《電子技術應用》
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淺析幾類廣電雙向改造主流接入技術
光纖在線
摘要: 隨著三網融合的啟動,廣電當前面臨著最重要的任務是加快有線電視網絡數字化升級改造,加快建設下一代廣播電視網,在這一過程中廣電網絡需要大量采用雙向改造的技術,從而確保廣電在三網融合競爭的中
關鍵詞: NGN|4G 三網融合 EoC LAN
Abstract:
Key words :

        隨著lank">三網融合的啟動,廣電當前面臨著最重要的任務是加快有線電視網絡數字化升級改造,加快建設下一代廣播電視網,在這一過程中廣電網絡需要大量采用雙向改造的技術,從而確保廣電在三網融合競爭的中取得優勢。

  從國務院推出的三網融合政策來看:2013年至2015年,將總結推廣試點經驗,全面實現三網融合發展,普及應用融合業務,基本形成適度競爭的網絡產業格局。

  2年以后,根據國務院試點的政策三網融合將會在全國全面地推廣開來,對于廣電網絡數字化升級改造的來說,時間將會是多么的緊張。
  
  目前,從我國廣電網絡的整體來看,其網絡仍然存在著大量的HFC網絡,而且大多數網絡都沒有完成雙向改造,這樣的網絡僅能滿足基本廣播電視節目的傳送,既不能承載多媒體交互業務,也不能有效實現網絡、業務和用戶管理。所以,廣電廣電當前面臨著最重要的任務是首先解決把HFC網絡從單向網絡改變為雙向網絡。

  這對于廣電在三網融合的競爭中有利于提升廣電自身的網絡價值、提高競爭力、提高服務質量、提高收入。網絡改造的成效也體現在網絡社會效益和經濟效益的提高上。改造網絡的另一目的是為了應對日益激烈甚至是殘酷的競爭:避免用戶流失、提升多業務、全業務服務能力,從而提高網絡服務的社會和經濟效益。

  那么在當前廣電網絡的雙向改造中,廣電部門和大多數商家習慣于涉足哪幾類雙向改造的主流接入技術呢?

  1、 EOC

  1.1、 EOC的概念

  EoC(Ethernet over Coax)是用于在同軸電纜上傳輸以太網數據信號的一種技術,主要將機房傳送至小區或大樓的寬帶數據信號通過電纜向用戶傳輸,滿足用戶端多業務開展帶來的高帶寬需求。

  據DVBCN了解,EoC可以根據數據信號分為基帶和調制兩種傳輸方式,分別是基帶EoC和調制EoC。

  基帶EoC一般為無源設備,基于IEEE 802.3相關的一系列協議,它將以太數據信號和有線電視信號采用頻分復用技術,使這兩個信號在同一根同軸電纜里共纜傳輸。它適用于集中分配的小區,一般情況下數據信號必須到樓道。因此基帶EoC技術無法適用于網絡中的普遍存在的樹型網絡。

  調制EoC利用正交頻分復用(OFDM)等技術在頭端把以太網信號調制到某個頻段上,然后再耦合到同軸電纜上傳輸,在用戶端通過類似于CM的設備終端對調制在同軸電纜上的信號進行解調處理恢復成基帶信號通過以太網接口向用戶提供服務,同時,也將用戶的回傳信號進行調制加載到電纜網上傳輸到頭端,即實現了通過同軸電纜傳輸以太網信號的過程。由于采用了先進高效的調制方式以及錯誤校驗技術,物理層速率遠遠超出無源EoC能夠提供的帶寬,對未來用戶高帶寬的接入需求將提供有力的支持。調制EoC系統能克服基帶EoC的缺點,具有傳輸距離遠,能跨越放大器、分支分配器,較高帶寬,支持QoS,支持集中網管等優點。調制EoC又可細分出很多技術,如MoCA、HomePNA、HomePlug、Wi-Fi等。
  
  目前,市場上出現了用EOC技術來進行雙向網絡化改造。在這方面上,DVBCN記者認為,EOC有著兩個方面的優勢:其一、目前廣電已經擁有豐富的同軸電纜資源,為了保護投資,避免重復建設,無論是從國家層面還是從企業層面,使用EOC來進行雙向網絡改造是最符合國家和廣電運營商的利益的;其二、同軸電纜的頻帶資源豐富,好的線纜可達1.5GHz以上,如果采用調制技術,加上其屏蔽效果良好,有十分豐富的頻譜資源。

   1.2、 EOC標準尚未確立

  EoC系統作為光纖到小區(FTTC)或光纖到樓棟(FTTB)或光纖到戶(FTTX)的最后一段電纜傳輸技術,可將光纖收發器、PON的終端ONU作為上聯匯聚設備。從組網方式來看,類似于CMTS在有線電視網絡中的應用,只是將CMTS頭端設備下降至小區以下使用,以符合“光進銅退”的網絡發展趨勢。而且從經濟性看,調制EoC技術的價格比CMTS技術要低得多。

  但是,目前EoC存在的一個問題就是它的技術尚在發展之中,多種技術并存競爭市場的局面尚有時日,價格仍然是比較高,究竟何種技術領先需要在實踐中進行判斷。

  在DVBCN記者看來:基帶EOC,只能用在集中分配網上,4\\2線轉換電路在空載時,交換機就會環回死機,而留給網卡的富余電平只有幾個 DB;調制類EOC,技術成熟度低,市場極其混亂。低頻調制類的缺點是受噪聲影響大。高頻調制類的缺點是傳輸損耗大,雖然靈敏度高,但電平太小時信噪比差,吞吐率會下降。另外由于采用帶寬共享機制,故不適宜開展IPTV之類的高帶寬業務

  1.3、EOC的應用還存在問題

  在EOC的應用中,廣電專家余少波博士在回復DVBCN記者時,他認為目前在國內的EOC應用中還存在著一些問題:
  
  其一、許多的EOC應用場景,或者是用于寬帶上網,或是視頻采用IPQAM的方式來傳輸,因此對EOC的延遲、抖動沒有要求。所以,現在的應用是不能完全反映我們在以后的NGB中對EOC的需求的。

  其二、對EOC的應用評價,不能僅僅從數量上來評判。而是要從實際的應用場景上來評判。我們的應用場景是什么?我們有什么楊的需求?這些,應該像HINOC標準的建立一樣,先要建立一個模型,然后來進行評判。建議科技司或規劃院找一些合適的人來參與模型的建立。沒有需求就沒有評判的標準,沒有模型就沒有進行評判的根據。沒有評判的體系就沒有正確的評判。

  其三、EOC的情況調查和評估,需要模型。建立實際的測試規范或是確定實際的指標,也是需要模型的。有了NGB我們知道需要什么樣的帶寬了,20M===40M。那么,要傳輸視頻,我們需要什么樣的延遲和抖動?所以,模型的建立是以后建立測試規范的關鍵。是進行正確評判的基礎。
  
  1.4、EOC+EPON技術方案的應用

  目前,雙向網絡改造的主流方案有兩種,一種是基于HFC網絡的雙向改造方案(CM方案),另一種是近兩年提出的一種新方案,即EPON到樓+EoC技術方案。

  三網融合,隨著廣電雙向網絡改造的深入,據DVBCN了解,目前業界中的大多數廣電運營商都比較推崇于EPON+EOC技術解決方案。

  從雙向改造的投資成本上來看:武漢長光胡保民博士向DVBCN記者表示,選用EPON+EOC作為雙向改造時,該技術在到戶帶寬、戶均覆蓋成本等方面,相比CMTS和EPON+LAN,EPON+EoC(EoC以HomePlug AV為例)均具有一定優勢。比如說:30%接入率2M接入帶寬情況下CMTS戶均覆蓋成本需要911元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需54元;10%接入率1M接入帶寬情況下CMTS戶均覆蓋成本需要161元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需29元。

  從雙向改造的速度和難度上來看:胡保民博士認為,在EPON+EoC在雙向網絡改造中,使用該技術改造難度小、速度快,同時戶均覆蓋成本低;而“CMTS技術成熟但帶寬成本高;EPON+LAN面臨全網改造難度大、低接入率時覆蓋成本高、樓道交換機管理等眾多問題。

  從雙向改造的有效利用資源來看:阿爾卡特朗訊公司在接受DVCBN的采訪時認為,在三網融合向NGB演進過程中可采用EPON+EOC解決方案,可以有效利用廣電運營商豐富的HFC資源,減少網絡改造的投資,實現視頻、數據和話音的高效綜合承載。EPON+EOC方案采用的 HomePlug AV/BPL和HomePNA等主流技術也都獲得了廣泛的應用。

  2、 CMTS

  2.1、CMTS的概念

  CMTS(Cable Modem Termination System)是線纜調制解調器終端系統,它是一個位于有線電視網前端的設備系統,允許有線電視運營商向家庭計算機提供高速Internet接入。CMTS通過有線電視網發送和接收數字線纜調制解調器信號。它接收從用戶的線纜調制解調器發來的信號,將信號轉換成IP包,然后將信號按一定路由發送給ISP,連接Internet。CMTS還能將信號下行發送到用戶的線纜調制解調器。線纜調制解調器之間不能互相直接通信,必須通過CMTS才能溝通。
   
  目前,雖然CMTS接入技術比較成熟,但是隨著EPON+EOC技術解決方案的出現,廣電部門和設備商開始慢慢傾向“EPON+EOC”的技術路線,主要原因是:①EOC 每戶成本已經低于Cable Modem,得益于光通設備的快速降價;②技術優勢明顯,干擾小,壽命長,運維成本同樣低;③帶寬體驗較好;④安全性高。
   
  2.2、CMTS的優勢與缺陷

  目前,雙向網絡改造的主流方案有兩種,除了近兩年提出的一種新方案(EPON到樓+EoC技術方案)以外,另一種便是基于HFC網絡的雙向改造方案(CM方案)。

  基于HFC網絡的雙向改造方案(CMTS+CM方案)的最大優勢:
  
  首先,高度集中,除了分前端(前端)的CMTS和用戶端的CM以外,沒有其他有源的數據網設備,因此管理、維護比較方便。CMTS的另一大優勢是時間成本低:一旦部署了CMTS,就像電信ADSL一樣可以隨時開通用戶,這對競爭是非常重要的。
  
  其次,覆蓋范圍大,單從寬帶接入業務考慮,CMTS可以分期投資,逐步擴充。
  
  另外,CM的標準化、成熟度也是其它方案難以比擬的。DOCSIS標準的帶寬利用率最高,能達到的吞吐量也最高。DOCSIS3.0采用頻道捆綁技術可以大大提高速率,甚至達到下行1Gbps、上行500Mbps的水平,這是目前所有其它銅纜接入技術無法達到的。
  
  在同軸電纜占HFC網絡中較大比例的時代,CMTS幾乎是基于同軸電纜的唯一可選的雙向改造方案。
  
  基于HFC網絡的雙向改造方案(CMTS+CM方案)的最大缺陷:
  
  第一,CMTS單位帶寬成本太高是這個方案的致命弱點。短期內如果只作寬帶接入和上網,每個信道實際接入服務200戶以下(覆蓋2000戶以下),由于共享和非同時應用,上網速率還可以達到200k-2M。如果作流媒體服務(IPTV、VOD等現在流行的新業務),每個用戶都需要長時間占用網絡、大流量吞吐數據,每個信道只能服務40戶以下,成本就太高了。除非CMTS能夠降價90%以上才可能是一個性價比較高的方案。

  第二,反向噪聲匯聚也是一個工程和維護的難題,HFC網絡反向設計和施工工藝的控制在我國大部分地區(特別是中、小城市)實施也還存在一定難度,而維護和運行故障排除需要的技術支撐在我國大部分地區短期內也難妥善解決。

   2.3、雙向網改依舊以CMTS為主,EPON+EOC應用逐漸擴大

  截止到2010年6月底,根據《中國數字電視運營季度監測報告》顯示,我國有線雙向網絡覆蓋用戶已超過4600萬戶。雙線網絡改造將是下一階段我國數字化發展的重要任務之一。
  
  格蘭研究向DVBCN記者表示,在當前的廣電網絡的雙向改造中,有不足20%的有線運營商完成整個網絡內用戶的雙向網改,有35.3%的有線運營商基本完成市區網絡改造,如江蘇省的南京、蘇州、哈爾濱等地區;有27.1%的有線運營商正在推進本地區網絡改造,如湖南省網、湖北省網、安徽省網、吉林省網、沈陽等地區積極推進雙線網絡改造,推進雙向互動業務發展,提高自身在三網融合中的競爭優勢。有線運營商雙向網絡改造任務依然艱巨。
  
  同時,從格蘭研究向DVBCN記者所提供的資料顯示,目前有線運營商網絡改造技術以CMTS和EPON+EOC為主。隨著EPON+EOC技術的逐漸完善,設備成本逐漸下降,目前越來越多的有線運營商選用EPON+EOC技術方案,可以有效地減少雙向網改資金投入,減少部分資金壓力。

  從目前形勢來看,以及武漢長光、阿爾卡特朗訊和格蘭研究等公司都向DVBCN記者表示,“EPON+EOC”將是今后有線運營商雙向網絡改造的主選技術方案。

  3、LAN

  3.1、LAN的概念

  局域網(LAN)是在一個小區域范圍內對各種數據通信設備提供了互連的信息網,其中決定局域網特性的主要技術:一是用以傳輸數據的傳輸媒體;二是用以連接各種設備的拓撲結構;三是用以共享資源的媒體訪問控制方法。
   
  而局域網(LAN)技術主要包括以太網系列技術、令牌網絡技術等技術,以太網技術具有成本低、技術簡單、使用管理方便等特點,以太網系列技術主要包括以太網、快速以太網、千兆以太網和10G以太網等技術。

  在該類技術中,用于雙向網絡的接入采用五類線進行入戶改造,完成雙向數據業務的接入功能,有線電視網絡仍然采用HFC網絡實現。

  五類線接入方式具有接入帶寬高,可擴充,可以承載多業務運營等特點。在后期維護中,五類線入戶方式符合綜合布線系統要求。用戶間相互影響小,維護與故障處理方便。

  五類線接入方式存在著五類線需重新入戶施工,施工量和施工難度較大,因此五類線接入方式主要適用于新建住宅預埋線路或辦公樓等網絡用戶密集的地區。

  3.2、LAN 的優點與缺點
  
  由于LAN是一個局域網,其它的優點就是在雙向改造完成以后,選用了EPON到樓+EoC技術方案的單位用戶獨占線路資源,不存在相互干擾的問題,開展點播業務不需要新增用戶的終端投入,并且可以有效節省開通成本。而在存帶寬規劃上,EPON+LAN技術方案1000M到小區,100M到樓道,10M到戶,可滿足用戶高帶寬的需求和未來多業務接人的需要。
  
  但是LAN 同時也有一個很大的缺點:不能在樓外布網線,易遭雷擊。如果報裝率太低,滿鋪的投資太大,利用率太低,投資收回的周期較長。
  
  除此以外,DVBCN記者認為,LAN只有在新建小區建設,在舊小區內建設難度大,而且不符合升級需盡量保護現有投資的思想。事實上,LAN 屬于室內型產品,組建簡單,但是各個方面的要求較高,且維護費用高的特點。
  
  3.3 EPON+LAN技術方案的應用

  對于EPON+LAN技術方案,余少波博士認為EPON+LAN實際上是兩張網絡,對于沒有自己的網絡的長城寬帶等是合適的。不把 EPON+LAN的方式理解為比較便宜,實際上是一種誤解。因為在進行全業務和精細管理的情況下,需要QINQ,如果采用QINQ的模式,要求樓道交換機具有QINQ的功能,這就不是簡單的HUB就可以了的,需要真正的交換機,價格在每個端口在100元左右。舉個例子來說,如果要覆蓋64個用戶,就需要大約6400元左右,比一般的EOC局端要貴4倍左右。在加上其它的安裝費用,實際上,成本比EPON+EOC方式要貴。

  而武漢長光胡保民博士在接受DVBCN記者的采訪時認為,盡管按照現有的測算EPON+LAN的成本可能比EPON+EOC要便宜,但是需要比較綜合成本,一般的計算方法EPON+LAN都沒有計算用戶家里的家庭網關或者交換機,而隨著EOC標準的統一,未來EPON+EoC的市場可能更有競爭力的。

  不過在商業區中的應用,胡保民博士又認為,在商務樓、賓館等細分市場中,采用EPON+LAN的模式也是可行的。

  小結

  
  在三網融合下,廣電當前面臨著最重要的任務是加快廣電網絡數字化升級改造,在選擇雙向改造的技術中,對于廣電網絡接入運營商來說,需要做的是在眾多雙向網絡改造方案中摸索出一條適合自己的道路;用一句話來總結廣電雙向改造這三類主流接入技術:EOC需要標準化,CMTS需要廉價一些,LAN需要接入率。

 

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