融合C-DOCSIS体系的综合网管设计与实现

徐 冉，陈海彬，张 治

（广州珠江数码集团有限公司，广东 广州 510010）

融合C-DOCSIS体系的综合网管设计与实现

徐 冉，陈海彬，张 治

（广州珠江数码集团有限公司，广东 广州 510010）

随着C-DOCSIS技术逐步在广电双向网络改造中的应用，在原有综合网管平台上搭建出运营级的C-DOCSIS网管体系尤为重要。通过分析C-DOCSIS技术组网方案，在结合原有DOCSIS网络管理架构的基础上，提出相互融合的综合网管搭建体系，明确在新融合网管系统中分层结构和功能描述，重点介绍C-DOCSIS配置管理、告警管理、诊断查询等特色部分，分享项目实施经验。

DOCSIS；C-DOCSIS；CMC；综合网管

随着《“宽带中国”战略及实施方案》的颁布和逐步实施，各大电信运营商开始了全方位的双向网络改造及宽带覆盖，用高带宽和优质服务来占领市场。广州的三大运营商今年计划通过FTTH覆盖400万用户，通过全网宽带提速来逐步实现50 Mbit/s入户。广州珠江数码集团有限公司在发展互动电视的基础上，把2014年定义为“宽带年”，在年中实现了全网宽带提速至6 Mbit/s，并逐步全网向12 Mbit/s升级，对于个别高档社区提供100 Mbit/s入户。

对于一个普通用户家庭，双向视频业务带宽需求为10 Mbit/s，上网带宽12 Mbit/s，综合考虑渗透率、并发率及户内多终端共存等多种因素，户均带宽需求在网络设计上要达到30 Mbit/s，才能初步具备市场竞争优势并满足用户需求。用户在对高带宽需求的同时，对于点播高清视频、在线游戏、网络视频等多业务QoS保障的需求也在逐步提升。面对网络升级提速的市场压力，结合网络现状，考虑未来网络发展，珠江数码从2013年开始了新一轮的网络优化，在原有DOCSIS技术体系上引入了C-DOCSIS技术，在双向业务发展潜力不大的区域采用原有CMTS设备实现广覆盖，将双向业务高渗透区域统一改造为C-DOCSIS技术接入[1-3]。

C-DOCSIS技术及其产品凭借其高带宽接入、机房空间占用低、网络安装改造便捷、兼容现有Cable Modem终端、价位相对较低等优点，在珠江数码网络中实现了快速覆盖，至今已安装了2 000多台CMC。珠江数码有着15年的CMTS网络运营经验，已经搭建好了一套基于CMTS的综合网络管理平台，不仅实现了多厂家、多品牌的CMTS统一管理，也实现了CMTS的上游城域网设备及下游终端的管理。而刚刚起步的C-DOCSIS各厂家自供网管侧重点不同，且不方便全网CM的查询。珠江数码在测试C-DOCSIS技术时就已在考虑建立C-DOCSIS统一网管。在现有基于CMTS的综合网管的基础上，将C-DOCSIS统一网管融合进去，实现全网设备的统一平台管理和监控。

1 C-DOCSIS网络构建

1.1 C-DOCSIS组网方案选择

珠江数码采用OLT+CMC的组网模式，CMC内置ONU和射频接收放大模块，实现CATV信号与DOCSIS协议封装数据信号的混频输出，如图1所示。相对于原有的CMTS架构体系，OLT的3层路由功能如何实现，有两个方案可供使用。

图1 C-DOCSIS系统结构组网图

A方案：OLT工作在OSI参考模型的第三层（网络层），具备传统CMTS的路由功能以及数据汇聚功能，OLT支持传统的如IS-IS、RIP、OSPF、IGMP等基本路由协议，为完成多用户数据的汇聚，OLT需要满足接入网的APR表和MAC地址表的处理能力，并且支持IPv4/IPv6、DHCP Relay等功能。该方案通过OLT来实现原有CMTS三层功能和CMC实现DOCSIS RFI功能，不对现有广电运营商核心网架构调整，实现传统CMTS设备平滑迁移。

B方案：OLT工作在OSI参考模型的第二层（数据链路层），主要负责数据的可靠传递，包括流控、寻址、数据重发等功能，但需要增加三层交换机来实现原有CMTS系统的三层路由转发功能。OLT的网关建立在路由器或交换机上，三层设备需要支持传统的路由协议，包括OSPF、IS-IS、BGP、IPv4/ v6等。当单台、特别是多台OLT汇聚到同一台三层设备时，三层设备需具备接入网的ARP表和MAC地址表处理能力。为了保证网络安全以及三层交换机与路由器通用性，OLT可作为CMC Controller，DHCP Relay功能在OLT上实现。

1.2 灵活部署OLT的二层与三层路由功能

当OLT性能较弱，某些区域主干光纤资源较缺乏且业务需求量较高，需将OLT下移至本地机房或野外地箱时。建议使用二层模式，将业务分离和路由转发交由三层汇聚交换机负责。OLT上联链路启用链路动态汇聚协议，只要有一条上联链路未中断，即可保证业务的正常使用。

OLT支持三层模式且部署在分前端内的，尽量使用三层模式。根据不同的业务划分不同的VPN与城域网设备互联，将不同的业务隔离开来，并且在网络中减少了汇聚交换机单点设备，提升网络的安全性。

1.3 C-DOCSIS应用情况

从2012年底开始，珠江数码开始大规模使用C-DOCSIS技术，并在探索中明确安装模型。OLT一般安装在分前端机房，CMC覆盖规模控制在400户以内。对于覆盖用户较多且光纤资源不足的光机，在光机处安装光分路器，将网络分拆成多个CMC。在大型社区中，明确设立本地接入机房或野外综合地箱，把OLT、EDFA等设备下放至小区，提升骨干光纤网络的利用率。

对于广电网络，C-DOCSIS技术的引入，增加新的运维体系，基于C-DOCSIS技术下的三层交换机、OLT、ONU、CMC和CM需要实现端到端的管理，综合网管已成为目前业务发展中亟待解决的问题。

2 融合C-DOCSIS技术广电综合网管搭建体系

目前珠江数码已在使用一套融合多技术体系的网管监控平台，对于新使用的C-DOCSIS技术，首先要明确其在综合网管中的定位，构建合理的融合系统架构。

2.1 系统架构

综合网络管理系统分层结构如下，该分层结构描述系统在总体网络中的功能模块及接口实现，如表1和图2所示。

表1 管理系统组成及功能范围

2.2 采集功能

C-DOCSIS设备的采集与DOCSIS设备采集的主要区别在于增加了PON网络的一些节点信息，比如说OLT的PON口光功率、流量，CMC的ONU口的光功率、流量等。表2列举了对于C-DOCSIS设备要采集的一些主要信息。

2.3 EMS拓扑功能

使用网管构造管理CMC和OLT的拓扑结构，将实际网络中的设备转化为可视化的图标，以表格形式显示所管理的OLT及其下带的CMC，将CMC与OLT的对应关系表现出来。并且能根据需求进行配置和管理等功能。通过不同的颜色标出告警状态、设备状态，准确地区分网络中设备的运行状态。EMS支持基于CMC查询所接入的CM信息，支持基于CM的MAC地址查询CM、CMC和OLT的连接关系。

图2 综合网络管理系统分层结构图

表2 C-DOCSIS设备主要采集信息

2.4 告警功能

EMS系统对OLT和CMC采集后，对采集回来的数据做相关处理。及时将一些对用户感受有影响的指标生成阈值和波动告警，方便快速地解决故障。并且增加了syslog和snmp trap告警，发现设备的异常情况及时予以解决。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 报表分析功能

通过EMS采集设备返回的信息，用户可自定义、个性化地生成各类报表。支持周期性自动生成定制的报表。可基于上下行端口或MAC域的流量、信噪比、注册用户数以及以太网接口利用率等指标生成汇总性报表，汇总性报表可按不同指标取值范围进行汇总统计，同时提供明细报表。为故障处理、网络优化提供数据支撑。并可根据多种数据对上行端口和光节点进行质量分析，通知运维人员及时处理。

2.6 EMS配置管理功能

随着网络中OLT和CMC数量的增加，由于CMC都为自动获取默认的下发配置，当需要更改配置时（比如调整下行频点），人手通过命令行更改耗时较多且麻烦。EMS系统实现了批量配置功能，可对全部或指定的多个小C进行配置修改。当需要升级OLT/CMC软件版本时，也可通过EMS系统进行批量加载，提高升级效率。升级时根据规划确定升级前的版本、升级后的版本，在网管上配置自动升级策略或者手动选择特定的设备进行升级。EMS系统还实现了OLT配置文件的自动备份功能。通过以上功能，减少人为操作，避免错漏的发生。

3 综合网管的融合效果及主要实现功能

融合C-DOCSIS技术体系的综合网管，完成了各厂家多类型的网络设备统一管理，结合运维架构分配多级管理权限，融合原有DOCSIS网管数据，实现统一的信息查询、多设备管理、全程监控网络，快速故障定位及远程故障处理等功能。

3.1 C-DOCSIS-PON口信息

EMS能够创建、修改、删除、查询网元的配置。OLT的PON口信息汇总，包括PON口光发、光收、输入、输出数据；PON口的光发、光收数据直接影响到CMC的稳定性；输入、输出数据体现出了CMC业务数据的大小，如图3所示。

3.2 CMC用户数统计数据

快速地获取CMC下的CM数量，详细显示在线数、注册数和下线数等数据，并实现和CMTS下CM数据汇总及快速故障影响统计，如图4所示。

图3 C-DOCSIS-PON口信息（截图）

图4 用户数统计数据（截图）

3.3 CMC相关告警配置

根据告警的类型和级别，采用自定义的声音和颜色进行显示和区分；网络中管理节点和告警数较多，可以通过网管进行告警的分析过滤，收敛处理只关注关键告警，如图5所示。

图5 告警配置（截图）

3.4 多样化的图形界面

综合网管能对特定的OLT或CMC等网元或端口特定的性能参数进行监测，性能数据的采集周期包括5 min、15 min、24 h、7 d等。实现历史数据采集和分析功能，统计结果以图表结合展现，支持外部文件且输出，如图6所示。

4 小结

为满足宽带数据业务的迅猛发展，应对FTTH网络竞争，广电网络的双向深度改造势在必行，C-DOCSIS技术凭借其高带宽接入、安装运维便捷和较高的性价比已成网改方案首选之一。融合C-DOCSIS技术的综合网管，完善了配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等功能，为广电网络运营稳定提供更加可靠的技术支持。

图6 采样示例图（截图）

[1] 徐江山.C-DOCSIS宽带接入技术系统架构分析[J].广播电视技术，2013（12）：20-25.

[2]占亿民.基于BPMN的广电综合运维职称系统设计与实现[J].有线电视技术，2014（2）：76-80.

[3]余自强.基于DOCSIS3.0的双向HTC网络规划方案[J].电视技术，2011，35（14）：35-38.

责任编辑：许 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

【本文献信息】徐冉，陈海彬，张治.融合C-DOCSIS体系的综合网管设计与实现[J].电视技术，2015，39（8）.