HFC網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

摘 要：針對(duì)HFC網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房設(shè)備管理現(xiàn)狀，提出一套HFC網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的基本概念、結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行深入分析，以此為系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持，提高HFC網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房設(shè)備管理水平。

關(guān)鍵詞：HFC網(wǎng)絡(luò)；分前端機(jī)房設(shè)備；設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN943.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0314-02

如今，伴隨HFC網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)與發(fā)展，所用設(shè)備的數(shù)量與類型都在持續(xù)增加，使設(shè)備維護(hù)面臨越來(lái)越大的困難和壓力，以往的維護(hù)模式及管理方法都無(wú)法滿足實(shí)際要求。建立新型管理系統(tǒng)，能提高整體管理水平，從根本上保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。分前端作為總前端重要延伸，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中具有重要作用與意義，使分前端實(shí)際運(yùn)行保持穩(wěn)定和安全，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸而言，可以起到良好的作用效果。

1 HFC網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

就目前而言，對(duì)于分前端設(shè)備，其主要包含以下幾個(gè)組成部分：光平臺(tái)、光接收機(jī)、光發(fā)射機(jī)與UPS電源。以上設(shè)備都具備網(wǎng)管物理接口，通信協(xié)議為私有。很多生產(chǎn)廠家都能提供相應(yīng)的軟件，但仍然存在一些實(shí)際問(wèn)題：①不同廠家系統(tǒng)僅可以對(duì)自家設(shè)備進(jìn)行管理；②不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備采用不同的通訊協(xié)議；③網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)往往不盡合理。物理結(jié)構(gòu)以RS-232或者是RS-485為主，而操作軟件主要為單用戶形式的PC版本，難以實(shí)現(xiàn)集中管理；④若能對(duì)總前端設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)與管理，雖然能保證管理質(zhì)量與水平，但協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳輸都十分復(fù)雜，必須進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，有很大的工作量[1]。

HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為兩級(jí)光網(wǎng)，總、分前端數(shù)量分別為1個(gè)和10個(gè)，光節(jié)點(diǎn)的數(shù)量多達(dá)2000余個(gè)。因前端機(jī)房的布置較為分散，且無(wú)人值守，所以如果設(shè)備產(chǎn)生故障，則維護(hù)人員難以及時(shí)察覺(jué)，使設(shè)備管理面臨較大的困難。

基于此，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理基本要求，從前端機(jī)房各個(gè)設(shè)備積極入手，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以一套軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)，對(duì)各生產(chǎn)廠家與不同設(shè)備進(jìn)行綜合管理，從而實(shí)現(xiàn)由總前端集中監(jiān)測(cè)與管理各個(gè)分前端的目標(biāo)。該系統(tǒng)主要對(duì)以下設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理：光收發(fā)設(shè)備、平臺(tái)設(shè)備、UPS設(shè)備，分別由不同廠家生產(chǎn)。該系統(tǒng)以HFC網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)特征為依據(jù)，開(kāi)展綜合設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全和造價(jià)低廉等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

2 HFC網(wǎng)絡(luò)分前端機(jī)房設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與基本原理

2.1 硬件結(jié)構(gòu)

前端機(jī)房采用兩個(gè)光纖主干環(huán)路相連，記作A、B。借助總前端至每個(gè)分前端之間的以太網(wǎng)，總前端上設(shè)置的服務(wù)器和每個(gè)分前端構(gòu)成整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。前端機(jī)房主要包含以下三種設(shè)備：①一級(jí)主干環(huán)路，主要由進(jìn)口光設(shè)備組成；②光分配網(wǎng)絡(luò)，主要由國(guó)產(chǎn)光設(shè)備組成；③UPS電源。由于不同設(shè)備采用不同的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，所以采用若干轉(zhuǎn)換器，將所有端口數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的IP包，再借助以太網(wǎng)，使每個(gè)前端設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器當(dāng)中，以此完成集中處理。對(duì)于協(xié)議格式完全一致的設(shè)備，直接使用雙絞線進(jìn)行并聯(lián)，并與單獨(dú)轉(zhuǎn)換器相連。每個(gè)轉(zhuǎn)換器采用交換機(jī)與以太網(wǎng)相連。此外，針對(duì)個(gè)別廠家生產(chǎn)提供的設(shè)備，可通過(guò)對(duì)其專門(mén)服務(wù)器的安裝來(lái)實(shí)現(xiàn)私有數(shù)據(jù)有效處理與轉(zhuǎn)換，確保其滿足SNMP協(xié)議要求，最后納入到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理[2]。

2.2 軟件結(jié)構(gòu)

軟件系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，分別為設(shè)備監(jiān)測(cè)服務(wù)器、SQL Server服務(wù)器、客戶終端軟件。其中，設(shè)備監(jiān)測(cè)服務(wù)器主要采用以下功能模塊實(shí)現(xiàn)：串口協(xié)議管理、設(shè)備查詢模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、報(bào)警管理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與系統(tǒng)設(shè)置模塊；客戶端軟件采用以下功能模塊實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)顯示分析、報(bào)警管理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與系統(tǒng)設(shè)置模塊。

2.3 工作流程

網(wǎng)絡(luò)總前端設(shè)備監(jiān)測(cè)服務(wù)器根據(jù)TCP/IP協(xié)議，將查詢命令自動(dòng)傳輸?shù)椒智岸嗽O(shè)備，由轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)接收。在接收原始數(shù)據(jù)以后，根據(jù)協(xié)議實(shí)施處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，得到標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，并對(duì)數(shù)據(jù)完成報(bào)警判斷，將原始數(shù)據(jù)與中間結(jié)果均存儲(chǔ)到SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器當(dāng)中。網(wǎng)絡(luò)總前端設(shè)備監(jiān)測(cè)服務(wù)器根據(jù)協(xié)議向客戶端發(fā)送時(shí)間敏感數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)總前端設(shè)備監(jiān)測(cè)服務(wù)器采用路由器和局域網(wǎng)直接相連。在局域網(wǎng)中，用戶能采用相應(yīng)的軟件，對(duì)每個(gè)分前端機(jī)房中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采用軟件對(duì)SQL Server服務(wù)器及從網(wǎng)絡(luò)總前端設(shè)備監(jiān)測(cè)服務(wù)器得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)查詢，得到相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況及其參數(shù)變化，從而為管理人員的決策與維護(hù)工作安排提供參考依據(jù)[3]。

2.4 服務(wù)器主要功能

對(duì)于監(jiān)測(cè)服務(wù)器，其主要負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備的查詢命令進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)送，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收與處理，同時(shí)還負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備實(shí)施增減、修改與刪除，設(shè)定或修改參數(shù)的報(bào)警閾值與標(biāo)準(zhǔn)值。

2.5 軟件主要功能

對(duì)于客戶端軟件，它能為人員提供參數(shù)分析、監(jiān)測(cè)與故障報(bào)警平臺(tái)，所以為實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本功能，其界面應(yīng)做到簡(jiǎn)潔與直觀。這一軟件設(shè)置了以下幾種頁(yè)面：①機(jī)房設(shè)備列表，對(duì)機(jī)房設(shè)備的列表、所屬模塊列表、報(bào)警設(shè)備列表與實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示；通過(guò)對(duì)列表中設(shè)備的單擊或雙擊操作，能快速轉(zhuǎn)入?yún)?shù)實(shí)時(shí)顯示頁(yè)面。②參數(shù)顯示，以設(shè)備的種類為依據(jù)，對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。同時(shí)，轉(zhuǎn)入歷史數(shù)據(jù)的顯示頁(yè)面。③歷史數(shù)據(jù)，定量化的查詢與分析所有參數(shù)。④圖表顯示，采用圖表的形式進(jìn)行顯示，對(duì)參數(shù)及其變化趨勢(shì)進(jìn)行直觀預(yù)測(cè)。⑤監(jiān)控日志，對(duì)設(shè)備的報(bào)警情況與狀態(tài)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示與準(zhǔn)確記錄。⑥系統(tǒng)設(shè)置，其內(nèi)容包括：指定數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件進(jìn)行存檔與更新操作[4]。

2.6 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)是以對(duì)多種不同的設(shè)備進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)而建成的，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性與兼容性。若需要增加其它設(shè)備，僅需在swhich中進(jìn)行函數(shù)添加，并對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行適當(dāng)修改，就可以完成有效擴(kuò)展。

（2）針對(duì)不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備，響應(yīng)時(shí)間及查詢和應(yīng)答方式可能完全不同，這給監(jiān)測(cè)管理造成很大麻煩和不便。系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換器作為查詢基本單位，并對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行查詢，同時(shí)將查詢完成的轉(zhuǎn)換器其連接的每個(gè)設(shè)備，視為完成一個(gè)完整周期。采用以上輪巡方法，能有效提高輪巡的速度及實(shí)際監(jiān)測(cè)效率[5]。

（3）在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成之后，很多難以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題將被發(fā)現(xiàn)，如辦公網(wǎng)絡(luò)中斷，使系統(tǒng)的連接產(chǎn)生故障。針對(duì)這一實(shí)際情況，系統(tǒng)需要具有自恢復(fù)能力，若以太網(wǎng)產(chǎn)生了問(wèn)題與故障，則服務(wù)器可自動(dòng)連接，同時(shí)將其記錄到運(yùn)行日志當(dāng)中。

（4）在SQL Server服務(wù)器中，保存有所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)采用監(jiān)測(cè)服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。以上數(shù)據(jù)都能在現(xiàn)有的綜合系統(tǒng)中直接應(yīng)用[6]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)這一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的合理應(yīng)用，能有效提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)整體水平，切實(shí)保障網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行的安全性，使所有用戶都能享受到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。然而，與其它新系統(tǒng)相同，這一系統(tǒng)也存在很多需要改進(jìn)和優(yōu)化的地方，需要相關(guān)人員在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中積極積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，借助相關(guān)先進(jìn)技術(shù)和準(zhǔn)備，不斷改進(jìn)系統(tǒng)，使其充分發(fā)揮應(yīng)有作用與效果。

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收稿日期：2018-6-2

作者簡(jiǎn)介：張曉萍（1982-），女，助理工程師，本科，主要從事有線電視機(jī)房及HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)等方面工作。