EPONEOC技术评估和标准.ppt

EPON、EoC技术评估与标准,广电总局广播电视规划院有线研究所张红2019年10月16日,背景,双向化的意义:国家战略规划,三网融合电信固网运营商战略转移,IPTV企业利益,对用户信息服务竞争,生存有线电视双向接入技术DOCSIS1.0,2.0,3.0EPONEPON+EoC从FTTX发展到FTTH,国内外IPTV发展,Gartner公布最新调查报告称，今年全球IPTV的用户预期将达到1960万，比去年同期增长64。早在2019年9月，Verizon率先宣布推出IPTV韩国IPTV用户数量就已经逼近300万。韩国电信的IPTV网络将覆盖97%的韩国人口。韩国电信公司日前对外宣布，将在2019年之前在IPTV上投入1.7万亿韩元(约合15亿美元)用于提高网络的覆盖率,国内IPTV发展,2019二季度中国IPTV累计用户数达到170.8万户，环比增长30.2。由于扩展增值业务的需要，运营商将在后期把小灵通、固网、移动以及等业务打包，这将给提高一个普及的平台。重组后运营商之间的竞争将主要集中在全业务方面，因此的运营模式将会得到更多的发挥空间。,研究情况,全国有线电视网络质量调研中国电信EPON应用的进展EPON、EoC技术调研有线电视分配网信道模型双向化接入技术比较分析EPON、EoC测试评估标准研究,调查样本及区域,普查面向全国省、市、县网络公司划分8大区域：北部沿海地区、东部沿海地区、东北地区、西北地区、长江中游地区、南部沿海地区、黄河中游地区、西南地区,2019.6启动,重点是目前新技术应用,人工访调,依托行业系统,调研获取数据,收集到2231份有线广播电视网络的普查表，1665普查数据达70000个,1665个县级及县级以上有线电视运营机构覆盖全国除广西壮族自治区、重庆市以外29个省、自治区和直辖市完成了49个有线广播电视网络的实地调研，约10000个原始数据,覆盖18个省、自治区和直辖市普查和详查共获取原始数据80000个本次普查数据，不包括县级以下（乡镇、企事业、部队等）有线电视网络运营机构,全国有线电视用户情况,注1:上述数据截至2019年6月注2：本次普查数据，不包括县级以下（乡镇、企事业、部队等）有线电视网络运营机构，基于对1665个县级及县级以上有线电视运营机构的调查,全国有线电视用户情况,按用户规模统计情况,有线电视运营机构统计,用户规模及数字化、双向化率,有线电视用户数前5名,100万用户以上运营机构双向覆盖率前5名,100万用户以上运营机构宽带接入用户数前5名,网络技术质量状况,全国有线电视基础网络技术质量城乡差异性突出市级有线电视网络绝大多数为750MHz单向系统，部分为860MHz系统县级网络大多数为550MHz单向系统，还有部分网络450MHz、350MHz系统,网络技术质量状况-网络拓扑,大部分省级有线电视网络运营机构，均已建成覆盖全省的省干线光纤传输网络城域有线电视网络几乎全部采用HFC物理媒质组网，光链路拓扑结构多为环型或星型城域网光缆干线多采用架空和地下管道两种方式敷设,网络技术质量状况-光节点,有线电视网络改造基本按照光节点到小区（或者到楼栋），光节点平均覆盖用户数为500户以下进行规划设计根据调研结果，目前一个光节点覆盖500户以上的情况较为普遍，覆盖200户以下的约占15.5%,网络技术质量状况-分配网络拓扑,电缆分配网络拓扑结构：有源型、无源型和混合型-有源型网络覆盖率为79.9%，-无源型网络覆盖率为17.8%，-混合型网络覆盖率为2.3%,网络技术质量状况-双向接入,带接入方式以CableModem、LAN、EPON和EoC对于EPON和EoC组合的宽带接入方式非常关注，各地开展EoC接入技术试验的模式差异性较大,双向化改造建设需求,改造总体目标：构建以广播电视网络为基础、满足“三网融合”要求的下一代数字电视网。充分利用入户线路的同轴电缆资源，采用适当的宽带双向接入技术，通过网络宽带化、双向化，实现网络高承载力、高服务质量、可管理、可运营、安全的目标,业务需求,以视频业务作为核心具备承载视频、语音、数据等综合业务面向多种终端提升ARPU值,接入技术需求,传输需求带宽需求功能需求开放性、标准性,传输需求,以IP作为业务承载协议，多业务整合构架在IP协议上；组网方式符合有线电视基础网络拓扑结构，环-星-树或环-星-星物理拓扑结构；物理介质遵循光纤同轴混合策略；充分依托同轴电缆入户资源，入户接入以同轴电缆为主，LAN等多种接入方式为辅,带宽需求,原则：带宽需求取决于业务需求，应按照本地网络业务需求进行规划，分类设计视频为核心的业务需要的带宽，-IPQAM下行播放+IP上行-IPTV，MPEG2、AVS、H264对称业务利用价格相对较低的EQAM，提高容量，降低成本。,DOCSIS系列标准,M-CTMS系统各部分接口规范DEPI：M-CMTSCore与EQAM之间的接口DRFI：EQAM与CM之间的下行接口DTI：DOCSIS定时接口ERMI：边缘资源管理接口,DOCSIS系列标准,DOCSISDSG标准（DOCSISSet-topGateway）提供MPEG视频的IP“隧道”传输，并可将IP数据、视频和交互电视控制信息流（如：CA/EPG/Loader等）整合到单一DOCSIS网络中，提高头端和机顶盒的可扩展性并降低设备投资与运营成本。适用于VOD等交互式数字电视电视服务。DOCSISL2VPN标准在DOCSIS系统中搭建二层虚拟专用网，包括虚拟LAN/ATM/FR,适用于通过DOCSIS系统发展集团用户。,PON的演变,BPON,GPON,NPON,EPON,ITU-T,ITU-TFSAN,IEEEEFM,FSANITU-T,GFP帧,以太帧,EPON的演进,PON系统结构,EPON层次模型,逻辑链路识别字段LLID,测距技术突发同步技术ONU突发发射技术OLT突发接收技术动态带宽分配加密技术,EPON的关键技术,DOCSIS与EPON技术比对,相似:双向以IP传输协议下行广播方式上行TDMAMAC层IEEE802.xMAC访问控制机制Qos动态带宽分配加密,差异:物理层编码,物理介质,电缆vs光纤支持速率标准系列兼容性,DOCSIS优势,北美、深圳天威、上海等技术体系完善成熟、业务支持性，兼容性好-“OpenCable”、“PacketCable”、“CableHome”等适应IP电话、视频会议、游戏、家庭网关等业务应用层面上的技术规范带宽能力据测算采用DOCSIS2.0，光节点覆盖200户，在宽带数据CM入网率25，交互电视入网率15，70%在线，25%并发的情况下，户均正向带宽为1.4Mbps，户均反向带宽512Kbps1Mbps。光节点覆盖50户，户均正向带宽为5.5Mbps，户均反向带宽为2.1Mbps4.2Mbps。按照DOCSIS3.0上行120Mbps、下行160Mbps能力，可提供倍的接入能力。,HFC,VPNINTENETVoIPDigitalHomeE-Services,Sevices,DOCSIS的障碍,政策壁垒反向消耗光纤资源，设备密集反向噪声干扰工程工艺、工程维护性能（带宽）/价格比,EPON的应用优势,点到多点的物理和逻辑拓扑结构符合有线电视星-树型接入网络结构，组网灵活，高带宽，网络可靠性高，便于平滑升级，商用化程度高，符合FTTH发展趋势应用EPON的改造方案是EPON+LAN或EPON+无源/有源EOC带宽大10MMbps。,EPON技术特点,Ethernet技术和PON技术的结合,继承了以太网“简单即是美”的特点本质上是点对点以太网技术在点对多点方面的扩充。可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现较简单，成本低制造商驱动（IEEEEPON工作组的成员主要来自于制造商），标准规范相对宽松，互通性差。中国有了改观。技术发展相对成熟,EPON技术的核心控制芯片已经ASIC化，光模块已量产，设备成本相对较低。,中国电信FTTH的发展思路,中国电信已经确定了FTTH的技术路线，即“先使用技术成熟的EPON，继续跟进GPON的进展”；中国电信的FTTH不是一步到位,而是尽力挖掘铜缆资源,近期以FTTN+DSL(光纤到节点+各种DSL技术，如ADSL2+、VDSL2等)方案为主，逐步实现“光进铜退”。,市场预测,明年中国电信各省分公司将会加大EPON设备的采购，中国电信南方各省未来将会有20万线以上的需求；未来三年，FTTH用户数将保持每年2-3倍的增长率。中国网通150亿,电信测评(1),中国电信集团公司和各省分公司对EPON和GPON技术历时两年多的测跟踪、测试和试商用2019年4月至2019年5月，中国电信先后组织系统设备厂家和芯片厂家进行了EPON系统4轮测试，其中最后一次测试是在2019年3月26日到4月30日，其测试结果作为此次集采中的技术部分评分主要依据。,电信测评(2),另外，中国电信还对新型光纤光缆、光无源器件、光缆工程配套设备和新型施工工艺进行了相关实验。,电信相关配套标准,对FTTH的标准化工作与设备测试同步进行。除制定企业标准之外，中国电信还制定了中国通信标准化协会行业标准接入网技术要求EPON系统互通性要近期宽带光接入及PON的发展策略中国电信FTTx和PON网络建设指导意见FTTH工程设计规范FTTH工程施工验收规范等FTTH工程建设方面的规范。,目前已颁布的通信行业EPON规范,1、YD/T1475接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络（EPON）2、YD/T1531接入网设备测试方法基于以太网方式的无源光网络（EPON）3、YD/T1664基于以太网方式的无源光网络（EPON）网络管理接口技术要求4、中国电信EPON设备技术要求（V2.0),中国电信已申请的EPON领域专利,1、以太网无源光网络中光网络单元的基于询问的注册方法，专利号18975052、多点控制协议发现处理的方法和相关以太网无源光网络，专利号8975913、基于定时器的动态带宽分配能力发现和参数配置方法，专利号18977604、以太网无源光网络中的扩展操作管理维护能力的发现方法，专利号1897497,中国电信已申请的EPON领域专利,5、用于以太网数据的三重搅动方法，专利号18975216、一种应用于以太网无源光网络系统的搅动密钥更新与同步机制，专利号18975007、支持骨干光纤保护的EPON系统及骨干光纤保护方法，专利号1901419,EPON+LAN,成本相比最低，性能（带宽）/价格比高配备带L3网络管理的交换设备，成本比较高，并且设备对环境要求高，用于室外或小区可靠性差，维护成本高在已建小区实施难度较大隐形成本高,EPON+EoC,无源EOC、HomePNA、HomePlug、MoCA、WiFioverCoax（Bioc）、HiNOC,电缆接入面临的问题,频率的使用规范信道调制的效率流量控制,QoS的保障,安全保障传输性能/网络适应性(放大器)成熟性,标准兼容性性能/价格比,EPON、EoC技术评估情况,低频带EoC技术标准比较,低频带EoC技术标准比较,高频EoC技术标准对比,高频带技术标准对比,EoC上层协议,采用成熟协议，由相关组织和联盟制定：MoCA，同轴电缆多媒体联盟（MultimediaoverCoaxAlliance）的缩写，只制定了物理层和数据链路层的规范；Wi-Fi联盟，该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范；HomePNA是HomePhonelineNetworkingAlliance(家庭电话线网络联盟)的简称；HomePlugPowerlineAlliance(家庭电力线网络联盟)。,通用型三分配器分配损耗,分配损耗：.dB.：.dB.：.dB,通用型二分支器插入损耗,插入损耗（标称分支损耗4dB）：.dB.：.dB.：.dB,通用型二分支器分支损耗,分支损耗（标称分支损耗）：.dB.：.dB.：.dB,分支器和分配器1.5GHz损耗,结论：通过对厂家的分支器和分配器进行的以上频段的测试，检测结果显示:不同厂家在.的损耗和相差在左右；.和相比各个厂家差别较大,有的相差，有的差以上,返回,电缆接入(EoC)面临的问题,占用频率信道调制的效率流量控制,QoS的保障,安全保障传输性能/网络适应性(放大器)成熟性,标准兼容性性能/价格比上层协议不统一,主要测试项目-EPON,实验室测试项目包括：物理层接口性能测试ODN性能测试骨干光纤保护切换性能测试测距性能测试IP性能测试业务质量（QoS）性能测试,主要测试项目-EPON,DBA功能数据加密功能测试网管功能测试系统工作环境测试业务接入能力测试（VOD、对等视频、语音、FTP等数据业务）,主要测试项目-EPON,OLT与ONU互通性测试ONU注册（MPCP）IP性能测试动态带宽分配（DBA）服务质量（QoS）保证加密功能OAM功能,主要测试项目-EoC,测试分为以下几种环境：1.根据电缆分配网结构有源树型有源集中分配型无源树型无源集中分配型2.有源需根据跨接有源放大器级数,主要测试项目-EoC,实验室测试项目包括：物理层性能测试数据链路层性能测试业务质量（QoS）性能测试安全性能测试终端设备上线时间测试,主要测试项目-EoC,网管功能测试系统工作环境测试系统组网能力测试业务支持能力测试,主要测试项目-EPON和EoC组合应用,实验室测试项目包括：数据链路层性能测试业务质量（QoS）性能测试系统组网能力测试业务支持能力测试,主要测试项目-EPON和EoC组合应用,实际网络测试项目包括：EPON+EOC系统可靠性测试对有线电视系统基本业务的影响测试业务支持能力,已完成测试的厂家-EPON,烽火通信科技股份有限公司傲信通讯系统（上海）有限公司UT斯达康（中国有限公司）武汉长光科技有限公司盛立亚公司华为公司,EPON使用芯片型号,TeknovusOLT：3723、3721ONU：3715CortinaOLT：CS8021ONU：CS8016PMCOLT：6301ONU：5201,测试结果-EPON,1、在物理层、光纤保护切换、测距、以太网业务性能等方面各厂家有明显差异；2、在DBA颗粒度、精度方面各厂家略有差异；3、在QoS性能方面，各厂家能够按照标准较好实现业务流分类、标记、排队和调度；OLT支持严格优先级和权重优先级或者两者混合调度，ONU支持严格优先级调度；,测试结果-EPON,4、在以太网二层功能方面，除个别厂家不具备部分二层功能外，其他大部分二层功能，EPON系统均能支持；5、在网管方面，通过测试发现，各厂家在网管管理项上不一致，在设备网管方面各厂家目前还无法实现互联互通；6、当根据业务需求配置相应的保证带宽以及优先级划分后，EPON系统能够同时承载宽带接入、视频点播、对等视频、VoIP语音以及突发数据等业务。,完成测试的厂家-EoC,普罗通信（上海）有限公司成都康特电子高新科技公司深圳市波导实业有限公司雷科通技术（杭州）有限技公司真宽通信技术有限公司上海傲蓝通信技术有限公司华三公司、思科公司,采用技术标准及其芯片-EoC,MoCA技术：EntropicHomePlugBPL：SPIDCOMHomePlugAV：IntellonWi-Fi（BIOC）：Atheros，Broadcom基带无调制：Broadcom,测试结果-EoC,1、由于各EoC厂家采用的技术标准不同，在工作频段、调制方式、每频道射频带宽、带外抑制、单局端最大支持终端数、数据传输性能、数据链路层功能、DBA和QoS、网管方式等方面存在较大差异。,测试结果-EoC,2、物理层参数和性能各系统工作频段分低频（060MHz）和高频(9001200MHz）两种；调制EoC系统均采用多载波方案（OFDM），调制方式，子载波数各异；发送电平均在100dBuV以上；各系统带外抑制性能差异较大，动态接收范围较宽，抗干扰能力较强，设备的CATV信号插入损耗较低，设备接口反射损耗性能较差。,测试结果-EoC,3、数据传输性能各系统最高吞吐率均在60Mbps以上，但MAC层传输效率较低；调制EoC系统上行吞吐率相对下行吞吐率较低，大小包长的吞吐率差异较大；个别系统数据传输时延较大；个别系统丢包率较高；、数据链路层功能各系统基本支持上下行限速，不支持保证带宽设置等DBA功能；各系统均支持VLAN划分，部分系统不支持VLAN优先级；各系统支持用户隔离，MAC地址数限制，广播包抑制，部分系统不支持未知包抑制。,测试结果,宽带接入能力测试（KBps）,测试结果,MAC传输效率,测试结果,2.2系统时延测试,集中分配型网络1518字节1对1下行/上行时延（us）对比（吞吐量值设置为实测吞吐量的90%左右）,测试结果,3.业务质量（QoS）性能测试3.1支持VLAN优先级（802.1P协议）,测试结果,3.2动态带宽分配（DBA）,测试结果-EoC,、业务支持能力除个别系统均支持VOD视频点播、IP电话、PPPoE拨号接入、DHCP方式接入、FTP上传下载、Email收发等业务；大部分系统支持对称视频传输业务。6、网络管理部分系统实现了网管，支持SNMP协议。目前各种设备均不能做到互联互通。,广电与电信EPON技术要求差异,1.承载业务类型：增加CATV业务、视频点播业务、对称视频业务2.ONU设备类型：针对CATV应用，RF端口必备3.扩展OAM：增加对ONU设备的RF端口的管理4.接口要求：增加对一纤三波应用的OLT光接口和ONU射频RF接口的性能要求,广电与电信EPON技术要求差