HFC网络分前端机房设备远程监测系统研究

摘 要：针对HFC网络分前端机房设备管理现状，提出一套HFC网络分前端机房设备远程监测系统，对系统的基本概念、结构和原理进行深入分析，以此为系统的广泛应用与发展提供可靠的技术支持，提高HFC网络分前端机房设备管理水平。

关键词：HFC网络；分前端机房设备；设备远程监测系统

中图分类号：TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0314-02

如今，伴随HFC网络的快速建设与发展，所用设备的数量与类型都在持续增加，使设备维护面临越来越大的困难和压力，以往的维护模式及管理方法都无法满足实际要求。建立新型管理系统，能提高整体管理水平，从根本上保证网络运行可靠性与稳定性。分前端作为总前端重要延伸，在网络传输中具有重要作用与意义，使分前端实际运行保持稳定和安全，对网络传输而言，可以起到良好的作用效果。

1 HFC网络分前端机房设备远程监测系统概述

就目前而言，对于分前端设备，其主要包含以下几个组成部分：光平台、光接收机、光发射机与UPS电源。以上设备都具备网管物理接口，通信协议为私有。很多生产厂家都能提供相应的软件，但仍然存在一些实际问题：①不同厂家系统仅可以对自家设备进行管理；②不同厂家生产的设备采用不同的通讯协议；③网络的拓扑结构往往不尽合理。物理结构以RS-232或者是RS-485为主，而操作软件主要为单用户形式的PC版本，难以实现集中管理；④若能对总前端设备进行集中监测与管理，虽然能保证管理质量与水平，但协议转换与数据传输都十分复杂，必须进行二次开发，有很大的工作量[1]。

HFC网络结构为两级光网，总、分前端数量分别为1个和10个，光节点的数量多达2000余个。因前端机房的布置较为分散，且无人值守，所以如果设备产生故障，则维护人员难以及时察觉，使设备管理面临较大的困难。

基于此，根据网络管理基本要求，从前端机房各个设备积极入手，开发出相应的实时监测系统，以一套软件平台为基础，对各生产厂家与不同设备进行综合管理，从而实现由总前端集中监测与管理各个分前端的目标。该系统主要对以下设备进行监测与管理：光收发设备、平台设备、UPS设备，分别由不同厂家生产。该系统以HFC网络各项特征为依据，开展综合设计与开发，具有结构紧凑、功能齐全和造价低廉等优势特点。

2 HFC网络分前端机房设备远程监测系统结构与基本原理

2.1 硬件结构

前端机房采用两个光纤主干环路相连，记作A、B。借助总前端至每个分前端之间的以太网，总前端上设置的服务器和每个分前端构成整个监测网络。前端机房主要包含以下三种设备：①一级主干环路，主要由进口光设备组成；②光分配网络，主要由国产光设备组成；③UPS电源。由于不同设备采用不同的数据传输协议，所以采用若干转换器，将所有端口数据都转换成统一的IP包，再借助以太网，使每个前端设备的实时数据传输至服务器当中，以此完成集中处理。对于协议格式完全一致的设备，直接使用双绞线进行并联，并与单独转换器相连。每个转换器采用交换机与以太网相连。此外，针对个别厂家生产提供的设备，可通过对其专门服务器的安装来实现私有数据有效处理与转换，确保其满足SNMP协议要求，最后纳入到监测系统当中实现统一管理[2]。

2.2 软件结构

软件系统主要由三部分构成，分别为设备监测服务器、SQL Server服务器、客户终端软件。其中，设备监测服务器主要采用以下功能模塊实现：串口协议管理、设备查询模块、数据处理模块、报警管理模块、数据库模块、网络通讯模块与系统设置模块；客户端软件采用以下功能模块实现：数据显示分析、报警管理模块、数据库模块、网络通讯模块与系统设置模块。

2.3 工作流程

网络总前端设备监测服务器根据TCP/IP协议，将查询命令自动传输到分前端设备，由转换器负责接收。在接收原始数据以后，根据协议实施处理，对数据进行分解，得到标准的数据格式，并对数据完成报警判断，将原始数据与中间结果均存储到SQL Server数据库服务器当中。网络总前端设备监测服务器根据协议向客户端发送时间敏感数据。网络总前端设备监测服务器采用路由器和局域网直接相连。在局域网中，用户能采用相应的软件，对每个分前端机房中的设备进行实时监测。采用软件对SQL Server服务器及从网络总前端设备监测服务器得到的数据进行主动查询，得到相应的设备参数，动态显示每个设备的实际运行情况及其参数变化，从而为管理人员的决策与维护工作安排提供参考依据[3]。

2.4 服务器主要功能

对于监测服务器，其主要负责对设备的查询命令进行实时发送，并对数据进行接收与处理，同时还负责对设备实施增减、修改与删除，设定或修改参数的报警阈值与标准值。

2.5 软件主要功能

对于客户端软件，它能为人员提供参数分析、监测与故障报警平台，所以为实现各项基本功能，其界面应做到简洁与直观。这一软件设置了以下几种页面：①机房设备列表，对机房设备的列表、所属模块列表、报警设备列表与实际工作状态进行动态显示；通过对列表中设备的单击或双击操作，能快速转入参数实时显示页面。②参数显示，以设备的种类为依据，对其运行参数进行动态显示。同时，转入历史数据的显示页面。③历史数据，定量化的查询与分析所有参数。④图表显示，采用图表的形式进行显示，对参数及其变化趋势进行直观预测。⑤监控日志，对设备的报警情况与状态变化进行动态显示与准确记录。⑥系统设置，其内容包括：指定数据库服务器，对参数数据库中的文件进行存档与更新操作[4]。

2.6 系统主要特点

（1）系统是以对多种不同的设备进行同时监测为基础而建成的，具有较强的扩展性与兼容性。若需要增加其它设备，仅需在swhich中进行函数添加，并对相关模块进行适当修改，就可以完成有效扩展。

（2）针对不同厂家生产的设备，响应时间及查询和应答方式可能完全不同，这给监测管理造成很大麻烦和不便。系统将转换器作为查询基本单位，并对每个转换器进行查询，同时将查询完成的转换器其连接的每个设备，视为完成一个完整周期。采用以上轮巡方法，能有效提高轮巡的速度及实际监测效率[5]。

（3）在监测系统建成之后，很多难以发现的问题将被发现，如办公网络中断，使系统的连接产生故障。针对这一实际情况，系统需要具有自恢复能力，若以太网产生了问题与故障，则服务器可自动连接，同时将其记录到运行日志当中。

（4）在SQL Server服务器中，保存有所有运行数据，同时采用监测服务器进行实时更新。以上数据都能在现有的综合系统中直接应用[6]。

3 结束语

综上所述，通过对这一监测系统的合理应用，能有效提高网络维护整体水平，切实保障网络实际运行的安全性，使所有用户都能享受到优质的服务。然而，与其它新系统相同，这一系统也存在很多需要改进和优化的地方，需要相关人员在系統运行过程中积极积累相关经验，借助相关先进技术和准备，不断改进系统，使其充分发挥应有作用与效果。

参考文献

[1]聂 广，张薛钢，何 坤.有线网络分前端机房动环监控系统软件模块的设计及实践[J].视听界（广播电视技术），2014（02）：88～92.

[2]张薛钢，王 寅，李 斐.扬州市区网络分前端机房动力环境及网络设备监控系统的设计及实现[J].有线电视技术，2013，20（06）：96～101.

[3]唐 浩，吴新宇.县级广电网络分前端机房配电系统改造方案[J].中国有线电视，2012（12）：1429～1430.

[4]许东伟，耿震华.数字时代有线电视网络分前端机房的建设与管理[J].有线电视技术，2010，17（08）：101～103.

[5]张 培，柳聪敏，赵穗生.HFC网络分前端机房设备远程监测系统[J].有线电视技术，2007（01）：93～95.

[6]张英琛，申嵛峰，杨东辉，亓 晶.基于TCP/IP的监控系统在有线网络分前端机房中的应用[J].有线电视技术，2013（20）：81～83.

收稿日期：2018-6-2

作者简介：张晓萍（1982-），女，助理工程师，本科，主要从事有线电视机房及HFC网络设计、施工及维护等方面工作。