淺析縣級有線網(wǎng)絡(luò)雙向改造
作者:樂升電子 發(fā)布于:2009-10-22 02:30:31 文字:【
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摘要:廣電數(shù)字電視建設(shè)必須首先解決的是把HFC網(wǎng)絡(luò)從單向網(wǎng)絡(luò)改造為雙向網(wǎng)絡(luò),經(jīng)過多年的試驗和嘗試,結(jié)合當(dāng)前PON(無源光網(wǎng)絡(luò))和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展, EPON+EOC(Ethernet Over coax)方式是最適合當(dāng)前廣電HFC雙向改造的方案。
淺析縣級有線網(wǎng)絡(luò)雙向改造
1 概 述
數(shù)字電視(DTV)的發(fā)展,對廣電系統(tǒng)來講是一個前所未有的發(fā)展機遇。大家都意識到,只有開展新業(yè)務(wù)、提供新服務(wù),才能使整體轉(zhuǎn)換取得真正意義上的成功。有線運營商要實現(xiàn)真正意義上的新業(yè)務(wù)運營,基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)雙向化是其重要前提。
然而,中國有線電視網(wǎng)特別是縣級網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀是存在著大量的HFC網(wǎng)絡(luò),大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都還是單向的,這樣的網(wǎng)絡(luò)僅能滿足基本廣播電視節(jié)目的傳送,既不能承載多媒體交互業(yè)務(wù),也不能有效實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)和用戶管理。因此,廣電數(shù)字電視建設(shè)必須首先解決的是把HFC網(wǎng)絡(luò)從單向網(wǎng)絡(luò)改造為雙向網(wǎng)絡(luò),經(jīng)過多年的試驗和嘗試,結(jié)合當(dāng)前PON(無源光網(wǎng)絡(luò))和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展, EPON+EOC(Ethernet Over coax)方式是最適合當(dāng)前廣電HFC雙向改造的方案。
2 EPON技術(shù)分析
有線電視網(wǎng)絡(luò)選擇EPON技術(shù)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造,具體原因如下:
(1)EPON技術(shù)已國際標(biāo)準(zhǔn)化多年,技術(shù)體系完善,產(chǎn)業(yè)鏈成熟,成本日益降低,且隨著萬兆無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化推進,未來性能的提升依然有保障,適合作為一種大規(guī)模運營級的網(wǎng)絡(luò)技術(shù);EPON的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要由IEEE的802.3ah即EFM(Ethernet For the First Mile,第一英里以太網(wǎng))工作組來完成,EFM在2004年正式發(fā)布了EPON的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)EPON的部署方式非常靈活,樹型、星型和環(huán)型都可以,與廣電現(xiàn)有的HFC可進行無縫結(jié)合,利用EPON技術(shù)可以輕易地依托現(xiàn)有的光纜網(wǎng)改造成雙向光纖網(wǎng)絡(luò)。
(3)EPON技術(shù)的單位帶寬設(shè)備成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它技術(shù)方案。全國廣電目前處于有線網(wǎng)絡(luò)整體轉(zhuǎn)換階段,資金壓力之大前所未有,因此選擇一種好的技術(shù),少花錢,多辦事是有線運營者共同的心愿。
(4)局端到用戶端距離長,基于PON的本地環(huán)路的距離可達到20km。
(5)在國外,特別是亞洲各國大規(guī)模部署EPON網(wǎng)絡(luò)進行高品質(zhì)業(yè)務(wù)的運營檢驗了EPON技術(shù),而國內(nèi)各電信運營商和其他區(qū)域性廣電運營商紛紛開展大規(guī)模EPON運營也證明其技術(shù)成熟和可靠。
3 EOC技術(shù)分析
EPON技術(shù)解決了從廣電前端到小區(qū)光節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)雙向化問題,但小區(qū)內(nèi)最后100米同軸分配網(wǎng)的雙向化也是必須面臨的難題。
目前國內(nèi)興起的有源EOC技術(shù)帶給了有線電視很大的啟示,EOC是一種基于以太網(wǎng)協(xié)議的用戶接入技術(shù),充分發(fā)揮廣電豐富的同軸電纜資源,實現(xiàn)廣播電視信號與IP數(shù)據(jù)共纜傳輸。
如何在眾多的EOC技術(shù)體系中進行取舍,在下文中將一一闡述。
(1)為什么選擇EOC作為最后100米的接入方式,理由是:第一,由于市區(qū)網(wǎng)絡(luò)改造未全部完成,嚴(yán)重老化,電視信號質(zhì)量無法達到有關(guān)技術(shù)指標(biāo),目前有線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)對原有網(wǎng)絡(luò)進行過一次改造,改造的模式一般是光節(jié)點直接覆蓋用戶,每個光節(jié)點覆蓋200~250戶用戶,如果再次進行大規(guī)模的改造,必然造成擾民,損害有線自身形象;第二,EOC技術(shù)的誕生就是為了解決在同軸電纜上同時傳輸IP數(shù)據(jù)的問題,利用現(xiàn)有的同軸電纜資源達到業(yè)務(wù)上的“三網(wǎng)融合”的目的;由此可以聯(lián)想到數(shù)字電視整轉(zhuǎn),整轉(zhuǎn)是手段,經(jīng)營是目的,充分挖掘網(wǎng)絡(luò)資源,開發(fā)和經(jīng)營增值業(yè)務(wù),將網(wǎng)絡(luò)的價值發(fā)揮到極致,才是廣電運營者首要考慮的問題。
(2)目前EOC產(chǎn)品存在高頻傳輸和低頻傳輸兩種技術(shù),在高頻和低頻之間,我們選擇低頻EOC方案,理由是,高頻技術(shù)工作頻率高,一般采用900~1500MHz,超過了5~860MHz的有線網(wǎng)絡(luò)工作頻率范圍,好處是不占用頻率資源,壞處是傳輸性能無法保障,提高了承載網(wǎng)的要求;工作頻率高帶來另一個問題,即線路損耗大、傳輸距離近,相同的電纜長度,高頻EOC傳輸損耗是低頻EOC損耗的5~6倍。郊區(qū)的有線網(wǎng),用戶密度低,線路距離長,對信號損耗比較敏感,使用低頻EOC(2~30MHz),可以實現(xiàn)更大的覆蓋范圍,更適合現(xiàn)有有線電視網(wǎng),可大大提高接入成功率。
(4)我們認(rèn)為采用EOC技術(shù)實現(xiàn)雙向改造在農(nóng)村的數(shù)字電視雙改中一樣擁有廣闊的前景。之所以選擇了低頻EOC方案,很大程度上是考慮到縣級存在很大比例的農(nóng)村有線電視網(wǎng)。農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相對城市較低,有750M甚至550M系統(tǒng),設(shè)備級聯(lián)長,可以用低頻EOC部署;農(nóng)村雖然地域廣,但是用戶密度低,用戶需求相對城市居民少,可以在不經(jīng)改造的HFC網(wǎng)絡(luò)上實施低頻EOC改造,從而實現(xiàn)大面積低成本高速度的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋。如果采用其他技術(shù)進行雙向改造,必須將原來的線路推倒重建,耗資巨大。農(nóng)村有線網(wǎng)的維護等級通常低于城市,從這個角度來說,在農(nóng)村網(wǎng)部署EOC更是明智之舉。
(5)許多EOC產(chǎn)品的MAC層采用了與集線路器相同的載波檢測多路復(fù)用CSMA/CD機制,當(dāng)客戶端數(shù)量增加時,用戶請求數(shù)據(jù)就會發(fā)生碰撞,網(wǎng)絡(luò)就會實行公平的優(yōu)先級排隊,以決定哪個客戶端取得數(shù)據(jù)傳輸使用權(quán)。當(dāng)客戶端數(shù)量增加到一定程度,碰撞幾率大大增加,數(shù)據(jù)傳輸效率將大幅度降低,甚至造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。濰坊樂升公司的DSLink EOC采用了與EPON類似的技術(shù)模式,可以有效地控制數(shù)據(jù)碰撞,大大提高客戶端下掛數(shù)量,充分利用了有限的數(shù)據(jù)帶寬。
濰坊樂升的有源EOC產(chǎn)品DSLink,其產(chǎn)品系列豐富,采用低頻高性能OFDM調(diào)制技術(shù),具有傳輸距離遠(yuǎn)、高帶寬、全面網(wǎng)管、客戶端支持?jǐn)?shù)量大等技術(shù)優(yōu)勢,在前期多家有線電視運營商測試中表現(xiàn)優(yōu)異,獲得認(rèn)可。同時濰坊樂升作為全國領(lǐng)先的有線電視產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商,在國內(nèi)廣電市場取得了良好的市場成績和口碑,其對廣電市場的深刻理解、與廣電運營商的良好合作模式以及在有源EOC產(chǎn)品的持續(xù)研發(fā)投入,值得有線運營商選擇和信賴。
4 縣級有線雙向網(wǎng)改造方案
有線電視承載網(wǎng)由數(shù)字電視平臺、總前端設(shè)備、分前端設(shè)備、光節(jié)點、同軸分配網(wǎng)組成,數(shù)字廣播電視還是在原來承載網(wǎng)中傳播,HFC雙向網(wǎng)改造解決的是VoD互動電視點播、VoIP、IPTV、寬帶上網(wǎng)等其它新業(yè)務(wù)的需求。隨著銅纜成本的增長以及光纖成本的大大降低,光纖到樓或單元已經(jīng)成為國內(nèi)大多數(shù)有線運營商新建網(wǎng)絡(luò)和改造網(wǎng)絡(luò)所遵循的事實上的標(biāo)準(zhǔn),為接入網(wǎng)實施EPON方案提供了線路基礎(chǔ)。而EPON網(wǎng)絡(luò)和HFC網(wǎng)絡(luò)具有相同的廣播下傳方式,點對多點樹型構(gòu)造,可以輕松地在HFC網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)EPON組網(wǎng)。
接入網(wǎng)雙向改造EPON方案由分前端光線路終端OLT、光無源器件ODN和放置于小區(qū)光站或樓頭的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU組成。提供數(shù)據(jù)雙向光纖傳輸通道,解決分前端到小區(qū)光站處或樓頭的光纖雙向傳輸問題,可承載數(shù)據(jù)傳輸、視頻點播、VoIP等業(yè)務(wù)。最后100m的入戶方案利用原有同軸電纜入戶的EOC方案,兩者結(jié)合可以完全滿足當(dāng)前廣電對接入網(wǎng)雙向改造的要求。
(1)核心網(wǎng)方案
縣級有線HFC雙向網(wǎng)改造的核心網(wǎng)需要核心路由器、核心交換機、寬帶認(rèn)證BRAS等設(shè)備新建,初期投資成本大,建設(shè)周期較長??h級網(wǎng)絡(luò)公司運營寬帶網(wǎng)初期可采用與上級網(wǎng)絡(luò)公司合作的模式,因此核心網(wǎng)先不需建設(shè),而是直接利用上級網(wǎng)絡(luò)的已有資源,以快速部署和發(fā)展用戶。
(2)接入網(wǎng)方案
在縣級有線的前端機房部署EPON OLT,在小區(qū)光節(jié)點或樓道單元內(nèi)部署EPON ONU,前端和光節(jié)點之間通過光纜進行雙向數(shù)據(jù)的傳送,光分路器POS和光纜共同組成無源光分配網(wǎng)ODN,其中光分路器的安裝和有線電視網(wǎng)同位安裝,便于利用原有光纜路由。EPON連接見圖1。
圖1 城、鄉(xiāng)寬帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
圖2所示的是EPON+EOC模式,適用于縣級現(xiàn)存有線網(wǎng)絡(luò)的雙向改造,EPON系統(tǒng)的ONU設(shè)備和EOC局端設(shè)備共同部署在小區(qū)光節(jié)點位置,通過五類線互連,另外將光接收機的同軸射頻信號接入到EOC局端設(shè)備(或通過外部混合器混合),由它完成數(shù)字信號的調(diào)制、與電視信號的混合,再經(jīng)小區(qū)原有的同軸網(wǎng)絡(luò)進行混合信號的傳輸。光接收機后如果有級聯(lián)的放大器,可內(nèi)部短接插件(對雙向放大器)或者外接跨接路(對單向放大器),將放大器的2~30Mhz低頻通道打開,使工作在該頻段范圍內(nèi)的EOC數(shù)據(jù)順利通過。EOC客戶端設(shè)備部署在用戶家庭側(cè),完成下行數(shù)據(jù)的解調(diào)和上行數(shù)據(jù)的調(diào)制,EOC客戶端有四個RJ45接口的產(chǎn)品,根據(jù)交互數(shù)字電視、Internet上網(wǎng)、IP電話、IPTV四種業(yè)務(wù)劃分為四個VLAN。
圖2 EPON+EOC組網(wǎng)模式
5 網(wǎng)絡(luò)方案特點
本方案EPON+EOC改造方式的特點如下:
(1)傳輸距離遠(yuǎn)。濰坊樂升的DSLink系統(tǒng)采用低頻段2~30Mhz進行數(shù)字信號的調(diào)制,對現(xiàn)有的電視頻道信號不會造成影響,同時由于低頻信號與相對高頻信號具有更好的抗衰減性能,能適應(yīng)小區(qū)內(nèi)同軸分配網(wǎng)的長距離傳輸。DSLink EOC系統(tǒng)的局端和客戶端之間的純同軸傳輸距離可達1000m以上。
(2)抗干擾能力強。濰坊樂升的DSLink系統(tǒng)避免了0~2Mhz之間的高干擾低頻段區(qū)域,另外還采用了先進的OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制技術(shù)和Turbo FEC錯誤校驗,大大地提升了抗干擾能力。
(3)高帶寬和多用戶接入能力。濰坊樂升的DSLink系統(tǒng)頭端支持200Mbps的物理層帶寬和100Mbps的MAC層帶寬,上下行真正的TDMA時分多址技術(shù),最大支持接入64個客戶端(各個客戶端之間二層隔離),能夠滿足高密度用戶和高帶寬業(yè)務(wù)的開展需要。
(4)可網(wǎng)管。濰坊樂升的DSLink系統(tǒng)具有非常細(xì)粒度的管理功能,能夠?qū)崿F(xiàn)對客戶端設(shè)備所有常用功能和系統(tǒng)參數(shù)的遠(yuǎn)程管理控制。
(5)濰坊樂升的DSLink具有“逐步投資,節(jié)省成本”的優(yōu)勢。首先EPON+EOC不需要對現(xiàn)有廣電HFC網(wǎng)絡(luò)進行光纖到樓或光纖到戶的復(fù)雜線路改造,僅需要光纖到小區(qū)即可。另外,對于一個小區(qū),可以在光節(jié)點先部署一個局端設(shè)備(DS2111AP),提供100M的共享帶寬,在用戶接入量中等以下的情況足夠滿足需要。隨著實際用戶接入量的增加,可以考慮在光節(jié)點位置增加局端設(shè)備的部署量,如果光接收機是1:4的下行分配,既一個四端口的光接收機配四臺EOC局端,則該光節(jié)點最高雙向帶寬可達到400M,足夠滿足大量用戶的多業(yè)務(wù)接入。
農(nóng)村有線電視用戶在縣級網(wǎng)絡(luò)中占有更大的比重。若干年以來,中國許多農(nóng)村地區(qū)的有線電視建設(shè)者在可投入資金并不充裕的情況下,為了快速實現(xiàn)農(nóng)村有線電視“村村通”或“戶戶通”,在建設(shè)有線電視網(wǎng)絡(luò)時,忽略了以后雙向業(yè)務(wù)的發(fā)展,降低了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),頻帶寬度沒有達到5~750MHz或5~860MHz,單個光節(jié)點覆蓋用戶較多,使用單向放大器,而且級聯(lián)數(shù)量較大。由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)沒有達到HFC雙向網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)參數(shù)較差,根本無法采用其他技術(shù)進行雙向改造,必須進行大規(guī)模的線路改造,甚至重建才能實現(xiàn),改造周期長,成本高,這是造成農(nóng)村地區(qū)有線網(wǎng)絡(luò)雙向化滯后的主要因素之一。
但是采用DSLink的低頻EOC產(chǎn)品,即使2-4級放大器級聯(lián)、電纜傳輸距離超過1000米的情況下,還能成功地實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入。特別是使用DS2114AD的4端口戶端設(shè)備,可以4戶共用一臺,雙線(同軸電纜+5類線)入戶,進一步降低成本。這表明,在農(nóng)村選用低頻EOC產(chǎn)品進行雙向改造將是一個不錯的選擇,可以實現(xiàn)以較低的成本在農(nóng)村現(xiàn)存的有線網(wǎng)絡(luò)上快速實現(xiàn)雙向化,快速開展雙向業(yè)務(wù)。
6 投資概算
依一個3-4萬戶的城區(qū)網(wǎng)絡(luò)為例,針對新舊小區(qū)不同網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分兩種模式進行雙向網(wǎng)改造,對現(xiàn)存已實現(xiàn)光纖到小區(qū)或樓頭的住宅小區(qū)采用EPON+EOC技術(shù)模式進行雙向網(wǎng)改造,每個光節(jié)點部署1個ONU、1個EOC局端DS2111AP,覆蓋整個縣級城區(qū)需300個節(jié)點。對應(yīng)前端機房,每30個節(jié)點需1個EPON設(shè)備的PON口,既OLT。共需10個PON口。對于新建小區(qū)或沒有改造的小區(qū),建議使用濰坊樂升公司的DS2111APRx低功率光接收機+EOC局端一體機進行全覆蓋改造,配合1個ONU可以對1到2棟樓實現(xiàn)有線電視和寬帶網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋??蛻舳税惭b根據(jù)用戶需要再進行購進DS2111AD(單端口戶端設(shè)備)或DS2114AD(4輸出口戶端設(shè)備)。實現(xiàn)滾動發(fā)展。
投資概算:
序號
項目名稱
數(shù)量
單價(萬元)
合計 (萬元)
備注
1
OLT
10
1.5
15.00
2
寬波長光分路器
500
0.015
7.50
3
ONU
300
0.12
36.00
4
DS2111AP局端
300
0.18
54.00
5
混頻器
300
0.012
3.60
6
總計
116.10
以上設(shè)備可以對城區(qū)約3-4萬用戶實現(xiàn)寬帶網(wǎng)的雙向全覆蓋。設(shè)備總投資116.1萬元。實際可安裝用戶數(shù)最大為300*64=19200戶(依照每個局端滿配置64戶計算,實際應(yīng)用入戶20-30%算,約4000-6000戶)
按發(fā)展5000戶計算,平均每戶的傳輸設(shè)備成本為232元。
今后每安裝1戶需1臺DS2111AD EOC MODEM,單價為320元,每戶總投資552元;按每戶每年收費600元,采用和合作方五五分成計算,每戶年收益300元,投資回收期為552/300=1.84年。
若按發(fā)展10000戶算,每戶投資變?yōu)?36元,回收期變?yōu)?36/300=1.45年。
7 結(jié) 束 語
2008年1月,國務(wù)院[2008]1號文件《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委等部門關(guān)于鼓勵數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》的出臺為廣電開展互動增值業(yè)務(wù)提供了難得的政策機遇。
縣級有線網(wǎng)完全可以結(jié)合自身業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的內(nèi)在需要,結(jié)合DSLink可運營、可管理的網(wǎng)絡(luò)整體解決方案所提供的完善網(wǎng)絡(luò)支撐,規(guī)劃實施全面覆蓋型的網(wǎng)絡(luò)改造,除了為寬帶網(wǎng)提供通往用戶的路由外,利用這張網(wǎng),結(jié)合雙向機頂盒,開展互動電視業(yè)務(wù)運營,增加營業(yè)額收入。該目標(biāo)基本實現(xiàn)以后,以此為基礎(chǔ),實現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)全覆蓋,為開展增值互動業(yè)務(wù)和交互數(shù)字電視掃清障礙,實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的跨越式突破。
同時,隨著3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和業(yè)務(wù)的開展,3家電信運營商(中移動、中國電信、新聯(lián)通)都將迫切需要高的寬帶入戶以便以家庭微基站的方式提供用戶的手機寬帶接入。作為沒有利益沖突的第3方——廣電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是他們爭取的唯一選擇。抓住機遇,應(yīng)該可以在寬帶網(wǎng)絡(luò)上爭取更多的利益。但首先是我們要盡快實現(xiàn)用戶的全覆蓋!
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