摘 要:概述了三网融合形势下广电宽带接入网技术的发展现状与趋势。在光传输改造部分,通过相关技术对比,结合国外广电相关技术发展趋势,认为EPON、10GEPON 将是我国广电接入网光传输部分的主流发展技术。
关键词:接入网;广电;发展趋势
1.引言
所谓接入网是指交换局到用户终端的所有机线设备。I TU - T规定, 接入网由业务节点接口( SN )和相关用户网络接口( UN I)之间的一系列传送实体所组成,接入网所包括的范围可由 3个接口来标志: 在网络侧它通过节点接口与业务节点相连, 在用户侧经由用户网络接口与用户端相连, 而管理功能则通过 Q3接口与电信管理网( TMN )相连。
2.广电接入网技术发展现状
2.1宜以PON 为首选技术
DOCSIS 3. 0 虽然技术很成熟且可承载多业务,但是在我国有线电视网络的应用场景中,存在以下主要不足: ( 1) 对HFC 底层基础网络质量、分中心机房基础设置、网络运维质量、有线运营商经济实力等的要求很高; ( 2) 上、下行带宽不对称,最大的缺点是上行带宽很小且几乎不可扩展( 国外虽有厂商在今年6 月14 日的美国Cable Show 上推出5 ~ 200 MHz 上行频带解决方案,但速率仅有575 M,频谱效率很低) ; ( 3) CMTS的单位带宽成本与DOCSIS 3. 0 的CM 价格目前仍然很高。综上,笔者认为对于我国绝大多数有线电视网络的双向化改造而言,DOCSIS 3. 0 不是一种适用的技术,而宜选择PON 技术: PON 在可提供的带宽、运维与管理、后续演进、产业链现状、应用现状等方面均优于DOCSIS 3. 0; 另外美国有线电视运营商也已将技术战略转向基于PON 的FTTH,于今年2 月发布了DPoETM1. 0( DOCSIS Provisioning of EPON) ,CableLabs 于今年6 月14 日发布的CCAP( 融合电缆接入平台) 的架构中包括了DPoE 技术。
2.2宜以EPON 为首选技术
笔者认为,我国有线电视网络的双向化改造宜首选EPON 技术,因为EPON 较GPON 有较大的优势:( 1) EPON 无缝支持以太网业务,且对以太网业务的封装效率高于GPON,所以EPON 在承载三网融合下的分组化数据业务、分组化视频业务、分组化语音业务等方面更具优势; ( 2) EPON 产品的互通性更好,中电信已在这方面做了大量工作; ( 3) EPON 的成本随规模商用进一步下降,而GPON 则由于技术复杂、指标( 如光层指标) 要求苛刻,成本远高于EPON; ( 4) GPON 在最大传输距离与最大分光比方面并不比EPON 优秀: 两者的最大物理传输距离均为20 km,最大分光比目前均为1: 64; ( 5) 虽然GPON 能够提供2 倍于EPON 的下行带宽,但目前EPON 的OLT ASIC 正由4 个PON口向8 个、10 个发展,而GPON 的OLT ASIC 仍只有4个PON 口,所以EPON 的综合成本更低; ( 6) 10G -EPON 与1G - EPON 在MPCP、OAM、ODN 等上的兼容性很好,而NG - PON 与GPON 并不兼容且只能通过WDM 共用ODN,从而进一步增大了系统插损与网络建设成本; ( 7) 中国电信的规模应用表明,EPON 完全能够提供有QoS 保障的多业务运营; ( 8) 北美有线电视运营商也一致看好EPON 技术,目前已有支持EPON 和10GEPON 的DPoE 中间件产品推出; ( 9) 我国已成功规模部署DOCSIS 的有线运营商正在关注C- DOCSIS 技术,其核心为以CMC( Coxial Media Converter,同轴介质转换器) 二层桥接EPON( 光纤段) 与DOCSIS 3. 0( 同轴段) 。
2.3远期可向10G - EPON 技术升级
虽然目前10G - EPON 在芯片、光模块、互通性等方面已成熟,在技术标准、产业链、系统设备、总体成本等各方面均已达到规模商用条件,但从全球范围来看,其规模商用仍缺乏运营商的推动,应用场景很有限。笔者认为,广电接入网远期由1G - EPON 向10G -EPON 的升级宜主要定位于FTTB /Z 应用场景: 在城市居民集中居住的密集高楼群,目前采用基于1G -EPON 结合EoC 的FTTB 组网具有明显优势,而远期采用基于10G - EPON 结合EoC 的FTTB 组网则可进一步降低每线成本或提高每户带宽。
3EoC 技术的发展趋势
总的发展趋势是与EPON 融合。
3.1现有EoC 技术的缺陷
(1)均源于国外的家庭联网技术或非同轴介质技术,芯片核心技术基本上均为国外厂商掌握,有些技术很难进一步改造成适应于同轴电缆接入。( 2) 带宽、QoS 保障、多业务支持、家庭多终端接入等方面,已经越来越不适应新业务开展的需求。
3.2一些创新的EoC 技术
对于我国有线电视而言,同轴电缆是有巨大潜在利用价值的、唯一可以替代光纤实现同等带宽入户的介质,因此专门针对同轴电缆信道接入开发的EoC 技术就具有重大意义。
(1)HiNoC
这是专门针对FTTB 应用场景及同轴介质开发的一种高频有源调制EoC 技术,每频道带宽为8 MHz 的整数倍,采用TDD/TDMA 的MAC 层工作机制及OFDM 传输体制,每个16 MHz 频道可以提供100 Mbps的PHY 速率。HiNoC 已研发多年,实验室验证也达到了设计目标,但尚未实用。
(2)C - DOCSIS
C - DOCSIS 的架构及协议。这是Broadcom 专门针对中国市场开发的技术,可提供DOCSIS3. 0 的成熟标准、QoS、EPON + DOCSIS EoC 的统一管理,并通过简化DOCSIS 来降低成本。通过信道绑定,目前下行可达800 Mbps 吞吐量、上行可达160 Mbps 吞吐量。C - DOCSIS 比现有的EoC 有更成熟的标准、更好的端到端管理、更低的成本。
(3)EPOC
EPOC( EPON over Cable) 是BCM 的专利技术,目前还没有相关的产品。同轴介质转换器完成EPON PHY 与EPOC PHY 的相互转换、EPON MAC 与EPOC MAC( 与前者完全相同) 的桥接。另外,EPOC 也可以延续DOCSIS 体系———通过在OLT中嵌入DMLTM ( DOCSIS Mediation Layer,DOCSIS 适配层) 利用现网已部署的DOCSIS OSS 及OAMP 来管理和支撑EPON 及EPOC。根据笔者的理解,EPOC 能很好地实现三网融合业务的端到端呈现,并具有很强的网络适应性( 既能适应于DOCSIS 体系网络,还能适应于非DOCSIS 体系网络,且在同一个PON 口下能同时支持FTTH、FTTB、FTTZ 等应用场景的业务接入) ,若成本合理、供应商众多,则可部署于我国有线电视网络的任何应用场景之中,但受限于技术水平,目前还不能实用。
(4)ECAN
ECAN( Ethernet Cable Access Network,以太同轴接入网) 参考架构,其核心主要体现在把以太网的点对点交换技术和EPON 的点对多点结合在一起,比普通局域网更适合一个端口( 相当
于其他EoC 技术的局端) 接入多个家庭内部终端。采用了EPON 的MAC 及其关键技术: MPCP ( 多点控制协议) 、DBA ( 动态带宽分配) 、SCB ( 单拷贝广播) 组播等; 由DSLAM主控芯片控制多信道( 端口) ,因此具备了局端高性能和电信级的管理和QoS 保障; 多通道MAC 层集中处理,增加端口只需增加物理通道,实现了高性能与低成本的完美结合。由于采用了硬件处理技术,小包(64 Bytes) 跟大包(1518 Bytes) 速率完全一致。
(5)DECO
DECO(Data Transmission with EPON - MAC andCoded - OFDM,基于EPON - MAC 和Coded - OFDM的数据传输技术) 也是专门为我国广电宽带接入网开发的技术,与EPCN 技术相比,二者的不同在于后者重点推广点对点的应用,前者重点适应点对多点应用; 后者采用VSB 调制技术,前者采用OFDM 调制技术; 后者局端和终端是不对称架构,前者局端和终端架构基本一致,目前已完成工程流片,可见芯片设计思想比较先进,PHY 与MAC 均采用了当前领先的技术,因此性能值得期待。
结束语:
在向21世纪信息社会的进军中,接入网一特别是宽带接入网不仅成为电信网必须尽快妥善解决的”瓶颈”,而且也成了未来国家信息基础设施(Nil)的发展重点和关键。其市场之大,前所未有,吸引了所有制造商,运营公司和业务提供者的注意。同时其对管制,技术,业务和成本的高度敏感性也往往使人困惑和却步。简言之,谁能妥善地解决好接入网问题,谁就能在未来的市场竞争中赢得主动,并能在下一世纪的信息高速公路的竞赛中处于优胜者地位,这就是接入网时代的基本含义。
参考文献:
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