有线接入网双向改造的技术选择

有线接入网双向改造技术选择三网融合端到端解决方案研讨会,提纲,一、基本情况二、目前已经采用的主要技术方案三、EoC技术发展趋势EPONoC四、关于方案选择的建议,基本情况,目前网络概况有线电视用户1亿8730万（总局年报）数字电视用户9363.5万户（截至2011年3月底-格兰研究）双向化调查范围：126家运营商(主要是直辖市、省和地级市的9754.2万用户)双向化覆盖率53.14%（截至2011年3月底-格兰研究）双向化渗透率10.7%（截至2011年3月底-格兰研究）中心城市和经济发达地区多数在过去几年中已经大量进行了HFC网络双向改造，主要采用DOCSIS标准；中小城市多数采用EPON+EoC和EPON+LAN方案进行双向改造越来越多的地方(包括部分中心城市)规划采用EPON+EoC方案进行双向改造,估算全国,Cablemodem大约550万（含机顶盒内置），主要是中心城市和沿海发达地区EPON+EoC大约380万(含100万窄带和机顶盒内置)LAN入户（包括LAN和EPON+LAN）大约270万双向覆盖率大约30%双向渗透率大约6%宽带接入大约500万户，宽带渗透率2.67%西部大片区域没有开始双向改造整体形势堪忧,三网融合对双向改造和EoC技术的促进,改造步伐加快，2010年EoC出货量超过前几年总和双向渗透增加500-600万，也比存量翻番电信设备制造企业介入大型家电设备制造企业介入WAPI联盟介入越来越多的芯片设计、制造企业介入Broadcom、华为海思、CMMB阵营、TD阵营越来越专业化原来都是借用其它标准，现在开始做同轴专用接入标准,双向改造目标1,五年之内双向覆盖达到55%，即1.1亿户；宽带渗透达到20%，即4000万户，投资150亿美国十年改造之后，2005年7300万有线用户，宽带覆盖98%，渗透2650万户，渗透率36.3%,双向改造目标2,五年之内低成本双向（主要是机顶盒内置）渗透50%，达到1亿。生存斗争不是双向的用户不是有线用户机顶盒每户改造成本50元（宽带覆盖区域）SOC或机顶盒内置模块150元（宽带未覆盖区域）投资额100亿（平均100元/户）美国1996-2006.6十年总投资1138亿美元，按CM用户平摊,户平4300美元，按总用户平摊，户平1559美元。2006年ARPU值112美元/月1344美元/年。我国5年300亿（机顶盒100亿+宽带150亿+扩大覆盖50亿），户平投资150元，相当于模拟时代一年收视费，与美国投资/收入水平相当，可以承受。不成功则成仁,提纲,一、基本情况二、目前已经采用的主要技术方案三、EoC技术发展趋势EPONoC四、关于方案选择的建议,二、目前已经采用的主要技术方案,DOCSISLAN（目前已经很少单独采用）EPON+EoCEPON+LAN,主要EoC技术,1、基带EoC2、低频调制EoC：HomeplugAVBPL（2-30、7.5-65MHz）IEEEP1901HPNA（12-44、32-64MHz）ITU-TG.hn3、高频调制EoC：MoCA、降频WiFiHiNoC（自主知识产权，800-1500MHz）4、窄带EoC：ZigbeeHFC网管协议,越来越多的国内芯片设计、制造企业介入海思、CMMB阵营、TD阵营；越来越多的电信设备制造企业、大型家电设备制造企业介入，包括华为、长虹；还有WAPI联盟介入。中国自主研发的EoC技术正在发展，不仅仅是HiNoC。相信要不了多长时间，中国自主知识产权的同轴接入技术一定会成功、成熟！,提纲,一、基本情况二、目前已经采用的主要技术方案三、EoC技术发展趋势EPONoC四、关于方案选择的建议,三、EoC技术发展趋势EPONoC,1、ECAN（以太同轴接入网）、CAST（同轴接入交换技术）基带EoC的发展无源基带的优点：简单、价廉，单纯的物理变换，独享带宽10M缺点：极限带宽10M（65MHz以下），允许的链路损耗小、不能穿过分支分配器，易受干扰，工程较麻烦（连接点多），有些地方安装空间不够，室内多终端还需加交换机发展：有源基带一对多的同轴收发器电PON替代无源转换器,CAST架构,ECAN局端设备-CLT,ECAN终端设备-CNU,ECAN芯片解决方案简介,终端完全硬件处理，无需CPU和软件，功能由局端控制，便于规模生产，便于互通，成本低廉,局端高性能，多信道MAC集中处理，由DSLAM主控芯片控制多信道（端口）；增加端口只需增加物理通道，实现高性能与低成本的完美结合占用5-65MHz频段，物理带宽30MHz、35MHz、40MHz可选，频谱位置在5-65MHz范围内可选40MHz带宽下，每端口物理层速率160Mbps，MAC层速率120Mbps,技术优势简介,SCB：SingleCopyBroadcasting单拷贝广播,每户独享带宽100Mbps比普通局域网更适合室内直接分配可渐进式发展，初期一栋楼一个或少量几个同轴交换机端口，逐步过渡到一个单元一个端口、一户一个端口。兼顾带宽需求和分期投资。下一步将整合WiFi，利用WiFi普及机顶盒双向最大优势是同时兼顾了家庭联网和接入的不同需求，可以在接入网中虚拟若干家庭网。相当于家庭网关移到楼头。,已经改造成集中分配的地区比较适合采用这种技术。原来采用五类线接入的地区也比较适合采用这种技术，因为有相同的技术体制，而又解决了五类线不好解决的室内布线、多业务、多终端接入问题没有改造的树状网络也可以采用，在树状网络中ECAN技术在小包处理、时延、抖动、组播支持、DBA、QoS、可控可管、单位带宽成本、接入终端数量等方面也比现有EOC技术有明显优势,DECO（DataTransmissionwithEPON-MACandCoded-OFDM，基于EPON-MAC和Coded-OFDM的数据传输技术）,EPON的MAC和G.9960的PHYOFDM调制，512/1024个子载波，QPSK、16QAM、64QAM和256QAM自适应先进的LDPC纠错编码技术专利的带外管理技术5-80MHz频段，物理带宽20MHz-60MHz可选，频谱位置在5-80MHz范围内可选60MHz带宽下，每端口物理层速率336Mbps，MAC层速率250Mbps，TCP/IP速率180Mbps支持DBA（动态带宽分配）MAC层时延2-10ms。,EDCO芯片,DOCSISEoC,Broadcom专门针对中国市场开发的技术提供DOCSIS成熟的标准、QoS性能、EPON、EoC的统一管理，而又通过简化，降低成本：取消三层、保留MAC、PHY；MAC层取消有效负荷报头抑制(PHS)和逻辑信道；加密采用比较简单的DES而非AESPHY层多信道集中IPQAM调制；单一的上行调制方式（S-CDMA）；,DOCSISEoCCMC（同轴介质转换器）,提供包括管理、QoS在内的EPON-EoC的PHY和MAC层桥接,EPOC（EthernetPassiveOpticalNetworkOverCoaxial）架构,光纤到户，同时可以把部分或全部光支路转换为同轴介质入户；OLT侧可以嵌入DML（DOCSIS适配层），把基于DOCSIS建立的OSS、BSS、OAM体系移植到EPON,CMC（coaxialmediaconverter）,单纯物理介质转换光纤转同轴RF，使光纤和同轴融为一体，OLT直接管理CNU，CNU和ONU在二层以上是完全相同的,RF（OFDM或DWMT）,DPoE（DOCSISProvisioningofEPON）架构,美国MSO为多业务支持、大带宽需求提出的标准，既利用EPON的高带宽，又保持原有的DOCSIS体系DOCSIS配置的PON）,DePON架构,DPoE规范之前，盛立亚为北美MSO开发的采用DOCSISOSS系统的EPON，实现EPON和DOCSIS的统一管理、统一运营。核心是“DOCSIS管理服务器”,共同点与不同点,都是与PON融合美国是DOCSISoverEPON中国是EPONoverCoax,提纲,一、基本情况二、目前已经采用的主要技术方案三、EoC技术发展趋势EPONoC四、关于方案选择的建议,1、基本原则,适合的技术是最好的技术，适合就是匹配与自身网络、业务、人员、资金等资源匹配。技术选择不单纯是技术问题，要考虑竞争、业务承载、自身管理（包括运营支撑）等多个方面和历史资产、原有技术体系、人员技术水平等多种因素。现阶段各种技术都有各自的优势，也有缺陷和不足，没有必要分出优劣、高下；技术进步永无止境。只要有合适的条件，只要坚持，没有实现不了的技术。不管选择哪种技术，都要努力做好，并且都要首先搞好基础网络，把网络改造不断推向前进。,2、具体技术方案的选择,1.优先实现FTTB有需求、有条件的新建别墅区采用FTTH模式光进铜退、首先实现光纤到楼，从而实现同轴无源化，使得同轴共享带宽的用户缩小到50户左右或更小，这已经毫无疑义。FTTH是接入网的一个制高点，随着PON设备的持续降价和FTTH整体技术的成熟，电信运营商纷纷开始规模部署，电网也通过光纤复合低压电缆（OPLC）到处试点FTTH。有线网络运营商面对这种形式必须有清醒的认识和恰当的对策。目前最适合部署FTTH的就是新建别墅区：一方面，别墅区用户消费能力较高，对各种高带宽应用（视频通信类）有实际需求；另一方面，别墅区FTTH接入的总体成本（建设成本和生命周期总运维成本）不比其它方式高。因此有线运营商应该以新建别墅区为FTTH切入点。而且其他运营商也必然如此，因此要抢占先机。但目前普遍推行FTTH对有线网既不现实也无必要：普遍的带宽需求没有那么高；改造成本还不够经济；竞争环境下有线也不可能在FTTH占有较大份额；同轴资源在接入网最后100米应用场景下相当长时期内足以抗衡FTTH。特别是密集居住的楼群，同轴接入有明显的成本优势。,2.已经规模部署了CMTS的地方，继续把DOCSIS技术用好，尽快扩大覆盖范围和提高渗透率，特别是提高内置CM的机顶盒比率。目前和今后一段时间内内置CM的成本会低于内置EoC。这对快速部署业务是有利的，特别是基于机顶盒的高清互动、用户数据挖掘。这样还可以摊薄前期CMTS的投资。同时关注后续演进，主要有两条路线：第一，在DOCSIS基础上演进，可能的方案有DPoE（DOCSISProvisioningofEPON）、EPON+DOCSISEoC；第二，在扩大机顶盒渗透的同时，试点EPON+EoC与DOCSIS共存，一旦有大带宽需求，可以部署EPON+EoC。尽快完善中国的DOCSIS标准，特别是配套的设计、工程、验收、维护管理规范。,3.尚未部署CMTS或虽已部署但不成功的地方采用EPON+EoC或EPON+LAN的模式。虽然CMTS是非常成熟的设备，但单位带宽成本比其它接入方式高，甚至比FTTH高。运行条件、运维成本和技术要求也比较高。因此面向NGB的高带宽接入网，在没有部署CMTS或虽已部署但不成功（等于没有部署）的地方不宜采用这种方式。,4.已经实现FTTB、并且前期大量敷设了五类线的地方采用EPON+LAN模式。现阶段需要100%双向且有条件敷设五类线的地方优先采用EPON+LAN模式。其余采用EPON+EoC模式。由于LAN方式是成熟技术，比较简单，因此稳定；每用户的独享带宽较高，跟其它接入方式相比在高渗透率的情况下还有成本优势；而且是跟电信有竞争的接入方式。因此在上述前提下应该首先选用。采用EPON+LAN模式进行双向改造，要解决好单元之间布线和防雷问题（可以尝试采用塑料光纤，目前成本略高于五类线，但很快会降低），要规划好五类线入户之后的多终端、多业务接入和室内连接方式，还要解决好长期维护管理问题（这些是五类线接入的短板）。,5.已经实现FTTB的地方优先选用高频调制方案。其余选用低频调制方案。高频调制方案的优点是：频谱资源较丰富，扩展性好；频谱较干净，干扰小。在实现FTTB之后，链路损耗没有问题，因此，在这个前提下采用高频调制方案比较合理。采用高频调制方案要特别注意分支分配器的质量和用户室内布线，防止因为这两个问题造成链路损耗过大。,高频调制在HiNoC（总局推荐）没有商用之前可以优先选用降频WiFi（802.11n）方案，首先低成本实现双向和机顶盒互动。HiNoC商用后依然可以作为廉价机顶盒双向互动方案。这种方案可以以多种方式实现机顶盒双向：内置模块、USB接口、RS232接口；成本最低，可以做到50元以下。根据测算，采用HomePlugAV和WiFi双模局端、25%HomePlugAV终端和100%WiFi双向机顶盒比全部采用HomePlugAV的接入网改造总体成本可以降低一半。这种方案单通道（一高一低）双模局端可以达到400M吞吐量。实际上机顶盒和其它家用电器只要集成标准的WiFi（这很容易实现，许多设备是现成的），外加降频模块更容易实现这种方案，成本也会更低，应用更灵活。超级WiFi：2010年9月23日，美国联邦通信委员会（FCC）制定了相关法律法规，批准运营商可以使用空闲电视广播频段（白频谱）开展WiFi服务。这样一来，降频WiFi（不再需要降频）反而成为超级WiFi了。,现阶段经济条件比较好、业务要求比较高的地方也可以选用MoCA1.1、2.0（不宜选用1.0一方面1.0性能不比802.11n强，价格却高许多；速率等级、频谱效率和接入用户数量都不如其它低频技术目前达到的水平）。待HiNoC成熟商用后，WiFi依然可以作为机顶盒双向方案。,6.低频调制现阶段优先选用兼容P1901的HomePlugAV技术（总局推荐），在已经成功应用HPNA技术的地方也可以继续部署调制在20MHz以上的HPNA设备。看好CAST（ECAN）技术发展，应该抓紧规模试验综合比较，HomePlugAV物理层优于HPNA，MAC层不如HPNA。但物理层决定调制效率和鲁棒性，而且HomePlugAV目前速率等级暂时领先。因此现阶段优先选用HomePlugAV。P1901要进一步简化、优化，以适合同轴应用环境，增强组播支持，降低时延。现阶段HomePlugAV芯片和设备要在运营商主导下实现互通HPNA抗干扰性能差一些，但避开干扰也是一种可行的措施，因此已经用了就继续用好。,1、新技术都是把EPON应用于广电接入网。ECAN、DECO和DOCSISEoC是专为中国开发的同轴接入技术，都是典型的EPON+EoC应用架构，但跟目前的EoC技术相比，加强了EoC跟EPON融合。这几种技术融合的方式不同：DOCSISEoC是通过CMC把EPON的MAC（包括QoS、VLAN、OSS等）以及PHY转换和映射到DOCSISEoC；ECAN和DECO在同轴接入部分基本采用EPON的MAC和关键技术，把PHY从光转换为同轴RF。二者的不同在于前者重点推广点对点的应用，后者重点适应点对多点应用；前者采用VSB调制技术，后者采用OFDM调制技术；前者局端和终端是不对称架构，后者局端和终端架构基本一致。EPOC是个很好的概念，它直接在物理层进行变换，把EPON移植到同轴。但由于技术发展水平，目前可能还不能实用。北美运营商主要解决EPON与原有的DOCSIS运营支撑系统继承统一的问题，DPoE和DePON就是典型代表，虽与同轴无关，但均表明了EPON将成为全球有线电视运营商的主流发展技术。,两点思考,2、国外（主要是北美）MSOs和中国有线