北京木工坊哪家好:浅析县级有线网络双向改造 乐升电子

浅析县级有线网络双向改造
作者：乐升电子    发布于：2009-10-22 02:30:31    文字：【大】【中】【小】
摘要：广电数字电视建设必须首先解决的是把HFC网络从单向网络改造为双向网络，经过多年的试验和尝试，结合当前PON（无源光网络）和以太网技术的发展， EPON+EOC（Ethernet Over coax）方式是最适合当前广电HFC双向改造的方案。
浅析县级有线网络双向改造
1 概 述
数字电视（DTV）的发展，对广电系统来讲是一个前所未有的发展机遇。大家都意识到，只有开展新业务、提供新服务，才能使整体转换取得真正意义上的成功。有线运营商要实现真正意义上的新业务运营，基础网络双向化是其重要前提。
然而，中国有线电视网特别是县级网络的现状是存在着大量的HFC网络，大多数网络都还是单向的，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。因此，广电数字电视建设必须首先解决的是把HFC网络从单向网络改造为双向网络，经过多年的试验和尝试，结合当前PON（无源光网络）和以太网技术的发展， EPON+EOC（Ethernet Over coax）方式是最适合当前广电HFC双向改造的方案。
2  EPON技术分析
有线电视网络选择EPON技术对现有网络进行双向改造，具体原因如下：
（1）EPON技术已国际标准化多年，技术体系完善，产业链成熟，成本日益降低，且随着万兆无源光网络技术的标准化推进，未来性能的提升依然有保障，适合作为一种大规模运营级的网络技术；EPON的标准化工作主要由IEEE的802.3ah即EFM（Ethernet For the First Mile,第一英里以太网）工作组来完成，EFM在2004年正式发布了EPON的相关标准。
（2）EPON的部署方式非常灵活，树型、星型和环型都可以，与广电现有的HFC可进行无缝结合，利用EPON技术可以轻易地依托现有的光缆网改造成双向光纤网络。
（3）EPON技术的单位带宽设备成本远远低于其它技术方案。全国广电目前处于有线网络整体转换阶段，资金压力之大前所未有，因此选择一种好的技术，少花钱，多办事是有线运营者共同的心愿。
（4）局端到用户端距离长，基于PON的本地环路的距离可达到20km。
（5）在国外，特别是亚洲各国大规模部署EPON网络进行高品质业务的运营检验了EPON技术，而国内各电信运营商和其他区域性广电运营商纷纷开展大规模EPON运营也证明其技术成熟和可靠。
3    EOC技术分析
EPON技术解决了从广电前端到小区光节点的网络双向化问题，但小区内最后100米同轴分配网的双向化也是必须面临的难题。
目前国内兴起的有源EOC技术带给了有线电视很大的启示，EOC是一种基于以太网协议的用户接入技术，充分发挥广电丰富的同轴电缆资源，实现广播电视信号与IP数据共缆传输。
如何在众多的EOC技术体系中进行取舍，在下文中将一一阐述。
（1）为什么选择EOC作为最后100米的接入方式，理由是：第一，由于市区网络改造未全部完成，严重老化，电视信号质量无法达到有关技术指标，目前有线网络已经对原有网络进行过一次改造，改造的模式一般是光节点直接覆盖用户，每个光节点覆盖200～250户用户，如果再次进行大规模的改造，必然造成扰民，损害有线自身形象；第二，EOC技术的诞生就是为了解决在同轴电缆上同时传输IP数据的问题，利用现有的同轴电缆资源达到业务上的“三网融合”的目的；由此可以联想到数字电视整转，整转是手段，经营是目的，充分挖掘网络资源，开发和经营增值业务，将网络的价值发挥到极致，才是广电运营者首要考虑的问题。
（2）目前EOC产品存在高频传输和低频传输两种技术，在高频和低频之间，我们选择低频EOC方案，理由是，高频技术工作频率高，一般采用900～1500MHz，超过了5～860MHz的有线网络工作频率范围，好处是不占用频率资源，坏处是传输性能无法保障，提高了承载网的要求；工作频率高带来另一个问题，即线路损耗大、传输距离近，相同的电缆长度，高频EOC传输损耗是低频EOC损耗的5～6倍。郊区的有线网，用户密度低，线路距离长，对信号损耗比较敏感，使用低频EOC（2～30MHz），可以实现更大的覆盖范围，更适合现有有线电视网，可大大提高接入成功率。
（4）我们认为采用EOC技术实现双向改造在农村的数字电视双改中一样拥有广阔的前景。之所以选择了低频EOC方案，很大程度上是考虑到县级存在很大比例的农村有线电视网。农村网络建设标准相对城市较低，有750M甚至550M系统，设备级联长，可以用低频EOC部署；农村虽然地域广，但是用户密度低，用户需求相对城市居民少，可以在不经改造的HFC网络上实施低频EOC改造，从而实现大面积低成本高速度的数据业务覆盖。如果采用其他技术进行双向改造，必须将原来的线路推倒重建，耗资巨大。农村有线网的维护等级通常低于城市，从这个角度来说，在农村网部署EOC更是明智之举。
（5）许多EOC产品的MAC层采用了与集线路器相同的载波检测多路复用CSMA/CD机制，当客户端数量增加时，用户请求数据就会发生碰撞，网络就会实行公平的优先级排队，以决定哪个客户端取得数据传输使用权。当客户端数量增加到一定程度，碰撞几率大大增加，数据传输效率将大幅度降低，甚至造成网络瘫痪。潍坊乐升公司的DSLink EOC采用了与EPON类似的技术模式，可以有效地控制数据碰撞，大大提高客户端下挂数量，充分利用了有限的数据带宽。
潍坊乐升的有源EOC产品DSLink，其产品系列丰富，采用低频高性能OFDM调制技术，具有传输距离远、高带宽、全面网管、客户端支持数量大等技术优势，在前期多家有线电视运营商测试中表现优异，获得认可。同时潍坊乐升作为全国领先的有线电视产品及解决方案供应商，在国内广电市场取得了良好的市场成绩和口碑，其对广电市场的深刻理解、与广电运营商的良好合作模式以及在有源EOC产品的持续研发投入，值得有线运营商选择和信赖。
4   县级有线双向网改造方案
有线电视承载网由数字电视平台、总前端设备、分前端设备、光节点、同轴分配网组成，数字广播电视还是在原来承载网中传播，HFC双向网改造解决的是VoD互动电视点播、VoIP、IPTV、宽带上网等其它新业务的需求。随着铜缆成本的增长以及光纤成本的大大降低，光纤到楼或单元已经成为国内大多数有线运营商新建网络和改造网络所遵循的事实上的标准，为接入网实施EPON方案提供了线路基础。而EPON网络和HFC网络具有相同的广播下传方式，点对多点树型构造，可以轻松地在HFC网络中实现EPON组网。
接入网双向改造EPON方案由分前端光线路终端OLT、光无源器件ODN和放置于小区光站或楼头的光网络单元ONU组成。提供数据双向光纤传输通道，解决分前端到小区光站处或楼头的光纤双向传输问题，可承载数据传输、视频点播、VoIP等业务。最后100m的入户方案利用原有同轴电缆入户的EOC方案，两者结合可以完全满足当前广电对接入网双向改造的要求。
（1）核心网方案
县级有线HFC双向网改造的核心网需要核心路由器、核心交换机、宽带认证BRAS等设备新建，初期投资成本大，建设周期较长。县级网络公司运营宽带网初期可采用与上级网络公司合作的模式，因此核心网先不需建设，而是直接利用上级网络的已有资源，以快速部署和发展用户。
（2）接入网方案
在县级有线的前端机房部署EPON OLT，在小区光节点或楼道单元内部署EPON ONU，前端和光节点之间通过光缆进行双向数据的传送，光分路器POS和光缆共同组成无源光分配网ODN，其中光分路器的安装和有线电视网同位安装，便于利用原有光缆路由。EPON连接见图1。
图1 城、乡宽带网络拓扑图
图2所示的是EPON+EOC模式，适用于县级现存有线网络的双向改造，EPON系统的ONU设备和EOC局端设备共同部署在小区光节点位置，通过五类线互连，另外将光接收机的同轴射频信号接入到EOC局端设备（或通过外部混合器混合），由它完成数字信号的调制、与电视信号的混合，再经小区原有的同轴网络进行混合信号的传输。光接收机后如果有级联的放大器，可内部短接插件（对双向放大器）或者外接跨接路（对单向放大器），将放大器的2～30Mhz低频通道打开，使工作在该频段范围内的EOC数据顺利通过。EOC客户端设备部署在用户家庭侧，完成下行数据的解调和上行数据的调制，EOC客户端有四个RJ45接口的产品，根据交互数字电视、Internet上网、IP电话、IPTV四种业务划分为四个VLAN。
图2  EPON+EOC组网模式
5   网络方案特点
本方案EPON+EOC改造方式的特点如下：
（1）传输距离远。潍坊乐升的DSLink系统采用低频段2～30Mhz进行数字信号的调制，对现有的电视频道信号不会造成影响，同时由于低频信号与相对高频信号具有更好的抗衰减性能，能适应小区内同轴分配网的长距离传输。DSLink EOC系统的局端和客户端之间的纯同轴传输距离可达1000m以上。
（2）抗干扰能力强。潍坊乐升的DSLink系统避免了0～2Mhz之间的高干扰低频段区域，另外还采用了先进的OFDM（正交频分复用）调制技术和Turbo FEC错误校验，大大地提升了抗干扰能力。
（3）高带宽和多用户接入能力。潍坊乐升的DSLink系统头端支持200Mbps的物理层带宽和100Mbps的MAC层带宽，上下行真正的TDMA时分多址技术，最大支持接入64个客户端（各个客户端之间二层隔离），能够满足高密度用户和高带宽业务的开展需要。
（4）可网管。潍坊乐升的DSLink系统具有非常细粒度的管理功能，能够实现对客户端设备所有常用功能和系统参数的远程管理控制。
（5）潍坊乐升的DSLink具有“逐步投资，节省成本”的优势。首先EPON+EOC不需要对现有广电HFC网络进行光纤到楼或光纤到户的复杂线路改造，仅需要光纤到小区即可。另外，对于一个小区，可以在光节点先部署一个局端设备（DS2111AP），提供100M的共享带宽，在用户接入量中等以下的情况足够满足需要。随着实际用户接入量的增加，可以考虑在光节点位置增加局端设备的部署量，如果光接收机是1：4的下行分配，既一个四端口的光接收机配四台EOC局端，则该光节点最高双向带宽可达到400M，足够满足大量用户的多业务接入。
农村有线电视用户在县级网络中占有更大的比重。若干年以来，中国许多农村地区的有线电视建设者在可投入资金并不充裕的情况下，为了快速实现农村有线电视“村村通”或“户户通”，在建设有线电视网络时，忽略了以后双向业务的发展，降低了网络技术标准，频带宽度没有达到5～750MHz或5～860MHz，单个光节点覆盖用户较多，使用单向放大器，而且级联数量较大。由于设计标准没有达到HFC双向网标准，技术参数较差，根本无法采用其他技术进行双向改造，必须进行大规模的线路改造，甚至重建才能实现，改造周期长，成本高，这是造成农村地区有线网络双向化滞后的主要因素之一。
但是采用DSLink的低频EOC产品，即使2－4级放大器级联、电缆传输距离超过1000米的情况下，还能成功地实现数据接入。特别是使用DS2114AD的4端口户端设备，可以4户共用一台，双线（同轴电缆＋5类线）入户，进一步降低成本。这表明，在农村选用低频EOC产品进行双向改造将是一个不错的选择，可以实现以较低的成本在农村现存的有线网络上快速实现双向化，快速开展双向业务。
6   投资概算
依一个3－4万户的城区网络为例，针对新旧小区不同网络现状分两种模式进行双向网改造，对现存已实现光纤到小区或楼头的住宅小区采用EPON+EOC技术模式进行双向网改造，每个光节点部署1个ONU、1个EOC局端DS2111AP，覆盖整个县级城区需300个节点。对应前端机房，每30个节点需1个EPON设备的PON口，既OLT。共需10个PON口。对于新建小区或没有改造的小区，建议使用潍坊乐升公司的DS2111APRx低功率光接收机+EOC局端一体机进行全覆盖改造，配合1个ONU可以对1到2栋楼实现有线电视和宽带网络的全覆盖。客户端安装根据用户需要再进行购进DS2111AD（单端口户端设备）或DS2114AD（4输出口户端设备）。实现滚动发展。
投资概算：
序号
项目名称
数量
单价（万元）
合计 (万元)
备注
1
OLT
10
1.5
15.00
2
宽波长光分路器
500
0.015
7.50
3
ONU
300
0.12
36.00
4
DS2111AP局端
300
0.18
54.00
5
混频器
300
0.012
3.60
6
总计
116.10
以上设备可以对城区约3-4万用户实现宽带网的双向全覆盖。设备总投资116.1万元。实际可安装用户数最大为300*64=19200户（依照每个局端满配置64户计算，实际应用入户20-30%算，约4000-6000户）
按发展5000户计算，平均每户的传输设备成本为232元。
今后每安装1户需1台DS2111AD EOC MODEM，单价为320元，每户总投资552元；按每户每年收费600元，采用和合作方五五分成计算，每户年收益300元，投资回收期为552/300=1.84年。
若按发展10000户算，每户投资变为436元，回收期变为436/300=1.45年。
7   结 束 语
2008年1月，国务院［2008］1号文件《国务院办公厅转发发展改革委等部门关于鼓励数字电视产业发展若干政策的通知》的出台为广电开展互动增值业务提供了难得的政策机遇。
县级有线网完全可以结合自身业务转型的内在需要，结合DSLink可运营、可管理的网络整体解决方案所提供的完善网络支撑，规划实施全面覆盖型的网络改造，除了为宽带网提供通往用户的路由外，利用这张网，结合双向机顶盒，开展互动电视业务运营，增加营业额收入。该目标基本实现以后，以此为基础，实现双向网络全覆盖，为开展增值互动业务和交互数字电视扫清障碍，实现业务转型的跨越式突破。
同时，随着3G网络的建设和业务的开展，3家电信运营商（中移动、中国电信、新联通）都将迫切需要高的宽带入户以便以家庭微基站的方式提供用户的手机宽带接入。作为没有利益冲突的第3方——广电网络应该是他们争取的唯一选择。抓住机遇，应该可以在宽带网络上争取更多的利益。但首先是我们要尽快实现用户的全覆盖！
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