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随着我国数字电视时代的到来,HFC(Hybrid Fiber-Coax,光纤同轴混合网)网所承载的业务也越来越多,对该网络传输的可靠性提出了更高的要求,为了保障HFC网络的稳定性,一种有效的手段就是采用开放标准的网管系统。本课题研究的对象是HFC网络设备管理系统中的核心设备:前端控制器。它是处于HFC网络和IP网络之间的一个网管系统设备,负责两个网络之间的通信。本文主要针对前端控制器的研究做了以下工作:(1)在综合分析前端控制器功能的基础上,提出了前端控制器设计的总体架构:基于嵌入式硬件环境、Linux软件环境;应用现有的MAC协议数据结构,设计出高效的MAC数据接收算法;研究MAC协议的服务域,实现了MAC协议在数据上对前端控制器各个功能的支持。(2)分析了应答器注册、轮询方式的特点,结合实际改善了注册、轮询协议,保障了注册、轮询的效率。针对前端控制器与应答器一对多的工作方式,设计并实现了前端控制器网关的功能,保障了管理计算机对应答器的寻址,同时实现了异种网络(HFC/IP)协议的转换。(3)充分考虑到前端控制器与应答器的通信特点以及其对多任务和实时性的要求,对串口资源进行了有效的设计,保障了注册、轮询、数据转发的实时性。(4)在分析前端控制器的设备属性和工作环境的基础上,设计实现了前端控制器的GUI(Graphical User Interface,图形用户接口)系统;通过对Linux的配置编译和Linux启动过程的改造,实现了前端控制器向开发板的移植和前端控制器的初始化优化。通过系统的反复调试和测试,得出了开发板移植优化的一些规律,为了符合前端控制器的技术特点,对国标所提出的协议作了一些应用上的改进,对于应答器的注册、轮询,根据协议和实际应用对其过程进行了改善,制定了一套基于具体应用环境的注册、轮询方案,提高了前端控制器的工作效率,从而保障了整个HFC网络设备管理系统的性能。