浅析三网融合接入技术修改2.doc

浅析三网融合接入技术【摘要】文章阐述了三网融合的基本概念与发展趋势，针对三网融合的最后100米接入技术，阐述了三网融合现在可行的几种接入方案，并且对比了各种接入技术的优缺点并做了成本的分析，从宏观层面提出了三网融合接入技术的着力点以及对未来的展望。【关键词】接入技术；三网融合；电信网；广播电视网；互联网 Analysis of Triple-play Access TechnologyAbstract The article explains the basic concepts and development trends of triple play, For the triple play of the last 100 meters - access technology, It describes several triple play now feasible access program, And contrasts the advantages and disadvantages of various access technologies and has done a cost analysis, From the macro level, It possesses the focal point of the triple play access technology and vision for the future.Keyword access technology; triple play; telecommunications network; radio and television networks; Internet绪论随着数字技术、光通信技术、软件技术等发展和统一的TCP/IP协议的广泛应用。业界呈现出技术融合、市场融合、业务融合的大趋势。各种原先专门为某一特定业务而设计建设的网络之间的隔阂已经越来越不明显，以业务来分割市场的技术基础正在逐渐消失，网络正朝着融合的方向发展。三网融合的关键技术之一就是接入网技术。现今的宽带互联网已是具有高速数据传输的网络平台，包括骨干网、城域网和接入网三部分，骨干网和城域网带宽的不断增加中断产品的处理速度也越来越高，人们对信息业务的需求量也越来越大，总之，接入网的两端已达到吉比特的高度，而接入网还没有跟上这个步伐，它的窄带环境严重阻碍了网络经济的快速发展，所以，三网融合重在接入网的发展与建设,当今流行的主要有三种接入技术：CMTS+CM，EPON+LAN，EPON+EOC。这三种接入技术各有优缺点，我国正努力推进三网融合的建设，现今根据不同地域的特点，分别采用适合自己的接入技术，到底哪种接入技术更适合当下的发展，这还有待时间的考验。 一、三网融合1.1 三网融合的基本概念三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。三合并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。三网融合应用广泛，遍及只能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安居家等多个领域。以后的手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑业可以打电话、看电视。三者之间相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。 三网融合打破了此前广电在内容输送、电信在宽带运营领域各自的垄断，明确了互相进入的准则在符合条件的情况下，光电企业可经营增值电信业务、比照增值电信业务管理的基础电信业务、基于有线电网络提供的互联网接入业务等；而国有电信企业在有关部门的监督下，可从事除时政类节目之外的广播电视节目生产制作、互联网视听节目信号传输、转播时政类新闻视听节目服务，IPTV传输服务、手机电视分发服务等。1.2 我国三网融合的发展状况 三网融合在中国有十多年的进化史，2010年初，在国务院政策推动下，三网融合进入实质发展阶段。早在1998年提出了“三网融合”还是“三网合一”的辩论。1999年国办发82号文件指出，“电信部门不得从事广电业务，广电部门不得从事通信业务，双方必须坚决贯彻执行”。文件还指出：“广播电视及其传输网络已成为国家信息化的重要组成部分。” 2001年3月15日通过的十五计划纲要，第一次明确提出三网融合：“ 促进电信、电视、计算机三网融合。”2006年3月14日通过的十一五规划纲要，再度提出三网融合：“积极推进三网融合。”2008年1月1日，国务院办公厅转发六部委关于鼓励数字电视产业发展若干政策的通知，提出：以有线电视数字化为切入点，加快推广和普及数字电视广播，加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合，形成较为完整的数字电视产业链，实现数字电视技术研发、产品制造、传输与接入、用户服务相关产业协调发展。2009年5月19日，国务院批准发改委关于2009年深化经济体制改革工作意见的通知（国发200926号），文件指出：落实国家相关规定，实现广电和电信企业的双向进入，推动“三网融合”取得实质性进展。2010年1月13日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。会议上明确了三网融合的时间表。2010年3月12日，工业和信息化部部长李毅中接受了新华社记者的独家专访，透露三网融合试点方案预计5月出台，6月启动，其核心就是要在双向进入上找到切入点：广电行业可以进入规定的一些电信行业的业务，国有电信企业根据规定可以进入一些广播影视的业务。目前，两个部委都在积极准备，双方会各自拿出一个方案来；4月份，双方会对各自提出的方案进行协调，并上报审批； 6月底，三网融合12个试点城市名单和试点方案正式公布，三网融合终于进入实质性推进阶段。在总体方案历经15稿修改和两年多的博弈，试点方案再经过五稿修改和谈判几乎破裂的危险后，2010年7月1日，三网融合的12个试点城市名单终于在国家意志的强势干预下正式出台。虽然这份名单引发了众多的非议，但是在外界看来，三网融合真的要启动了。1.3 三网融合面临的问题 尽管三网融合是大势所趋，但是它还是面临着许多的问题，我们单从技术层面来分析所遇到的一些问题。有线电视网、电信网络、和计算机网络业务定位不同。有线电视网主要提供广播式的视像业务，要发展交互式业务，就要进行大规模的双向化改造，工程巨大。电信网络则面临最后100米的宽带化问题；而计算机网也不能保证语音和视频信号的服务质量和实时性要求。 IP技术的优点在三网融合的过程中可以得到充分的发挥，但是基于IP技术的三网融合任由许多问题需要解决，目前主要集中在传输网络层和中间网络层。首先需要建立一系列传输协议和标准，赋予多种介质支持IP数据的能力。IP数据在ATM、SDH以及DWDM技术上的传输以及IP与MPEG、ITU-TG.729A等标准之间的兼容等问题经过若干年的研究已经取得了很多成果。其次,IP的服务质量控制的难度也随着业务种类的增加和业务统计特性的差异而增大,尤其是实时交互业务的服务质量。如何降低时延和抖动是当前需要解决的一个问题。最后,网络管理与控制、对IP协议在安全性方面的改进等也是三网融合过程中需要解决的问题。 尽管实现端到端宽带通信涉及到所有网络层面，都需要升级扩容甚至重建，但是从建网涉及的规模、投入和实施难度看，最大的瓶颈是接入网。要找到既物美价廉又便于建设的接入网还需要一段时间。二、三网融合的主要接入技术2.1 CMTS+CM接入方案CMTS(Cable Modem Terminal Systems)，CMTS是管理控制Cable Modem的设备，其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。其配置内容主要有：下行频率、下行调制方式、下行电平等。下行频率在指定的频率范围内可以任意设定，但为了不干扰其它频道的信号，应参照有线电视的频道划分表选定在规定的频点上。调制方式的选择应考虑信道的传输质量。此外，还必须设置DHCP、TFTP服务器的IP地址，CMTS的IP地址等。上述设置完成后，如果中间线路无故障，信号电平的衰减符合要求，则启动DHCP、TFTP服务器，就可在前端和Cable Modem间建立正常的通信通道。CMTS+CM组网方案在光传输部分，下行数据信号和CATV（Community Antenna Television）的下行信号采用频分(FDM)方式共纤传输，上下行数据信号采用空分(SDM)方式共缆不同光纤传输，在电缆部分，上下行信号按FDM方式同缆传输。CMTS利用现有的有线电视网络，通过对信号进行QPSK/QAM调制，在HFC低频端进行双向传输。CMTS的优点是技术较成熟，网管能力强，可实现大规模双向覆盖。缺点是CMTS噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴电缆及接头质量要求较高，后续维护工作量较大;对于大多数有线电视运营商而言，上行噪声是一个普遍存在的问题，尤其是在低频带。CMTS设备包转发能力弱，无法满足日益增长的高带宽业务需求，可承载业务有限，无法提供全业务承载，后续系统扩容成本巨大。CMTS的Cable接入属于共享线路方式，如果只作宽带接入和上网，在用户数量不太多的情况下比较适合广电开展数据业务。对于目前国内用户集中居住，用户需要长时间占用网络、大流量吞吐数据，单位带宽下降明显，不利于高带宽业务的开展，采用CMTS实现大范围的用户宽带接入不够经济。此方案适合已建HFC（Hybrid FiberCoaxial）网络改造，可利用原网络中预留的光纤和无源分配到户的电缆网络组成双向传输系统；只需要在前端和用户端分别加装CMTS和CM即可实现双向传输。利用此技术进行广电网络双向改造的城市有：上海、深圳、太原、泉州。CMTS和CM的接入组网方案如下图：图要加下标2.2 EPON+LAN接入方案EPON（Ethernet Passive Optical Network：以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON（Passive Optical Network：无源光纤网络）技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。OLT上联接入数据网，ONU直接接入或者通过下联的交换机接入STB(机顶盒)，提供IPTV/HDTV视频业务。EPON+LAN方案是通过EPON网络接入到楼宇，通过ONU提供以太网接口，用户接入通过以太网五类线实现。采用这个方案实现用户语音和互联网接入，有线电视信号仍通过HFC线路实现。它的优点是技术成熟，设备商较多，接口和标准规范。该方案适合于高密度用户和大带宽业务需求新建小区的第一次综合布线时一次完成，而对于已经开通有线电视的老用户需要重新进行布线，小区楼道和入户布线施工难度较大，用户一般不愿意接受。利用此技术进行广电网络双向改造的城市有：杭州、宁波、柳州、嘉兴。利用EPON的组网方案如下图：2.3 EPON+EOC接入方案 EOC原是源于欧洲一些厂家，原文是“Ethernet over COAX”，也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术，原有以太网络信号的帧格式没有改变。最早的EOC实际上是下文讲的无源EOC或基带EOC。现在则将所有的在Cable上传输数据的技术都称为EOC。 EOC（Ethernet Over COAX）主要可分为基带传输、调制传输应用两类，其中又可细分出很多具体的标准/非标准技术, EPON+EoC技术是在现有的HFC网络基础上构造一个适用于广电网络系统的数字带宽用户接入网络，它在不影响现有的CATV正常工作的前提下，以先进的调制解调技术，将以太网信号合成在同轴电缆中与原有的CATV信号一起传输，用于承载基于IP的数据、语音和视频等业务。它以较少的改造成本和工程量将原来单向的有线电视网络改造成为一个双向的、能够承载多种业务的双向宽带网络。采用EoC技术具有良好的适应性和灵活的组网方案，充分利用了广电原有的同轴接入网资源，节省了入户部分的线路投资。将EPON技术和EoC技术相结合，统一网管，组成整体解决方案，可以为广电三网融合NGB的发展提供接入网络的最佳技术。EPON+EoC可提供数据、视频、语音于一体的三种播放的综合承载，通过一张接入网提供过去多张网络的功能。该方案在开发过程中充分考虑中国国情和当前广电网络的实际情况，在驻地网层面利用广电网已有的Cable网络作为传输介质，节约了大量的综合布线成本和运维投资，兼具高性能和低成本。EPON+EoC技术满足了广电数字电视的双向改造和国家三网融合的需要，将推动NGB产业在中国的深入发展，是面向广电运营商NGB网络接入层首选技术。 FTTH+EOC中的EOC技术主要包括3种：无源EOC、低频有源EOC、高频有源EOC。2.3.1无源EOC无源EOC技术将以太数据信号IP DATA和有线电视信号TV RF采用频分复用技术，使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输，在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IP DATA和TV RF混合信号直接传送至客户端，再在客户端分离出TV RF射频信号连接至电视机或DVB机顶盒；分离出IP DATA数据信号连接至计算机。也可以直接将IP DATA和TV RF混合信号直接连接至双模机顶盒，用户可以通过双模机顶盒实现IPTV、VOD等交互电视业务，同时在机顶盒上另外提供一个以太网RJ45接口外接电脑提供宽带上网业务，具体组网方案如下图：2.3.2低频有源EOC使用频段为530MHz，传输速率为85Mbit/s，传输距离可达500m。有源低频EOC技术特点：能够通过分支分配器，工作频率在低频段，网络适应能力较好不需要更换优质的分支分配器和电缆；家庭中至少需要一个有源设备，成本较高。具体组网方式如下图：2.3.3高频有源EOC高频有源EOC使用频段为8001500MHz，每个频道带宽为50MHz，共有29个频道；每个频道最大135Mbit/s的数据速率；每个频道支持一个NC(局端)设备，每NC支持31个CPE(终端)设备；传输距离300600m，具体组网方案如图下图：三、各种接入技术优劣点分析3.1 CMTS+CM接入方案 CMTS+CM接入方案利用现有的CATV网络提供双向通信，比较适合稀疏模式网络覆盖区域。它有大面积覆盖低开通率的特点，因此成本较低，少量的前期投入即可在全网进行业务处理。它现有的技术标准及产品比较成熟。 但是它也面临着诸多的问题，需要对HFC光电传输链路进行双向改造，噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴及接头质量要求较高，后续维护工作量较大，HFC网络反向设计和施工工艺的控制在我国大部分地区（特别是中、小城市）实施也还存在一定难度，而维护和运行故障排除需要的技术支撑在我国大部分地区短期内也难妥善解决。采用CMTS进行双向改造，需要反向光发射，接收机，上变频器等多种设备，CMTS设备包转发能力弱，无法满足 日益增长的高带宽业务需求。它可承载业务有限，大带宽业务无法满足，无法提供全业务承载，而且后续系统扩容成本巨大。CMTS采用多值正交幅度调制，这本质上是传输射频载波信号的模拟网络，和网络IP化和以太网化背道而驰。另外CMTS在广电双向改造中有许多的局限性，CMTS接入原本并非为数据双向传输业务所设计，这是比较主要的技术局限，HFC的弱点是呈树形结构，当用户增多时，在低频端的回传噪声积累也相应变大，因此在上行信道上采用了抗噪声干扰能力较强的QPSK调制技术以抑制串入噪声的干扰，这是组网拓扑的局限。此外，我国人口稠密，CMTS的Cable接入属于共享线路方式，用户非常集中，单位带宽下降明显，不利于高带宽业务的开展，它也不符合广电业务发展的需求。3.2 EPON+LAN技术方案 EPON+LAN技术方案，运营商不承担用户终端的投入，为网络未来的升级改造提供方便，它的网络接入带宽：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。它采用外交互方式，不占用同轴电缆的频率资源，光传输采用EPON技术，传输链路中实现没有有源设备，维护方便，二张网同时运营，单网故障相互不影响。目前的LAN产品异常丰富，价格也非常低；EPON产品支持厂家众多，相关产品兼容性好，价格也在大幅降低。 但是它需重新入户施工，施工量及施工难度都较大。两张网络分开运营，对于维护人员的素质要求较高。 3.3 EPON+EOC技术方案 EPON+EOC技术方案充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源，入户施工难度小，节省建网成本。在小光站直接带用户的环境下，施工量大幅减少，改造速度快；基于Cable，基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求；终端设备成本较低。 与前两种接入技术相比较，EPON+EOC具有比较明显的优势，它有先进的IP驻地网公用平台：基于万兆路由光交换平台之上的成熟解决方案，与业界简单的EPON接入不可同日而语，可支持高性能网管、组播、IP语音、VPN等各种高附加值业务，可建设一套高质量驻地网。它基于标准全开放的IP协议基础，符合广电网络发展趋势：EPON基于IP协议开发的特性不受个别厂商私有技术挟制，产业链完善，对未来业务的支撑上无论硬件、软件还是相关业务系统都能融为一体。它保护现有投资，可与广电网更好的融合：EPON的改造是与广电现有城域网的光纤、Cable相匹配的，基本上不需要改动。它符合未来“三网合一”发展方向：支持合光模式，可以将广电的电视信号与EPON的以太网信号可以通过一个光纤共纤传输，到小区再分节点与ONU。四、总结与展望信息社会的发展使人们越来越离不开网络技术提供的便利，对于广电运营商来说，最大程度地利用现有的网络资源，用较小的投资进行改造，迅速