一种xDSL终端设备管理系统的制作方法

专利名称：一种xDSL终端设备管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及宽带接入领域中xDSL终端设备管理系统。
背景技术：
随着电信网络的发展，已经有越来越多的用户在享受着宽带给他们的工作、生活和娱乐所带来的便利。在众多的宽带接入技术中，xDSL技术利用现有的双绞线资源作为传输媒介，适应不同的客户需求，发展形成了不对称数字用户环路(ADSL)、单线对高速数字用户环路(SHDSL)、甚高比特率数字用户环路(VDSL)等多种接入技术，在全球范围内获得了广泛的应用，取得了良好的经济效益和社会效益。
以ADSL接入技术为例，其网络应用模型如图1所示。在局端(CO端)，数字用户环路接入复接器(DSLAM)设备提供双绞线接口，在用户侧放置终端设备ADSL远端收发单元(ATU_R)，两者配合实现宽带接入功能。ATU_R同时为用户提供电话终端接口和数据终端接口，在CO端，DSLAM设备通过业务网络接口(SNI)接入宽带网络，用户话机的模拟话音信号则通过频带分离技术接入公共交换电话网(PSTN)网络。由于调制技术、频带划分等的差异，不同的xDSL接入系统在网络应用上与ADSL系统稍有不同，例如在VDSL接入时CO侧的DSLAM与用户侧的VTU_R之间传输距离较近，而SHDSL由于采用基带传输，不能和窄带模拟话音共享线路，但宽带接入应用方式基本类似。
网络管理系统(NMS)对网络中的DSLAM设备进行管理维护。用户侧的xDSL终端设备作为宽带接入解决方案的一个环节，实现特定的功能，同样需要网络运营者对他们的工作状态进行管理维护。xDSL终端设备数量众多、分布广泛，为达到有效运行宽带网络，减小运营者的管理维护成本，更好地为宽带用户提供服务，需要为xDSL终端设备的管理维护提供完善的解决方案。
目前最主要的xDSL接入系统的管理维护方式如图2所示。在图2所示的网络模型中，CO端的DSLAM设备由网络管理系统NMS进行管理维护，网络管理系统由网络运营者根据网络规划统一建设，对网络内的各个DSLAM设备进行集中统一管理。NMS与DSLAM系统之间一般运行SNMP管理协议。
xDSL终端设备的位置在用户侧，通常情况下在CO端只能实现对XTU_R侧的一般物理线路参数信息的收集和上报，而不能实现对xDSL终端整个系统、UNI接口的管理维护功能，这方面的管理维护需要在用户本地进行，xDSL终端设备为用户提供这一管理维护接口，例如通过RS232异步串口，通过xModem等字符协议实现管理；或通过10Base-T以太网接口，通过HTTP、Telnet等方式实现管理维护等。
但上述方案存在如下缺点(1)不能实现xDSL终端设备的集中管理维护。在上述方案中，网络管理系统只能实现局端DSLAM设备的管理维护，对于终端的管理需要在用户侧进行，无法实现对宽带网络的有效管理和维护。
(2)网络运营维护成本高。xDSL终端设备的管理维护只能在用户侧进行，这样当终端产品发生问题或需要升级解决问题时必须上门维护，这样的问题包括终端设备本身的故障或用户对终端设备的误操作，维护成本很高。
(3)不利于网络设备兼容。xDSL终端产品在交付用户使用时必须存在默认配置，例如ADSL终端在提供给用户时必须配置异步转换模式永久虚连接(ATMPVC)，PVC的连接标识虚通路标识/虚通道标识(VPI/VCI)必须与DSLAM上相应端口的配置相同。而实际上不同厂家生产的DSLAM产品，其端口PVC缺省配置的VPI/VCI并不相同，这就要求对终端的配置参数进行修改才能适应不同的DSLAM设备要求。
(4)不能实现终端免配置。终端设备在出厂时，或者在发放给用户时，必须事先配置业务所需要的ATM PVC连接，如果设备的出厂配置不能适合业务需要，必须逐一进行更改，导致宽带用户开户时需要运营商大量的维护人员，这对宽带的大规模运营非常不利。用户对终端设备进行的误操作也将直接影响用户使用。
为了解决上述方案无法实现xDSL终端统一管理的问题，产生了图3所示的终端管理技术。在众多的xDSL接入技术中，当前应用最广泛的ADSL接入技术，是以ATM技术为基础诞生并发展起来的。在ADSL局端收发单元(ATU_C)与ADSL远端收发单元(ATU_R)之间通过ATM PVC承载用户数据，如图3所示的业务PVC。因此，很容易想到通过再建立一条PVC来实现ADSL终端设备管理，这就是这一技术方案的基础。同样，这样的管理方式也适用ATM方式的SHDSL接入。
如图3所示，在DSLAM或者其ATM设备上采用1483B或者IPoA等ATM/IP的转换协议终结管理PVC，运行基于传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)协议栈的终端管理实体，它通过管理PVC与终端设备通信，构成管理信息的通道，在终端管理系统的控制下实现终端设备的各项管理功能，如数据配置、软件升级、统计维护、诊断测试等，这些管理功能都完全建立在TCP/IP协议栈上。终端设备需要至少实现配置两条ATM PVC连接，一条用于承载用户的数据业务，另一条用于承载管理信息，同时，还必须运行一个管理实体，实现与DSLAM或者其他设备上的管理实体按照约定的协议通信以实现管理功能。一般情况下，约定的通信协议基于TCP/IP，管理实体需要配置相应的IP地址用于管理实体的识别。
与技术一相比，技术二最大的改进在于已经可以实现终端的集中统一管理，运营者不必再为维护终端设备而在各个分散的用户之间奔波。但这一技术仍然存在一些明显的缺点。
(1)兼容性问题更加严重。与技术一相比，本技术方案中需要xDSL终端设备与CO端DSLAM设备端口上都存在2条ATM PVC连接。终端设备出厂或交付用户使用时，这两条PVC必须已经配置完成并且与CO端DSLAM设备相应端口的配置参数完全一致。对应不同的运营商，其管理PVC和业务PVC的配置可能完全不同，因此要保证PVC的配置一致是难于做到的。
(2)造成设备复杂和成本上升。建立管理PVC连接只是实现了DSLAM与XTU_C之间的连接通道，要实现管理维护功能，还需要构建在PVC通道上的高层协议。最可行的方式是通过TCP/IP，这就要求终端设备的管理实体支持TCP/IP。其协议栈如图4所示。
这样，在终端设备的管理实体上必须实现复杂的IP协议栈，必须为终端管理实体分配IP地址。根据实际运用情况，终端设备一般采用透明桥接方式，内部不需要IP地址。这样，支持管理的终端设备复杂度提高，而且需要考虑终端IP地址的规划和分配问题，导致管理难度加大，相应地成本也上升。
在局端，为了终结每个终端的管理PVC，需要相应的硬件设备来实现。当需要同时终结所有的管理PVC时，相当于每个终端增加了一个在线用户，需要增加很大的设备成本。
(3)无法实现对多个终端设备同时管理。前面已经提到，采用本技术方案时，终端管理实体需要分配一个IP地址，如何配置这一IP地址呢？为了保证这一地址是DSLAM侧的管理实体可知的，可行的办法是在终端生产时统一配置缺省的IP地址，这带来的问题就是，所有的xDSL终端设备的管理IP地址都是相同的，因而，需要访问终端设备对它们进行管理时，运营者只能采用逐个进行的方式，只有断开当前连接的终端才能访问另一个终端，而不能同时管理多个终端设备，这是很不方便的。
(4)无法实现VDSL终端设备管理。基于PVC的连接管理通道适合于基于ATM的xDSL接入技术，如ADSL和SHDSL，当ATM连接已经不存在时，例如对于基于以太网的VDSL接入技术，这一管理方案将不再适用，必须构建其他的管理通道，各种xDSL技术的管理方案无法统一。因而CO端的DSLAM设备上需要为不同的xDSL接入方式运行不同的管理实体，这也增加了CO端设备的复杂性。
(5)仍然不能实现终端免配置。从技术方案中已经看到，终端设备在使用前仍然必须进行配置，包括业务通道和管理通道，以及相应的IP协议配置，使开户运营的难度加大。

发明内容
本发明的目的是实现在xDSL线路激活时，在终端无任何配置情况下，通过CO端实现对终端的集中配置、测试和监控，达到对终端上电自动配置和免上门自动维护的目的，在局端管理系统配合下实现终端的即插即用(plug andplay)。
为此，本发明采用如下方案一种xDSL终端设备管理系统，适用于带有局端数字用户环路接入复接器(DSLAM)设备和用户端xDSL终端设备的xDSL系统，包括一个终端设备管理单元，所述的局端DSLAM设备和用户端xDSL终端设备分别带有管理实体，终端设备管理单元及各管理实体分别带有管理信息库(MIB)，实现各项管理功能；所述管理实体之间及管理实体与终端设备管理单元之间存在管理接口，用以完成数据的传送；所述的局端DSLAM设备完成终端设备管理单元与用户端xDSL终端设备之间数据的转换与透传；终端设备管理单元采用通用协议与xDSL终端设备之间传输数据，完成对xDSL终端设备的管理。
所述的xDSL终端设备管理系统，还包括一个文件服务器和文件升级实体，分别位于所述的终端管理设备单元和所述的xDSL终端设备，文件服务器与文件升级实体之间存在接口，完成终端设备的文件下载或升级。
所述的终端设备管理单元上运行简单网络管理协议(SNMP)，局端DSLAM上运行简单网络管理协议代理服务器进程(SNMP Proxy)，xDSL终端设备上运行简单网络管理协议代理进程(SNMP Agent)，终端设备管理单元和xDSL终端设备之间使用SNMP协议传输数据。
所述的xDSL终端设备管理系统，采用xDSL的内嵌操作通道(EOC)承载SNMP报文；链路层控制协议采用高级数据链路控制规程(HDLC)帧承载，完成对xDSL终端设备的管理。
所述的HDLC与EOC的接口，符合ITU-TG.997.1标准。
所述的xDSL终端设备接受终端管理设备单元下发的配置和命令，并将配置数据保存在本地，作为下一次启动时的配置数据。
所述的xDSL终端设备管理系统，通过终端设备管理单元上运行SNMP，局端DSLAM上运行SNMP Proxy，xDSL终端设备上运行SNMP Agent，通过EOC控制建立文件传输通道，采用IP协议在文件传输通道上传输数据，实现文件加载和升级。
所述的终端设备管理单元可以作为一个单独的管理系统，也可以是集成在DSLAM设备的网络管理系统(NMS)中。
所述的xDSL终端设备的管理信息库(MIB)是局端DSLAM设备的管理信息库(MIB)的一部分，在DSLAM的xDSL端口管理信息库(MIB)下建立对终端设备管理单元管理信息库(MIB)的索引。
所述的xDSL，可以为不对称数字用户环路(ADSL)、甚高比特率数字用户环路(VDSL)或者单线对高速数字用户环路(SHDSL)。
本发明终端兼容性、适应性强，可以实现xDSL终端免配置和集中管理，同时可以对全网xDSL终端设备同时管理维护。对于基本的维护管理功能，不需要终端内置IP地址，避免了IP地址分配和缺省配置时带来的地址资源浪费，无法同时访问多个终端设备的问题。


图1是ADSL宽带接入网络应用模型；
图2是现有技术一中xDSL终端管理解决方案；图3是现有技术二中xDSL终端管理解决方案；图4是现有技术中二的技术方案中的协议栈示意图；图5是本发明xDSL终端设备管理参考模型示意图；图6是本发明实施例中ADSL终端管理协议参考模型示意图；图7是本发明实施例中ADSL终端管理协议参考模型示意图；图8是本发明实施例中SNMP报文与HDLC接口帧结构示意图。
具体实施例方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式
。
本发明提出解决了以下问题(1)构建一个完善的xDSL终端设备管理系统，清晰定义管理信息平台、DSLAM设备、xDSL终端所需要具备的功能；(2)实现xDSL终端设备真正的零配置，不需要为终端管理做特殊的配置，解决终端与DSLAM数据兼容性问题；(3)实现对各种xDSL终端管理技术的统一；(4)定义管理技术协议栈，简化DSLAM、终端设备功能，大大降低对设备的要求，实现低成本的管理方案；(5)解决同时管理多个终端设备的问题。
如图5所示，是本发明实施例中，xDSL终端设备管理参考模型。其终端管理系统方案由终端设备管理单元、CO端DSLAM系统和xDSL终端设备组成。该局端DSLAM设备和用户端xDSL终端设备分别带有管理实体，终端设备管理单元及各管理实体分别带有管理信息库(MIB)，实现各项管理功能；该系统方案包括如下几个接口(1)终端设备管理单元与CO端DSLAM系统之间的管理接口。此接口位于终端设备管理单元与DSLAM设备中的管理实体之间，可以通过它实现对终端设备的间接管理。
(2)xDSL终端设备与CO端DSLAM之间的接口。此接口位于DSLAM设备中的管理实体与xDSL终端设备管理实体之间，实现终端设备管理信息的传递。
(3)文件服务器与xDSL终端设备之间的接口。此接口位于文件服务器与xDSL终端设备的文件升级实体之间，通过此接口完成为文件的传递，与终端设备管理系统配合完成用户端设备的文件下载、软件升级等操作。
在图5所示的终端管理系统方案中，终端设备管理单元实现用户界面和网络部件关联处理，DSLAM系统实现终端设备管理单元与终端设备之间管理报文的转换和透传，终端则实现管理协议和访问控制。终端设备管理单元通过DSLAM实现对终端的间接访问，最终实现对所有终端的集中管理和维护。其中DSLAM系统对终端管理信息进行透明处理和底层通信协议的转换，分别实现与终端设备管理单元和终端设备的通信接口，不做管理协议分析处理，这样，在终端管理信息扩展或者更新后，只需要对终端设备管理单元进行相应的修改升级就可以支持新的管理功能，而不必更改DSLAM系统本身，以适应终端设备的接口和功能不断发展变化的需要。
终端设备管理单元可以作为独立的管理系统存在，也可以集成在DSLAM设备的网络管理系统NMS之中，采用SNMP协议实现对xDSL终端设备的管理，这与一般网络的设备运营管理方式相一致。本文提到的管理实体，是运行于设备上的功能模块，简单说，就是运行在DSLAM设备上SNMP Proxy模块和运行在终端上的SNMP Agent模块，他们的作用是将“终端设备管理单元”下发的SNMP消息传递到终端设备上，并执行有关命令，做相应的管理维护操作。而网络管理系统(NMS)本身的作用是用来管理DSLAM网络，或者说是管理DSLAM设备的，他的形态一般是一台高性能的工作站。它和DSLAM设备之间是通过SNMP协议，因此，采用本发明的方法后，由于“终端设备管理单元”也是通过SNMP协议来管理终端，因此这一“单元”就可以集成在DSLAM设备的NMS系统内部。
下面就以网管系统通过SNMP协议实现对终端设备的管理为例，说明在ADSL接入系统中，如何实现ADSL终端设备的管理，通过其他高层协议或对于其他xDSL接口，其技术方案是类似的。
如图6所示，是本发明实施例中通过SNMP实现ADSL系统管理的协议模型。终端管理基于SNMP方式进行时，SNMP报文承载在ADSL的EOC通道上，链路层控制协议采用HDLC。这样，只要xDSL线路同步，就可以实现CO端和终端之间的管理信息交互，免除对终端的缺省配置数据和IP地址、协议的要求，达到免配置维护的目的。
当终端设备管理单元需要管理终端的信息时，SNMP报文将发送给DSLAM设备，DSLAM检查到该报文是终端的管理报文，将采用SNMP proxy的方法，通过xDSL线路的HDLC通道，把SNMP报文转发给终端，终端在xDSL的HDLC链路上接收SNMP报文，并根据SNMP报文做出相应的处理。当终端的SNMP上报给终端设备管理单元时，则采用相反的流程。由于SNMP作为应用层，直接建立在HDLC上，因此没有TCP/IP协议层，不需要IP地址等配置。
终端管理也可以基于其他高层协议(例如IP协议)进行，或者对于其他xDSL应用，也可以通过其他xDSL的内嵌通道(EOC)承载，实现管理应用。其协议参考模型如图7所示。此时DSLAM系统实现相应的协议适配(例如IP协议)，通过xDSL的内嵌通道(EOC)承载。如图7所示。但在这种方式下，要求xDSL终端设备中存在IP缺省配置，这一缺省配置必须符合与网络管理系统的约定。
在网管系统中的MIB中，xDSL终端的MIB是作为DSLAM系统的管理信息库(MIB)的一部分，在DSLAM的xDSL端口MIB下建立对终端MIB的索引。在进行业务配置，例如进行ADSL终端PVC的配置时，网管系统实现PVC的一体化配置，确定CO端的PVC配置后，在网管系统的协调下自动实现终端的PVC配置，这样，ADSL终端的PVC不再需要单独配置。其他配置数据的下发过程是类似的。终端的所有配置信息都需要在网管系统中保存，并可以在需要的时候下发给终端。网管系统在完成对终端的配置后，需要下发命令，要求终端将配置数据保存在内部的非易失性存储器之中，作为终端设备下次启动时的配置数据。
CO端DSLAM系统实现SNMP Proxy，本身不分析终端管理信息的内容，也不保存终端的配置信息，而是实现网管系统与终端之间管理信息的透传转发。在收到网管系统对xDSL端口下的终端MIB的访问时，DSLAM系统作为Proxy，实现SNMP消息的转发，在接受到SNMP消息后，将SNMP报文承载到HDLC帧中，通过EOC通道转发给xDSL终端。
HDLC与EOC的接口定义参考ITU-TG.997.1标准，主流的xDSL套片都支持这一接口，由套片驱动程序实现HDLC帧数据报文的准备、接受/发送和HDLC帧的封装处理。如图8所示，是SNMP报文与HDLC的接口。
当不通过SNMP而采用其他高层管理(如TCP/IP)协议时，也可以按照类似的适配方式进行。
终端运行SNMP Agent，实现终端管理MIB定义的各项管理功能。与终端设备管理单元(网管系统)通信实现各项管理功能。在网管系统的命令控制下，将所有配置信息在终端上保存，写入非易失性存储器，并在下次启动时启用保存的配置数据。
本发明技术方案带来的有益效果(1)实现xDSL终端免配置。只要xDSL线路同步就可以实现终端管理，不需要对终端设备进行任何缺省配置，包括PVC、协议配置等。终端兼容性、适应性强；(2)实现xDSL终端集中管理。可以在统一的管理中心实现对全网xDSL终端设备的管理维护，免去到终端本地维护的工作，大大降低了网络运营维护成本；(3)实现对全网xDSL终端设备同时管理维护。对于基本的维护管理功能，不需要终端内置IP地址，避免了IP地址分配和缺省配置时带来的地址资源浪费，无法同时访问多个终端设备的问题。
(4)管理功能易扩展。DSLAM设备实现Proxy功能，对于具体的高层管理消息进行透传转发，这样，随着技术的发展，当终端设备提供新的用户接口或新的业务功能时，只需要对统一的网络管理系统进行修改升级即可以支持，避免需要升级全网DSLAM设备。
(5)低成本的终端管理方案。管理通道完全由xDSL芯片本身支持，局端设备不需要为终端管理配置额外的硬件设备来终结管理通道，成本将大大降低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种xDSL终端设备管理系统，适用于带有局端数字用户环路接入复接器(DSLAM)设备和用户端xDSL终端设备的xDSL系统，包括一个终端设备管理单元，所述的局端DSLAM设备和用户端xDSL终端设备分别带有管理实体，终端设备管理单元及各管理实体分别带有管理信息库(MIB)，实现各项管理功能；其特征在于所述管理实体之间及管理实体与终端设备管理单元之间存在管理接口，用以完成数据的传送；所述的局端DSLAM设备完成终端设备管理单元与用户端xDSL终端设备之间数据的转换与透传；终端设备管理单元采用通用协议与xDSL终端设备之间传输数据，完成对xDSL终端设备的管理。
2.如权利要求1所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于还包括一个文件服务器和文件升级实体，分别位于所述的终端管理设备单元和所述的xDSL终端设备，文件服务器与文件升级实体之间存在接口，完成终端设备的文件下载或升级。
3.如权利要求1所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于所述的终端设备管理单元上运行简单网络管理协议(SNMP)，局端DSLAM上运行简单网络管理协议代理服务器进程(SNMP Proxy)，xDSL终端设备上运行简单网络管理协议代理进程(SNMP Agent)，终端设备管理单元和xDSL终端设备之间使用SNMP协议传输数据。
4.如权利要求3所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于采用xDSL的内嵌操作通道(EOC)承载SNMP报文；链路层控制协议采用高级数据链路控制规程(HDLC)帧承载，完成对xDSL终端设备的管理。
5.如权利要求4所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于所述的HDLC与EOC的接口，符合ITU-T G.997.1标准。
6.如权利要求4所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于所述的xDSL终端设备接受终端管理设备单元下发的配置和命令，并将配置数据保存在本地，作为下一次启动时的配置数据。
7.如权利要求2所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于通过终端设备管理单元上运行SNMP，局端DSLAM上运行SNMP Proxy，xDSL终端设备上运行SNMP Agent，通过EOC控制建立文件传输通道，采用IP协议在文件传输通道上传输数据，实现文件加载和升级。
8.如权利要求1所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于所述的局端DSLAM设备带有一个网管系统(NMS)，所述的终端设备管理单元可以作为一个单独的管理系统，也可以是集成在DSLAM设备的网络管理系统中。
9.如权利要求1所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于所述的xDSL终端设备的管理信息库(MIB)是局端DSLAM设备的管理信息库(MIB)的一部分，在DSLAM的xDSL端口管理信息库(MIB)下建立对终端设备管理单元管理信息库(MIB)的索引。
10.如权利要求1所述的xDSL终端设备管理系统，其特征在于所述的xDSL，可以为不对称数字用户环路(ADSL)、甚高比特率数字用户环路(VDSL)或者单线对高速数字用户环路(SHDSL)。
全文摘要
本发明涉及宽带接入领域中xDSL终端设备管理系统。一种xDSL数字用户环路终端设备管理系统，适用于带有局端DSLAM设备和用户端xDSL终端设备的xDSL系统，包括一个终端设备管理单元，所述的局端DSLAM设备和用户端xDSL终端设备分别带有管理实体，终端设备管理单元及各管理实体分别带有管理信息库(MIB)，实现各项管理功能；其特征在于所述管理实体之间及管理实体与终端设备管理单元之间存在管理接口，用以完成数据的传送；终端设备管理单元采用通用协议与xDSL终端设备之间传输数据，完成对xDSL终端设备的管理。本发明终端兼容性、适应性强，可以实现xDSL终端免配置和集中管理。
文档编号H04L12/24GK1538666SQ0312182
公开日2004年10月20日 申请日期2003年4月14日 优先权日2003年4月14日
发明者张洪渊, 谢强, 熊宇鹏 申请人:华为技术有限公司