CN108322822B - 有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法、装置和系统，应用于有线电视网络，有线电视网络包括N级放大器，放大器下连接至少一组CM，CMTS广播发送下行测试信号，控制每个放大器的上行增益衰减预设值，接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号，再次控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减预设值，接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，以此类推重复本步骤直至CMTS接收到第N上行数据信号，根据接收到的每个CM对应的上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器，最后生成该有线电视网络的逻辑拓扑，不需要通过手工输入信息，降低工作量并提高获得网络拓扑的效率和准确性。

Description

有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法、装置和系统

技术领域

本申请涉及通信技术，尤其涉及一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法、装置和系统。

背景技术

有线电视网络(Cable)是个树状的网络，基于Cable介质的有线电缆数据服务接口规范(Data over Cable Service Interface Specifications，DOCSIS)技术类似于无源光网络(Passive Optical Network，PON)，下行采用广播，上行采用动态带宽分配(DynamicBandwidth Allocation，DBA)时分的方式；下行和上行采用频分的方式共享同一个网络介质实现宽带上网下行和上行的数据传输；由于介质产生的衰减，大部分Cable网络内部均布放了不同数量的放大器；和其他P-to-MP的网络一样，上行具有漏斗效应，任何一个分支末梢的噪声都会汇聚到树根，因此Cable网络的运维及故障定位一直都是亟待解决的问题。

图1为目前的Cable网络组网图，如图1所示，总体上为一个点对多点的树状网络，输入信号CATV通过局端设备(例如：MA5633)通过不同节点的放大器(Amplifier，AMP)，如图中的AMP0、AMP1、AMP2、AMP3、AMP4，将下行信号传输至不同的同轴线缆调制解调器(CableModem，CM)，即终端位于树叶的位置，头端处于树根的位置；上行信号/信号采用频分复用的方式在同一个物理介质上共享传输；由于光纤/同轴电缆混合网络(Hybrid FiberCoaxial，HFC)电缆传输部分的树状拓扑结构，决定了其上行信道和下行信道的非对称传输方式。下行信道使用广播方式传输信号，良好的传输特性可使传输质量和信噪比很容易满足传输要求，由于上行信道使用多对一传输方式，从用户至光节点的回传信号共用上行带宽，用户终端和电缆设备产生的噪声会在上行系统中严重汇聚，形成漏斗效应，即任何一个分支的干扰噪声最终都汇聚到树根位置，基于上述架构目前需要得到网络的走线关系是通过人工方式，到每一个放大器站点和到每一个用户家，收集放大器信息和CM的走线关系，逐一将对应关系进行人工整理，然后用于对后续存在故障时对故障点进行定位。

然而，上述的方式中，将需要手工将大量的信息录入到系统中去，工作量巨大，存在效率低，人工成本高且易出错的问题。

发明内容

本申请提供一种有线电视网络的逻辑络拓扑的生成方法、装置和系统，用于解决上述方式中，将需要手工将大量的信息录入到系统中去，工作量巨大，存在效率低，人工成本高且易出错的问题。

本申请第一方面提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法，应用于有线电视网络，所述有线电视网络包括CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下连接至少一组CM，所述方法包括：

CMTS广播发送下行测试信号；

所述CMTS控制每个放大器的上行增益衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述CMTS控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述CMTS接收到第N上行数据信号；

所述CMTS根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述CMTS根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

在一种实现方式中，所述方法还包括：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则所述CMTS根据所述逻辑拓扑和放大器采用PNM算法进行故障定位。

在另一种实现方式中，所述方法还包括：

所述CMTS按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

本申请第二方面提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法，应用于有线电视网络，所述有线电视网络包括CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下链接至少一组CM，所述方法包括：

CM接收CMTS发送的下行测试信号；

所述CM根据所述下行测试信号，采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号；

所述CM在再次接收到所述CMTS发送的下行测试信号之后，采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第二上行数据信号，重复本步骤直至不再接收到所述CMTS发送的下行测试信号。

在一种实现方式中，所述方法还包括：

所述CM接收所述CMTS按照预设频率发送的时间同步信息。

在另一种实现方式中，所述采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号，包括：

所述CM通过测距技术得到定时偏移；

所述CM根据所述定时偏移和所述时间同步信息向所述CMTS发送第一上行数据信号。

本申请第三方面提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置，包括：

发送模块，用于广播发送下行测试信号；

处理模块，用于控制每个放大器的上行增益衰减预设值；

接收模块，用于接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述处理模块还用于控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并通过所述接收模块接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述接收模块接收到第N上行数据信号；

所述处理模块还用于根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述处理模块还用于根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

在一种实现方式中，所述处理模块还用于：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则根据所述逻辑拓扑和放大器采用PNM算法进行故障定位。

在另一种实现方式中，所述发送模块还用于按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

本申请第四方面提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置，所述方法包括：

接收模块，用于接收CMTS发送的下行测试信号；

处理模块，用于根据所述下行测试信号，采用测距技术通过发送模块向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号；

所述处理模块还用于在所述接收模块再次接收到所述CMTS发送的下行测试信号之后，控制所述发送模块采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第二上行数据信号，重复本步骤直至不再接收到所述CMTS发送的下行测试信号。

在一种实现方式中，所述接收模块还用于接收所述CMTS按照预设频率发送的时间同步信息。

在另一种实现方式中，所述处理模块还用于通过测距技术得到定时偏移；

所述发送模块具体用于根据所述定时偏移和所述时间同步信息向所述CMTS发送第一上行数据信号。

本申请第五方面提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成系统，包括：

CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下连接至少一组CM：

所述CMTS用于：

广播发送下行测试信号；

控制每个放大器的上行增益衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至接收到第N上行数据信号；

根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

本申请第六方面一种CMTS，包括：

发送器，用于广播发送下行测试信号；

处理器，用于控制每个放大器的上行增益衰减预设值；

接收器，用于接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述处理器还用于控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并通过所述接收器接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述接收器接收到第N上行数据信号；

所述处理器还用于根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述处理器还用于根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

在一种实现方式中，所述处理器还用于：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则根据所述逻辑拓扑和放大器采用PNM算法进行故障定位。

在另一种实现方式中，所述发送器还用于按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

在上述CMTS的实现方式中，还可以包括存储器，处理器的数量为至少一个，用来执行存储器存储的计算机执行指令。使得所述CMTS与CM之间进行数据交互来执行上述第一方面或者第一方面的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请第七方面提供一种CM，包括：

接收器，用于接收CMTS发送的下行测试信号；

处理器，用于根据所述下行测试信号，采用测距技术通过发送器向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号；

所述处理器还用于在所述接收器再次接收到所述CMTS发送的下行测试信号之后，控制所述发送器采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第二上行数据信号，重复本步骤直至不再接收到所述CMTS发送的下行测试信号。

在一种实现方式中，所述接收器还用于接收所述CMTS按照预设频率发送的时间同步信息。

在另一种实现方式中，所述处理器还用于通过测距技术得到定时偏移；

所述发送器具体用于根据所述定时偏移和所述时间同步信息向所述CMTS发送第一上行数据信号。

在上述CM的方案中，还可包括存储器，且处理器的数量为至少一个，用来执行存储器存储的计算机执行指令。使得所述CM与CMTS之间进行数据交互来执行上述第二方面或者第二方面的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请第八方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当CMTS的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，CMTS执行上述第一方面或者第一方面的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请第九方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当CM的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，CM执行上述第二方面或者第二方面的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请第十方面提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中。CMTS的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得CNTS实施第一方面或者第一方面的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请第十一方面提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中。CM的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得CM实施上述第二方面或者第二方面的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法、装置和系统，CMTS广播发送下行测试信号，控制每个放大器的上行增益衰减预设值，接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号，再次控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减预设值，接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，以此类推重复本步骤直至CMTS接收到第N上行数据信号，根据接收到的每个CM对应的上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器，最后CMTS根据每个CM的上游的第一放大器和下游的第二放大器生成该有线电视网络的逻辑拓扑，不需要通过手工输入信息，降低工作量并提高获得网络拓扑的效率和准确性。

附图说明

图1为目前的Cable网络组网图；

图2为本申请提供的有线电视网络的网络拓扑的生成方法实施例一的流程示意图；

图3为本申请提供的有线电视网络的网络拓扑的生成方法实施例二的流程示意图；

图4为本申请提供的有线电视网络的网络拓扑中的故障点示意图；

图5a为本申请提供的DOCSIS的下行信号发送方式示意图；

图5b为本申请提供的DOCSIS的上行信号发送方式示意图；

图6为本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置实施例一的结构示意图；

图7为本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置实施例二的结构示意图；

图8为本申请提供的CMTS实施例的结构示意图；

图9为本申请提供的CM实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，由于光纤/同轴电缆混合网络(Hybrid Fiber Coaxial，HFC)电缆传输部分的树状拓扑结构，决定了其上行信道和下行信道的非对称传输方式。下行信道使用广播方式传输信号，良好的传输特性可使传输质量和信噪比很容易满足传输要求，由于上行信道使用多对一传输方式，从用户至光节点的回传信号共用上行带宽，用户终端和电缆设备产生的噪声会在上行系统中严重汇聚，形成漏斗效应。完全通过人工方式，到每一个放大器站点和到每一个用户家，收集放大器信息和CM的走线关系，逐一将对应关系进行人工整理，工作量巨大，存在效率低，人工成本高且易出错的问题。为了解决该问题，本申请提供一种自动生成网络的逻辑拓扑的方式，利用远程分时逐级调整电调谐放大器上行增益，结合有线电缆数据服务接口规范(Data Over Cable Service Interface Specifications，DOCSIS)标准协议中测距消息自动调整CM发送功率的原理，自动生成骨干Cable网络的逻辑拓扑，以便后续在出现故障时，便于采用主动式网络维护(Proactive networkmaintenance，PNM)技术进行故障定位。

图2为本申请提供的有线电视网络的网络拓扑的生成方法实施例一的流程示意图，如图2所示，在图1所示的有线电视网络的基础上，有线电视网络包括CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下连接至少一组CM本实施例的执行主体为CMTS，该有线电视网络的网络拓扑的生成方法具体包括以下步骤：

S101：CMTS广播发送下行测试信号。

在本步骤中，CMTS向网络中所有其管理的CM进行下行测试信号的广播，通知CM发送上行数据信号进行测试。

S102：CMTS控制每个放大器的上行增益衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号。

在本步骤中，具体实现中，CMTS通过多级放大器与用户端的CM连接，N级不代表放大器的个数，例如图1中，AMP0为第一级放大器，AMP1和AMP3为第二级放大器，AMP2和AMP4为第三级放大器，在该架构中也是最后一级的放大器，加上每个CM发送功率相同，且上行衰减也一致，CMTS控制所有的放大器做同样的衰减，该过程需要逐个放大器进行测试，即依次得到每个CM发送的第一上行数据信号，根据该第一上行数据信号可知，上行衰减变化的CM都自动将发送功率提高了预设的衰减值，通过该方式可以确定出第一级的放大器。

S103：CMTS控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至CMTS接收到第N上行数据信号。

S104：CMTS根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器。

在上述两个步骤中，在本步骤中，CMTS得到第一上行数据信号之后，再调整第二级至最后一级所有的放大器，并继续接收CM发送的第二上行数据信号，与前面接收到的信号比较，判定那些CM的信号电平没有发生变化，则可以确定该些电平没有变化的CM位于第一级放大器和第二级放大器之间，再次控制第三级放大器直最后一级的放大器的上行增益衰减，再次接受CM发送的第三上行数据信号，与前述的信号进行比较，判定那些CM的信号电平在第二上行数据信号和第三上行数据信号之间没有发生变化，确定该些CM位于第二级放大器和第三级放大器，以此类推，直至确定出随后一级放大器后连接的CM。即确定出了每个CM的上游的放大器和下游的放大器。

S105：CMTS根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成有线电视网络的逻辑拓扑。

在本步骤中，在得到了每个CM连接在那两个级别的放大器之间，CMTS汇总前述几个步骤得到的信息，生成该有线电视网络的逻辑拓扑。

在该步骤之后，CMTS还可以继续收集每个放大器的位置信息，继而可以生成该有线电视网络的实际物理信息，可在后续发生故障时候对故障点进行定位。

本实施例提供的有线电视网络的网络拓扑的生成方法，通过CMTS对网络中的放大器的上行增益衰减的控制，即利用远程分时逐级调整电调谐放大器上行增益，对接收到的数据信号进行分析处理，结合测距消息，自动调整CM发送功率的原理，可以得到每个CM上游和下游的放大器，从而自动生成骨干Cable网络的逻辑拓扑，以便后续在出现故障时进行故障定位，不需要通过手工输入信息，降低工作量并提高获得网络拓扑的效率和准确性。

图3为本申请提供的有线电视网络的网络拓扑的生成方法实施例二的流程示意图，如图3所示，在图1所示的网络架构和图2实施例一的基础上，本实施例的执行主体为网络架构中任一CM，该方法的具体步骤包括：

S201：CM接收所述CMTS发送的下行测试信号。

S202：CM根据所述下行测试信号，采用测距技术向CMTS时分突发发送第一上行数据信号。

S203：CM在再次接收到CMTS发送的下行测试信号之后，采用测距技术向CMTS时分突发发送第二上行数据信号，重复本步骤直至不再接收到CMTS发送的下行测试信号。

在上述几个步骤中，CM根据CMTS发送的下行测试信号，向CMTS发送第一数据信号以及后续的第二上行数据信号等，以使CMTS能够根据该些上行数据信号的电平确定该CM的上游放大器和下游放大器，从而生成该网络的逻辑拓扑。

在上述过程中，由于DOCSIS协议中的定时机制使每个CM发送数据时就像位于CMTS附近一样延迟相同。为实现精确定时，CM需要2个信息：①全局定时基准，因此CMTS需要以固定频率发送时间同步信息给所有CM。②定时偏移，由每个CM通过测距计算得到。即在上述过程中，CM接收CMTS按照预设频率发送的时间同步信息，则采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号，包括：CM通过测距技术得到定时偏移，CM根据所述定时偏移和所述时间同步信息向所述CMTS发送第一上行数据信号。其他的上行数据信号以此类推。

在上述两个实施例的基础上，该方法还包括：CMTS在得到逻辑拓扑之后，当检测到所述有线电视网络中存在故障，则CMTS根据所述逻辑拓扑和放大器采用PNM算法进行故障定位。

结合上述实施例，下面通过具体实例对本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法进行说明。

PNM算法主要是通过监测HFC网络中每个CM的预均衡(pre-equalization)系数，可以分析预均衡系数中反映的线路微小变化和故障信息，在故障影响用户业务之前发现劣化趋势，并定位出故障的范围。维护人员根据分析结果，结合CM拓扑信息可推断故障所在的具体位置，提前排除。

一般的优先电视网络均采用HFC实现，HFC网络受日照、雨水、灰尘等影响使HFC网络中设备、器件会逐渐劣化，HFC网络信号也会逐渐受到各种线路失真影响。当线路存在群时延、微反射(接头松动，电缆进水腐蚀，电缆弯曲，放大器的老化等，都会导致阻抗不匹配)两种失真时，CM上行信号到达CMTS时信号的幅频特性(幅度与频率的曲线图)会出现起伏或不平坦，为了对HFC的线路失真进行补偿，DOCSIS2.0/3.0/3.1标准定义了CM预均衡器，通过预均衡器可以使信号在CM发射前就得到反向补偿，当均衡后的信号再经过失真线路到达CMTS时，其幅频特性就变得平坦，均衡的过程反映了线路影响的大小，其量化后的指标通过采集后可分析出CM线路的实时变化特征。PNM主动网络维护从预先判断的角度去提前判断并试图解决，但如果没有具体的组网拓扑，PNM基本上无用武之地。

图4为本申请提供的有线电视网络的网络拓扑中的故障点示意图；如图4所示，PNM可以对CM进行分组，即对于具有劣化趋势的CM，按照相似度分析出由同一故障点引起的CM组，结合CM的拓扑关系，可推断出CM是否由公共故障引起的多点故障或者单点故障。图4中的斜体白色底色的CM表示单点故障，斜体灰色底色的CM表示由于公共点的故障导致的多点故障。

在得到网络的逻辑拓扑之后，可以根据预均衡(pre-equalization)系数进行故障定位，预均衡系数是对线路失真(包括阻抗不匹配、松动的接头、损坏的电缆等原因造成)进行补偿，所以系数里面包含有线路的故障特性。对预均衡(pre-equalization)系数进行算法分析，可进行故障定位，分析故障的严重程度，类型等。

图5a为本申请提供的DOCSIS的下行信号发送方式示意图；图5b为本申请提供的DOCSIS的上行信号发送方式示意图；如图5a和图5b所示，下行信号传输过程中CMC连续广播发送，CM根据其中的MAC地址选择性接收，上行信号传输过程中，CM之间通过时分突发发送，如图5b所示，采用测距技术保证上行数据不发生冲突，即合理调度上行带宽资源，分时复用，实现网络的随机接入，并解决由于竞争而产生的冲突。上行信道被划分为不同的时隙，CM根据CMTS分配的时隙进行数据收发。

上述方案中涉及到的DOCSIS测距具体指的是，CMTS发送同步消息(Synchronize，SYNC)，CM捕获到该SYNC同步消息，CMTS发送上行信道描述(Up Channel Description，UCD)消息，CM根据该上行信道描述消息获取上行频点，CM使用SID＝0发送RNG-REQ测距请求，并调整功率，CMTS发送MAP消息，为CM分配特定时隙。CM和CMTS测距完成，进入DHCP阶段，CM通过DHCP获得简单文件传输协议(Trivial File Transfer Protocol，TFTP)选项参数，并从开始TFTP服务器下载配置文件。CM向CMTS发送注册请求RNG-REQ，CNTS返回注册响应REG-RSP，完成注册。之后的传输过程中，CM周期性发送测距请求RNG-REQ，维持心跳，CMTS返回测距响应RNG-RSP，维持心跳信号。

DOCSIS的定时机制使每个CM发送数据时就像位于CMTS附近一样延迟相同。为实现精确定时，CM需要2个信息：①全局定时基准，CMTS以固定频率发送SYNC(时间同步信息)给所有CM。②定时偏移，由每个CM通过测距计算得到。

主要目的是精确校准CMTS与CM之间的时间偏移量，以保证上行数据能在指定的微时隙边界到达CMTS。此外，由于每个CM到CMTS之信号衰减各不相同，其晶振频率也互有差异，所以CM还必须调整发送功率和频率，使CMTS接收到的电平信号和频率在标准容许的范围内。CM在加入网络前通过初始测距调节定时偏移、电平、频率和传送均衡等参数。正常运行期间，CM通过周期性测距调整以上参数，以保证CM与头端的持续可靠通信。

根据上述测距方案，本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法的具体实现过程为：以图1所示网络架构为例，假设整个网络中的CM均分布在10个子网络中，三级总共5个放大器，即AMP0为第一级放大器，AMP1和AMP3为第二级放大器，AMP2和AMP4为第三级放大器，上行衰减一致，每个CM的发送功率均为45dBmV。

首先，CMTS逐个控制5个放大器的上行增益减少2dB，经过一轮测距消息后，上行衰减变化的CM都自动将发送功率提高2dB，则可以找出位于第一级的AMP0。

其次，CMTS控制调整AMP1、AMP2、AMP3以及AMP4的上行增益降低2dB，观察是否存在CM发送第二上行数据信号的电平相较于放大器增益调整之前无变化，则可以确定该些CM(G0、G2、G5、G7)位于第一级放大器和第二级放大器之间，同步根据调整后的CM发送功率变化的情况，确定出第二级放大器AMP1和AMP3。

然后，CMTS控制调整AMP2以及AMP4的上行增益降低2dB，根据接收到的CM发送的第三上行数据信号，确定是否存在CM的发送电平相较于放大器增益调整之前无变化，从而可以快速确定出该些CM位于第二级放大器和第三放大器之间，据此可以确定出为第三放大器的下游的G4，G9，AMP2和AMP1之间的G1，G3，AMP3和AMP4之间的G6，G8,。

最后，汇总上述每个步骤得到的信息之后，既可以在生成骨干cable网络的逻辑拓扑、

还可以获取在安装放大器时配套下发手机的GPS信息，即可得到每个放大器的物理位置信息，结合前述收集到的信息就可以生成骨干cable网络的实际物理信息，后续的过程中可以结合该逻辑拓扑，物理信息采用PNM分析到CM群的参数变化，快速定位到具体位置。

在该方案中，图1所示网络架构中的MA5633可以提供提供DOCSIS上网业务、EQAM点播业务、VOIP和CATV广播业务。前述方案中的放大器均是双向放大器，可以实现Cable网络正向、反向信号的放大，属于有源设备，下电后会导致网络中断。内部集成CM或TRANSPONDER通信模块。可以通过远程方式对放大器的参数，比如增益等进行设置。本申请的技术方案也是利用这一方式对放大器进行参数调整。

除此之外，本申请提供的技术方案还可以跟其他技术方案进行结合。结合CMTS(网管系统)利用CM发送间隙，利用智能放大器集成的PNM算法，可以进一步发现故障点。如果智能放大器已经集成有PNM定位算法，CMTS可以在CM不发送的间隙，让智能放大器进行PNM故障定位，进一步缩小故障点范围。

结合TDR技术，后续的全双工DOCSIS 3.1可以进一步完善故障定位，CableLABS组织正在制定全双工对称的DOCSIS标准，在该标准下，可以结合扩展频谱时域反射法(SSTDR)技术。该技术向待测电缆中发射二进制伪随机码(PN)与正弦波的调制信号f(t)，将检测到的反射信号r(t)＝Af(t-ti)与延时了λ的入射信号f(t-λ)进行相关运算，准确定位故障点。

上述任一实施例提供的逻辑拓扑，配合手机GPS定位进一步生成实际物理拓扑，借助DOCSIS 3.1网络升级原有放大器(扩展频谱)的机会，安装时采用支持电调谐的放大器，并在安装现场将手机GPS定位信息输入到放大器内部进行存储，或者手机APP采集GPS信息以后反馈到网管系统，网管系统将GPS定位信息自动写入放大器，进一步生成骨干网络电子版的实际的拓扑信息。

本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法，以较低的成本自动生成整个Cable网络拓扑结构，便于广电运营商进行故障问题定位。提升设备可维护性，可作为产品优势特性提高产品竞争力。

图6为本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置实施例一的结构示意图，如图6所示，该有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置10包括：

发送模块11，用于广播发送下行测试信号；

处理模块12，用于控制每个放大器的上行增益衰减预设值；

接收模块13，用于接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述处理模块12还用于控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并通过所述接收模块13接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述接收模块13接收到第N上行数据信号；

所述处理模块12还用于根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述处理模块12还用于根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

在上述有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置10的具体实现中，所述处理模块12还用于：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则根据所述逻辑拓扑和放大器采用PNM算法进行故障定位。

可选的，所述发送模块11还用于按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

本实施例提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置，用于实现前述任一方法实施例中CMTS的技术方案，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

图7为本申请提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置实施例二的结构示意图，如图7所示，该有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置20包括：

接收模块21，用于接收CMTS发送的下行测试信号；

处理模块22，用于根据所述下行测试信号，采用测距技术通过发送模块23向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号；

所述处理模块22还用于在所述接收模块21再次接收到所述CMTS发送的下行测试信号之后，控制发送模块23采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第二上行数据信号，重复本步骤直至不再接收到所述CMTS发送的下行测试信号。

在一种实现方式中，所述接收模块21还用于接收所述CMTS按照预设频率发送的时间同步信息。

可选的，所述处理模块22还用于通过测距技术得到定时偏移；

所述发送模块23具体用于根据所述定时偏移和所述时间同步信息向所述CMTS发送第一上行数据信号。

本实施例提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置，用于实现前述任一方法实施例中CM的技术方案，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

图8为本申请提供的CMTS实施例的结构示意图，如图8所示，该CMTS包括：发送器31，用于广播发送下行测试信号；

处理器32，用于控制每个放大器的上行增益衰减预设值；

接收器33，用于接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述处理器32还用于控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并通过所述接收器33接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述接收器33接收到第N上行数据信号；

所述处理器32还用于根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述处理器32还用于根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

在一种实现方式中，所述处理器32还用于：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则根据所述逻辑拓扑和放大器采用PNM算法进行故障定位。

在另一种实现方式中，所述发送器31还用于按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

在上述CMTS的实现方式中，还可以包括存储器，处理器的数量为至少一个，用来执行存储器存储的计算机执行指令。使得所述CMTS与CM之间进行数据交互来执行上述的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

图9为本申请提供的CM实施例的结构示意图。如图9所示，该CM 40包括：

接收器41，用于接收CMTS发送的下行测试信号；

处理器42，用于根据所述下行测试信号，采用测距技术通过发送器43向所述CMTS时分突发发送第一上行数据信号；

所述处理器42还用于在所述接收器41再次接收到所述CMTS发送的下行测试信号之后，控制所述发送器43采用测距技术向所述CMTS时分突发发送第二上行数据信号，重复本步骤直至不再接收到所述CMTS发送的下行测试信号。

在一种实现方式中，所述接收器41还用于接收所述CMTS按照预设频率发送的时间同步信息。

在另一种实现方式中，所述处理器42还用于通过测距技术得到定时偏移；

所述发送器43具体用于根据所述定时偏移和所述时间同步信息向所述CMTS发送第一上行数据信号。

在上述CM的方案中，还可包括存储器，且处理器的数量为至少一个，用来执行存储器存储的计算机执行指令。使得所述CM与CMTS之间进行数据交互来执行上述的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

另外，本申请还提供一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成系统，至少包括：CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下连接至少一组电缆调制解调器CM：

所述CMTS用于：广播发送下行测试信号；控制每个放大器的上行增益衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至接收到第N上行数据信号；根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当CMTS的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，CMTS执行上述的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当CM的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，CM执行上述的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中。CMTS的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得CNTS实施上述的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中。CM的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得CM实施上述的各种实施方式提供的有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法。

在上述CMTS或者CM的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储器中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储器(存储介质)包括：只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)、RAM、快闪存储器、硬盘、固态硬盘、磁带(英文：magnetic tape)、软盘(英文：floppy disk)、光盘(英文：optical disc)及其任意组合。

最后应说明的是：尽管参照前述各实施例对本方案进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不能使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成方法，其特征在于，应用于有线电视网络，所述有线电视网络包括电缆调制解调器管理设备CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下连接至少一组电缆调制解调器CM，所述方法包括：

所述CMTS广播发送下行测试信号；

所述CMTS控制每个放大器的上行增益衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述CMTS控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述CMTS接收到第N上行数据信号；

所述CMTS根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述CMTS根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则所述CMTS根据所述逻辑拓扑和放大器采用主动网络维护PNM进行故障定位。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述CMTS按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

4.一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成装置，其特征在于，包括：

发送模块，用于广播发送下行测试信号；

处理模块，用于控制每个放大器的上行增益衰减预设值；

接收模块，用于接收每个电缆调制解调器CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

所述处理模块还用于控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并通过所述接收模块接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至所述接收模块接收到第N上行数据信号，N为大于或等于2的整数；

所述处理模块还用于根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

所述处理模块还用于根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：

当检测到所述有线电视网络中存在故障，则根据所述逻辑拓扑和放大器采用主动网络维护PNM进行故障定位。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述发送模块还用于按照预设频率向每个CM发送时间同步信息。

7.一种有线电视网络的逻辑拓扑的生成系统，其特征在于，包括：

电缆调制解调器管理设备CMTS，N级放大器，N为大于或等于2的整数，每一级放大器下连接至少一组电缆调制解调器CM：

所述CMTS用于：

广播发送下行测试信号；

控制每个放大器的上行增益衰减预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第一上行数据信号；

控制第二级至最后一级的放大器的上行增益再次衰减所述预设值，并接收每个CM采用时分突发发送的第二上行数据信号，并将第二级的下一级放大器作为新的第二级的放大器，重复本步骤直至接收到第N上行数据信号；

根据接收到的每个CM对应的所有上行数据信号确定每个CM上游的第一放大器和下游的第二放大器；

根据每个CM对应的第一放大器和第二放大器生成所述有线电视网络的逻辑拓扑。

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