浅析几类广电双向改造主流接入技术

9/13/2010，随着三网融合的启动，广电当前面临着最重要的任务是加快有线电视网络数字化升级改造，加快建设下一代广播电视网，在这一过程中广电网络需要大量采用双向改造的技术，从而确保广电在三网融合竞争的中取得优势。 

　　从国务院推出的三网融合政策来看：2013年至2015年，将总结推广试点经验，全面实现三网融合发展，普及应用融合业务，基本形成适度竞争的网络产业格局。

　　2年以后，根据国务院试点的政策三网融合将会在全国全面地推广开来，对于广电网络数字化升级改造的来说，时间将会是多么的紧张。
　　
　　目前，从我国广电网络的整体来看，其网络仍然存在着大量的HFC网络，而且大多数网络都没有完成双向改造，这样的网络仅能满足基本广播电视节目的传送，既不能承载多媒体交互业务，也不能有效实现网络、业务和用户管理。所以，广电广电当前面临着最重要的任务是首先解决把HFC网络从单向网络改变为双向网络。

　　这对于广电在三网融合的竞争中有利于提升广电自身的网络价值、提高竞争力、提高服务质量、提高收入。网络改造的成效也体现在网络社会效益和经济效益的提高上。改造网络的另一目的是为了应对日益激烈甚至是残酷的竞争：避免用户流失、提升多业务、全业务服务能力，从而提高网络服务的社会和经济效益。

　　那么在当前广电网络的双向改造中，广电部门和大多数商家习惯于涉足哪几类双向改造的主流接入技术呢？

　　1、 EOC

　　1.1、 EOC的概念
  
　　EoC(Ethernet over Coax)是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，主要将机房传送至小区或大楼的宽带数据信号通过电缆向用户传输，满足用户端多业务开展带来的高带宽需求。

　　据DVBCN了解，EoC可以根据数据信号分为基带和调制两种传输方式，分别是基带EoC和调制EoC。

　　基带EoC一般为无源设备，基于IEEE 802.3相关的一系列协议，它将以太数据信号和有线电视信号采用频分复用技术，使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输。它适用于集中分配的小区，一般情况下数据信号必须到楼道。因此基带EoC技术无法适用于网络中的普遍存在的树型网络。

　　调制EoC利用正交频分复用（OFDM）等技术在头端把以太网信号调制到某个频段上，然后再耦合到同轴电缆上传输，在用户端通过类似于CM的设备终端对调制在同轴电缆上的信号进行解调处理恢复成基带信号通过以太网接口向用户提供服务，同时，也将用户的回传信号进行调制加载到电缆网上传输到头端，即实现了通过同轴电缆传输以太网信号的过程。由于采用了先进高效的调制方式以及错误校验技术，物理层速率远远超出无源EoC能够提供的带宽，对未来用户高带宽的接入需求将提供有力的支持。调制EoC系统能克服基带EoC的缺点，具有传输距离远，能跨越放大器、分支分配器，较高带宽，支持QoS，支持集中网管等优点。调制EoC又可细分出很多技术，如MoCA、HomePNA、HomePlug、Wi-Fi等。
　　
　　目前，市场上出现了用EOC技术来进行双向网络化改造。在这方面上，DVBCN记者认为，EOC有着两个方面的优势：其一、目前广电已经拥有丰富的同轴电缆资源，为了保护投资，避免重复建设，无论是从国家层面还是从企业层面，使用EOC来进行双向网络改造是最符合国家和广电运营商的利益的；其二、同轴电缆的频带资源丰富，好的线缆可达1.5GHz以上，如果采用调制技术，加上其屏蔽效果良好，有十分丰富的频谱资源。
　　
　　1.2、 EOC标准尚未确立   

　　EoC系统作为光纤到小区（FTTC）或光纤到楼栋（FTTB）或光纤到户（FTTX）的最后一段电缆传输技术，可将光纤收发器、PON的终端ONU作为上联汇聚设备。从组网方式来看，类似于CMTS在有线电视网络中的应用，只是将CMTS头端设备下降至小区以下使用，以符合“光进铜退”的网络发展趋势。而且从经济性看，调制EoC技术的价格比CMTS技术要低得多。

　　但是，目前EoC存在的一个问题就是它的技术尚在发展之中，多种技术并存竞争市场的局面尚有时日，价格仍然是比较高，究竟何种技术领先需要在实践中进行判断。
     
　　在DVBCN记者看来：基带EOC,只能用在集中分配网上，4\2线转换电路在空载时，交换机就会环回死机，而留给网卡的富余电平只有几个DB；调制类EOC，技术成熟度低，市场极其混乱。低频调制类的缺点是受噪声影响大。高频调制类的缺点是传输损耗大，虽然灵敏度高，但电平太小时信噪比差，吞吐率会下降。另外由于采用带宽共享机制，故不适宜开展IPTV之类的高带宽业务

　　1.3、EOC的应用还存在问题

　　在EOC的应用中，广电专家余少波博士在回复DVBCN记者时，他认为目前在国内的EOC应用中还存在着一些问题：
　　
　　其一、许多的EOC应用场景，或者是用于宽带上网，或是视频采用IPQAM的方式来传输，因此对EOC的延迟、抖动没有要求。所以，现在的应用是不能完全反映我们在以后的NGB中对EOC的需求的。
 
　　其二、对EOC的应用评价，不能仅仅从数量上来评判。而是要从实际的应用场景上来评判。我们的应用场景是什么？我们有什么杨的需求？这些，应该像HINOC标准的建立一样，先要建立一个模型，然后来进行评判。建议科技司或规划院找一些合适的人来参与模型的建立。没有需求就没有评判的标准，没有模型就没有进行评判的根据。没有评判的体系就没有正确的评判。
 
　　其三、EOC的情况调查和评估，需要模型。建立实际的测试规范或是确定实际的指标，也是需要模型的。有了NGB我们知道需要什么样的带宽了，20M===40M。那么，要传输视频，我们需要什么样的延迟和抖动？所以，模型的建立是以后建立测试规范的关键。是进行正确评判的基础。
　　
　　1．4、EOC+EPON技术方案的应用

　　目前，双向网络改造的主流方案有两种，一种是基于HFC网络的双向改造方案（CM方案），另一种是近两年提出的一种新方案，即EPON到楼＋EoC技术方案。
     
　　三网融合，随着广电双向网络改造的深入，据DVBCN了解，目前业界中的大多数广电运营商都比较推崇于EPON+EOC技术解决方案。
     
　　从双向改造的投资成本上来看：武汉长光胡保民博士向DVBCN记者表示，选用EPON+EOC作为双向改造时，该技术在到户带宽、户均覆盖成本等方面，相比CMTS和EPON+LAN，EPON+EoC（EoC以HomePlug AV为例）均具有一定优势。比如说：30%接入率2M接入带宽情况下CMTS户均覆盖成本需要911元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需54元；10%接入率1M接入带宽情况下CMTS户均覆盖成本需要161元、EPON+LAN需要128元、EPON+EoC只需29元。
     
　　从双向改造的速度和难度上来看：胡保民博士认为，在EPON+EoC在双向网络改造中，使用该技术改造难度小、速度快，同时户均覆盖成本低；而“CMTS技术成熟但带宽成本高；EPON+LAN面临全网改造难度大、低接入率时覆盖成本高、楼道交换机管理等众多问题。
     
　　从双向改造的有效利用资源来看：阿尔卡特朗讯公司在接受DVCBN的采访时认为，在三网融合向NGB演进过程中可采用EPON+EOC解决方案，可以有效利用广电运营商丰富的HFC资源，减少网络改造的投资，实现视频、数据和话音的高效综合承载。EPON+EOC方案采用的HomePlug AV/BPL和HomePNA等主流技术也都获得了广泛的应用。 

　　2、 CMTS

　　2.1、CMTS的概念

　　CMTS（Cable Modem Termination System）是线缆调制解调器终端系统，它是一个位于有线电视网前端的设备系统，允许有线电视运营商向家庭计算机提供高速Internet接入。CMTS通过有线电视网发送和接收数字线缆调制解调器信号。它接收从用户的线缆调制解调器发来的信号，将信号转换成IP包，然后将信号按一定路由发送给ISP，连接Internet。CMTS还能将信号下行发送到用户的线缆调制解调器。线缆调制解调器之间不能互相直接通信，必须通过CMTS才能沟通。
　　　
　　目前，虽然CMTS接入技术比较成熟，但是随着EPON+EOC技术解决方案的出现，广电部门和设备商开始慢慢倾向“EPON+EOC”的技术路线，主要原因是：①EOC 每户成本已经低于Cable Modem，得益于光通设备的快速降价；②技术优势明显，干扰小，寿命长，运维成本同样低；③带宽体验较好；④安全性高。
　　　
　　2.2、CMTS的优势与缺陷

　　目前，双向网络改造的主流方案有两种，除了近两年提出的一种新方案（EPON到楼＋EoC技术方案）以外，另一种便是基于HFC网络的双向改造方案（CM方案）。
     
　　基于HFC网络的双向改造方案（CMTS+CM方案）的最大优势：
　　
　　首先，高度集中，除了分前端（前端）的CMTS和用户端的CM以外，没有其他有源的数据网设备，因此管理、维护比较方便。CMTS的另一大优势是时间成本低：一旦部署了CMTS，就像电信ADSL一样可以随时开通用户，这对竞争是非常重要的。
　　
　　其次，覆盖范围大，单从宽带接入业务考虑，CMTS可以分期投资，逐步扩充。
　　
　　另外，CM的标准化、成熟度也是其它方案难以比拟的。DOCSIS标准的带宽利用率最高，能达到的吞吐量也最高。DOCSIS3.0采用频道捆绑技术可以大大提高速率，甚至达到下行1Gbps、上行500Mbps的水平，这是目前所有其它铜缆接入技术无法达到的。
　　
　　在同轴电缆占HFC网络中较大比例的时代，CMTS几乎是基于同轴电缆的唯一可选的双向改造方案。
　　
　　基于HFC网络的双向改造方案（CMTS+CM方案）的最大缺陷：
　　
　　第一，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，上网速率还可以达到200k－2M。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。除非CMTS能够降价90％以上才可能是一个性价比较高的方案。

　　第二，反向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。
　　
　　2.3、双向网改依旧以CMTS为主，EPON+EOC应用逐渐扩大
     
　　截止到2010年6月底，根据《中国数字电视运营季度监测报告》显示，我国有线双向网络覆盖用户已超过4600万户。双线网络改造将是下一阶段我国数字化发展的重要任务之一。
　　
　　格兰研究向DVBCN记者表示，在当前的广电网络的双向改造中，有不足20%的有线运营商完成整个网络内用户的双向网改，有35.3%的有线运营商基本完成市区网络改造，如江苏省的南京、苏州、哈尔滨等地区；有27.1%的有线运营商正在推进本地区网络改造，如湖南省网、湖北省网、安徽省网、吉林省网、沈阳等地区积极推进双线网络改造，推进双向互动业务发展，提高自身在三网融合中的竞争优势。有线运营商双向网络改造任务依然艰巨。
　　
　　同时，从格兰研究向DVBCN记者所提供的资料显示，目前有线运营商网络改造技术以CMTS和EPON+EOC为主。随着EPON+EOC技术的逐渐完善，设备成本逐渐下降，目前越来越多的有线运营商选用EPON+EOC技术方案，可以有效地减少双向网改资金投入，减少部分资金压力。

　　从目前形势来看，以及武汉长光、阿尔卡特朗讯和格兰研究等公司都向DVBCN记者表示，“EPON+EOC”将是今后有线运营商双向网络改造的主选技术方案。

　　3、LAN

　　3.1、LAN的概念
     
　　局域网（LAN）是在一个小区域范围内对各种数据通信设备提供了互连的信息网，其中决定局域网特性的主要技术：一是用以传输数据的传输媒体；二是用以连接各种设备的拓扑结构；三是用以共享资源的媒体访问控制方法。
　　　
　　而局域网(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，以太网系列技术主要包括以太网、快速以太网、千兆以太网和10G以太网等技术。

　　在该类技术中，用于双向网络的接入采用五类线进行入户改造，完成双向数据业务的接入功能，有线电视网络仍然采用HFC网络实现。

　　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，维护与故障处理方便。

　　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。 

　　3.2、LAN 的优点与缺点
　　
　　由于LAN是一个局域网，其它的优点就是在双向改造完成以后，选用了EPON到楼＋EoC技术方案的单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，开展点播业务不需要新增用户的终端投入，并且可以有效节省开通成本。而在存带宽规划上，EPON+LAN技术方案1000M到小区，100M到楼道，10M到户，可满足用户高带宽的需求和未来多业务接人的需要。
　　
　　但是LAN 同时也有一个很大的缺点：不能在楼外布网线，易遭雷击。如果报装率太低，满铺的投资太大，利用率太低，投资收回的周期较长。
　　
　　除此以外，DVBCN记者认为，LAN只有在新建小区建设，在旧小区内建设难度大，而且不符合升级需尽量保护现有投资的思想。事实上，LAN属于室内型产品，组建简单，但是各个方面的要求较高，且维护费用高的特点。
　　
　　3.3 EPON+LAN技术方案的应用
     
　　对于EPON+LAN技术方案，余少波博士认为EPON+LAN实际上是两张网络，对于没有自己的网络的长城宽带等是合适的。不把EPON+LAN的方式理解为比较便宜，实际上是一种误解。因为在进行全业务和精细管理的情况下，需要QINQ，如果采用QINQ的模式，要求楼道交换机具有QINQ的功能，这就不是简单的HUB就可以了的，需要真正的交换机，价格在每个端口在100元左右。举个例子来说，如果要覆盖64个用户，就需要大约6400元左右，比一般的EOC局端要贵4倍左右。在加上其它的安装费用，实际上，成本比EPON+EOC方式要贵。 

　　而武汉长光胡保民博士在接受DVBCN记者的采访时认为，尽管按照现有的测算EPON+LAN的成本可能比EPON+EOC要便宜，但是需要比较综合成本，一般的计算方法EPON+LAN都没有计算用户家里的家庭网关或者交换机，而随着EOC标准的统一，未来EPON+EoC的市场可能更有竞争力的。

　　不过在商业区中的应用，胡保民博士又认为，在商务楼、宾馆等细分市场中，采用EPON+LAN的模式也是可行的。
    
　　小结
　　
　　在三网融合下，广电当前面临着最重要的任务是加快广电网络数字化升级改造，在选择双向改造的技术中，对于广电网络接入运营商来说，需要做的是在众多双向网络改造方案中摸索出一条适合自己的道路；用一句话来总结广电双向改造这三类主流接入技术：EOC需要标准化，CMTS需要廉价一些，LAN需要接入率。