第2章HFC网络设备管理系统标准小结浙江传媒学院陈柏年一、HFC网络设备管理系统国际标准（一）ANSI/SCTE HFC网络设备管理系统规范1、应答器分4类：0类、1类、2类、3类。
2、规定状态监控设备参考结构模型和三种参数测量口。
3、定义的三层协议构件：（1）物理（PHY）层作用：描述中心前端控制器（HEC或HMTS）与被管理的室外设备（网络单元NE）的应答器接口之间通信的物理层协议，即传输字节的规则。
（2）媒体访问控制（MAC）层作用：阐述了网络数据链路层（DLL）所执行的所有信息交换的方法与协议。
（3）报文层作用：规定了管理者（Manager）和代理（Agent）的模型。
管理者和代理之间通过SNMP标准消息包通信。
4、简单网络管理协议SNMP①SNMP支持两种访问方法：轮询（polling）和事件驱动（event driven）。
②SNMPv1支持的三种操作：③SNMPv1具有五种不同类型的协议数据单元（PDU）：4、管理信息库（MIB）：通过网络管理协议可以访问的信息集合，即网管中的被管资源信息集合。
MIB采用树型结构，并用对象表示被管资源某一方面的属性。
MIB规定每一个对象都有一个唯一的对象标识符（OID），该标识由对象在树型结构的MIB树中的位置决定，通过SNMP可以访问MIB的对象。
（二）IEC 60728-7网管标准国际电工委员会（IEC）接纳了ANSI/SCTE 标准作为HFC网络设备管理系统规范标准：1、IEC 60728－7－1《物理层规范》；2、IEC 60728－7－2《媒体访问控制层规范》；3、IEC60728－7－3 《电源到应答器接口母线规范》。
二、国家标准GB/T 20030-2005《HFC网络设备管理系统规范》的要点（一）内容：7大部分、17个附录、33条术语和定义、32条缩略语。
1、正文包括范围，规范性引用文件，术语、定义和缩略语，系统协议，物理层规范，MAC层规范7大部分。
2、附录B～P分别定义了根节点、属性、告警、公共、模拟电视调制器、QAM调制器、直接调制光发送机、外调制光发送机、上行光接收机、下行光接收机、光节点、光放大器、双向电放大器、可寻址终端控制器和线路应答器等15个MIB。
（二）作用：规定了HFC网络设备管理系统的构成与总体技术要求，描述了管理设备间的接口及协议，定义了HFC网络设备管理系统管理信息库集的结构与对象。
（三）3类应答器：（四）结构参考图（1）HE和I类应答器结构参考图（2）设备管理器和II/III类应答器结构参考图（五）应答器物理层通信协议1、I类应答器物理层（1）信道频率配置：建议选用5.0 MHz～20.2MHz（R1～R5）频段的某一信道为上行信道。
下行信道建议选用108MHz～119MHz的某一频段。
（2）下行信号载波电平：应比图像载波电平低6dB～10dB。
（3）通信特点：①应答器和HE之间提供基于字节的双向通信。
②传输采用数据包的格式：下行信道的传输是连续的数据包方式，上行信道的传输采用突发数据包方式。
③工作方式：I类应答器应支持半双工。
④调制方式：FSK，Δf＝100kHz±10kHz⑤调制变换：传号= fc+△f，空号= fc-△f⑥通信速率：38.4kbps2、II类应答器物理层（1）传输介质：五类双绞线；（2）电气接口：RJ45插座，共8芯，其中4芯用于传输信号；（3）接口连接方式：媒体相关接口MDI（Medium Dependent Interface）；（4）传输距离：不小于100米；（5）数据传输速率：10Mbps或100Mbps；（6）工作方式：支持半双工工作方式。
3、III类应答器物理层（1）传输介质：G.652单模光纤;（2）传输方式：双纤或单纤进行数据传输。
（3）输入输出接口：双纤传输时的为SC/PC，单纤传输时为SC/APC。
（4）传输距离：适应（0～100）km。
（5）数据传输速率：100Mbps；（6）工作方式：支持全双工方式。
（六）应答器MAC层通信协议1、主要规定内容（1）前端控制器和I类应答器之间的通信协议;（2）数据帧格式;（3）PDU定义：由十多种指令；（4）应答器寻址两种方式：分配IP地址方式，公用IP代理方式；（5）两个机制：轮询和告警收集机制，应答器向前端注册机制。
2、I类应答器与HE的MAC层通信协议（1）作用：负责定义前端控制器与应答器之间的数据交换格式、数据交换指令及数据包传输规则、实现和维护MAC协议、比特差错检测与寻址等。
（2）主要特点：①消息交换：HE和NE之间基于“问答式”的消息交换；②多种类型网络协议PDU的传送：包括IP包和SNMP包；③管理方式：以HE为中心来管理NE的方式。
3、II、III类应答器MAC层通信协议（1）作用：负责定义应答器与局域网／IP城域网之间的数据交换格式及数据包传输规则，基于ISO/IEC 8802-3。
（2）主要特点①采用ISO/IEC 8802-3以太网的MAC协议；②可直接与基于以太网的IP城域网／局域网连接。
4、MAC地址格式MAC地址（48位）=厂商代码（前3个字节）+产品序列号（后3个字节）5、MAC主要功能（1）接收和发送数据帧；（2）媒体访问管理。
（七）MIB相关规定1、HFC网络设备管理系统根节点（nscrtvHFCemsTree），意思是全国广播电视标准化技术委员会HFC网络设备管理系统MIB树根节点。
2、模拟参数告警分为四级：极低告警LOLO、低告警LO、高告警HI和极高告警HIHI。
3、每个离散型参数在离散属性表中至少对应有一条记录。
离散属性表有2个索引：参数标识（OID）和离散告警值。
三、HFC网络设备管理系统（一）组成结构图（二）三个组成部分及作用HFC网络设备管理系统是基于SNMP的开放式管理系统，HFC网管系统由设备管理器（软件）、前端控制器和应答器组成。
1、设备管理器（软件）：运行基于SNMP的HFC网设备管理软件。
组成：一台安装HFC网设备管理软件、属于IP局域网／城域网的计算机设备。
完成功能：完成HFC网络及网络设备的配置管理、故障管理、性能管理及安全管理等功能。
2、前端控制器（HEC、HMTS）：安装于前端或分前端，用于实现与HFC网设备管理系统中I类应答器进行数据通讯的一种设备或数种设备的组合，HFC网络管理系统与IP局域／城域网之间的通信网关（Gateway）。
组成：主要包括数据调制解调单元、数据收发单元、数据处理单元，与计算机管理系统的接口单元。
完成功能：完成设备管理器与应答器之间的协议转换，并实现数据接收和发送、数据调制解调等功能。
3、应答器（NE）：基于SNMP协议的HFC网络设备的管理代理（Agent）；组成：实现与前端控制器（或直接与管理器）通讯的部件或功能单元。
完成功能：完成设备运行数据的采集、处理并执行设备管理系统的控制指令，实现数据接收和发送、数据调制解调等功能。
（三）开放性通信协议结构模型1、协议栈：（1）前端控制器（HEC）与I类应答器之间的协议栈：物理层、MAC层、SNMPv1.0及MIB；（2）HEC与IP城域网/局域网之间的协议栈：以太网物理层和MAC层、网络层（IP）、传输层（UDP）及SNMPv1.0。
（3）II/III类应答器与IP城域网/局域网之间的协议栈：以太网物理层和MAC层、网络层（IP）、传输层（UDP）、SNMPv1.0及MIB 。
2、开放性：（1）完全兼容：管理软件、前端控制器和应答器可以分别采用不同厂商的产品，实现不同设备制造商的网管系统完全兼容。
（2）任意组合：在全开放和兼容的网管系统中，设备管理器、前端控制器和应答器可以任意组合都能保证网管系统稳定工作。
（四）HFC网络设备管理系统国标物理层规范对IEC60728-7-1的修正内容1、应答器种类扩展：废除IEC/SCTE网管标准中定义的0类、I类和II类应答器。
除把IEC 60728-7-1规范中基于HFC网络RF信道的III类应答器作为国标的I类应答器外，还定义了基于以太网的II/III类应答器。
2、I类应答器物理层规范修正内容：（1）工作频段：下行108MHz～119MHz，上行5.0MHz～20.2MHz和58.6MHz～65.0MHz。
（2）频道带宽：下行为8MHz，上行为3.2MHz（或2.4MHz－仅R1频道）；（3）频率调谐范围：前端控制器下行发送频率和网元应答器接收频率为“在每个确定的8MHz工作频道内可灵活调节或选择固定频率”；网元应答器的上行发送频率和HEC的接收频率为“在每个确定的3.2MHz或2.4MHz工作频道内可灵活调节或选择固定频率”。
（4）接收机选择性：为300KHz。
（5）工作温度范围：应答器为3档：-40℃～＋55℃、-25℃～＋65℃、-10℃～＋85℃，前端控制器确定为0℃～＋40℃。
3、增加II/III类应答器物理层规范：II／III类应答器的物理层规范负责定义应答器与IP城域网／局域网之间的物理接口，符合以太网物理层规范（IEC 8802-3 ）的规定。
（五）HFC网络设备管理系统国标MAC层规范与IEC60728-7-2 MAC层规范的差异1、MAC接入方式扩展：将IEC 60728-7-2中的一种扩展为基于HFC网络RF信道和基于以太网两种MAC接入方式。
2、MAC层协议扩展：I类应答器MAC层协议规范与IEC60728-7-2 MAC层规范相同。
II/III类应答器MAC层协议规范符合以太网MAC层规范（IEC 8802-3 ）的规定。