有线电视HFC网络双向改造技术交流.ppt

有线电视HFC网络双向改造技术交流 天柏宽带市场发展部李颖然 TVShopping OnlineGaming DistanceLearning TVmail VODNVOD 系统方案头端设备网络设备机顶盒 有线电视IP宽带光纤干线运营资质 战略伙伴 21 战略伙伴 16 技术服务 网络平台 研发 产品 Middleware CA BroadcastingControlSystem SubscriberManagementSystem 天柏集团 中信集团 EPG RealtimeData TVWeb Contents Motorola 天柏在中国 目录 HFC网络概述双向网络改造的基本原则主流双向网络改造技术对比天地通BIOC双向网络改造方案介绍 HFC有线电视网络 100Channels Headend COAX Tap Drop Node Hub Hub Node Node CableModemPC Node Node Node Node Node Hub BroadbandRouter uBR7246 PSTN Internet Node DOWNSTREAM88 880MHz UPSTREAM5 42MHz RF频率 RadioFrequency RF AboveAudiotoInfraRedDownStream DS Forward Cablecompanytosubscriber55 750 860 MHz UpStream US Reverse SubscribertoCablecompany5 42 30 MHz Note NonNorthAmericansystemscanhavedifferentcutofffrequenciessuchas65MHz 88Mhz105Mhzetc 模拟电视频道 模拟 数字混传 光发射机 光接收机 同轴电缆的传输特性 DIRECTCURRENT ALTERNATINGCURRENT IncreasingFrequency ForDirectCurrent electronflowisdistributeduniformlythroughouttheconductor Asfrequencyincreases electronflowradiatestotheoutercircumference Thisisknownas skineffect andisanimportantpropertyincoaxialcabledesign COAXIALCABLE FOAMDIELECTRICCABLECHARACTERISTICS dBper100ft SIZE OD LOSSLOSS INCHES 54MHz 500MHz 1 160 230 771 000 310 970 8750 331 050 8400 301 050 7500 371 170 6250 461 400 5650 441 510 5000 541 700 4120 672 15RG61 604 60RG592 055 65 Frequency Loss dB slope CENTERCONDUCTOR EXTERNALJACKET DIELECTRIC OUTERCONDUCTOR CoaxialCable 分配器和分支器 SPLITTER SPLITSSIGNALINTOTWOEQUALSIGNALSLOSS 10LOG1 2 3dB Insertionloss 3 5dBAvailablewithMULTIPLEEQUALorNONEQUALPORTS AvailableforElectricalorOpticalApplications 0dBmV 3 5dBmV 3 5dBmV SUBSCRIBERTAP TWOBASICTYPESPOWERPASSINGPOWERBLOCKING A B C A BInsertionLossdecreasesasdroplossincreasesA CInsertionLosshigher andvarieswithnumberofdropsNumberofdropstypically2 4 8C BIsolationincreasesasdroplossincreases 0dBmV 0 5dBmV 36dBmV 36dBdroploss 放大器 BASICONEWAYAMPLIFIER BASICTWOWAYAMPLIFIER ACCoupler ACCoupler ForwardEqualiser ATT PowerModule ATT HighPass LowPass HighPass LowPass ATT ATT ForwardEqualiser PowerModule ATT ReverseEqualiser 多级放大器 AMPLIFIER FORWARD AMPLIFIER TWOWAY INPUT 12dBmV INPUT 12dBmV OUTPUT 34dBmV OUTPUT 34dBmV CABLELOSS 22dB GAIN 22dB GAIN 22dB CABLELOSS 22dB DOWNSTREAM DOWNSTREAM UPSTREAM ONEWAYTRANSMISSION TWOWAYTRANSMISSION 有线电视基本概念1 CATV CommunityAntennaTVNTSC NationalTelevisionSystemsCommittee U S TVtechnicalstandard namedaftertheorganizationthatcreateditin1941 Usesa6MHzwidemodulatedsignalPAL PhaseAlternatingLine TheTVsystemusedinmostofEuropeandmanyotherplaces inwhichthecolorcarrierphasedefinitionchangesinalternatescanlines Utilizesan8MHzwidemodulatedsignalSECAM TVsystemusedinFranceandsomeformerSovietbloccountries Utilizesan8MHzwidemodulatedSignal SpectrumReuse CATV smostfundamentalconceptisspectrumreuse Historically theover the airspectrumhasbeenassignedtomanyotherpurposes MuchofitisthereforenotavailableforthecarriageofTV Theresultisaninadequatesupplyofspectrumtoserveviewersneeds Cablecanreusespectrumthatissealedinitsaluminumtubes CoaxialCable TheprincipalphysicalmediaoverwhichCATVsystemsarebuilt ThemaindrawbackofCoaxCableisit srelativelyhighloss Coaxsignallossisafunctionofitsdiameter dielectricconstruction temperature andoperatingfrequency f 有线电视基本概念2 Carrier to Noise C N alsoCNR ThedifferenceinamplitudebetweenthedesiredRFcarrierandthenoiseinthatportionofthespectrumSignal to Noise S N alsoSNR SimilartoC NbutrelatestoaBaseBandsignalIngressNoise Over the airsignalsthatareinadvertentlycoupledintothenominallyclosedcoaxialcabledistributionsystem Difficulttotrackdownandintermittentinnature QPSK QuadraturePhaseShiftKeying Adigitalmodulationmethodinwhichthethereare2databitsrepresentedwitheachbaudsymbol QAM QuadratureAmplitudeModulation Adigitalmodulationmethodinwhichthevalueofasymbolconsistingofmultiplebitsisrepresentedbyamplitudeandphasestatesofacarrier TypicalQAMtypesare16 QAM 4bitspersymbol 64 QAM 6bitspersymbol and256 QAM 8bitspersymbol Downstream DS Signalflowfromheadendtowardsubscribers AlsocalledForwardPathUpstream US SignalflowfromthesubscriberstotheHeadend AlsocalledtheReturnorReversePath 有线电视基本概念3 Carrier orRFcarrier Asignalonwhichanother lower frequencysignalismodulatedinordertotransportthelower frequencysignaltoanotherlocation FDM FrequencyDivisionMultiplexing Adatatransmissionmethodinwhichanumberoftransmittersshareatransmissionmedium eachoccupyingadifferentfrequency Headend ThelocationwheretheCablecompanyaggregates combines mixes andmodulatesallsignalsinordertosendthemdownstreamandreceiveupstreamsignals Broadband Referstotheabilitytofrequencydivisionmultiplex FDM manysignalsinawideRFbandwidthoveranHFCnetwork andtheabilitytovastamountsofinformation FEC ForwardErrorCorrection Indatatransmission aprocessbywhichadditionaldataisaddedthatisderivedfromthepayloadbyanassignedalgorithm Itallowsthereceivertodetermineifcertainclassesoferrorshaveoccurredintransmissionand insomecases allowsotherclassesoferrorstobecorrected 有线电视基本概念4 dB Decibel Ameasureoftherelativestrengthoftwosignals MultiplicationbecomesadditionandDivisionbecomessubtraction dBm Decibelswithrespecttoonemilliwatt AunitofRFsignalstrengthusedinsatelliteworkandothercommunicationsapplications dBmV Decibelswithrespectto1millivoltina75 ohmsystem TheunitofRFpowerusedinCATVindustry 0dBmV 1millivoltmeasuredacrossanimpedanceof75ohms 目录 HFC网络概述双向网络改造的基本原则主流双向网络改造技术对比天地通BIOC双向网络改造方案介绍 有线电视网络现况 1 43亿有线广播电视用户3300个有线电视前端国家级光缆4万公里省级以及地市级光缆超过10万公里地市县级分配为光缆超过300万公里2007年底有线数字电视用户达到2462万 十一五规划纲要 加强宽带通信网 数字电视网 下一代互联网等基础设施建设 推进 三网融合 健全信息安全保障体系 国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 一号文件 二十二 有关部门要加强宽带通信网 数字电视网和下一代互联网等信息网络资源的统筹规划和管理 促进网络和信息资源共享 二十三 在确保广播电视安全传输的前提下 建立和完善适应 三网融合 发展要求的运营服务机制 鼓励广播电视机构利用国家公用通信网和广播电视网等信息网络提供数字电视服务和增值电视业务 在符合国家有关投融资政策的前提下 支持包括国有电信企业在内的国有资本参与数字电视接入网络建设和电视接收端数字化改造 2008年国务院办公厅第一号文件 双向网络改造的基本原则 标准性 技术系统 设备 接口协议要遵循已颁布的国家标准和行业标准 采用的硬件设备应通过总局或相关管理机构的入网认定 确保系统设备的互连互通 可靠性 网络建设和施工应遵循低故障 易维护 可控制 可管理原则 确保有线电视双向网络的系统安全和可靠运行 适用性 系统设计与建设要因地制宜 业务与技术模式要紧密结合本地的业务发展和本地的网络条件 可扩展性 系统设计实施应遵循先进性 扩展性原则 充分考虑随着业务的扩展与技术的进步可以实现系统的平滑升级 有线电视网双向化改造指导意见 目录 HFC网络概述双向网络改造的基本原则主流双向网络改造技术对比天地通BIOC双向网络改造方案介绍 双向网络改造的技术路线 CMTS CMEPON LANEOCEPON MOCA HomePlug HomePNAEPON BIOC CMTS CM 分析 优点 利用现有的CATV网络提供双向通信 适合稀疏模式网络覆盖区域 大面积覆盖低开通率情况下成本较低 少量前期投入即可在全网进行业务受理 技术标准及产品比较成熟 缺点 需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造 噪声汇聚会影响系统的带宽和性能 同轴电缆及接头质量要求较高 维护量较大 带宽有限 可开通用户数较少 若开展互动业务 必须和IPQAM配合使用 后续系统扩容成本巨大 EPON LAN 分析 优点 运营商不承担用户终端的投入 网络未来升级改造方便 每户安装成本相对较低 网络接入带宽 1000M到小区 100M到楼道 10M到户 接入带宽高 可扩充性好 可以承载全业务运营 缺点 需重新入户施工 施工量及施工难度较大 作为初期覆盖 成本较高 EOC 500 m 分前端 光节点 前端 RFTV Coax IP 光节点 DATA 分析 优点能够提供比较高的带宽 技术方案简单 高密度覆盖时的成本比较低 缺点无法通过任何分配器 尤其在当前一家几台电视机的情况下 大大限制了该技术的应用面 由于使用0 25MHz频带 容易收到干扰导致性能下降 终端无法网管 需要入户施工 施工成本比较高 同CMTS的上行频道冲突 低密度覆盖时的成本比较高 EPON MOCA MOCA MOCA的典型应用 HomePlug HomePlug的典型应用 HomePNA HomePNA Industryalliancefoundedin1998CreatesaHomeNetworkusingexisting inhome phonewiring Version1 0 1MbpsVersion2 0 10MbpswithlimitedQoS4to10MHzwith4to256QAMNextversion3 0 willprovideupto128Mbps4to21 28 MHzNewTDMAmodeaddedtogiveEntertainmentQoSLimitedproprietaryofferingofHPNAovercoax 分析 优点可提供较高的带宽缺点成本较高芯片厂家只有一家 产业链不成熟 产品的稳定性还不能满足大规模商业运营的需要一个头端只能支持31 63个终端 限制业务的开展 EPON BIOC 分析 优点 充分利用有线网络上现有光纤 同轴电缆资源 节省建网成本 施工量大幅减少 改造速度快 不受HFC网络回传噪声的影响 降低了工程施工中同轴电缆接头的质量要求 BIOC单位带宽成本较其他双向改造方案最具竞争力 满足未来网络高速对称传输的需求 上 下行最大数据速率达到100Mbps 缺点 由于需要在光机后混入 BIOC系统对电视信号有一定的插入损耗 小于3dB 要求HFC网络改造为750MHz或860MHz的网络 原有的550MHz线路需要升级 目录 HFC网络概述双向网络改造的基本原则主流双向网络改造技术对比天地通BIOC双向网络改造方案介绍 BIOC技术原理 BIOC BroadcastingandInteractivityOverCable 广播交互同轴网络接入技术 BIOCCP2000产品 产品系列局端设备N2000系列终端设备T2000系列中继设备R2000系列综合网管系统NMS BIOC解决方案 BIOC产品特点 采用950 1050MHz频带实现基于Cable的IP数据包高速传输充分利用HFC同轴电缆分配网资源构建IP宽带接入网 没有线路改造的工程施工满足未来宽带应用对称高速数据传输特性 上 下行物理层速率达到108Mbps覆盖成本低 建设进度快 提供通过HFC网发展最后一公里宽带接入最优解决方案改