广电双向改造同轴接入段部分方案技术对比

1、广电双向改造同轴接入段部分方案技术对比深圳市捷能科技有限公司()一、前言在”光进铜退"的大趋势下，使用EPON/GEPON技术可以节省主干光纤，以太网标准解决了广电HFC中光部分双向改造中的难题。光纤、光设备越来越便宜。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）。最后100m用户接入如何解决成为市场热点，国内目前约有超过1亿的有线用户，是世界上最大的同轴网，为了保护和再利用这庞大的资源,曾出现过很多技术来适应这个需求，如DOCSIS、EoC、MoCA等技术。 二、各种方案介绍一）CMTSCMTS在北美已经使用多年， 通过对信号进行QPSK/QAM调制，

2、 在HFC低频端进行双向传输。 CMTS的优点是前期可实现大规模双向覆盖， 便于市场的业务部署。据全球CMTS使用情况报告分析，除在人口比较分散的北美CMTS接入方式占有比较高的份额外，在亚洲及其他人口比较密集的地区，CMTS的用户数量相对很少，也预示着CMTS在中国很难成为主流的双向改造技术。优点利用现有的CATV网络，适合稀疏模型网络；技术标准及产品比较成熟；缺点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（<65 MHz）。通常这种噪声由电子马达、雷电、HAM、短波广播甚至太阳黑子以及用户家中终端盒，埋入墙中的线缆质量，私接非标准件，家里各类接口处胶布

3、连接线路等情况引起，它将破坏Cable Modem在上行通道（反向回传通道）的数据传输，以致于降低用户的通信质量，尤其是在视频或IP话音等实时业务情形下，噪声干扰将引起数据传输延时和抖动，造成视频图象失真或话音不连续。上行噪声汇聚也是一个工程和维护的难题，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。青岛舍弃CMTS技术就是一个明证。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，但是下行传输速率为160M比特/秒，上行传输速率为120M比特/秒（DOCS

4、IS3.0目前能达到的水平）100户共享，每户只能下行1.6M比特/秒,上行1.2M比特/秒，局限在于CMTS设备包转发能力弱，一般仅有上万pps, 无法满足日益增长的高带宽业务需求。另外CMTS设备数据功能简单，仅仅有简单的MAC学习管理，桥接转发能力，需要外接IP路由设备完成业务平台的搭建。CMTS采用多值正交幅度调制MQAM(其中M=2m，当m=2，3，4，5，6，8时，分别对应QPSK，8QAM，16QAM，32QAM，64QAM，256QAM)调制方式，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。CMTS单位带宽成本太高是这个方案的致命弱点。短期内如果只作宽带

5、接入和上网，每个信道实际接入服务200户以下（覆盖2000户以下），由于共享和非同时应用，上网速度还可以达到200k2M。如果作流媒体服务（IPTV、VOD等现在流行的新业务），每个用户都需要长时间占用网络、大流量吞吐数据，每个信道只能服务40户以下，成本就太高了。因此交互业务占用的频道不宜过多，一般下行只安排8个频道。由于CMTS与光发射机的对应关系，如果每个光节点服务100户、双向各占用2个频道（下行采用64QAM调制时50户共享38Mdps）的话，一台光发射机只能带4个光节点。这样就只能选用46mW的小功率光发射机。如果一个分前端服务2万户的话，就需要50台光发射机和50台8通道CMTS

6、，2万个CM。这种方案前端设备数量巨大，维护管理复杂，IP网的升级扩容几乎不可能。技术局限，限制了CMTS在广电双向改造中的应用！二） EoCEoC (Ethernet over Coax)利用有线电视同轴电缆网的低频段（565MHz）传输基带以太信号，然后数据通道通过低通滤波器与85 862MHz有线电视通道汇合而实现。优点 设备成本较低 不受同轴网络的噪声对系统传输质量的影响缺点占用现有信道资源无法通过分支分配器需要对网络进行改造，以太链路损耗不能超过11.5dB, 故只容许楼内同轴电缆布线按星形连接。由于大多数楼内布线已是分支抽头结构，实际上还是要求楼内要重新布线。一户入数据网，整楼就要

7、改造，使初期投资增大。EOC使用有线电视低频段（565MHz）受干扰较大，隔离度不够，数据影响视频信号反射衰耗很难做好，使数据反射不可避免，对以太交换机的要求高。若数据链路工作于半双工模式，数据通信有效流量就要降低。只能工作于10Mbps（理论速率），对今后用户数据速率升级没有余地。因此只是一种短期过渡方案。三）MoCAMoCA 即Multimedia over Coax Alliance，是产业标准，提供基于同轴电缆的宽带接入和家庭网络产品方案，包括运营商，系统设备制造商，芯片供应商，构成完整的产业链。 技术背景：可以利用现有的同轴电缆网络，结合光通信技术，用它来向大厦和小区提供高速宽带接入

8、能够轻易反向穿透电缆分配器而无需改造电缆网络就可达到双向通讯得目的，提供两种与众不同的网络技术，大大加强了语音，高速数据，高请视频Triple Play 的高品质体验占用频段800-1500 MHz，每一频道带宽为50MHz，每段同轴电缆最多支持4-8 个频道，每个频道上可同时连接31 个终端客户，在每个50MHz 频道内双向物理传输速率可达270Mbps，有用数据传输速率为130Mbps，距离可达600m 采用点对多点的网络拓扑结构，支持31 个终端（CPE）客户和一个网络管理端（NC），该网络被设计成可预订，无竞争方式，采用BOSS 或网络管理端来计划媒介中所有要传输的内容来实现。穿透分离

9、器技术可以反向跳过分离器，使网络信号从这个同轴电缆插座通道另一个同轴电缆插座通道，实现网络互联。 利用反向通讯穿透多组分离器包括嵌套分离器的技术，完全可以工作在一个全无源的同轴电缆网络中核心竞争力 不要求改变业已存在的网络布线 不需要增加新的接入点装置 不需要增加新的电缆 用户端无需专业人士，或受训人士安装 真正的即装即用的解决方案同轴电缆宽带接入特点 高数据带宽 上行和下行都具备高达270 Mbps 的实时物理层传输速率 在一个频道上可以提供有效数据速率高达130Mbps 是目前唯一在同轴电缆上可以提供实际数据传输速率>100Mbps 的成熟技术 使用灵活可以在任何一个房间或多个房间的

10、同轴电缆接口上自由接入 对上行带宽和下行带宽提供可配置带宽管理 简单可靠一个局端可由多达31个CPE 来共享信号频段为800-1500 MHz，无噪声频段频率分布占用频段800-1500 MHz29 个独立频道每一频道带宽为50MHz步长25MHz宽带接入技术规格 每个频道最大270Mbps 的物理数据速率和130Mbps 的有效数据速率 使用频段为：800MHz 1500MHz，每个频道带宽为50MHz，共29 个频道 每个频道使用一个NC（局端）设备，每个NC 支持31个CPE 设备 典型发送电平：3dBm 接收电平范围：0 to -75dBm 调制方式：OFDM，TDMA/TDD 典型时

11、延：3ms 功耗：<10W 带宽可管理 基于WEB 的网络管理 用户可选RF 频道 远程网络监控工具 远程或现场可升级软件 密码保护访问控制单频道传输性能(300m) 31 个CPE 时FTP 下载速率>80Mbps 31 个CPE 时UDP 速率>100Mbps CPE 数量下行UDP 数据吞吐率(Mbps) 上行UDP 数据吞吐率(Mbps) 1-6 130-107 130-107 7-12 102 100 13-18 102 100 19-24 102 100 25-30 102 100 31 102 100 注：100m 条件增加约5 Mbps，600m 条件减少约5

12、 Mbps 多频道模式 可在同一条同轴电缆中线性叠加频道，增加数据带宽和用户数量 目前支持4 频道有效数据带宽到400Mbps 马上升级到8 频道可达1Gbps 支持多达241个终端用户（8×31） 提高带宽利用率 成本低廉 安装简单 支持自动负载平衡（需上层网管软件支持） 带宽管理特性 允许提供优先级服务 速率自适应 系统上行和下行速率控制 客户端数据率限制，包括上行和下行1Mbps 至最大网络速率 客户端数据率保证, 包括上行和下行0-30Mbps 支持IEEE 802.1P 优先级带宽管理网络安全特性 56 位硬件DES 加密 NC 端控制客户端接入 NC 端可对客户端划分VL

13、AN NC 为每个NC 至CPE 点对点频道生成唯一的静态TEK 在网络管理时，NC 发送静态TEK 至CPE 在连接周期内静态TEK 不作改变 CPE 单播数据包使用静态TEK 加密 NC 至CPE 的广播包使用共享TEK 加密QoS 支持 视频和VoIP 支持 支持IP ToS、DiffServ、DSCP、802.1p 在强烈的数据波动情况下保证很好的品质 1 E-6 PER 低网络延迟 优先级支持，8 个优先级映射到2 个或3 个优先级CPE 产品的特点-用户端零 配置 自动远程配置，允许客户自己安装并可从局端维护 频率自动扫描，允许客户自己安装并可从局端维护 CPE 节点零配置，允许客

14、户自己安装并可从局端维护 CPE 端鉴权控制，阻止非法用户接入网络 保持向后兼容，允许远程代码升级自动距离模式 设备可根据接收到的信号自动调整距离模式，可调整成三级：100m、300m、600m三、简单比较1，几种主要双向接入技术的比较 CMTSEoCPLCLANMoCA投资情况前期投资头端价格高,项目前期投资大,用户规模发展后,大带宽需求用户成本依然偏高; 户均成本高;需改造Cable线路网络,前期投资大,覆盖成本较高;用户规模发展后,成本线性增加; 户均总成本较高;设备成本教高，覆盖成本高，用户规模发展后,成本线性增加;户均成本较高;前期覆盖成本高, 初期投入大;规模后,新增用户成本低;用

15、户密集度越高,户均成本越低;规模发展后, 户均成本低;规模发展户均成本工程要求网改难度要求全网双向改造;头端覆盖能力强,可短期内规模覆盖;施工技术要求较高;网络漏斗噪声和电平均衡要求高,对运维人员要求较高需改造Cable线路网络，很难在短期内覆盖;施工难度很大;设备易维护,对运维人员要求低;网络改造难度一般很难在短期内覆盖;施工难度大设备维护,对运维人员要求中; 对HFC无改动,但要重铺LAN网络;要进行覆盖建设;小区,楼道,入户走线难度大;网络容易受各种外界条件影响,维护量大;无需对Cable网络进行改造；头端覆盖能力，一个头端可带很130个终端；施工量很小, 容易安装使用；维护较简单;覆盖

16、能力施工难度维护难度功能性能户均带宽共享头端38Mbps带宽,户均带宽低;网管能力强;抗噪能力弱,对网络质量要求高;头端带宽大,且靠近用户侧,户均带宽10M;有网管能力;传输距离有限HomePlug1.1的物理层传输速率仅为4.545Mbps共享，且当1点对多点通信时，会受到汇聚噪声的影响，故抗干扰能力较差因是铺新网,带宽大,组网灵活;网管能力差,无统一网管;抗干扰能力较强,电口传输距离有限;成熟技术;户均带宽大,物理层可达 270Mbps共享带宽;网管能力强;传输距离长，可达200米, 抗干扰能力强;2，楼内接入技术使用对比LANDOCSIS 2.0PLCHomePlugAVEOCMoCA传输距离100m100km*0.1-1.0km100m200m上行速率（Mbps）100-10001.5（共享）80Mbps10>100下行速率（Mbps）100-100040(共享)80Mbps10>100工作频段(MHz)基带5-65 85-8621.6-30基带850-1500芯片集 部分SoC1组芯片/用户 2组芯片/用户1组芯片/多用户1组芯片/用户铺设费用高(配线）,需重新布网线高（设备）,网络需全程改造高Cable网络需改造,工程难度大不改动现有Cable网络，费用低实用化实用实用，但要求线路质量教高不成熟，低频干扰大低频干扰实用综上所述，MoCA