通过CABLE MODEM实现对HFC网络监控

摘　要：为实现网络质量保障工作，结合软件技术采集CABLE MODEM信号，建立对HFC网的信号监控系统，为此实现过程的原理、步骤、问题等探讨。

关键词：软件； CABLE MODEM； 监控
1 研究背景
我司的网络故障处于被动处理方式，用户报障才掌握线路的异常。为向用户提供更好的网络质量，网络保障需要由被动转变为主动的处理方式，实现网络维护和故障维修并行。以下通过CABLE MODEM（简称CM）的监控实现对网络信号的监控，到达网络保障的要求。
2 实施原理
HFC网络质量受噪音因素的影响较大，网络运营的噪音控制在于对线路信号质量稳定的保证。信号的稳定由器件的故障或老化、分配网络结构的变化、人为等多个因素关联，如何定位故障点是关键点。HFC网络的树状结构，决定网络的父节点下的子节点具有相同网络质量。CMTS能实现对端口的信号监控，但由于监控的是端口总体网络质量，加上HFC网络噪音汇聚的影响，CMTS端口监控对故障处理未能提供具体的支持。对用户终端CM监控可以提供网络质量信息，而用户的个人原因（关闭CM电源和电脑中毒）都会影响数据采集的可靠性。在光机和放大器等的关键节点放置CM，并对该CM进行数据采集，这对网络维护和维修更具实质和可靠的意义。通过软件程序实现对监控CM的信号数据采集、标准对照和报警提示的功能。
2.1 监控整体CM数据状态
对布局在监控点的CM进行自动扫描并采集，对照实测值和参考值的偏离情况，偏离的CM资料记录在数据库，提供给客户端的查询。通过偏离对比，可以实现故障点的准确定位，对网络故障隐患及时排除。
2.2 通过对指定监控点的CM进行实时数据采集
设置指定CM，由服务器对CM信号进行不间断采集，并把采集的数据实现在时间分布的波动显示。通过不间断的数据采集，可以实现对监控点信号稳定性的进行判断。
3 实施步骤
（1）光机（分节点）的资料整理，该步骤是整个方案实现的基础。由于HFC网络树状结构，资料的整理不但包括光机、放大器的数量和详细地址，还要需整理光机、放大器的端口和层级的对应关系。（2）制定编码规划，明确网络结构。以往的维修都按用户住址确定光机和放大器位置，由于HFC网的多级分布，却使用户住址和光机位置不在同一地点，使得故障点未能及时定位。通过编码的唯一标识，可以明确线路各节点的关系，从用户的终端号就能向上追索到光机和放大器的准确位置。当发现监控CM信号异常时，可以通过监控CM的终端号确定影响范围；同时出现片区故障时，通过对比用户终端号即可定位故障点，减少故障排查的时间。（3）监控点CM的安装和调试，是作为监控的依据。在光机和放大器的测试口经过适当的分支衰减，安装测试CM。鉴于网络结构和器件的差异，在安装测试CM的同时需把光机和放大器的信号水平调整至标准范围内，并记录测试CM接收电平、发射电平、上下行信噪等的各项指标数据。如日后维护进行信号调整后，都必须更新资料。（4）数据资料的整理录入。完成监控程序的建立、监控点资料的整理、编码规则的确定、信号的调试后，最后的工作是把之前各环节的信息进行对照组合。把监控CM号、安装地址、编码、信号水平，信号标准范围进行一一录入系统。
4 系统实现方式
（1）监控系统实现采用C/S的模式，建立中介服务器实现客户端和CM之间的查询。数据查询的方向：客户端←→服务器←→CMTS←→CM。（2）监控系统通过VB+SQL的软件方式实现，客户端程序作为对服务器的数据访问，服务器程序实现向CMTS的数据推送查询和数据记录。由于CMTS属于dossic标准，不同型号的CMTS有标准的数据接口，服务器通过snmp协议读取CM信号状态数据。（3）系统的安全保障措施。采用C/S的模式，限制只能终端程序才能读取服务器的数据库数据，不能直接对CMTS的访问。系统的运行控制在局域网内部，不能对外网开放。客户端实行专机专用，服务器的端口通过交换机的隔离，关闭无用的网络端口、并安装防火墙。（4）监控系统查询方式的设定。我司现有12个前端，实现后的监控CM数量达到上千个，在未明确CM所属前端查询状态时，系统会把CM号向12个前端设备进行轮询，如此大量的CM查询时就会导致服务器、CMTS的负荷，为此系统将通过分批定时地对监控点的CM查询。分批定时就是把CM的查询根据录入的资料排序推送至目标头端，数据拆分成小片多次推送，数据推送设定在业务闲置的时间完成。
5 研究结论
在不改变HFC网络结构，结合软件的技术，实现对网络的运行状态进行监控。其优势:第一，技术门槛低，整个实施所需的设备包括电脑和CM，这都是公司现有资源，按需增加CM数量就实现。通过VB+SQL的软件方式构建，操行性强，费用较低，建设时间短。第二，费用低，系统实现全网覆盖，按照设备一次投入5年折旧的计算，每户每年的费用仅需0.2元。第二，灵活性高，可按需滚动建设，往后投入更完善的监控系统，原铺设的CM也能回收使用。实施中同时需注意以下的问题：第一，资料收集、CM安装调试、数据录入3个环节需要花费的人员或时间是最多的，也是以后系统运行保证的关键。第二，某些放大器和监控点没有220V的电源接入，所以不能实现监控CM布置。第三，要保证系统的有效性，网维人员对信号的调整需要及时更新系统资料。通过建立监控系统，公司能为用户提供稳定的网络，同时提高三网融合背景下的竞争能力。
参考文献
[1] 周师亮. 有线电视和宽带数据传输系统应用手册. 中国建筑工业出版社，2004（3）.
[2] 何小浪. 运用SNMP协议对CMTS 和CM 进行监控与管理. 有限电视技术，2004（10）.