Triple-Play时代的有线网络2

Triple-Play时代的有线电视网络,1,Triple-Play时代的有线电视网络,广东有线广播电视网络股份有限公司工程运维部,Triple-Play时代的有线电视网络,2,提纲,一、“三网融合”的趋势二、提供宽带业务的主要网络模式、特点、应用环境三、双向化改造的用户接入技术四、HFC网络改造的几种方式的综合分析五、电信IPTV与有线电视网络竞争的分析六、HFC具有的优势与应对宽带发展的策略七、当前HFC网络困境初探八、HFC双向网络改造刻不容缓补充、未来业务对网络带宽的需求模型,Triple-Play时代的有线电视网络,3,一、“三网融合”的趋势,2005年10月11日中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议中指出“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，健全信息安全保障体系。”-引起社会的广泛关注,Triple-Play时代的有线电视网络,4,一、“三网融合”的趋势续,”三网融合“在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一，也不是现有三网的简单延伸和叠加，而主要是指高层业务应用的融合。表现为：.技术上趋向一致.网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖.业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议.经营上互相竞争、互相合作，朝着提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起.行业管制和政策方面逐渐趋向统一，同时也揭开了各通信网络运营商从单业务转向全业务竞争，乃至网络间各个层面的竞争。三大网络通过技术改造，提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。这就是所谓的“三网融合”。,Triple-Play时代的有线电视网络,5,一、“三网融合”的趋势续,广播影视科技发展“十一五”规划和2020年远景目标中提出：“积极研究推进三网融合，构建以数字电视网为基础的下一代网络”-广电的“三网融合”是以传输广播式业务+交互式的数据、语音、视频等个性化业务为主要任务。随着有线电视技术的飞速发展，与有线网络密切相关的数字电视技术、信源编码、数据语音等业务设备都在朝功能融合的方向发展。因此“三网融合”应是指业务的融合，三网融合后，数字电视和网络电视的划分仅仅是从传输渠道上加以区别。Tripleplay就是用一个网络为用户提供三重业务。,Triple-Play时代的有线电视网络,6,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点,、LAN以太网、ADSL、）APONBPON；）GPON；）EPON；EPON和GPON的技术比较EPON技术的系统组成EPON技术特点EPON上的业务汇聚EPON+HFC工作原理）,Triple-Play时代的有线电视网络,7,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,.LAN以太网以太网典型问题：）以太网络接入采用多级交换机连接，中间交换机与光电收发器需要供电保障，楼层交换机为低端产品，无网管功能，交换机难以胜任楼道环境，容易引起雷击；有较高的故障，出现故障时处理难度与复杂性高，维护运营成本高；）以太网QOS差，基于总线的共享模式，做不到有效的带宽控制与用户管理；）随着业务增长，网络级联深度增加，使结构混乱，网络可管理性和维护性急剧下降；）不同交换设备的互通性较差，难以实现统一网管。）基于二层交换的网络对广播风暴的控制难题；）用户计算机资料及数据安全问题，管理难度大。较适合宽带用户密集的住宅小区,Triple-Play时代的有线电视网络,8,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,以太网接入典型框图,Triple-Play时代的有线电视网络,9,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,2.ADSL利用QAM、DMT等技术，在双绞线上传送数据分组，它是点对点的连接，用户独享带宽，但其比特率会根据铜线质量和终端距离有所变化。下行速率可从1.5Mbps-8Mbps,上行可以达到(16640)Kbps，速率越高，可用距离越短，一般传输距离不超过5KM。有一种说法，为什么美国ADSL竞争不过CM，而在亚洲相反？原因在于美国家庭居住分散，平均用户长度为3.4-4公里，而亚洲人居住密集，平均用户长度2公里内。,Triple-Play时代的有线电视网络,10,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,3.CM有丰富的频率资源：GY/T106有线电视广播系统技术规范，上行业务的频率范围为(565)MHz，下行通道频率范围为(1101000)MHz。CM在一个8Mz(PAL-D)的带宽中，64QAM调制，下行速率为38Mbps，256QAM调制为52Mbps。上行和下行带宽用户共享。HFC网双向改造后，可提供多种业务功能，包括互联网接入、远程教育、电子银行、VPN等。CM的上行带宽也十分有限，通过光节点的延伸及减少每个光节点所带的用户数来缓解。通过这些措施CM可以适应未来对称业务的应用。CM由于所处恶劣的噪声环境、大量有源设备、共享的传输网络均使其安全性和可靠性受到影响。与CM相关的技术标准不断演进，DOCSIS1.0-1.1-2.0-3.0，上下行速率在不断提高，前端CMTS设备的能力也在快速提高。,Triple-Play时代的有线电视网络,11,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,Triple-Play时代的有线电视网络,12,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,.PON作为FTTH的实现方式，主要有BPON、EPON和GPON、WDM-PON四种，其中EPON和GPON是当前宽带之争的主流。,Triple-Play时代的有线电视网络,13,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,BPON、EPON、GPON应用特点及地点：,.,Triple-Play时代的有线电视网络,14,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,.在推进FTTH方面，日本相对激进，美国相对稳健，欧洲相对保守。如果视频业务无法被用户普遍接受的话，运营商对FTTH网络的投资将很难在短时间内收回成本，因此，FTTH的起飞将与宽带视频业务的普及相辅相成。,Triple-Play时代的有线电视网络,15,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,.BPON技术特点：BPON以ATM为承载协议,由于业务提供能力有限，数据传送速率和效率低，成本较高，其市场前景随着ATM的衰落而淡出人们的视线。GigabitPON（GPON）标准由ITU/FSAN制定，GPON可以提供1.244和2.488Gb/s的下行速率和ITU规定的多种标准上行速率，可以灵活地提供对称和非对称速率。传输距离至少达20km，系统分路比可以为1:16、1:32、1:64、乃至1:128，而且支持各种接入服务，OAM功能以及可升级能力，特别是非常有效地支持原有格式的数据分组和TDM流。GPON与EPON的本质区别在于GPON不仅是以太网，也包括TDM和ATM传输技术。EthernetPON（EPON）标准由IEEE802.3ah工作组制定。EPON充分结合无源光网络技术和以太网技术的优势，其目标是用最简单的方式实现一点到多点结构的以太网光纤接入系统。其特点是：可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。EPON主要缺点是总体效率较低，和难以支持以太网之外的业务。当遇到话音/TDM业务时，会引起QoS问题。WDM-PON：为每个ONU分配一个波长，不同用户之间不共享带宽，能透明传输各种协议的业务流，测试与故障定位容易。但是，WDM-PON的设备与标准还很不完备，实用化距离较远。,Triple-Play时代的有线电视网络,16,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON和GPON的技术比较一：1）EPON与GPON技术参数比较BPONGPONEPON下行线路速率(Mbit/s)62224881250上行线路速率(Mbit/s宽利用率70%93%49%有效带宽4352300435光网络终端的数目3232/64/12832TDM传送IP/Ethernet方式通过ATM通过ATM未标准化，通过线路编码NRZNRZ8B/10B最大传输距离(km)206020TDM支持能力TDMoverATMTDMoverATMTDMoverEthernetTDMoverPacketOAM有有有下行数据加密搅动或AES加密AES加密没有定义数据封装方式帧长125US以太网络封装方式专门的数据封装帧GEM,Triple-Play时代的有线电视网络,17,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON和GPON的技术比较二:2）GPON与EPON的成本较量PON技术性能特点是决定FTTP网络成本的关键。影响成本的关键因素包括PON带宽、带宽利用率，以及分路比、技术复杂度、规模产量以及市场应用规模。GPON的优势在于具有较大的分路比、较高的速率和带宽利用率，所需OLT设备的数量比EPON减少一半以上。当考虑到带宽利用率时，EPON的性能较弱。EPON只有50%的效率，提供的可用带宽低于500Mbps，而GPON提供高达2300Mbps的可用带宽，是前者的四倍。从技术角度，EPON“进入门槛”很低，容易吸引大批厂商加入EPON产业联盟。EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统，尽量只做最小的改动来提供增加的功能，这就使得传统的以太网芯片厂商很容易地进行EPON芯片设计，新的设计公司也能利用随处可得的以太网相关IPcore(具有知识产权的设计内核)来加入EPON芯片设计的阵营。GPON芯片功能比较复杂，芯片厂商数量太少，芯片价格也难以下降。在这方面，ATM就是一个前车之鉴。GPON光模块的成本高于EPON光模块。但是从应用情况来看，GPON由于技术实现复杂，成熟的商业产品还很少，目前还没有规模的商用系统应用，BPON在欧美等ATM原有设备较多的国家和地区使用较多，EPON在亚洲地区，尤其是日本使用较多。值得注意的是，国内武汉、杭州、绵阳等城市已经开始大量使EPON系统。广电系统淄博、厦门、宝丰、南阳广电网开通EPON。,Triple-Play时代的有线电视网络,18,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON和GPON的技术比较三：3）技术成熟度EPON的标准是IEEE802.3ah，最大程度地继承了以太网经过长期、大规模实践检验积累下来的宝贵技术经验。EPON光收发模块的产业链已经完整并开始与EPON系统的发展互相推动，价格水平已经和普通的千兆以太网光模块相当，提供EPON系统的最初都是一些新兴专业厂商，如Alloptic和Salira。现在传统的主流电信大厂也开始进入该领域，如:富士通、UT斯达康和烽火，极大地带动了EPON的产业化发展。日本和韩国都已开始了大规模的EPON商业化应用。GPON的标准是ITU-TG.984系列标准，考虑了对传统TDM业务的支持，继续采用125s固定帧结构，以保持8K定时延续。为了支持ATM等多协议，GPON定义了一种全新的封装结构GEM(GPONencapsulationmethod)，可以把ATM和其它协议的数据混合封装成帧。GPON标准相当复杂，在已有技术基础上，以可接受的成本实现完全符合标准要求的设备比较困难。目前提供GPON系统的只有一两家新兴专业厂商，如Flex-Light，其生产供货、技术支持和服务能力还有待提高，难以独立支撑GPON的大规模部署。与EPON相比，GPON的产业链还不完整。对比两者，EPON和GPON两种技术都有各自的特点。EPON以兼容目前的以太网技术为目的,是802.3协议在光接入网上的延续，充分继承了以太网价格低、协议灵活、技术成熟等优势，具有广泛的市场和良好的兼容性。而GPON定位于电信业面向多业务、具备QoS保证的全业务接入的需求，提出“对全部协议开放地进行完全彻底地重新考虑”。两种技术都有自己的典型应用环境，而背后都有运营商、设备制造商和标准化组织的支持。就目前国内接入市场而言EPON占一定的优势，EPON能够从运营商的经济成本的角度出发，实现灵活的接入和网络部署，在国内诸多FTTH试点工程中，EPON崭露头角。,Triple-Play时代的有线电视网络,19,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON技术的系统组成：典型的EPON（Ethernetpassiveopticalnetworks，以太无源光网络）由光线路终端(OLT：OpticalLineTermination)、光网络单元(ONU：OpticalNetworkUnit/ONT：OpticalNetworkTermination)、光分配网络(ODN：OpticalDistributionNetwork)组成。1、光线路终端(OLT)：安装在前端机房或分前端机房，向上提供到TDM/PSTN、IP网、电视网络的接口,支持IP、ATM、FR甚至传统的TDM话音业务、视频点播和T1/E1业务，向下提供连接波分复用器(WDM)的接口，还支持带宽分配、QoS、OAM、网络安全等功能。电视信号经过CATV前端及光发射机调制送到波分复用器与OLT送来的光信号合波在1根光纤上传输。2、光网络单元(ONU)：安装在楼房或用户端，接收从WDM来的光信号,向下提供各种应用接口(如以太网接口、电话接口和有线电视接口),以支持数据、话音和视频等业务,同时它还负责将上行数据传送到OLT。3、光分配网络(ODN)是一个简单的无源光分路设备,用于连接OLT和多个ONU,并进行光功率分配。,Triple-Play时代的有线电视网络,20,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,Triple-Play时代的有线电视网络,21,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON技术特点：EPON是一项采用点到多点拓扑结构、利用光纤和光无源器件进行物理层传输、通过以太网协议提供多种业务的宽带接入新技术。1.全业务支持。能将任何类型的业务(包括IPTV、数字电视、互联网业务)适配后传输。2.EPON上、下行均为千兆速率；下行采用广播传输方式，上行利用时分复用(TDM)技术，共享带宽。它可满足用户的带宽需求，并可灵活地为用户需求动态分配带宽。3.EPON采用单纤波分复用技术，用一根光纤和一个OLT，传输距离可达20KM。通过光分路器，至少分送32个ONU网络单元。4.EPON的拓朴结构是点到多点星树型结构，网络只需要增加ONU的数量，即可方便地对系统进级扩容。5.EPON采用了以太网的格式，传输用光纤干线网，用户是局域网，其主流技术，把三者融合成一体，消除了复杂的传输协议，其本身成本低廉，由于是无源设备，设备的造价较低。,Triple-Play时代的有线电视网络,22,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON技术特点：EPON的下行方向，多种业务信号通过骨干网传输到中心局，然后被OLT经无源分光器分配到ONU单元，经过ONU的光/电转换及相应处理后，每个ONU根据每个数据包的地址信息，接收属于自己的数据包，为用户服务，采用的是广播方式。在上行方向，采用时分复用（TDMA）技术，系统在进行测距和时延补偿后，OLT根据一定的原则将不同的时隙分配给各个ONU，每个ONU的上行信号在指定时隙上传，以避免不同ONU上传的数据发生相互碰撞干扰。上行为了避免不同用户的冲突，采用了多点控制协议MPCP(Multi-pointcontrolprotocol)，任一时刻，只有一个ONU发送信号，其它的ONU单元按时间控制轮流发送信号，实现光纤和上行光接收机资源共享。PON的网络结构非常简单，在解决宽带接入问题上被普遍看好，它提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要。业界认为PON是接入网未来发展的方向。,Triple-Play时代的有线电视网络,23,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,Triple-Play时代的有线电视网络,24,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON上的业务汇聚：1.基于IP的数据、电话、电视业务；2.TDMoverEPON；3.RF-TVOverlay。RF-TVOverlay是一个单向广播网，优点在于带宽有效性，建立FTTH光纤网络时必须把它考虑近来。RF-TVOverlayEPON的框图中，RF网络提供广播视频业务，IP网络用于交互式、定向的业务，这样IP网络和RF网络的本质优点被最大限度地利用起来。这个Tripleplay方案的关键设备是RF/IP双模机顶盒，它为用户提供了广播视频到交互视频的无缝转移。,Triple-Play时代的有线电视网络,25,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,Triple-Play时代的有线电视网络,26,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,EPON+HFC工作原理：系统中EPON采用1310nm1490nm两波长在同一光纤网络中双向传输数据、图像乃至声音，HFC选用1550nm波长传送电视信号，通过波分复用的方式与EPON的OLT合成进1根光纤。经过分路，光纤传输送到ONU前的WDM，还原成1550nm信号给CATV光接收机，其他信号在ONU根据EPON协议来完成宽带数据和声音的传输，最后实现宽带用户的全业务接入，也就是说电视信号的传送通过HFC广播实现，而IP、话音、视频点播等双向数据业务通过EPON来进行。,Triple-Play时代的有线电视网络,27,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,基于EPON的有线电视全业务接入系统的特点：系统能提供高带宽。EPON向在本地的IP中下行速率已达到1Gbps。协议转换成本低。EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换。EPON网络的物理结构与HFC网络的物理结构没有差异，网络的拓朴结构都是点到多点的传输方式，即星形+树形构造。这样EPON很容易在较短时间内采用波分复用(WDM)技术叠加在HFC网络上，从而实现双向宽带传输。在现有的HFC网络中采用EPON，不需对现行HFC进行双向化改造实现宽带接入。4.实现系统的关键技术主要有测距、突发信号的接收技术、动态带宽分配技术DBA等。由于以太网技术固有的机制，很难端到端的包延时、丢包率以及带宽控制能力，因此难以支持实时业务的QoS。基于EPON的HFC全业务接入系统可提供双向全业务服务，将传统的有线电视网、PSTN、数据网合而为一,实现HFC、PSTN、数据网三网合一。,Triple-Play时代的有线电视网络,28,二、提供宽带业务的主要网络模式及特点续,图1：EPON系统的网络结构,图2：HFC网络的典型构造,Triple-Play时代的有线电视网络,29,三、双向化改造的用户接入技术,有线电视网络双向化改造的用户接入技术种类：1、双向HFC网络：CMTS+CM2、基于以太网协议的用户接入技术1）以太网接入技术2）基带传输接入技术：EPON+LAN+五类双绞线EPON+同轴电缆EOC（Ethernetovercable）3）调制传输技术：HiNOC(Highperformancenetworkovercoax)BIOC（Broadcastinginteractivityovercable)3、其它用户接入技术1）低频段调制HomePNA(Phonelinenetworkalliance)2)低频段调制HomePlug(HomePlugpowerlinealliance)3)高频段调制MOCA(Multimediaovercoaxalliance)4)WiFi(WirelessFidelity)5)光纤到户FTTH,Triple-Play时代的有线电视网络,30,三、双向化改造的用户接入技术续,CableModem接入方式主要有以下技术特点：具备较完善的国际体系支撑，形成了完整的业务体系、运营支撑体系。技术较成熟，具备可运营、可管理特性。具备业务流的分类、Qos策略和严格的带宽保障机制，可架构可管理的IP网络。具备业务接入时用户不需要重新布线的特点，并且用户家庭中的有线电视终端盒处都有数字媒体、宽带接入能力，适应于交互媒体业务的发展。双向网络的覆盖可依据用户规模、业务发展逐步安装数据前端设备，组网方式灵活，适合于宽带业务的逐步发展，并通过频道捆绑技术，系统可平滑扩容以满足业务发展的带宽需求。与单向HFC网络维护使用相同的技术规范、仪器仪表，维护效率高，但双向HFC网络的维护比单向网络需要更严格的维护规程。数据前端设备放置在分前端机房，覆盖用户规模较大，数据前端设备具备较好的性价比，满足双向业务的高可靠性要求利用现有的CATV网络提供双向通信，适合稀疏模式网络覆盖区域；大面积覆盖情况下成本较低，少量前期投入即可在全网进行业务受理；CableModem技术比较成熟，其接入方式对网络质量和技术维护要求较高，适用于上行带宽有限业务的开展。,Triple-Play时代的有线电视网络,31,三、双向化改造的用户接入技术续,CMTS+CM接入技术优劣势分析：缺点：需要对HFC光电传输链路部分全部进行双向改造；噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴缆及接头质量要求较高，后续维护工作量较大；CMTS下行通道带宽有限，38Mbps，可开通用户数较少；承载业务有限，大带宽业务无法满足，无法提供全业务承载；后续系统扩容成本高；产业化程度不高，可供选择的设备及系统数量较少。,Triple-Play时代的有线电视网络,32,三、双向化改造的用户接入技术续,Triple-Play时代的有线电视网络,33,三、双向化改造的用户接入技术续,以太网接入技术：局域网（LAN）技术主要包括以太网系列技术、令牌网络技术等技术，以太网技术具有成本低、技术简单、使用管理方便等特点，以太网技术主要包括以太网系列、快速以太网、千兆以太网和10G以太网等技术。在该类技术中，五类线方式主要解决双向网络改造，双向网络的接入采用五类线进行入户改造。有线电视网络仍然采用HFC网络实现，其内涵是二张独立的物理网络。五类线接入方式具有接入带宽高，可扩充，可以承载多业务运营等特点。在后期维护中，五类线入户方式符合综合布线系统要求。用户间相互影响小。五类线接入方式存在着五类线需重新入户施工，施工量和施工难度较大，因此五类线接入方式主要适用于新建住宅预埋线路或办公楼等网络用户密集的地区。,Triple-Play时代的有线电视网络,34,三、双向化改造的用户接入技术续,EPON+LAN技术分析优势：光纤化程度高，符合发展方向网络未来升级改造方便可以承载全业务运营单网故障相互不影响技术成熟，价格低劣势：施工难度大二张网络分开运营,Triple-Play时代的有线电视网络,35,三、双向化改造的用户接入技术续,EPON-POC(Packetovercable)技术分析POC：包括EOC、HiNOC、BIOC、HomePNA、HomePlug、MOCA、WiFi在内的总称优点：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，施工量大幅度减少，改造速度快；基于Cable介质，实现较简单，基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量影响，降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求；终端设备成本教低。缺点：系统采用带宽共享机制，提供给用户的带宽随用户量增加而下降；由于需要在光站或放大器后混入，对电视信号有一定的插损。,Triple-Play时代的有线电视网络,36,三、双向化改造的用户接入技术续,EthernetOverCoax（EoC）：针对EPON+HFC+LAN多条线入户的实际问题，提出EthernetOverCoax技术解决方案：将以太数据信号IPDATA和有线电视信号采用频分复用技术，对同一根同轴电缆通过频率分割，在1025MHZ带宽内直接传送10Base-T的基带以太网DATA信号，50860MHz仍然传送RFTV信号，这两个信号在同一根同轴电缆里传输。楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IPDATA和RFTV混合信号直接传送至客户端，再在客户端分离出RFTV射频信号连接至电视机或数字机顶盒；分离出IPDATA数据信号连接至计算机。该种方式不能够应用于树状型分配分支的网络结构，需要改变为点到点的分配结构。,Triple-Play时代的有线电视网络,37,三、双向化改造的用户接入技术续,Triple-Play时代的有线电视网络,38,三、双向化改造的用户接入技术续,EOC技术特点及应用分析：即插即用，无需在客户端进行复杂的调试；用户端设备为无源设备；运营维护简单，费用低；可以为每个用户提供10Mbps全双工带宽；EOC接入技术可以利用同轴电缆替代五类线，无需对入户电缆重新改造，且端口必需设定为10M网口，入户分配需采用集中分配的方式，终端设备到楼栋端口之间不能有任何分支分配器。,Triple-Play时代的有线电视网络,39,三、双向化改造的用户接入技术续,采用EPON改造双向网络，最难解决的是分配网络，一般采取两种方式实现用户接入。1）FTTB+LAN方式：这种方式可以提供足够的带宽和较好的稳定性，且接入成本相对较低，只要用户同意就尽量采用此种方式。2）同轴EOC插入技术：采用LAN方式虽然组网简单，但需要在楼内重新敷设五类线，不仅造成现有资源的浪费，还需要大量的施工，更困难的是，还受更多实际情况如楼内建设时预埋的管道不够用、物业公司或业主主观意愿等的影响，施工协调难度大。为了促进和配合双向数字电视平移进程，充分利用楼内现有的同轴电缆网资源，解决网络末端双向接入的难题。,Triple-Play时代的有线电视网络,40,三、双向化改造的用户接入技术续,HiNOC技术原理：HiNOC使用860MHz以上的空余频段进行以IP为主的数据信号传输。HiNOC采用16MHz频带作为一个数据传输信道。HiNOC采用QAM的调制方法，并可根据电缆的噪声、衰减等情况自适应使用BPSK到256QAM的调制技术。同时，为避免多径引发码间干扰、同时考虑信道利用率，HiNOC选择多载波OFDM体制传输数据。HiNOC头端设备和处于同一信道的HiNOCModem（HM）构成一个逻辑独立的楼内分配网络，HiNOC技术支持在多个信道同时构建多个相互独立的分配网络，HiNOC的头端设备可以是只支持一个信道的HiNOCBridge（HB），也可以是支持多个信道集成的HiNOCSwitch（HS）。,Triple-Play时代的有线电视网络,41,三、双向化改造的用户接入技术续,HiNOC技术特点及应用分析技术特性，HiNOC技术，同一根同轴电缆可以容纳860MHz的CATV信号以及HiNOC数据信号；HiNOC采用OFDM调制技术，能够增加频谱利用率；HiNOC同时支持多个调制信道，在采用256QAM调制时单信道最高可支持80Mbps物理层带宽。网络特性，HiNOC技术可充分利用现有同轴网络，HiNOC对户内现有的有线电视网络布线改动小，适合网络双向改造需求。业务特征，HiNOC设备在不影响有线电视信号情况下，能够同时支持IPTV、高速上网、VOIP几种业务；网络管理，HiNOC设备提供SNMP和Web两种网络管理接口，供运维人员进行本地和远程的安装维护。网络扩展特性，HiNOC技术在对现有同轴电缆网络结构改动较小情况下，可实现有线网络双向化。HiNOC技术适用于有线电视体系楼宇内的无源同轴电缆网络，可在现有的分支分配器、射频同轴电缆线路上提供高速的数据接入，可以满足有线电视网络最后100米双向改造的需求。其应用特点是不能跨越有源放大器，无源的同轴电缆网络中需要采用1GHz的分支分配器件。,Triple-Play时代的有线电视网络,42,三、双向化改造的用户接入技术续,HiNOC信道FDM示意图,Triple-Play时代的有线电视网络,43,三、双向化改造的用户接入技术续,PON+HINOC组网示意图,Triple-Play时代的有线电视网络,44,三、双向化改造的用户接入技术续,HomePNA（PhonelineNenworkAlliance）：HomePNA3.0于2005年5月被国际电联（ITU-T）接受成为国际标准（G.9954）。HomePNA利用原有的有线电视光纤网络来构建GEPON基础传输网络，利用HomePNA3技术构建基于同轴无源分配网的宽带接入网，这种改造方式对网络的改造量较小，可以利用现有网络开展双向业务，满足今后FTTH的发展趋势。技术原理及实现方式HomePNA采用QAM/FDQAM调制方式，FDQAM增加了信噪比边界，有较好的抗扰性。其大部分频点可以采用256QAM调制技术，并可根据信道实际的SNR要求自适应地使用128QAM，64QAM，32QAM，8QAM。HomePNA3的覆盖能力及规划，主要依据为其传输距离和带宽的分配。,Triple-Play时代的有线电视网络,45,三、双向化改造的用户接入技术续,HomePNA技术特点及应用分析对原有电视网络的网络结构、承载的业务没有影响；具备Qos能力；同时支持电视、话音和数据业务；HomePNA3解决了HFC网络的IP联通性（对称速率、全双工、高带宽、Qos保证），可以利用IP技术的灵活性，在网络上可以开展基于IP的业务，包括现有的VOD/VOIP/VIDEOPHONE等业务；HomePNA技术适合于大规模、广覆盖、高并发的网络建设；网络建设可根据用户需要逐步建设、逐步改造。,Triple-Play时代的有线电视网络,46,三、双向化改造的用户接入技术续,HomePNA网络框图,Triple-Play时代的有线电视网络,47,三、双向化改造的用户接入技术续,MOCA（MediaoverCoaxAlliance）：Comcast、EchoStar、EnrtopicCommunications、Linksys、摩托罗拉、松下、RadioShack和东芝建立了同轴线多媒体联盟（MOCA）。至今它已邀请100多家公司加盟。技术原理及特点MOCA技术中局端与小区间采用光纤连接，小区的复用区内电视信号分配便用现有的同轴电缆进行各住户间的连接，使用的频率因地区而异，如美国使用8601550MHz频带，日本使用7701030MHz频带，相当于每一信道使用50MHz的带宽，理论上最大可以获得270Mbps的传输速度。使用多个信道之后，理论上可以获得1Gbps以上的传输速率。该方式的特点是：可实现最高物理速度270Mbps的高速传输；可使用同轴电缆中的空余频率，与区内共享信号；用户家里不需要对调制解调器进行各种设置；在同一频带内进行双向通信，不需要专门留出上行带宽。,Triple-Play时代的有线电视网络,48,三、双向化改造的用户接入技术续,HomePlugHomePlugAV是目前正在研制的一种新技术，它是一种利用电力线传送高速数据的电力线网络系统。WIFI同轴电缆传输性能优异，在高达2.4GHz的频段仍具备高速数据传输的潜力，因而将WIFI（802.11系列无线局域网）的技术成熟、接入便捷与同轴电缆的高带宽相结合，便产生了同轴WIFI技术。此类技术的优势在于WIFI技术成熟，无论AP还是无线网卡，全球范围内出货量都很大，并且不用进行集中分配改造；劣势在于AP、网卡均为有源设备，网卡的安装更要费一番功夫，有一定的运维成本。,Triple-Play时代的有线电视网络,49,三、双向化改造的用户接入技术续,同轴WIFI系统框图,Triple-Play时代的有线电视网络,50,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨,一、EPON在HFC中的应用二、HFC+EPON与双向HFC接入网的应用比较.HFC+EPON与双向HFC的网络结构比较分析.HFC+EPON与双向HFC投资成本比较.“家庭局域网”实施的比较分析三、EPON在有线电视应用的相关问题四.技术进步对双向HFC接入方案的促进和完善五.任何技术方案没有最好的，只有适合的,Triple-Play时代的有线电视网络,51,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,目前能够实现多业务运营的接入网有HFC、以太网、EPON、ADSL等及相互结合的方案，什么方案最适合广电网络运营和能够适应可持续发展，值得研究和探讨。双向HFC接入方案在国外发达国家及我国部分地区的成功应用，双向HFC接入方案的优势和成熟度毋庸置疑，但许多有线电视网络在双向化道路上一直没有处理好，却一直在怀疑着双向HFC这个充满优势的成熟技术。许多网络公司开始采用HFC+LAN；HFC+EPON方式，在现有的HFC网络基础上，再建设一张数据网实现多业务的运营。各种接入技术方案各自必然都有其优缺点，其优点必须与实际情况和将来的发展相结合。任何技术解决方案都必然涉及到“户均投入、网络可维护性和发展、用户终端及终端网络、行业自身技术优势”等重要因素。HFC+LAN（城域以太网）技术由于以太网方案楼栋交换机故障率高、安全性差、无防雷保护措施，投资大、建设维护困难等诸多缺点，尤其是当某用户需要同时使用两个以上的交互式终端（TV、PC等等），家庭局域网的问题必将成为最严重的问题，这系列问题逐渐在实际应用暴露出来。当前接入网方案中大家比较关注、争论最多的是：采用双向HFC接入？还是采用HFC+EPON/EOC方案？,Triple-Play时代的有线电视网络,52,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,一、EPON在HFC中的应用EPON主要由OLT（光线路终端接口）、ODN（光分配器）、ONU（光网络单元）组成。EPON采用单纤粗波分复用技术，用一根光纤传输广播和数据信号。采用1550nm波长光发射机+EDFA传输广播式的数字电视、模拟电视信号；EPON数据下行采用1490nm波长广播传输方式，数据上行采用1310nm波长，拓扑框图见图。从图看出，通过一个网络同时完成了TV和PC两个终端设备的接入。如果用户需要多个交互式终端时，则仍然需要建设家庭局域网（五类线为媒质的以太网和交换机）。这种结构的网络实际上与HFCLAN没有本质区别（目前光纤以太网到楼栋、五类线入户就是这种结构）。某种意义上讲，EPON就是以太网光纤化的一种实现形式。,Triple-Play时代的有线电视网络,53,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,Triple-Play时代的有线电视网络,54,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,二、HFC+EPON与双向HFC接入网的应用比较HFC+EPON/EOC方案真的是适合有线电视网络运营商的实际情况吗？能否取代双向HFC网络？回答是否定的。因为用户的实际需要和室内的家庭局域网必须“一网多能”，在建设时必须考虑一个用户需要多种交互式设备。关于EPON取代HFC是中国厂商的“创造”。1.HFC+EPON与双向HFC的网络结构比较分析2.HFC+EPON与双向HFC投资成本比较3.“家庭局域网”实施的比较分析,Triple-Play时代的有线电视网络,55,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,1.HFC+EPON与双向HFC的网络结构比较分析：HFC采用简单的光缆+电缆点到多点的结构方式。EPON（以太网+无源光网络）以一点对多点的网络架构铺设光纤到楼，光无源分配放在野外，楼栋安装ONU对每一个单元（16户）进行处理，需要同轴RF分支分配网络和五类线ONU+LAN以太网双线入户，或者再增加EOC设备实现EthernetoverCoax入户。HFC+EPON，HFC网络设备和EPON网络设备各司其职，网络设备投入多，相对于双向HFC一网多功能的网络结构更为复杂、维护难度更大。在单向的HFC广播电视网络的基础上再建设一张EPON数据网实现回传和开展数据业务,是建设“双网络”的理念。,Triple-Play时代的有线电视网络,56,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,2.HFC+EPON与双向HFC投资成本比较1)双向HFC方案的分析单向的HFC网络必须改造，在HFC结构条件下，单向网络改造为双向网络户均投入增加30元左右。双向HFC对多业务的支持只需要在前端和用户端添加相关的业务设备就可以开展，同时业务开展可以是由集中式（全网共享）到分布式（区域共享）。前期投入小，技术风险小，有可借鉴的国内外成功案例。为讨论成本方便，以原有单向传输的HFC网络为基础（不考虑其成本），对双向改造与EPON叠加在单向HFC网络上增加的投资进行比较。,Triple-Play时代的有线电视网络,57,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,HFC+EPON与双向HFC投资成本比较2)EPON+HFC方案的分析EPON在有线电视系统的应用，首先必须要有一张传输可靠的单向HFC网，之后再将光纤以太网数据网叠加。实现这个方案，有几个前提条件：其一：实施光纤改造到楼，增加一条五类线入户，若考虑用户将来有多个交互式终端，还需要考虑室内以太网成本。其二：EPON系统中由于ONU是户外有源设备，每16户就需要一个，ONU将比楼栋放大器的数量多3-5倍，需要电源供应，采用220V就地供电？如何防雷？这个成本应该怎么算？如果采用60V集中供电，也是很复杂的事，EPON解决了什么问题，如果采用市电供应，防雷问题严重，上述问题都是城域以太网遇到的大问题。其三：如果限于宽带数据业务，考虑用户入户只有一个以太端口（地址）不会有太多问题，但是，如果用户要求两个以上的交互式机顶盒，并且要求设备在任意房间可以使用，这个问题怎么办？只有由用户自己建设户内以太局域网。EPON技术在日本之所以得到规模应用，是因为日本的大部分住房内，建设时已经按照户内以太网络建设了，网络运营商不需考虑户内网络问题，如同国内同轴电缆网络随房屋建设相类似。,Triple-Play时代的有线电视网络,58,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,2.HFC+EPON与双向HFC投资成本比较3)投资成本比较以一个1万用户的有线网络为例，约208栋楼房，约850个单元，500户一个光节点，40个光节点，10%的数据用户为例，分别以双向HFC和EPON+HFC作投资比较（仅开展数据业务）。,Triple-Play时代的有线电视网络,59,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,A.双向HFC方案（增加上行传输和数据设备CMTS+CM部分的投入）,Triple-Play时代的有线电视网络,60,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,B.EPON+LAN方案（单向HFC网络不计算在内，每户一个地址）,Triple-Play时代的有线电视网络,61,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,C.EPON+有源EOC方案（EOC在光节点，不增加光缆，利用同轴电缆支干线EOC,同时减少入户五类线成本，仅仅为数据业务，所以不包括室内局域网成本）,Triple-Play时代的有线电视网络,62,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,D、EPON+无源EOC方案（光纤到楼，EOC在楼栋）,Triple-Play时代的有线电视网络,63,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,通过以上成本分析，非常明显看出，双向HFC方案在开展数据增值业务具有前期投入少的优势，是一个与发展用户同步逐步投入的过程。以上方案除了HFC在光节点供电以外，其他任何方案还存在供电、防雷及维护问题。EPON在HFC网络上叠加会增加用户内部投入和户内“家庭局域网”建设，造成大量的户内维护工作量，杭州模式HFC+LAN方式目前最头疼的就是户内问题（用户需要增加机顶盒），同时EPON自身技术问题和在有线电视中应用中也带来了更多的问题。,Triple-Play时代的有线电视网络,64,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,3.“家庭局域网”实施的比较分析小型“家庭局域网”的建设、维护是网络运营商面临的新课题，用户室内网络的建设投资大、维护量也大。这是HFC、以太网、光纤入户、EPON技术都不能回避的关键“最后10米”的问题。双向HFC与双向HFC+EPON/EOC的户内布线情况常见下图：,Triple-Play时代的有线电视网络,65,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,3.“家庭局域网”实施的比较分析1)双向HFC接入方案户内布线采用“同轴电缆无源分配器”方案，网络工艺简单，维护方便，低成本的发挥了光纤和电缆的优势，在单根电缆上传输电视与交互数据信号，解决户内户内多终端、多业务的布网问题模式简单，容易实施，用户的投入成本最低，维护量最小。2)HFC+EPON接入方案采用同轴电缆到户传输广播电视信号，采用ONU+LAN，五类线到户传输交互式业务，若用户要求多个交互式终端，须采用“同轴电缆五类线小型交换机”方案，同时需要对用户的每个主要房间布网并安装若干终端设备接口，不仅户均成本高，而且安装、维护工作量也相当巨大，并且与家庭原有装修矛盾，用户的阻力大，实施困难。3)HFC+EPON+EOC接入方案HFC+EPON+EOC（EthernetoverCoax）接入方案实际是为了避免楼道内铺设五类线，实现数据与电视采用一根同轴电缆入户，但仅限于单向电视信号分配和一个MAC地址；若用户要求多个交互式终端，同样不可避免增加“五类线小型交换机”布网。户内线路的建设成本同样非常高，日常维护也相当困难。通过上述分析，双向HFC接入方案最容易实施，从长远看和北美的成功经验，也是最适合的选择。,Triple-Play时代的有线电视网络,66,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,三.EPON在有线电视应用的相关问题1.EPON技术自身的技术缺陷1）技术方面：国外开始尝试GPON技术，EPON由于以太网固有的安全性、QoS特性以及带宽管理、OAM功能较弱，将被传输效率更高、操作维护管理(OAM)能力和业务支持能力更强的下一代技术GPON所取代。2）兼容性方面：EPON相关的标准IEEE802.3ah只规定了MAC层和PHY层的标准，MAC层之上的标准依赖于EPON设备厂商，这造成了EPON设备互操作性差的缺点；2.1550nm电视广播+EPON交互应用的缺陷HFC+EPON/EOC方案对单向广播电视采用1550nm光波传输，对交互式业务传输采用以太网络技术实现互动点播服务，即IPTV技术，首先需要在MPEG-2信源平台上再建MPEG-4节目平台，投资大，另外以太网IP的技术特性决定了其承载电视信号具有先天的不足，譬如带宽争用、拥塞、时延、抖动等，均会影响业务的正常开展，注定了IPTV很难提供电视广播级的无抖动、无中断的节目，势必影响客户体验，业务吸引力也将大打折扣。,Triple-Play时代的有线电视网络,67,四、HFC改造的几种方式的成本分析与特点探讨续,三.EPON在有线电视应用的相关问题3.HFC+EPON方案中EOC入户应用的问题EPON在HFC中的应用目前普遍是ONU到楼栋，入户方式有两种，一是EPON+LAN方式（-5同轴电缆和五类线双线入户），另外一种是EPON+EoC（EthernetoverCoax）方式，以回避楼栋五类线的布网。由于楼道采用LAN方式已经不是新话题，不作过多讨论，而EPON+EoC方式在实际应用中的一些问题主要有：系统采用带宽