CMC等網(wǎng)元或端口特定的性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，性能數(shù)據(jù)的采集周期包括5 min、15 min、24 h、7 d等。實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)采集和分析功能，統(tǒng)計結(jié)果以圖表結(jié)合展現(xiàn)，支持外部文件且輸出，如圖6所示。

4 小結(jié)

為滿足寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)對FTTH網(wǎng)絡(luò)競爭，廣電網(wǎng)絡(luò)的雙向深度改造勢在必行，C-DOCSIS技術(shù)憑借其高帶寬接入、安裝運(yùn)維便捷和較高的性價比已成網(wǎng)改方案首選之一。融合C-DOCSIS技術(shù)的綜合網(wǎng)管，完善了配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等功能，為廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營穩(wěn)定提供更加可靠的技術(shù)支持。

圖6 采樣示例圖（截圖）

[1] 徐江山.C-DOCSIS寬帶接入技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)分析[J].廣播電視技術(shù)，2013（12）：20-25.

[2]占億民.基于BPMN的廣電綜合運(yùn)維職稱系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].有線電視技術(shù)，2014（2）：76-80.

[3]余自強(qiáng).基于DOCSIS3.0的雙向HTC網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案[J].電視技術(shù)，2011，35（14）：35-38.

責(zé)任編輯：許 盈

Integrated Network Management System Design and Implementation of C-DOCSIS

XU Ran，CHEN Haibin，ZHANG Zhi
（Guangzhou Digital Media Group Co.,Ltd.,Guangzhou 510010,China）

With theC-DOCSIS technologygraduallyapplied in network transformation,buildingtheC-DOCSIS network management system is particularly important in the original network management platform.The C-DOCSIS technology networking solutions is introduced,to build an integrated network management system,to clear system hierarchy,and introduces share implementation experience.

DOCSIS；C-DOCSIS；CMC；integrated network management

TN943；TN915

B

10.16280/j.videoe.2015.08.025

204-12-23

【本文獻(xiàn)信息】徐冉，陳海彬，張治.融合C-DOCSIS體系的綜合網(wǎng)管設(shè)計與實現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2015，39（8）.