三网融合各种接入技术的比较Word文件下载.docx

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另外CMTS设备数据功能简单，仅仅有简单的MAC学习管理，桥接转发能力，需要外接IP路由设备完成业务平台的搭建。

●可承载业务有限，大带宽业务无法满足，无法提供全业务承载；

●后续系统扩容成本巨大；

●CMTS采用多值正交幅度调制MQAM（其中M=2m，当m=2，3，4，5，6，8时，分别对应QPSK，8QAM，16QAM，32QAM，64QAM，256QAM）调制方式，本质上是传输射频载波信号的模拟网络，和网络IP化和以太网化背道而驰。

●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，上网速度还可以达到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。

●因此交互业务占用的频道不宜过多，一般下行只安排8个频道。

由于CMTS与光发射机的对应关系，如果每个光节点服务100户、双向各占用2个频道（下行采用64QAM调制时50户共享38Mdps）的话，一台光发射机只能带4个光节点。

这样就只能选用4－6mW的小功率光发射机。

如果一个分前端服务2万户的话，就需要50台光发射机和50台8通道CMTS，2万个CM。

这种方案前端设备数量巨大，维护管理复杂，IP网的升级扩容几乎不可能。

CMTS在广电双向改造中面临的问题

●技术的局限：

CMTS接入原本并非为数据双向传输业务所设计，如带宽较窄，树型结构导致噪声的叠加效应和单故障点失效，易于受到干扰和外力破坏而导致安全性降低等；

●组网拓扑的局限：

HFC的弱点是结构呈树形，所以当用户增多时，在低频端的回传噪声积累也相应变大，因此在上行信道上采用了抗噪声干扰能力较强的QPSK调制技术以抑制串入噪声的干扰；

●不符合广电业务发展的需求：

我国人口稠密，CMTS的Cable接入属于共享线路方式，用户非常集中，单位带宽下降明显，不利于高带宽业务的开展。

成本：

●户均造价580-700元，其中覆盖成本200-300/户，开通成本380-400/户

2.2EPON+LAN技术方案（FTTB+LAN）

FTTB+LAN方案中，早期光传输链路部分主要采用光收发器方式；

EPON技术是近几年迅速走向成熟应用的新技术，价格快速下降。

从技术先进性、投资成本、发展趋势等方面综合评估后，我们得出的结论是EPON技术更加优良，故此，方案中主干线光链路部分采用EPON技术。

●运营商不承担用户终端的投入，网络未来升级改造方便；

●网络接入带宽：

1000M到小区，100M到楼道，10M到户，接入带宽高，可扩充性好，可以承载全业务运营；

●采用外交互方式，不占用同轴电缆的频率资源，光传输采用EPON技术，传输链路中实现没有有源设备，维护方便，二张网同时运营，单网故障相互不影响。

●目前的LAN产品异常丰富，价格也非常低；

EPON产品支持厂家众多，相关产品兼容性好，价格也在大幅降低。

●需重新入户施工，施工量及施工难度都较大；

●二张网络分开运营，维护人员素质要求高。

●五类线入户更适合没有网络的公司，像“长宽”、“聚友”这些公司来做。

●户均造价210元，其中覆盖成本160元/户，开通成本50元/户

2.3EPON-EOC技术

EOC技术指的是一类技术，我们在后面将详细介绍。

这里以MOCA为例来比较三类技术。

该方案主干线采用EPON技术，充分利用原有线网光纤资源，OLT部属在分中心，ONU部属到光接收机与用户电放大器。

在光接收机或用户放大器后接近用户的点（根据现有HFC网络的不同而采取不同方式），插入POC局端设备，在终端用户购置相应的POC终端设备，通过目前的有线电视网络，实现网络的双向化。

优劣势分析

●充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源，入户施工难度小，节省建网成本；

●在小光站直接带用户的环境下，施工量大幅减少，改造速度快；

●基于Cable，基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求；

●终端设备成本较低。

EPON+EOC对广电的战略意义

●先进的IP驻地网公用平台：

基于万兆路由光交换平台之上的成熟解决方案，与业界简单的EPON接入不可同日而语，可支持高性能网管、组播、IP语音、VPN等各种高附加值业务，可建设一套高质量驻地网。

●基于标准全开放的IP协议基础，符合广电网络发展趋势：

EPON基于IP协议开发的特性不受个别厂商私有技术挟制，产业链完善，对未来业务的支撑上无论硬件、软件还是相关业务系统都能融为一体。

●保护现有投资，可与广电现网更好的融合：

EPON的改造是与广电现有城域网的光纤、Cable相匹配的，基本上不需要改动。

●符合未来“三网合一”发展方向：

支持合光模式，可以将广电的电视信号与EPON的以太网信号可以通过一个光纤共纤传输，到小区再分节目与ONU。

●户均造价590-700元，其中覆盖成本90-100元/户，开通成本500-600元/户

2.4三类接入方案成本综合比较

接入网方案

带宽/户数

户均覆盖投资

每户开通成本

户均造价

施工量

CMTS+CM

40Mbps/1000户

200/300元

380/400元

580/700元

中

EPON+LAN

1000Mbps/1500户

160元

50元

210元

大

EPON+MOCA

800Mbps/100户

90/100元

500/600元

590/700元

小

2.5三类技术产品的价格走势

2.6比较结论

国家广电总局广播科学研究院总工程师杨杰在“双向化改造意见”中说：

“目前，比较成熟的有线电视接入网双向改造技术方案有HFC+CMTS+CM和FTTB+LAN。

HFC+CMTS+CM方案的优势在于：

一是DOCSIS1.1和DOCSIS2.0技术标准和产品成熟，可支持多种业务；

二是DOCSIS标准不断升级，以适应新业务的发展需求，DOCSIS3.0标准刚刚发布；

三是利用现有网络既可开展双向业务，但需要一定的网络改造；

四是前期投入少，开展业务的资金门槛比较低，适应我国大多数有线电视网络公司的经济条件；

五是适用于有限带宽业务/有限入户率的应用情况；

六是利用原有的同轴电缆，入户容易，用户电缆改造工程量小。

但HFC+CMTS+CM方案需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造；

噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，因此对同轴缆及接头质量要求较高，对施工工艺质量要求高；

由于CMTS的带宽限制，可承载业务有限，无法满足大带宽业务的需求。

另一种成熟的有线电视双向接入网改造技术是FTTB+LAN。

早期的FTTB+LAN方案中，光传输链路部分主要采用光收发器方式。

无源光网络设备使用方便，易于维护，因此得到快速的发展。

目前，EPON（GEPON）技术和产品均已走向成熟，进入规模应用阶段，EPON+LAN成为FTTB+LAN的主要方式。

LAN有许多的优势，首先是LAN的网络接入带宽宽，可承载多种业务，并且易于提高接入带宽；

其次是LAN的产品成熟、价格低，生产厂商多；

而FTTB+LAN最大的优势是户均建设成本低，并且可以与HFC网络独立运营。

但FTTB+LAN的前期投入大，开通全网业务的资金门槛高；

LAN的网线需重新入户施工，施工量及施工难度都较大；

二张网络分开运营（通常称为A平台和B平台），维护人员素质要求高；

LAN设备大多数是有源设备，为通常的室内使用而设计，在不理想的工作环境中，其维护费用相对高一些。

FTTP+LAN方案有非常明显的优势，但也有明显的劣势，最大的劣势是LAN的网线需重新入户施工，施工量比较大，用户接受程度低，施工难度难以估计。

”。

无论户均覆盖投资还是每户开通成本，CMTS+CM的方案都是最高的；

每用户带宽低，网络每兆带宽成本非常高；

EPON+LAN的方案有较大的成本优势和带宽优势，符合光纤到户（FTTH）的网络发展趋势，但入户施工难度较大；

EPON+MOCA的网络覆盖成本将会很快下降到最低，改造工程量和难度小，符合光纤到户（FTTH）的网络发展趋势，每用户带宽高，可以很好满足业务需要；

2.6.1EPON+LAN的方式在任何时候都不应该采用

尽管现在阶段成本在所有方案中是最低的，也能对全业务的支持能力，但实施的工作量是最大的。

有人认为，在新建小区中此技术所面临的入户施工难度较大的缺点将不存在；

但在新建小区的配套接入网络建设中，存在的一个问题是开发商的配合问题。

从目前的情况看，就是给开发商50元/户的布线成本，开发商都不干。

2.6.2现有的单向网络建议采用EPON+MOCA

光站—〉放大器—〉用户：

可将MOCA的局端设备放置在用户放大器的输出端，此时对原有网络的改造是最小的，并且网络结构简单清淅，易于维护。

光站—〉用户：

已经采用光机直接覆盖用户的网络，此时采用EPON+MOCA的改造方案，网络的覆盖成本最低，并且对原有网络的影响最小，当有用户开通双向业务时，只需购置MOCA终端设备就可以即刻开通。

2.6.3已经双向改造的网络

由于CMTS+CM的方案造价高、技术指标要求高、维护困难等原因，我们不建议采用CMTS+CM的方案对网络进行双向改造。

对已经采用CMTS+CM技术进行改造的网络，建议在不增加头端设备的基础上，对发展进行有效控制。

在用户集中覆盖的区域，可采用EPON+POC的方案逐步改造的方案；

将回收的CMTS和CM投放到用户稀疏的区域。

这样既可开展各类业务，又保护了前期投资，使网络的双向改造逐步过渡。

3EOC技术比较

3.1什么是EOC

　　EoC原是源于欧洲一些厂家，原文是“EthernetoverCoax”，也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术，原有以太网络信号的帧格式没有改变。

　　现在涌现出很多的技术和解决方案，将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。

尽管有人也称之为“EthernetoverCoax”，但是与前面所述的有非常大的差别，同轴电缆上传输的信号不再保持以太网络信号的帧格式，严格从技术的角度来说是不可称之为“EoC”的。

这类技术主要有以下四种：

HomePNAoverCoax、HomePlugoverCoax、WiFioverCoax、MoCA-MultimediaoverCoaxAlliance，我们暂且总称之“有源EoC”或“调制EoC”。

EOC（EthernetOverCable）主要可分为基带传输、调制传输、2.4GHz扩展应用三类，其中又可细分出很多具体的标准/非标准技术，如基带、MoCA、同轴Wi-Fi、CableRan、UcLink等。

基带传输。

同轴电缆带内频率是0～1000MHz，有线电视系统工作于5～860MHz，其中，5～65MHz用于上行通道。

而在实际的应用中，5～20MHz频带由于杂散信号干扰严重，无法被采用频带传输方式的CMTS/CM通信系统所使用。

而以太网是基带传输系统，以10Mbit/s（10BASE-T）速率传输时，以太网信号的功率谱主要集中在0.5～15MHz范围内。

这就为在同轴电缆网络中建立以太网提供了频率资源的可能。

事实上，当今的数据交换芯片和电子技术，完全可以低成本地在有线电视HFC网络中通过同轴电缆实现100m距离无中继的10BASE-T通信。

这种技术实际使用的效果并不好，而且与已经有的CMTS冲突。

　　HomePNA、HomePLUG和WiFi（WirelessLAN，WirelessFidelity）都是目前比较成熟的家庭联网技术，他们的发展均有数年的历史，MoCA则是MultimediaoverCoaxAlliance推出的基于同轴电缆的联网技术，是四种技术中最年轻的。

3.2HomePNAoverCoax

3.2.1HomePNA概述

PNA是HomePhonelineNetworkingAlliance（家庭电话线网络联盟）的简称，该组织于1998年成立，致力于开发利用电话线架设局域网络的技术，其创始会员包括Intel、IBM、HP、AMD、Lucent、Broadcom及3Com等知名公司。

　　HomePNA技术可以利用家庭已有的电话线路，快速、方便、低成本地组建家庭内部局域网，利用家庭内部已经布设好的电话线和插座，不需要重新布设5类线，增加数据终端如同增加话机一样方便。

目前，该组织共发布了三个技术标准，1998年秋天发布HomePNAV1.0版本，传输速度为1.0Mbit/s，传输距离为150米；

1999年9月发布V2.0版本，并可兼容V1.0版本，HomePNA2.0传输速度为10Mbit/s，传输距离为300米。

　　2003年所推出的3.0版规格（2005年成为世界标准—ITUG.9954），将传输速率大幅提升到128Mbps，且还可扩充到240Mbps。

HomePNA3.0提供了对视频业务的支持，除了可以使用电话线为传输媒体外，也可使用同轴电缆，为HomePNAoverCoax奠定了基础。

它可与大部份的家庭网络设备，如Ethernet、802.11及IEEE1394等设备联接使用。

支持Synchronous与Asynchronous两种媒体存取协议，即SMAC与AMAC。

　　采用SMAC工作模式具备包聚合（packetaggregation）功能，以提升数据传输效率，最高速率可达240Mbps。

AMAC工作模式无包聚合功能，最高速率可达128Mbps，至多可连结27部节点。

目前市场上销售的HomePNA3.0产品差不多都是工作在AMAC模式。

3.2.2 

HomePNA使用的频谱

图、HomePNA频谱结构，以及它与HomePNA2.0、VDSL和ADSL所用频谱的关系。

ITUG.9954（HomePNA3.0）标准支持三种带宽和7种波特率（bauds）,总共允许10频谱和波特率组合：

①、频谱结构#1:

4-10MHz;

2,4MBaud（与G.989.1/2相同）

②、频谱结构#2:

4-21MHz;

2,4,8,16MBaud

③、频谱结构#3:

4-28MHz;

2,6,12,24Mbaud

由于HomePNA与VDSL的频谱存在重叠，决定HomePNA只能用在室内，因为VDSL设备被电信广泛应用在室外接入。

3.2.3HomePNA协议

PHY层协定

　　HomePNA1.0物理层使用PPM（脉冲位置调制--PulsePositionModulation）调制技术，而HomePNA2.0使用QAM（正交幅度调制--QuadratureAmplitudeModulation）调制技术。

在实际的应用上，HomePNA2.0采用FDQAM（变频QAM--FrequencyDiverseQAM）调制技术，以保障较稳定的数据传送速率。

一般而言，在较低的SNR传输环境下，FDQAM的效率优于QAM，但是其抗干扰能力上不如OFDM。

　　HomePNA2.0采用的载波频率是7MHz，提供2Mbaud与4Mbaud两种波特率。

由于每个baud可承载2~8位，因此，其数据传送速率介于4Mbps~32Mbps。

　　HomePNA3.0采用的中心频率有：

7MHz、12MHz、18MHz三种；

分别对应三种频谱结构。

提供2、4、8、16和24Mbaud符号率；

由于每个baud可承载2~10位，因此，其数据传送速率介于4Mbps~240Mbps（4-28MHz频谱结构，占24MHz带宽）。

MAC层协定

　　HomePNA2.0的MAC层协议为CSMA/CD，为提供QoS服务，它采取八种不同优先等级（0~7，7代表最高优先等级）的帧传送方式，由测量帧确认否有碰撞发生。

　　一个正常帧传送时间须介于92.5us~3,122us之间，因此，当传送数据的工作站侦测到网络上发生碰撞时，必须在70us内停止传送数据。

换言之，当帧传送时间小于92.5us或大于3122us，就表示网络上有碰撞发生。

若网络上发生碰撞，则每部工作站（含先前未传送数据的工作站）必须执行分布公平优先级排队DFPQ（DistributedFairPriorityQueuing）算法，以便决定由那一部工作站取得传输媒体的使用权。

　　当网络中HomePNA设备节点增加时，碰撞的几率大大增加，数据传输的速率也大大降低。

在试验中发现，以一条电话线或同轴线上连接6台以上的电脑时，电脑之间复制文件的速度会变得很慢了。

因此HomePNA比较适合节点数较少的家庭联网场合，如果用于点到多点的、数据流量要求较高的接入时，难免有点力不从心。

3.2.4HomePNA传输效率

　　由于HomePNA采用4-28MHz频段，其对低频段的噪声依然比较敏感，对数据传输的流量有较大的影响。

特别是网络上的节点越来越多时，影响更为严重。

在相对比较理想的情况下，HomePNA实际数据吞吐量与有效载荷包长的关系如下表一所列。

它与实际SmartBits测试结果还是比较吻合的。

表、HomePNA实际数据吞吐量与有效载荷包长的关系

32MbpsHomePNA2.0优先级P=7时的吞吐量

有效载荷包长（bytes） 

100 

500 

900 

1300 

1500

吞吐量（Mbps） 

6.37 

17.74 

22.12 

24.44 

25.24

128MbpsHomePNA3.0（AMAC模式）优先级P=7时的吞吐量

7.57 

30.62 

46.27 

57.58 

62.14

3.2.5HomePNAoverCoax

图、一种HomePNAoverCoax原理示意图

HomePNAoverCoax借用整个HomePNA协议，只是修改原HomePNA传输介质的耦合接口（如图所示黄色部分）部分的设计。

　由于同轴电缆的传输性能好于电话线，数据流量性能略好于HomePNA在电话线上传输的性能，主要取决于同轴电缆接入网络的性能（包括分支和分配器）。

因为最低端的频点4MHz已经超过分支分配器的下限频率5MHz。

实际我们测试发现，一些劣质的分支分配器可能连在7MHz、或10MHz时其指标还达不到国家标准要求，此时HomePNAoverCoax的性能要打些折扣。

由于HomePNAoverCoax是采用4-28MHz频段。

当1点对多点通信时，也是要受到汇聚噪声的影响，实际网络使用时性能比理论宣称的要低很多！

当然网络中的节点较少时，此种影响要小很多。

所以在节点较少的家庭联网场合，它还是一种比较实用的技术

3.3HomePlugoverCoax

3.3.1HomePlug概述

　　电力线高速数据通信技术，简称PLC（PowerlineCommunication或PLT（PowerlineTelecommunication），是一种利用中、低压配电网作为通信介质，实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术，不仅可以作为解决宽带末端接入瓶颈的有效手段，而且可以为电力负荷监控、远程抄表、配用电自动化、需求侧管理、企业内部网络、智能家庭以及数字化社区提供高速数据传输平台。

　　PLC技术，由于充分利用最为普及的电力网络资源，建设速度快、投资少、户内不用布线，能够通过遍布各个房间的电源插座进行高速上网，实现“有线移动”，具备了其它接入方式不可比拟的优势，受到国内外的广泛关注。

　　PLC系统设备依其接入至骨干网接入的方式可分为：

接入（Access）型PLC、室内（In-house）型PLC。

接入型PLC意指在家庭网络内与室外接入至骨干网络皆采用电力线网络技术；

而室内型PLC仅家庭网络内采用电力线网络技术，接入至骨干网络则采用其他技术，如：

FTTH、ADSL等。

依照系统类型与网络带宽，对应适合之应用各有不同，窄带适于远程控制、家庭自动化，宽带则用以上网，以及于