家庭网关的规划与建设

2015-10-15陈耀武

西部广播电视 2015年22期

关键词：家庭网络网关家庭

陈耀武

（作者单位：陕西广电网络传媒（集团）镇坪支公司）

家庭网关的规划与建设

陈耀武

（作者单位：陕西广电网络传媒（集团）镇坪支公司）

随着三网络融合的推进，无线家庭网关的投入使用已迫在眉睫。本文分析了家庭网关的市场需求和在网络中的位置，研究了家庭网关的主要功能，重点讨论了家庭网关的远程管理问题。

家庭网络家庭网关终端配置管理系统（TCMS）

1　引言

在宽带网络及各种创新型业务快速发展的推动下，家庭用户各种终端设备种类繁多，需求的业务也日益复杂，用户希望将这

些终端设备连接起来构成1个互连互通的家庭网络，改变以往家庭中1台电脑、1部手机、1台电视的传统应用模式。由此，运营商与制造商都将目光锁定到了无线家庭网关上。

家庭网关利用1根入户线为用户提供多种业务需求，是家庭网络的核心构成部分，是连接家庭局域网与运营商网络的枢纽。从用户角度，它是家庭中的一个设备，是有质量保证的运营商业务通道；从运营商角度，家庭网关是运营商网络在用户家庭的延伸，是实现网络设备能力迫缘化与业务控制边缘化的有效途径，能够有效黏着用户，以及推广、管理、控制业务。

2　家庭网关在网络中的位置

日前，陕西广电网络传媒召开产品服务升级发布会，正式启动无线家庭网关的投入使用。广电领域的家庭网关，首先是家庭媒体娱乐中心，需要满足家庭多媒体娱乐需求，为用户提供直播、点播、lP视频、互联网应用、多屏共享等一体化能力。它还是家庭网络连接中心，需要连人公共接入网、内容服务和分发，随着物联网和智能家居发展，未来还可能是家庭智能控制中心，对家庭中智能家电的控制和类似安防业务的能力。图1为家庭网关在网络中的位置。

图1　

3　家庭网关的功能

家庭网关是家庭网络的入口，是内外交互的核心，承担着家庭内部人和人，人和物，物和物的连接，在实际应用中具有以下主要功能：

（1）网络协议及数据转发功能

在网络侧，家庭网关与网络设备配合完成用户接入、接受公网地址分配和用户信息认证等；在用户侧，家庭网关对家庭网络内地址进行分配和地址解析，从而支持家庭网络运行。

（2）设备发现功能

以支持通过DHCP报文扩展字段的方式来发现设备，并为特定设备配置特定私网lP地址及相关参数：如QoS、PortForwarding等。

（3）业务发现和控制能力

家庭网关支持用户使用业务的实时发现，发现的方式支持两种。基于设备的业务发现：当有用户设备接人时，家庭网关可以根据设备发现的结果进而发现设备的业务能力。基于数据流的业务发现：家庭网关支持根据源/目的lP、源/目的MAC、源/目的端口号、人/出物理端口、应协议等信息，对用户数据流进行分类，根据分类结果发现用户业务。

同时，家庭网关具备业务控制能力，能够将业务发现的信息上传到家庭网关业务管理平台；能够维护控制策略，实现对家庭网关上承载业务的控制功能；能够根据平台下发指令，对业务控制策略进行修改、增加和删除。

（4）QoS适配功能

根据业务类型在接入网内实施业务分流，不同的业务类型实施不同的QoS。这样，每个业务都能获得优秀的服务质量。

此外，家庭网关集成了IAD功能，可为用户提供有服务质量保证、不改变电话使用方式的VOIP宽带电话。家庭网关还具有家庭门户功能，即用户使用基于家庭网关业务的门户，以Web方式呈现，放置在家庭网关内用户验证密码进入该门户后，可以便捷地使用家庭监控、家庭存储等业务，从而实现用户管理。

4　终端配置管理系统建设

为了实现对家庭网关的可管、可控、可维护，公司开发了终端配置管理系统（TCMS）。该系统是家庭网关业务的部署和控制平台，也是家庭网关设备的远程管理平台。

家庭网关的远程管理需要解决的问题主要是管理通道、管理协议和管理内容。管理通道主要是指如何传送承载管理信息的IP包，公司在网络中规划一个特定的VLAN、（4085）通道来承载家庭网关的管理业务。管理协议主要是指lP层之上的管理内容传送协议，权衡安全性和协议复杂性，选择DSL论坛制定的TR-069协议。管理内容根据具体的运营维护需求进行详细的规定，TCMS建设功能框架如图2所示：

图2　

主要从以下几方面进行介绍：

（1）业务部署和业务控制

业务部署是指对用户业务的开放和关闭。业务控制是根据业务发现的结果，调整家庭网关的各种业务参数和配置参数。业务部署和业务控制的内容包括有：HDTV、VOIP、家庭监控、家庭存储、信息安全、VPN等应用的配置和查询，DDNS功能的参数配置，QoS配置和防火墙参数的配置查询。

（2）设备状态查询

设备状态查询主要包括三个方面：设备基本信息、网络侧连接信息和用户侧接口信息。

设备基本信息：设备型号，设备标识号，软硬件版本。

网络侧连接信息：网络侧连接状态、lP地址、子网掩码，显示EOC模块的当前连接状态、上下行速率、噪声、线路衰减等。

用户侧接口信息：显示WLAN的连接状态、加密状态信息，以太网口lP地址、MAC地址、收发包数，USB接口的当前状态，显示VOIP连接状态、注册信息等。

（3）故障诊断

TCMS能够实现对PPP及PPPoE相关参数的配置和管理，发送相关指令使家庭网关设备发起PPPoE拨号的仿真测试；能够实现对PING相关参数的配置和管理，发送相关指令使家庭网关设备发起PING测试；TCMS设备管理模块能够对网关进行物理线路参数测试，并能够读取相关测试参数。

（4）软件升级及复位

TCMS设备管理模块能够发送相关管理指令，使家庭网关设备进行远程软件升级，升级时具有容错校验功能，如果升级失败，可以重新申请新版本或恢复到原来的软件版本。当家庭网关本地固件发生故障或遭到破坏时，能够自动向远程服务器请求加载新的固件。TCMS还能够远程实现对家庭网关设备复位、重启和恢复出厂设置的操作。

TCMS的开发完成，实现了对用户侧家庭网关设备的统一管理、业务统一分发、远程配置管理等。家庭网关的部署需多个系统协调配合才能实现。以新装为例，用户在营业厅通过BOSS系统申请业务，BOSS同时向TCMS和客服系统传递工单，客服系统派发工单给维护人员，TCMS接受工单并等待维护人员在终端输入用户逻辑ID上报设备注册成功，进而从NGB系统获取网元配置且下发给终端设备，由此业务得到成功办理。TCMS与服务开通、资源管理等系统的配合，完成网关业务的自动开通；与客户服务系统配合，通过96766平台实现对用户故障的远程处理。