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光纤同轴电缆混合网(hybrid fiber coaxial, HFC)是一种以模拟频分复用技术为基础，综合应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术、射频技术以及高度分布式智能技术的宽带接入网络，是CATV和电话网结合的产物，也是将光纤逐渐推向用户(FTTH)的一种新的经济的演进策略，这种方式兼顾了宽带业务和建立网络的低成本，目前已经在国内外广泛应用。

HFC的传输链路主干线是光纤，接入部分是同轴电缆，是一种多传输介质、数字和模拟信号共存的复杂网络，说明对HFC网络的管理要比传统的计算机网络或电信网络的管理更为复杂。由于HFC网络发展的历史原因和继承性，使得HFC网络管理存在许多弊病，已经不适应现代宽带接入网发展的要求，特别是HFC接入网处于多系统运营商(multiple systems operator, MSO)的管理之下，其兼容性和互操作性是一个很大的问题，急需完善、可靠、经济的HFC网络管理系统，最终实现对HFC网络的全面管理，如失效管理、配置管理、安全管理、性能管理和计费管理等。当前，对HFC网络的管理基本集中在网络维护的网元管理层，对更高层(网络层、业务层、企业级)的管理，尤其是对接入网的高层管理还是一个有待发展的课题。在物理层，HFC网络管理功能包括差错检测、噪声系数、放大器增益、信号电平和电源电压；在数据层(数据链路层及以上)，HFC网络管理功能包括对网络及其组件的配置管理、故障管理和性能管理。本文进一步探讨了SNMP在HFC网络管理中的应用，提出一种经济的解决方案，实现对HFC网络中每一个设备的本地管理和远程管理，最终实现对HFC网络的全面管理。

HFC网络的拓扑结构及网管
HFC的网络的拓扑结构如图1所示，每一个HFC子网主要包括下行收发光端机、上行收发光端机、户外光工作站(包括上行光发射机、下行光接收机、调制解调器、网管模块)和调制解调器。前端信号经下行收发光端机送向用户端，用户端反向信号经上行收发光端机送向中心前端。传输平台的工作状态由网管系统进行监控和管理，前端设备和网管主机代理的数据传输用双绞线，用户端设备和网管主机之间需经过上下行调制解调器和光纤传输系统来实现指令和状态数据的双向传输。
HFC子网管理系统包括收发光端机专用监控模块，研制的HFC双向传输系统网管委托代理软件，该系统通过RS232/RS485串行接口进行通信，上下行光端机通过调制解调器使各个光端机与网管委托代理连接起来，可实现对256个(可任意扩展)网络设备的管理，并通过中文菜单等友好的人机界面进行控制、参数设定、报警等多项功能，并对网络故障进行定位(发现异常/找原因/修复问题)，能增强网络可靠性，从而提高网络的效率。

图1 HFC网络和基于SNMP的网络管理平台
在HFC子网的基础上，通过简单网络管理协议(SNMP)，由网络管理工作站通过IP网络将所有的委托代理服务器连接起来，实现对HFC城域网或广域网的管理，解决网络中多种设备、多运营缺乏管理的局面，主要实现了以下网管功能：

1) 系统配置：添加、删除光端机(发射机、光接收机和户外工作站)和传输链路，并建立HFC网络拓扑结构；
2) 失效管理：查询光端机工作状态，修改光端机D/A输出参数，修改光端机报警限，查询报警限功能，报警功能和数据输出产生报表；
3) 安全管理：建立软件的安全权限，防止系统失控。
2 基于SNMP的HFC网络网管平台设计
图2给出了SNMP的HFC网络管理的平台模型，它是对图1的抽象和简化，由网络管理工作站通过INTERNET基础网络，对所有的委托代理进行控制管理，实现HFC子网的分散管理和整个HFC网络管理的统一，既兼顾了HFC网络的特点，又体现了SNMP灵活方便、经济使用的特色。
2.1 简单网络管理协议
1) 管理节点：运行SNMP管理进程[5]，即SNMP代理(agent)，每个代理维护一个本地数据库，库中存放其状态、历史并影响其运行；
2) 管理站：一台运行特殊管理软件的计算机，包括一个或多个进程，在网络上与代理通信、发送命令及接受应答，管理站一般具有图形用户界面，允许网管者检查网络状态并在需要时采取行动；
3) 管理信息：每个设备都具有一个或多个变量来描述其状态(信息被严格定义，以使不同厂商的设备能互相通信)，这些变量在SNMP中称作对象(object)，网络中所有的对象都存放在一个称作管理信息库MIB的数据结构中；
4) 协议：管理站用SNMP协议与代理通信，该协议允许管理站查询代理的本地对象的状态，必要时作修改；
5) 查询：应答式通信；
6) SNMP陷阱(trap)：MIB中定义了每个重要事件(节点崩溃又重起，线路中断并恢复，拥塞会发生等)，当代理发现了一件重要事件，立即汇报给配置表中的所有管理站。该报告仅作汇报，而由管理站负责进行查询以找出所有细节。这种较长时间查询一次，但在收到trap时加速的方式称陷阱指导轮询(trap directed polling)；
7) 代理设施(Proxy agent)：该设施监视一台或多台非SNMP设备，并作为其代表与管理站通信，可能会用某些非标准协议与这些设备通信；
8) SNMPv3扩展了SNMP框架，使用Reports提供引擎到引擎的通信(即SNMP Agents 和SNMP Managers，现在称SNMP Entity，每个SNMP Entity包含一个SNMP引擎)，并提供可靠的鉴别和数据加密方法解决SNMPv1、SNMPv2中的安全问题。

图2 SNMP管理模型
2.2 基于SNMP的HFC网管平台的协议栈
图3所示为基于SNMP的HFC网络管理平台的协议栈，委托代理采用专用协议(自定义)通过通用串行接口(RS232/485)与网络设备建立管理连接，而网络管理工作站(NMS)则建立在简单网络管理协议(SNMP)之上，开发设计相应的管理工作站软件和代理工作站的软件，通过TCP/IP网络实现广义的管理和代理[5]。

2.3 软件开发环境
网管软件系统由C++语言设计，采用微软的Visual C++6.0(SP5)为基本开发环境。网络管理站(NMS)和委托代理(proxy agent)运行在Windows2000 Professional/Server平台上。委托代理端的本地数据库采用微软的Access2000，网络管理站端的数据库采用了SQL Server7.0(SP1)。另外，在MIB的设计中还使用了MG-SOFT公司的MIB BROWSER和SNMP LAB工具。
系统数据库的主要功能是建立HFC-MIB的镜像内容。在代理端建立Agent数据库、NMS端建立NMS数据库，Agent数据库由本地Microsoft Access维护，NMS数据库由Microsoft SQL Server维护。应用进程与数据库之间的连接由ADO(ActiveX Data Object)通过数据链接文件(Data Link File)处理。
3 HFC网络管理站的设计
图4为网络管理工作站的软件，其关键是依据HFC网管系统的HFC-MIB管理信息库设计好数据库的结构。NMS数据库主要包括代理表、设备表、域值表、系数表和状态表。应用进程与数据库之间的连接由ADO(ActiveX Data Object)通过数据链接文件(Data Link File)NMS.udl处理。

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