广电接入网技术发展现状与趋势探讨(1)

On the Development Status and Tendency of Cable Access Network Techniques
wei1 ， LI Yuandong2 □LING Ming（ 1． Zhejiang University of Media and Communications，Zhejiang Hangzhou 310018 ，China； 2． Zhejiang Putuo Radio ＆ TV Station，Zhejiang Putuo 316100 ，China） Abstract： The paper mainly focus on the development status and tendency of cable access network techniques． Firstly in the optic section，through the comparison of related PON technologies and the consideration of American cable access network development tendency，we conclude that EPON and 10GEPON should be a mainstream option for China cable access network． Then，in the user access network，we propose the insist on the deployment of coaxial cable plant． Finally，two important convergence in traditional EoC were presented，and also five kinds of novel EoC technologies． Key words： Cable Broadband Access Network； EPON； EoC ； HiNoC ； DOCSIS EoC ； EPOC ； ECAN； DECO
）， 男，
Email： L603442518@ 163． com。 助理工程师， 主要从事网络规划与设计工作，
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凌明伟等： 广电接入网技术发展现状与趋势探讨 很小且几乎不可扩展（ 国外虽有厂商在今年 6 月 14 日 的美国 Cable Show 上推出 5 ～ 200 MHz 上行频带解决 方案， 但速率仅有 575 M， 频谱效率很低 ） ； （ 3 ） CMTS 的单位带宽成本与 DOCSIS 3． 0 的 CM 价格目前仍然 笔者认为对于我国绝大多数有线电视网 很高。综上， DOCSIS 3． 0 不是一种适用的技 络的双向化改造而言， 术， 而宜选择 PON 技术： PON 在可提供的带宽、 运维与 管理、 后续演进、 产业链现状、 应用现状等方面均优于 DOCSIS 3． 0 ； 另外美国有线电视运营商也已将技术战 略转向基于 PON 的 FTTH， 于今年 2 月发布了 DPoE 1． 0 （ DOCSIS Provisioning of EPON ） ， CableLabs 于今年 6 月 14 日发布的 CCAP（ 融合电缆接入平台） 的架构中 包括了 DPoE 技术。 2． 2 宜以 EPON 为首选技术 我国有线电视网络的双向化改造宜首 笔者认为，
摘
要： 概述了三网融合形势下广电宽带接入网技术的发展现状与趋势 。在光传输改造部分， 通过相关
10GEPON 将是我国广电接入网光传输部分的 结合国外广电相关技术发展趋势 ， 认为 EPON、 技术对比， 主流发展技术。在用户接入改造部分， 认为广电仍将以同轴电缆为主要接入介质， 分析了现有 EoC 技 术及其近期出现的两个重要收敛 ， 最后介绍了 5 种新型 EoC 技术。 关键词： 广电宽带接入网； EPON； EoC ； HiNoC ； DOCSIS EoC ； EPOC ； ECAN； DECO
凌明伟等： 广电接入网技术发展现状与趋势探讨 适合的技术； ③有需求及条件的高档小区与别墅小区 其余则实现 FTTB / FTTU； ④ 已经规 采用 FTTH 接入， 模部署 DOCSIS 的网络， 可部署能与 DOCSIS 共存的 HP AV / P1901 ， 也可继续提高内置 CM 机顶盒的覆盖 DPoE 等新技术的进展； ⑤ 同时关注 DOCSIS EoC 、 率， 未部署 DOCSIS 或部署 DOCSIS 不成功的网络， 新建网 络或有条件的已建网络采用 EPON + LAN 模式， 其余 应用场景下选用 EPON + EoC 模式； ⑥ 对已建网络进 行 FTTB 改造后， 采用高频调制 EoC （ 以降频 WiFi 为 主） 接入， 以后则采用自主创新的 HiNoC 技术； ⑦ FTTZ 应用场景下， 采用 EPON + HP AV / P1901 模式或继续 采用 15 MHz 以上的 HPNA 设备， 并进行 ECAN 等技 术的规模试验。 3． 3 EoC 技术的发展趋势 总的发展趋势是与 EPON 融合。 3． 3． 1 现有 EoC 技术的缺陷 （ 1 ） 均源于国外的家庭联网技术或非同轴介质技 术， 芯片核心技术基本上均为国外厂商掌握 ， 有些技术 很难进一步改造成适应于同轴电缆接入 。 （ 2 ） 带宽、 QoS 保障、 多业务支持、 家庭多终端接 入等方面， 已经越来越不适应新业务开展的需求 。 3． 3． 2 一些创新的 EoC 技术 对于我国有线电视而言， 同轴电缆是有巨大潜在 利用价值的、 唯一可以替代光纤实现同等带宽入户的 介质， 因此专门针对同轴电缆信道接入开发的 EoC 技 术就具有重大意义。 （ 1 ） HiNoC 这是专门针对 FTTB 应用场景及同轴介质开发的 一种高频有源调制 EoC 技术， 每频道带宽为 8 MHz 的 整数 倍， 采 用 TDD / TDMA 的 MAC 层 工 作 机 制 及 OFDM 传输体制， 每个 16 MHz 频道可以提供 100 Mbps 的 PHY 速率。HiNoC 已研发多年， 实验室验证也达 到了设计目标， 但尚未实用。 （ 2 ） C － DOCSIS C － DOCSIS 的 架 构 及 协 议 栈 如 图 1 所 示。 这 是 Broadcom 专门针对中国市场开发的技术， 可提供 DOCSIS 3． 0 的成熟标准、 QoS、 EPON + DOCSIS EoC 的统一管理， 并通过简化 DOCSIS 来降低成本。通过信道绑定， 目前下 行可达 800 Mbps 吞吐量、 上行可达 160 Mbps 吞吐量。 C － DOCSIS 比现有的 EoC 有更成熟的标准、 更好 的端到端管理、 更低的成本。 （ 3 ） EPOC EPOC （ EPON over Cable ） 是 BCM 的专利技术， 目 前还没有相关的产品， 协议栈如图 2 所示。 同轴介质 1255
因为 EPON 较 GPON 有较大 的 优 势： 选 EPON 技术， （ 1 ） EPON 无缝支持以太网业务， 且对以太网业务的封 装效率高于 GPON， 所以 EPON 在承载三网融合下的 分组化数据业务、 分组化视频业务、 分组化语音业务等 方面更具优势； （ 2 ） EPON 产品的互通性更好， 中电信 已在这方面做了大量工作； （ 3 ） EPON 的成本随规模商 用进一步下降， 而 GPON 则由于技术复杂、 指标 （ 如光 层指标） 要求苛刻， 成本远高于 EPON； （ 4 ） GPON 在最 大传输距离与最大分光比方面并不比 EPON 优秀： 两 者的最大物理传输距离均为 20 km， 最大分光比目前 均为 1 ： 64 ； （ 5 ） 虽然 GPON 能够提供 2 倍于 EPON 的 下行带宽， 但目前 EPON 的 OLT ASIC 正由 4 个 PON 10 个发展， 口向 8 个、 而 GPON 的 OLT ASIC 仍只有 4 个 PON 口， 所以 EPON 的综合 成 本 更 低； （ 6 ） 10G － EPON 与 1G － EPON 在 MPCP、 OAM、 ODN 等上的兼容 性很好， 而 NG － PON 与 GPON 并不兼容且只能通过 WDM 共用 ODN， 从而进一步增大了系统插损与网络 EPON 完全 建设成本； （ 7 ） 中国电信的规模应用表明， 能够提供有 QoS 保障的多业务运营； （ 8 ） 北美有线电 视运 营 商 也 一 致 看 好 EPON 技 术， 目前已有支持 EPON 和 10GEPON 的 DPoE 中间件产品推出； （ 9 ） 我 国已成功规模部署 DOCSIS 的有线运营商正在关注 C － DOCSIS 技术， 其核心为以 CMC （ Coxial Media Converter，同轴介质转换器 ） 二层桥接 EPON （ 光纤段 ） 与 DOCSIS 3． 0 （ 同轴段） 。 2． 3 远期可向 10G － EPON 技术升级 虽然目前 10G － EPON 在芯片、 光模块、 互通性等
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《中国有线电视》 2011 年第 11 期 其规模商用仍缺乏运营商的推动， 应用场景很有限。 ， 1G － EPON 向 10G － 笔者认 为 广 电 接 入 网 远 期 由 EPON 的升级宜主要定位于 FTTB / Z 应用场景： 在城市 目 前 采 用 基 于 1G － 居民集中 居 住 的 密 集 高 楼 群， EPON 结合 EoC 的 FTTB 组网具有明显优势， 而远期 采用基于 10G － EPON 结合 EoC 的 FTTB 组网则可进 一步降低每线成本或提高每户带宽 。 3 用户接入改造技术 广电宽带接入网的“用户接入改造部分 ” 目前以 LAN 和 EoC （ 宽带 EoC ） 为主流技术， 后者只在个别地 方（ 如上海 100 万户规模 NGB （ 目前已完成 ） ） 有大规 模的部署试验。 3． 1 LAN 改造 采用 LAN 技术改造用户接入部分以后， 广电宽带 两网同时 接入网与广播电视接入网物理上相互隔离 ， 分别 维 护， 充 分 利 用 了 EPON 与 LAN 的 优 势。 运行、 FTTB （ 1∶ 32 LAN 接入 以 分光 ） 1 个 ONU 覆盖 50 户、 率 30% 、 业务并发率 50% 为例， 每户的入户带宽可达 40 Mbps。 在由 EPON 升级为 10GEPON 后， 对于有需 求的用户， 入户带宽可提高 9 倍。所以 EPON FTTB / U + LAN 与电信运营商目前正在大力推进的 FTTH 相比 毫不逊色。在目前 EoC 标准林立、 现有 EoC 仍不成熟 （ 时延、 EPON + 抖动等 QoS 指标总体较差 ） 的情况下， LAN 理论上应该成为广电宽带接入网建设的首选方 案， 杭州、 青岛、 成都、 淄博、 寿光等地广电均成功地采 EPON + EoC 用了此种建网模式 （ EPON + LAN 为主， 为辅） 。EPON + LAN 模式也存在很多问题， 最大的、 最难解决的就是室内布线、 多业务与多终端接入问题。 3． 2 EoC 改造 我国有线电视网络一直处于分散割据的状态 ， 大 ， 、 多又不重视底层基础网络的质量 加之技术力量 服务 DOCSIS 技术未在我国得到 理念、 管理水平欠缺， 因此， 全面推广。同时， 若对已建 HFC 网络进行 LAN 改造 的话， 则存在投资较大、 投资回收及业务盈利存在不确 定性、 工程量较大且难以实施等问题。因此， 我国广电 人自己就想出了 EoC 技术： 利用有线电视网络的同轴 段作为介质， 和原有电视、 广播、 网络管理信号以频分 复用方式， 传输并交换数据信号及互动电视回传信号 。 最初是基带无源 EoC 及窄带 EoC ， 后来又发展成有源 调制 EoC ， 其大多是从国外的家庭联网以及非同轴介 质的无线应用技术直接或变频处理后移植到有线电视 HP AV、 HP BPL、 同轴电缆信道环境中的， 包括 MoCA、 HPNA、 降 频 WiFi， 最 近 又 将 变 频 的 P1901 移 植 到 同轴。
《中国有线电视》 2011 （ 11 ） CHINA DIGITAL CABLwenku.baidu.com TV
中图分类号： TN943． 6 文献标识码： B 文章编号： 1007 － 7022 （ 2011 ） 11 － 1253 － 05
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广电接入网技术发展现状与趋势探讨
1 2 □凌明伟 ， 李远东
（ 1 ．浙江传媒学院， 浙江 杭州 310018 ；2 ．浙江普陀广播电视台， 浙江 普陀 316100 ）
方面已成熟， 在技术标准、 产业链、 系统设备、 总体成本 等各方面均已达到规模商用条件 ， 但从全球范围来看， 1254
《中国有线电视》 2011 年第 11 期 3． 2． 1 广电宽带网用户接入改造将以 EoC 技术为主 （ 1 ） 其他技术为辅 EPON + LAN 模式与 FTTH 虽然有很多优势， 但不
作者简介： 凌明伟（ 1958 －
是在我国有线电视网络的应用场景中， 存在以下主要 不足： （ 1 ） 对 HFC 底层基础网络质量、 分中心机房基础 设置、 网络运维质量、 有线运营商经济实力等的要求很 高； （ 2 ） 上、 下行带宽不对称， 最大的缺点是上行带宽
）， Email： 805093077@ foxmail． com； 李远东（ 1986 － 男， 副教授， 主要从事网络建模与规划研究，
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引言 EPON 将成为我国及全球其他 从发展趋势来看，
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接入网光传输改造技术 宜以 PON 为首选技术 DOCSIS 3． 0 虽然技术很成熟且可承载多业务， 但
国家广电的主流发展技术。 另外， 与我国电信运营商 中电信将以 FTTH 作为绿色主导接入模式不同的是， 我国广电宽带接入网的建设仍将以同轴电缆接入技术 为主， 并已经创新出一系列专门针对同轴电缆信道的 EoC 技术。