有線網絡雙向技術比較提綱有線網絡體系結構CMTS+IPQAM的改造方案方案簡介CMTS的問題IPQAM的問題GEPON+EoC的改造方案方案簡介方案技術特點EoC的技術介紹結論現有同軸網絡結構同軸電纜根據帶寬上限可以分為兩代：第一代:僅用于傳輸模擬信號（0~550MHz）第二代:可同時傳輸模擬和數字信號（0~750/860MHz）光節點Fiber有線電視前端TV+CableModel光節點光節點Coax模擬或數字電視平臺放大器HFC網絡現狀和發展光纖成本降低銅纜越來越貴，光纖、光設備越來越便宜光進銅退光纖越來越靠近用戶、每個光節點覆蓋的用戶數越來越少（2000－500－100），已經進入FTTP時代最后100米覆蓋最后100米同軸雙向接入技術成為市場熱點網絡IP化新一代編解碼技術都是基于IP的，歐美等國骨干網都已經IP化，接入網絡也已經向IP化改造，最終發展趨勢是全網IP化歸結起來，整個網絡正面臨數字化、雙向化、IP化的發展！HFC有線網改造方案—CMTS+IPQAMCMTS+IPQAM應用到同軸網絡目的實現IPQAM技術下的雙向方案CMTS負責信令回傳，IPQAM負責視頻流內容的下發；業務支撐CMTS提供低帶寬的雙向數據業務IPQAM提供視頻的下行通道，CMTS提供上行的請求傳送特點國外比較成熟的方案。CMTS+IPQAM網絡結構CMTS+IPQAM實現VoD點播上行信號流程：物理網絡為CMTS的上行通道，在的STB端集成相應的上行模塊：DOCSIS解調模塊。RTP、RTSP等各種協議通過上行通道完成與前端服務器之間的交互。下行信號流程：用戶通過CM和CMTS發起信令請求后，VoDServer響應點播請求，將單節目傳輸流（SPTS）封裝成UDP包經IP骨干網絡傳輸至IPQAM，IPQAM完成解封裝并將多個SPTS流復用成多節目傳輸流（MPTS）,MPTS流經IPQAM調制輸出RF信號經HFC傳輸到STB。IPQAM概述

QAM調制器將TS流調制到模擬信道上，送入混合器傳送到HFC網絡上QAM調制器總是和VOD服務器放在中心機房中，混合的頻率將進入全網對于頻率資源來說非常浪費一個8MHz的模擬頻帶，僅能傳送6套VOD節目，即使一個有線網絡拿出20個頻點傳送VOD業務，全網也只能同時支持120路VOD節目。IPQAM是借助IP技術對傳統QAM的改良接入方式新產品，老技術；IPQAM是在以前廣電傳統的QAM調制器的基礎之上，將上行的ASI接口換成了IP接口，下行的接口仍不變將QAM調制器從有線電視中心機房下拉到有線電視網絡的分前端將原有的一個大網切割成10個小網，則同樣是拿出20個頻點傳送VOD業務，則全網可以同時支持1200路VOD節目。CMTS系統CableModem系統包括前端設備CMTS和用戶端設備CableModem（CM），兩設備通過雙向HFC網絡連接。主要性能分為上行通道和下行通道兩部分。下行通道的頻率范圍為88～860MHz，每個通道的帶寬為6MHz，采用64QAM或256QAM調制方式，對應的數據傳輸速率為30.342Mb／S或42.884Mb／S。上行通道的頻率范圍為5～65MHz，每個通道的帶寬可為200、400、800、1600、3200kHZ，采用QPSK或16QAM調制方式，對應的數據傳輸速率為320～5120kb／s或640～10240kb／s。CMTS+IPQAM的主要問題CMTS的技術的定位CMTS產生是根據國外的有線電視同軸網絡的環境。CMTS技術傳輸距離遠，同時國外用戶密度小、相互之間干擾較少，帶寬和服務基本可以保證。而國內的有線網絡情況則是用戶密度極大、網絡節點較多，用戶之間的反向噪聲很大。因此造成CMTS在實際網絡中應用時的傳輸質量變得非常惡劣。最初的CMTS技術提供雙向業務是希望取代ISDN/撥號等窄帶技術，因此在帶寬上有一定優勢；但是隨著xDSL、iHFC等技術的出現，CMTS的帶寬優勢已經不存在。而面對視頻、流媒體等高帶寬的新業務，反而無法提供良好的支持。CMTS+IPQAM的主要問題CMTS的主要問題CMTS設備在網絡中位置高，覆蓋面大。由于位置太高無法解決匯聚噪聲問題；共享用戶多，帶寬低，造成無法提供高帶寬的業務；同軸網絡改造成本高在不改變網絡結構的情況下，對原有網絡中的設備：放大器、中繼等進行改造，數量大、改造量大，成本大；協議復雜經過不同介質和多級節點，協議復雜，考慮因素多；同軸網絡改造成本高在不改變網絡結構的情況下，對原有網絡中的設備：放大器、中繼等進行改造，數量大、改造量大，成本高。CMTS+IPQAM的主要問題IPQAM的主要問題過多占用了同軸網絡的頻寬資源，24QAM調制器就占用了200Mhz的頻寬，又是極大的資源浪費；IPQAM是基于HFC網絡的一個集成的系統，整個系統由多種網絡和應用的控制信令共同存在，沒有網絡分層的概念，實現和修改比較復雜，加大了未來的業務擴展和網絡的改造的復雜性和難度。相對于傳統的窄播區技術而言，IPQAM并沒有本質上的變化；技術標準尚未統一，產品有待進一步完善；IPQAM只是提升了基于HFC網絡上的VOD的應用規模，從HFC網絡本身還是一個單向的網絡，HFCVOD還需要另外一個雙向網絡，如CMTS。因此IPQAM還是一個過渡方案。兩張網絡的建設，結構復雜，維護工作量大；建設成本非常高，折合到每4Mbps的碼流成本約800元/流，再加上CMTS的1Mbps帶寬投入2700元，每4MbpsVoD+1Mbps數據流的網絡設備成本就達3500多元；僅僅為了VOD點播的功能建立網絡，功能單一，網絡應用方向沒有擴展性，沒有清晰的網絡層次，不符合未來IP網絡建設、發展的原則；HFC網絡改造的新模式－GEPON+EoCGEPON+EoC根據HFC網絡結構特點，光纖部分采用GEPON技術，同軸部分采用EoC（EthernetoverCoax）技術。特點光纖部分采用GEPON技術將光纖自光節點延伸至放大器，使光點的覆蓋范圍減小，更便于同軸部分的改造；GEPON技術成熟，改造簡單，管理維護方便，更重要的成本低，投資少；同軸網絡部分采用EoC的技術實現在同軸電纜上雙向功能高帶寬，IP化多業務支持：IP數據、IPTV、模擬電視、數字電視；GEPON+EoC整體網絡架構IP城域網小區同軸網VoD系統InternetOLTEoC終端EoC終端光纖傳送網分光器ONUONU

ONUEoC頭端EoC終端OLTGEPON+EoC的技術特點采用GEPON技術充分利用光纖資源帶寬更高，設備少，密度大；節省機房、維護等相關資源；無源光網絡帶來的好處故障點少，維護點少，問題易判斷，維護量降低；成本低，光纖改造部分的投資大大降低；網絡結構簡單網絡簡單，易于部署和建設、維護；無需改變網絡結構，無需對現網設備做雙向改造；協議簡單，設備成本下降；采用EoC技術解決同軸網絡的改造技術簡單，部署方便；打造一個純IP的雙向網絡；帶寬高，更適合高帶寬高品質的業務，適合與未來新業務的開展；縮小同軸子網的規模，改造效果更好；成本低廉，方便規模部署；易于安裝維護。幾種EoC技術無源EoC：以太網信號差分信號直接在同軸電纜進行傳送的一種傳輸技術；有源EoC：以太網絡信號經過調制解調處理后通過同軸電纜傳輸。包括以下幾種：HomePNAMoCAHomePlugWiFi無源EoC存在問題技術上：無源信號的頻帶在50K－15MHz；無法穿越網絡中的分支分配器；適合集中分配的星形網絡拓撲；應用問題：只適用于集中分支分配的環境下，需對目前網絡進行大規模改造；用戶家庭中需要重新進行布線和施工；在業務滲透率較低的情況下，以太網交換機的利用率低下，造成開戶用戶成本過高，初期投資大；MoCA簡介標準2004年1月5日，日美八家電機和通信設備供應商成立了業界團體“MultimediaOverCoaxAlliance（MoCA）”，為企業聯盟標準。帶寬占用50MHz頻段，速率高，可達到270Mbps的物理層傳輸速率，實際吞吐量為120Mbps。工作頻率工作在高頻段，工作頻率為800MHz-1500MHz。QOS保證標準計劃中涉及到QoS（服務品質）保證等功能的考慮。可商用性芯片價格較高，產品在國內應用少MoCA技術缺陷帶寬協議開銷大，實際吞吐量約120M覆蓋工作頻率高，傳輸損耗大；對目前的5-1000MHz網絡，需要全部改造；覆蓋范圍小，頭端節點多。QOS保證目前商用芯片不支持QOS功能。非國際標準企業聯盟標準組織。WiFi技術簡介Wi-Fi標準Wi-Fi（WirelessFidelity）無線保真技術與藍牙技術一樣,同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術；IEEE標準，包括IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g；工作頻率工作在高頻段，在無線傳輸上采用2.4GHz和5GHz，在Coax上采用變頻的1GHz左右；帶寬支持802.11g的速率上限已經由11Mbps提升至54Mbps，實際吞吐量最大不超過25Mbps；覆蓋范圍覆蓋半徑不超過250米；產品成本基于無線的芯片價格低，設備成本低。WiFi技術缺陷帶寬協議開銷大，目前802.11g帶寬最高，理論值為54Mbps，而傳輸效率僅為40％，單個用戶訪問時，最理想環境下的吞吐率只有25Mbps左右；傳輸性能低頻率高，損耗大。高頻信號衰減嚴重，再加上其他噪音影響，在用戶高峰期系統穩定性面臨嚴峻考驗；QOS保證無QOS保證和多業務的支持，該協議出現的比較早，缺乏較好的QoS保證機制，無法對業務劃分優先級。業務支持能力差受帶寬、QOS、可管理性等各方面的限制，該方案僅適合做非實時、低帶寬的數據類業務。在Cable上的應用為非標WiFi技術雖然上國際標準，但變頻后的WiFi技術是非標的HomePlugAV簡介HomePlug（家庭電力線網絡聯盟）標準IEEE標準正在制定，是企業聯盟標準組織，非國際標準。帶寬HomePlugAV標準達到200M物理層傳輸速率，開銷大，實際吞吐量為90Mbps左右。工作頻率工作在低頻段，工作頻段在2-28MHz，最低端的頻點2MHz已經超過分支分配器的下限頻率5MHz，覆蓋覆蓋半徑在250米，更適合家庭網絡環境的聯網；QOS保證最新推出的HomePlugAV支持多業務的調度策略和流的分類。HomePlugAV技術缺陷帶寬物理速率為200Mbps，但由于電力線干擾太多，所以采用OFDM的調試方式，增加了FEC糾錯手段，所以實際測試速率在90M左右；產品商用有待完善原有成熟產品是85M（實際吞吐量40M以下）的產品，但不具備支持傳輸多媒體的能力；新AV標準下產品不成熟，沒有大規模商用；不具備網絡自診斷和測試功能；在電力線應用較為成熟，廣電的應用剛剛開始。非國際標準HomePlug聯盟標準。HomePNA簡介HomePNA（HomePhonelineNetworkingAlliance）家庭電話線聯網組織的縮寫，1998年由3Com/HP/IBM/AMD/Intel等廠家共同提出標準ITU-TG.9954標準，HPNA3.0產品成熟，目前已經有3.1版本商用產品。帶寬高速率，在HomePNA3.0上面，16MHz物理帶寬可達到128M，最新發布的HomePNA3.1，物理層速率可達160M以上，實際吞吐率達到100M左右。覆蓋覆蓋半徑500米由于相對CMTS覆蓋用戶少，匯聚噪聲比CM小得多工作頻率工作在低頻段，可工作在4－21MHz、12－28MHz、36－52MHz，傳輸損耗小HomePNA技術特點高帶寬高帶寬，HomePNA3.1物理層速率達到128Mbps，HomePNA3.1目前最高物理層速率為160Mbps；協議開銷小，HomePNA3.0達到70M，HomePNA3.1吞吐量接近100M。廣覆蓋線纜衰耗低，覆蓋范圍廣；設備部署密度低，投資少。高QOS保證靈活的流分類策略，高效的調度算法；同時支持CBR，VBR，Besteffort。成熟的國際標準ITU-TG.9954幾種技術比較分析比較項目HomePNA3.1WiFiHomePlugMoCA通信方式半雙工半雙工半雙工半雙工標準ITUG.9954802.11g/nHomePlugAVMoCA1.0調制方式FDQAM/QAMOFDM/BPSK,QPSK,QAMOFDM/子載波QAM自適應OFDM/子載波QAM自適應占用頻段12-28MHz，36-52MHz2400MHz或變頻2-28MHz800-1500MHz信道帶寬16-24MHz20/40MHz26MHz50MHz可用信道113115物理層速率(Mbps)128/160,共享54/108共享200共享270共享MAC層速率(Mbps)70（3.0），100（3.1），共享25，共享90，共享120，共享MAC層協議CSMA/CACSMA/CACSMA/CATDMA客戶端數量3132以上16或3231QoSHPNA3RQoS+GQoS802.11g/nQoSmappedto802.1dAnnexH.28個802.1D優先級映射到2個或3個優先級，（計劃中）備注1.技術成熟度高；2.有實際網絡的規模應用，效果良好；3.開銷小，實際吞吐量較大；4.改造成本低。1.產品成本低，在無線方面應用較多，較成熟2.帶寬較低；3.QOS保證較差，業務支持能力差。1.AV產品還不夠成熟。2.協議開銷較大。3.成本較高1.較新的技術，在VLAN和QoS等很多方面待完善；2.頻率高損耗大降低了速率；3.產品成熟度差，目前只有一家芯片廠商；4.產品價格高。EoC技術的選擇從綜合比較來看，HomePNA技術非常適合在有線網改造。標準化程度WiFi技術雖然是國際標準，但變頻后的WiFi技術是非標HomePlug和MoCA是企業聯盟標準；只有HomePNA目前是國際標準；業務支撐能力帶寬：MoCA、HomePlug和HomePNA帶寬相差不多；QoS能力：HomePNA和HomePlug支持多種QoS策略，