有线网络双向技术比较-080301

1、创新、整合、品质创新、整合、品质有线网络双向技术比较有线网络双向技术比较提纲提纲n 有线网络体系结构有线网络体系结构n CMTS+IPQAM的改造方案的改造方案p方案简介方案简介pCMTS的问题的问题pIPQAM的问题的问题n GEPON+EoC的改造方案的改造方案p方案简介方案简介p方案技术特点方案技术特点pEoC的技术介绍的技术介绍n 结论结论现有同轴网络结构现有同轴网络结构同轴电缆根据带宽上限可以分为两代：第一代: 仅用于传输模拟信号（0550MHz）第二代 : 可同时传输模拟和数字信号（0750/860MHz）光节点Fiber有线电视前端有线电视前端O OL LT T 1 1S S Y

2、 Y S S T T E E M M L L I I N N K K D D A A T T A AO OL LT T 2 2O OL LT T 3 3O OL LT T 4 4L LI IN NK K1 12 23 34 4L L A A N NR R E E S S E E T TD DA AT TA AA AC CT TI IV VE EO OL LT T 1 1O OL LT T 2 2O OL LT T 3 3O OL LT T 4 4L LI IN NK K1 12 23 34 4L L A A N NR R E E S S E E T TD DA AT TA AA AC CT T

3、I IV VE ETV +Cable Model光节点光节点Coax模拟或数字模拟或数字电视平台电视平台放大器放大器HFC网络现状和发展网络现状和发展n 光纤成本降低光纤成本降低p 铜缆越来越贵，光纤、光设备越来越便宜铜缆越来越贵，光纤、光设备越来越便宜n 光进铜退光进铜退p 光纤越来越靠近用户、每个光节点覆盖的用户数越来越少（光纤越来越靠近用户、每个光节点覆盖的用户数越来越少（2000500100），已经进入），已经进入FTTP时代时代n 最后最后100米覆盖米覆盖p 最后最后100米同轴双向接入技术成为市场热点米同轴双向接入技术成为市场热点n 网络网络IP化化p 新一代编解码技术都是基于新

4、一代编解码技术都是基于IP的，欧美等国骨干网都已经的，欧美等国骨干网都已经IP化，化，接入网络也已经向接入网络也已经向IP化改造，最终发展趋势是全网化改造，最终发展趋势是全网IP化化归结起来，整个网络正面临数字化、双向化、归结起来，整个网络正面临数字化、双向化、IP化的发展！化的发展！HFC有线网改造方案有线网改造方案CMTS+IPQAMn CMTS+IPQAM应用到同轴网络目的应用到同轴网络目的p 实现IPQAM技术下的双向方案p CMTS负责信令回传，IPQAM负责视频流内容的下发；n 业务支撑业务支撑p CMTS提供低带宽的双向数据业务p IPQAM提供视频的下行通道，CMTS提供上行的

5、请求传送n 特点特点p国外比较成熟的方案。国外比较成熟的方案。CMTS+IPQAM网络结构网络结构CMTS+IPQAM实现实现VoD点播点播n 上行信号流程：物理网络为上行信号流程：物理网络为CMTS的上行通道，的上行通道，在的在的STB端集成相应的上行模块：端集成相应的上行模块：DOCSIS解调解调模块。模块。RTP、RTSP等各种协议通过上行通道完等各种协议通过上行通道完成与前端服务器之间的交互。成与前端服务器之间的交互。n 下行信号流程：用户通过下行信号流程：用户通过CM和和CMTS发起信令请发起信令请求后，求后，VoD Server响应点播请求，将单节目传输响应点播请求，将单节目传输流

6、（流（SPTS）封装成）封装成UDP包经包经IP骨干网络传输至骨干网络传输至IPQAM，IPQAM完成解封装并将多个完成解封装并将多个SPTS流复流复用成多节目传输流（用成多节目传输流（MPTS）,MPTS流经流经IPQAM调制输出调制输出RF信号经信号经HFC传输到传输到STB。 IPQAM 概述概述n QAM调制器将调制器将TS流调制到模拟信道上，送入混合器传送到流调制到模拟信道上，送入混合器传送到HFC网络上网络上p QAM调制器总是和VOD服务器放在中心机房中，混合的频率将进入全网p 对于频率资源来说非常浪费 一个8MHz的模拟频带，仅能传送6套VOD节目，即使一个有线网络拿出20个频

7、点传送VOD业务，全网也只能同时支持120路VOD节目。n IPQAM是借助是借助IP技术对传统技术对传统QAM的改良接入方式的改良接入方式p 新产品，老技术；新产品，老技术； IPQAM是在以前广电传统的是在以前广电传统的QAM调制器的基础之上，将上行的调制器的基础之上，将上行的ASI接口接口换成了换成了IP接口，下行的接口仍不变接口，下行的接口仍不变 p 将将QAMQAM调制器从有线电视中心机房下拉到有线电视网络的分前端调制器从有线电视中心机房下拉到有线电视网络的分前端 将原有的一个大网切割成将原有的一个大网切割成10个小网，则同样是拿出个小网，则同样是拿出20个频点传送个频点传送VOD业

8、业务，则全网可以同时支持务，则全网可以同时支持1200路路VOD节目。节目。 CMTS系统系统n CableModem系统包括前端设备系统包括前端设备CMTS和用户端设备和用户端设备CableModem（CM），两设备通过双向），两设备通过双向HFC网络连接。网络连接。n 主要性能分为上行通道和下行通道两部分。主要性能分为上行通道和下行通道两部分。p 下行通道的频率范围为下行通道的频率范围为88860MHz，每个通道的带宽为，每个通道的带宽为6MHz，采，采用用64QAM或或256QAM调制方式，对应的数据传输速率为调制方式，对应的数据传输速率为30.342MbS或或42.884MbS。p 上

9、行通道的频率范围为上行通道的频率范围为565MHz，每个通道的带宽可为，每个通道的带宽可为200、400、800、1600、3200kHZ，采用，采用QPSK或或16QAM调制方式，对应的数调制方式，对应的数据传输速率为据传输速率为3205120kbs或或64010240kbs。CMTS+IPQAM的主要问题的主要问题n CMTS的技术的定位的技术的定位pCMTS产生是根据国外的有线电视同轴网络的环境。产生是根据国外的有线电视同轴网络的环境。CMTS技术传输距离远，同时国外用户密度小、相互之技术传输距离远，同时国外用户密度小、相互之间干扰较少，带宽和服务基本可以保证。而国内的有间干扰较少，带宽

10、和服务基本可以保证。而国内的有线网络情况则是用户密度极大、网络节点较多，用户线网络情况则是用户密度极大、网络节点较多，用户之间的反向噪声很大。因此造成之间的反向噪声很大。因此造成CMTS在实际网络中应在实际网络中应用时的传输质量变得非常恶劣。用时的传输质量变得非常恶劣。p最初的最初的CMTS技术提供双向业务是希望取代技术提供双向业务是希望取代ISDN/拨号拨号等窄带技术，因此在带宽上有一定优势；但是随着等窄带技术，因此在带宽上有一定优势；但是随着xDSL、iHFC等技术的出现，等技术的出现，CMTS的带宽优势已经不的带宽优势已经不存在。而面对视频、流媒体等高带宽的新业务，反而存在。而面对视频、

11、流媒体等高带宽的新业务，反而无法提供良好的支持。无法提供良好的支持。CMTS+IPQAM的主要问题的主要问题n CMTS的主要问题的主要问题pCMTS设备在网络中位置高，覆盖面大。设备在网络中位置高，覆盖面大。由于位置太高无法解决汇聚噪声问题；由于位置太高无法解决汇聚噪声问题；共享用户多，带宽低，造成无法提供高带宽的业务；共享用户多，带宽低，造成无法提供高带宽的业务；p同轴网络改造成本高同轴网络改造成本高在不改变网络结构的情况下，对原有网络中的设备：放大器、在不改变网络结构的情况下，对原有网络中的设备：放大器、中继等进行改造，数量大、改造量大，成本大；中继等进行改造，数量大、改造量大，成本大；

12、p协议复杂协议复杂经过不同介质和多级节点，协议复杂，考虑因素多；经过不同介质和多级节点，协议复杂，考虑因素多；p同轴网络改造成本高同轴网络改造成本高在不改变网络结构的情况下，对原有网络中的设备：放大器、在不改变网络结构的情况下，对原有网络中的设备：放大器、中继等进行改造，数量大、改造量大，成本高。中继等进行改造，数量大、改造量大，成本高。CMTS+IPQAM的主要问题的主要问题n IPQAM的主要问题的主要问题p过多占用了同轴网络的频宽资源，过多占用了同轴网络的频宽资源，24QAM调制器就占调制器就占用了用了200Mhz的频宽，又是极大的资源浪费；的频宽，又是极大的资源浪费；pIPQAM是基于

13、是基于HFC网络的一个集成的系统，整个系统网络的一个集成的系统，整个系统由多种网络和应用的控制信令共同存在，没有网络分由多种网络和应用的控制信令共同存在，没有网络分层的概念，实现和修改比较复杂，加大了未来的业务层的概念，实现和修改比较复杂，加大了未来的业务扩展和网络的改造的复杂性和难度。扩展和网络的改造的复杂性和难度。p相对于传统的窄播区技术而言，相对于传统的窄播区技术而言，IPQAM并没有本质上并没有本质上的变化；的变化；p技术标准尚未统一，产品有待进一步完善；技术标准尚未统一，产品有待进一步完善；pIPQAM只是提升了基于只是提升了基于HFC网络上的网络上的VOD的应用规模，的应用规模，从

14、从HFC网络本身还是一个单向的网络，网络本身还是一个单向的网络，HFC VOD还需还需要另外一个双向网络，如要另外一个双向网络，如CMTS。因此。因此IPQAM还是一还是一个过渡方案。两张网络的建设，结构复杂，维护工作个过渡方案。两张网络的建设，结构复杂，维护工作量大；量大；p建设成本非常高，折合到每建设成本非常高，折合到每4Mbps的码流成本约的码流成本约800元元/流，再加上流，再加上CMTS的的1Mbps带宽投入带宽投入2700元，每元，每4Mbps VoD+1Mbps数据流的网络设备成本就达数据流的网络设备成本就达3500多元；多元；p仅仅为了仅仅为了VOD点播的功能建立网络，功能单一

15、，网络点播的功能建立网络，功能单一，网络应用方向没有扩展性，没有清晰的网络层次，不符合应用方向没有扩展性，没有清晰的网络层次，不符合未来未来IP网络建设、发展的原则；网络建设、发展的原则；HFC网络改造的新模式网络改造的新模式GEPON+EoCn GEPON+EoCp根据根据HFC网络结构特点，光纤部分采用网络结构特点，光纤部分采用GEPON技术，技术，同轴部分采用同轴部分采用EoC（Ethernet over Coax）技术。）技术。n 特点特点p光纤部分采用光纤部分采用GEPON技术技术将光纤自光节点延伸至放大器，使光点的覆盖范围减小，更便将光纤自光节点延伸至放大器，使光点的覆盖范围减小，

16、更便于同轴部分的改造；于同轴部分的改造；GEPON技术成熟，改造简单，管理维护方便，更重要的成本技术成熟，改造简单，管理维护方便，更重要的成本低，投资少；低，投资少；p同轴网络部分采用同轴网络部分采用EoC的技术的技术实现在同轴电缆上双向功能实现在同轴电缆上双向功能高带宽，高带宽，IP化化多业务支持：多业务支持：IP数据、数据、IPTV、模拟电视、数字电视；、模拟电视、数字电视；GEPON+EoC整体网络架构整体网络架构IPIP城域网城域网小区同轴网小区同轴网VoDVoD系统系统OLTOLTEoCEoC终端终端EoCEoC终端终端光纤传送网光纤传送网分光器分光器ONU ONU ONUONU O

17、NU ONU EoCEoC头端头端EoCEoC终端终端OLT OLT GEPON+EoC的技术特点的技术特点n 采用采用GEPON技术充分利用光纤资源技术充分利用光纤资源p 带宽更高，设备少，密度大；节省机房、维护等相关资源；带宽更高，设备少，密度大；节省机房、维护等相关资源；p 无源光网络带来的好处故障点少，维护点少，问题易判断，维护无源光网络带来的好处故障点少，维护点少，问题易判断，维护量降低；量降低；p 成本低，光纤改造部分的投资大大降低；成本低，光纤改造部分的投资大大降低；n 网络结构简单网络结构简单p 网络简单，易于部署和建设、维护；网络简单，易于部署和建设、维护；p 无需改变网络结

18、构，无需对现网设备做双向改造；无需改变网络结构，无需对现网设备做双向改造；p 协议简单，设备成本下降；协议简单，设备成本下降；n 采用采用EoC技术解决同轴网络的改造技术解决同轴网络的改造p 技术简单，部署方便；技术简单，部署方便；p 打造一个纯打造一个纯IP的双向网络；的双向网络；p 带宽高，更适合高带宽高品质的业务，适合与未来新业务的开展；带宽高，更适合高带宽高品质的业务，适合与未来新业务的开展；p 缩小同轴子网的规模，改造效果更好；缩小同轴子网的规模，改造效果更好；p 成本低廉，方便规模部署；易于安装维护。成本低廉，方便规模部署；易于安装维护。几种几种EoC技术技术n 无源无源EoC：p

19、以太网信号差分信号直接在同轴电缆进行传送的一种以太网信号差分信号直接在同轴电缆进行传送的一种传输技术；传输技术；n 有源有源EoC：以太网络信号经过调制解调处理后通：以太网络信号经过调制解调处理后通过同轴电缆传输。包括以下几种：过同轴电缆传输。包括以下几种：pHomePNApMoCApHomePlugpWiFi无源无源EoC存在问题存在问题n 技术上：技术上：p无源信号的频带在无源信号的频带在50K15MHz；p无法穿越网络中的分支分配器；无法穿越网络中的分支分配器；p适合集中分配的星形网络拓扑；适合集中分配的星形网络拓扑；n 应用问题：应用问题：p只适用于集中分支分配的环境下，需对目前网络进

20、行只适用于集中分支分配的环境下，需对目前网络进行大规模改造；大规模改造；p用户家庭中需要重新进行布线和施工；用户家庭中需要重新进行布线和施工；p在业务渗透率较低的情况下，以太网交换机的利用率在业务渗透率较低的情况下，以太网交换机的利用率低下，造成开户用户成本过高，初期投资大；低下，造成开户用户成本过高，初期投资大；MoCA简介简介n 标准标准p 2004年年1月月5日，日美八家电机和通信设备供应商成立了业界团体日，日美八家电机和通信设备供应商成立了业界团体“Multimedia Over Coax Alliance（MoCA）”，为企业联盟标，为企业联盟标准。准。n 带宽带宽p 占用占用50M

21、Hz频段，速率高，可达到频段，速率高，可达到270Mbps的物理层传输速率，的物理层传输速率，实际吞吐量为实际吞吐量为120Mbps。n 工作频率工作频率p 工作在高频段，工作频率为工作在高频段，工作频率为800MHz-1500MHz。n QOS保证保证p 标准计划中涉及到标准计划中涉及到QoS（服务品质）保证等功能的考虑。（服务品质）保证等功能的考虑。n 可商用性可商用性p 芯片价格较高，产品在国内应用少芯片价格较高，产品在国内应用少MoCA技术缺陷技术缺陷n 带宽带宽p 协议开销大，实际吞吐量约协议开销大，实际吞吐量约120Mn 覆盖覆盖p 工作频率高，传输损耗大；工作频率高，传输损耗大；

22、p 对目前的对目前的5-1000MHz网络，需要全部改造；网络，需要全部改造；p 覆盖范围小，头端节点多。覆盖范围小，头端节点多。n QOS保证保证p 目前商用芯片不支持目前商用芯片不支持QOS功能。功能。n 非国际标准非国际标准p 企业联盟标准组织。企业联盟标准组织。WiFi技术简介技术简介n Wi-Fi标准标准p Wi-Fi （WirelessFidelity）无线保真技术与蓝牙技术一样）无线保真技术与蓝牙技术一样,同属于在办公同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术；室和家庭中使用的短距离无线技术；p IEEE标准，包括标准，包括IEEE802.11a、IEEE802.11b和和IEE

23、E802.11g；n 工作频率工作频率p 工作在高频段，在无线传输上采用工作在高频段，在无线传输上采用2.4GHz和和5GHz，在，在Coax上采用变频上采用变频的的1GHz左右；左右；n 带宽支持带宽支持p 802.11g的速率上限已经由的速率上限已经由11Mbps提升至提升至54Mbps，实际吞吐量最大不，实际吞吐量最大不超过超过25Mbps；n 覆盖范围覆盖范围p 覆盖半径不超过覆盖半径不超过250米；米；n 产品成本产品成本p 基于无线的芯片价格低，设备成本低。基于无线的芯片价格低，设备成本低。WiFi技术缺陷技术缺陷n 带宽带宽p 协议开销大，目前协议开销大，目前802.11g带宽最

24、高，理论值为带宽最高，理论值为54Mbps，而传输效率仅，而传输效率仅为为40，单个用户访问时，最理想环境下的吞吐率只有，单个用户访问时，最理想环境下的吞吐率只有25Mbps左右；左右；n 传输性能低传输性能低p 频率高，损耗大。高频信号衰减严重，再加上其他噪音影响，在用户高频率高，损耗大。高频信号衰减严重，再加上其他噪音影响，在用户高峰期系统稳定性面临严峻考验；峰期系统稳定性面临严峻考验；n QOS保证保证p 无无QOS保证和多业务的支持，该协议出现的比较早，缺乏较好的保证和多业务的支持，该协议出现的比较早，缺乏较好的QoS保保证机制，无法对业务划分优先级。证机制，无法对业务划分优先级。n

25、业务支持能力差业务支持能力差p 受带宽、受带宽、QOS、可管理性等各方面的限制，该方案仅适合做非实时、低、可管理性等各方面的限制，该方案仅适合做非实时、低带宽的数据类业务。带宽的数据类业务。n 在在Cable上的应用为非标上的应用为非标p WiFi技术虽然上国际标准，但变频后的技术虽然上国际标准，但变频后的WiFi技术是非标的技术是非标的HomePlug AV简介简介n HomePlug（家庭电力线网络联盟）标准（家庭电力线网络联盟）标准p IEEE标准正在制定，是企业联盟标准组织，非国际标准。标准正在制定，是企业联盟标准组织，非国际标准。n 带宽带宽p HomePlug AV标准达到标准达到

26、200M物理层传输速率，开销大，实际吞物理层传输速率，开销大，实际吞吐量为吐量为90Mbps左右。左右。n 工作频率工作频率p 工作在低频段，工作频段在工作在低频段，工作频段在2-28MHz，最低端的频点，最低端的频点2MHz已经已经超过分支分配器的下限频率超过分支分配器的下限频率5MHz，n 覆盖覆盖p 覆盖半径在覆盖半径在250米，更适合家庭网络环境的联网；米，更适合家庭网络环境的联网；n QOS保证保证p 最新推出的最新推出的HomePlug AV支持多业务的调度策略和流的分类。支持多业务的调度策略和流的分类。HomePlug AV技术缺陷技术缺陷n 带宽带宽p物理速率为物理速率为200

27、Mbps，但由于电力线干扰太多，所以，但由于电力线干扰太多，所以采用采用OFDM的调试方式，增加了的调试方式，增加了FEC纠错手段，所以纠错手段，所以实际测试速率在实际测试速率在90M左右；左右；n 产品商用有待完善产品商用有待完善p原有成熟产品是原有成熟产品是85M（实际吞吐量（实际吞吐量40M以下）的产品，以下）的产品，但不具备支持传输多媒体的能力；但不具备支持传输多媒体的能力；p新新AV标准下产品不成熟，没有大规模商用；标准下产品不成熟，没有大规模商用；p不具备网络自诊断和测试功能；不具备网络自诊断和测试功能；p在电力线应用较为成熟，广电的应用刚刚开始。在电力线应用较为成熟，广电的应用刚

28、刚开始。n 非国际标准非国际标准pHomePlug联盟标准。联盟标准。HomePNA简介简介n HomePNA（HomePhonelineNetworkingAlliance）p 家庭电话线联网组织的缩写，家庭电话线联网组织的缩写，1998年由年由3Com/HP/IBM/AMD/Intel等厂家共同提出等厂家共同提出n 标准标准p ITU-T G.9954标准，标准，HPNA3.0产品成熟，目前已经有产品成熟，目前已经有3.1版本商版本商用产品。用产品。n 带宽带宽p 高速率，在高速率，在HomePNA3.0上面，上面，16MHz物理带宽可达到物理带宽可达到128M，最新发布的最新发布的Hom

29、ePNA3.1，物理层速率可达，物理层速率可达160M以上，实际吞以上，实际吞吐率达到吐率达到100M左右。左右。n 覆盖覆盖p 覆盖半径覆盖半径500米米p 由于相对由于相对CMTS覆盖用户少，汇聚噪声比覆盖用户少，汇聚噪声比CM小得多小得多n 工作频率工作频率p 工作在低频段，可工作在工作在低频段，可工作在421MHz、1228MHz、3652MHz，传输损耗小传输损耗小HomePNA技术特点技术特点n高带宽高带宽p高带宽，高带宽， HomePNA3.1 物理层速率达到物理层速率达到128Mbps，HomePNA3.1目前最高物理层速率为目前最高物理层速率为160Mbps；p协议开销小，协

30、议开销小， HomePNA3.0达到达到70M， HomePNA3.1吞吐量吞吐量接近接近100M。n广覆盖广覆盖p线缆衰耗低，覆盖范围广；线缆衰耗低，覆盖范围广；p设备部署密度低，投资少。设备部署密度低，投资少。n高高QOS保证保证p灵活的流分类策略，高效的调度算法；灵活的流分类策略，高效的调度算法；p同时支持同时支持CBR，VBR，Best effort。n成熟的国际标准成熟的国际标准pITU-T G.9954几种技术比较分析几种技术比较分析比较项目HomePNA 3.1WiFiHomePlugMoCA通信方式半双工半双工半双工半双工标准ITU G.9954802.11g/nHomePlu

31、g AVMoCA 1.0调制方式FDQAM/QAMOFDM/BPSK,QPSK,QAMOFDM/子载波QAM自适应OFDM/子载波QAM自适应占用频段12-28MHz，36-52MHz2400MHz或变频2-28MHz800-1500MHz信道带宽16-24MHz20/40MHz26MHz50MHz可用信道113115物理层速率(Mbps)128/160,共享54/108共享200共享270共享MAC层速率(Mbps)70（3.0），100（3.1），共享25，共享90，共享120，共享MAC层协议CSMA/CACSMA/CACSMA/CATDMA客户端数量3132以上16或3231QoSHP

32、NA 3RQoS+GQoS802.11g/nQoS mapped to 802.1d Annex H.28个802.1D优先级映射到2个或3个优先级，（计划中）备注1.技术成熟度高；2.有实际网络的规模应用，效果良好；3.开销小，实际吞吐量较大；4.改造成本低。1.产品成本低，在无线方面应用较多，较成熟2.带宽较低；3.QOS保证较差，业务支持能力差。 1. AV产品还不够成熟。2.协议开销较大。3.成本较高1.较新的技术，在VLAN和QoS等很多方面待完善；2.频率高损耗大降低了速率；3.产品成熟度差，目前只有一家芯片厂商；4.产品价格高。EoC技术的选择技术的选择n 从综合比较来看，从综合

33、比较来看，HomePNA技术非常适合在有线网改造。技术非常适合在有线网改造。p 标准化程度标准化程度 WiFi技术虽然是国际标准，但变频后的技术虽然是国际标准，但变频后的WiFi技术是非标技术是非标 HomePlug和和MoCA是企业联盟标准；是企业联盟标准； 只有只有HomePNA目前是国际标准；目前是国际标准；p 业务支撑能力业务支撑能力 带宽：带宽：MoCA、HomePlug和和HomePNA带宽相差不多；带宽相差不多； QoS能力：能力：HomePNA和和HomePlug支持多种支持多种QoS策略，其他技术相策略，其他技术相对较弱；对较弱； 有线网络自诊断能力：有线网络自诊断能力：HomePNA支持有线网络诊断，判断网络状态