HFC双向网络改造方案.docx
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HFC双向网络改造方案
HFC双向网络改造方案
北京瑞斯康达发展有限公司
2007年11月
目录
一、前言3
二、HFC双向网络改造方案4
三、相关技术原理5
四、相关设备介绍8
一、前言
我国的有线电视经过了20多年的发展，全国有线电视网络线路总长度现在超过了300万公里，光纤干线达到26万公里，已经建立了一张覆盖全国城乡的HFC网络。
同时，随着网络通讯技术的发展，以及国家数字电视改造计划的逐步推进，各地都开始行动起来，利用HFC网络为家庭用户提供个性化的互动视频娱乐服务，这将成为未来3到5年最大的新兴产业机会。
HFC网络拥有丰富的带宽资源，具有巨大的产业开发价值。
但是，传统的有线电视网传输的电视信号是广播式的，为了实现双向交互业务，就必须对原有的有线电视网进行相应的改造。
如何对有线电视网进行改造，以建立基于CATV（有线电视网）的宽带数据传输系统是大家所关心的问题。
问题的焦点是对有线电视网络改造方式的选择。
目前有线电视双向改造的三种典型模式：
一是采用CMTS系统；二是直接采用以太网入户方式；三是EoC接入方式。
CMTS+CM在原有的铜轴线路上传输上/下行数据，需要对原有的铜轴线路进行双向改造，有时还牵涉到更换电缆，成本较高。
此外，CMTS一般还存在带宽低，上下行带宽不对称的缺点，由于低频信号容易受干扰，往往造成数据传输质量不高，容易中断并且定位起来十分困难，后期的维护成本高昂。
从全球范围看，只有2家主流供应商提供设备，价格一直居高不下。
而以太网入户，从形式上看是最理想的方式，并且国内已经有部分城市实施了这一方案，但是工程施工，初期资金投入，业务合作模式等方面的问题，决定了这个方案只能是在局部有条件的地方获得突破，其它大部分地区还无法克隆这套方案。
所以，从目前的形式看，如果能利用自己已有的Cable网络，来完成最后100米的双向网络入户改造，是比较现实的方案。
EoC（EthernetoverCOAX）方案应运而生。
它通过用户家里的同轴电缆来承载以太网络，为数字电视等交互业务提供回传通道，是目前最流行的技术。
而且EPON技术的成熟和需求的增长为广电系统提供了一个新的发展契机。
利用EPON网络不仅可以提供高速宽带接入业务，同时也可以为数字电视网络提供稳定的的回传通道，为交互式电视和VOD业务的开展提供了坚实的保证。
北京瑞斯康达作为EPON设备提供商，将与广电运营商紧密合作，一起致力于新型网络的建设，为用户创造新的价值，更好的提供服务。
”
二、HFC双向网络改造方案
1、网络拓扑结构
本方案局端通过EPON系统的OLT设备上行以太网端口连接双向数据业务（Internet或数字电视），OLT设备下行PON口连接合波器，合波器将OLT双向数据光路与传统有线电视信号光路进行合波（1310nm、1490nm和1550nm）在一根光纤上传输，然后连接到无源光分配网络中，可以根据接入的用户数量进行分光（注意光功率损耗，1：
2分光差损为3.04dBm）。
各分支光路进入居民楼或楼道内先进行光解复用，通过波长来区分1550nm的有线电视信号和双向数据业务。
有线电视型号（一般要进行光电转换）可以接入EOC合成器的电视信号IN端，数据信号光路连接ONU上连PON口，ONU下联多以太网口连接EOC合成器的数据端。
EOC合成器的各个电视信号OUT端通过已有的铜轴电缆连接用户家中的EOC终端，最终为用户完成数据和电视信号接入。
2、方案特点
◆采用EPON进行双向数据业务的回传，可以简化网络结构，便于实施和维护；
◆EPON系统可以提供更高的接入带宽，为今后业务的开展打下基础；
◆EPON采用的是下行广播、上行TMDA的通信原理，有力的保障了业务安全；
◆EPON可以提供QinQ、组播、Qos等二层功能，能够保障新业务的开展；
◆能够做到端到端的全网管理，保证网络的正常运营和调度；
◆利用现有光路和铜缆资源，减少建网的投资；
三、相关技术原理
1、EPON原理
EPON是在一根共享光纤传输信号，并使用光分离器把光信号馈送给不同的用户。
PON之所以被称为无源的是在于除了在局端和用户端两端外，没有其他的电器件。
一个典型的EPON系统由OLT（光线路终端）、ODN（光分配网络）和ONU/ONT（光网络单元）。
其网络结构示意图如图1所示。
图1EPON网络结构
其中，OLT位于局端，而ONU位于用户端。
从OLT到ONU的方向称为下行方向，反之称为上行方向，OLT下行业务和ONU的上行业务流通过光分离器完成业务的传送，三者关系如图2所示：
图2EPON组成图
EPON系统在一个点到多点拓朴结构上使用全双工模式。
ONU可以接收到从OLT发出的信号，但不能接收到其他ONU发出的信号。
通过时分复用（TDMA）方式使得每一时刻只有一个ONU能够发送。
在同一根光纤上，OLT发送的下行数据和ONU的上行数据发送使用不同的波长来进行复用：
∙下行1490nm
∙上行1310nm
∙下行1550nm用于支持模拟电视广播
EPON下行通讯如图3所示，OLT发出的信号通过一个1:
N的无源分离器到达每一个ONU，ONU根据业务的目的地址信息进行过滤，在用户侧只看到用户应该接收的数据。
图3EPON下行数据收发
上行通讯如图4所示，每个ONU发出的信号只能被OLT接收，而且为了避免数据冲突和提高网络效率，ONU的发送受到OLT的控制，每个ONU只能在分配给它的时隙内发送。
图4EPON上行数据发送
2、EOC原理
目前国内是利用OFDM等技术把以太网信号调制到某个频段上，然后再耦合到同轴电缆上传输；或者是直接把以太网的基带信号耦合到同轴电缆中传输。
四、相关设备介绍
ISCOM5000系列GEPON产品
一、概述
随着Internet的爆炸式发展，人们对网络的依赖性越来越强，而网络的基础建设也就显得越来越重要。
目前在“第一公里”实现全光接入是运营商们越来越关注的问题。
针对接入网的特点与要求，解决方案的成本、设备的稳定可靠、对现有投资的保护、与汇聚层的融合和对接等问题，是实现全光接入必须要考虑的。
为了较好的解决这几个问题，使全光接入的方案具备更强的可操作性和可实施性，北京瑞斯康达科技发展有限公司推出GEPON系统ISCOM5000，能够提供低成本、稳定可靠、可实施的FTTB/FTTH/FTTO解决方案，而且和现有的汇聚层网络、楼道侧网络能够实现无缝对接和融合。
二、产品简介
北京瑞斯康达自主开发的GEPON系统，包括OLT设备ISCOM5504、ONU设备ISCOM5101和ISCOM5124。
ISCOM5504
ISCOM5504是一款带4路PON端口和4路10/100/1000M（Combo口）上联端口的L2交换型OLT设备。
ISCOM5101
ISCOM5101是一款带1路PON端口和1路10/100/1000M以太网下联端口的直通型ONU设备。
ISCOM5124
ISCOM5124是一款带1路PON端口和24路10/100M以太网下联端口的L2交换型ONU设备。
三、产品特点
ISCOM5504产品特点
Ø领先的EPON技术
◆线路可支持1.25Gbit/s上下行对称速率。
◆支持1：
64分光比，支持20km长距接入。
◆单台设备支持256个ONU。
◆支持可动态升级的DBA算法，方便用户对带宽的控制。
Ø完备的安全保障：
◆ISCOM5504OLT支持骨干光纤冗余保护功能，保证网络不间断运行。
◆支持AES-128双向加密。
◆提供基于端口、MAC、VLAN、IP、四层协议、协议端口号以及自定义的访问控制，可实现各元素的组合绑定设置，为管理员制定访问控制策略提供更多选择，基于完全硬件的ACL转发可以在病毒泛滥时使正常数据不受任何影响。
◆DHCPsnooping、ARP精确控制等功能可有效保护网络的安全性。
◆支持广播风暴抑制功能，提高了网络的稳定性。
◆支持标准生成树、快速生成树，提高了链路的冗余备份，提高容错能力，保证网络的稳定运行。
Ø先进的交换技术：
◆支持符合电信网络的发展趋势的Q-in-Q功能，可平滑进行网络升级从而保护用户投资，使用Q-in-Q创新技术，在城域以太网的组网能力上突破了4096个VLAN的极限，支持4096*4096个VLAN，既扩展了采用VLAN组建二层网络的能力，并可通过该方式实现城域网内的二层VPN，特别适用于城域以太网广域网服务。
◆支持VLANID转换功能，保证运营商对不同业务的有效开通。
Ø运营级QoS保证：
◆基于802.1p标准的QoS功能，支持8个优先级输出队列，对数据包可针对端口、VLAN、MAC地址和IP地址进行优先级设置。
◆支持两种队列调度算法：
严格优先级调度、加权优先级调度。
◆在流分类的基础上，ISCOM5504可基于流来设置不同的带宽，颗粒度为64K，可提供更为灵活的带宽管理手段。
Ø强大的组播功能
◆支持IGMPSnooping功能，确保组播报文转发到指定端口，保障了IPTV等业务顺利实施。
◆提供丰富的组播控制元素，保障了组播的合法性。
◆支持跨VLAN组播复制功能，提高了带宽的利用率，更好的支持组播业务的开展。
Ø方便的管理维护：
◆支持SNMP/RMON管理模式，可通过瑞斯康达的NVIEWNNM综合网络管理平台进行管理，实现单台设备配置以及告警管理等功能，达到设备统一管理目的。
◆支持瑞斯康达的“OneTouch”的智能综合网管平台，OneTouch是一套专为运营商开发的智能综合网络管理平台，基于标准的SNMP网络协议，为用户提供新的管理模式，简化管理流程。
◆可通过CONSOLE口及带外管理口对设备进行带外管理。
◆支持TFTP、FTP、TELNET，提供完备的软件升级功能。
◆CLI命令行操作模式更加符合运维人员操作习惯。
ISCOM5101、ISCOM5124产品特点
Ø标准性：
◆符合IEEE802.3ahEPON标准
◆符合中国电信EPON有关标准
Ø易用性：
◆支持10/100Mbps，全/半双工自适应和Auto-MDI/MDIX功能。
◆支持背压和IEEE802.3x流量控制功能。
◆支持端口镜像功能。
Ø完备的安全保障：
◆支持基于802.1Q及端口的VLAN划分。
◆提供同一VLAN的端口隔离功能,进一步完善用户数据安全保护机制。
◆支持广播风暴抑制功能。
◆支持802.1D标准生成树协议、802.1W快速生成树协议，提供链路的冗余备份和容错性，保证网络的可靠运行。
◆5124支持QinQ，为用户增加VLAN的可用数量。
ØQoS保证：
◆每端口支持4个优先级输出队列。
◆提供基于端口的带宽管理功能。
带宽范围64K～100M，步长为64K，提供灵活合理的带宽控制策略。
Ø组播业务：
◆支持IGMPSnooping功能。
◆支持跨VLAN组播复制功能，更好的支持组播业务的开展。
四、产品性能参数
技术参数
ISCOM5504
ISCOM5124
ISCOM5101
PON接口
接口数量
4
1
1
接口速率
下行：
1.25G上行：
1.25G
传输波长
下行：
1491nm上行：
1310nm
最大传输距离
20km
每个PON口支持最大分光比
1:
64
Ethernet接口
接口数量
4
24
1
接口速率
GE（Combo）
FE（RJ45）
GE（RJ45）
交换容量
16Gbps
6.8G
2G
生成树协议
支持生成树、快速生成树协议
N/A
IEEE802.1QVLAN
4K个并发VLAN
4K个并发VLAN
N/A
带宽分配
每个ONU分配的范围：
64K~1000Mbps
DBA算法最小粒度：
64K
流控
全双工模式下支持IEEE802.3x流控，
半双工模式下支持背压式流控。
N/A
组播功能
支持IGMPSnooping（V1,V2,V3），支持跨VLAN组播复制功能
N/A
广播风暴
支持广播，组播和DLF的广播风暴抑制，按照设置的每秒包数（pps）抑制
N/A
端口汇聚
支持6个聚合组
支持每个汇聚组最大端口数8GE
支持基于MAC/基于IP的六种负载均衡
支持4个聚合组
每个汇聚组最大端口数8FE
N/A
MAC地址
动态
16K
8K
静态
100
100
Qos
支持
支持
N/A
尺寸（宽×高×深）
442mm×43.8mm×360mm
442mm×43.8mm×235mm
260mm×38mm×130mm
重量
6kg
3.5kg
0.9kg
电源特性
交流
国际：
90～264VAC，47～63Hz国内：
176～264VAC,47-63HZ；
直流
国际：
36～75VDC，国内：
36～72VDC
功耗
≤40W
≤20W
≤10W
工作环境
环境温度：
0℃～＋45℃
环境湿度：
20%～90%,无凝结；
存储环境
环境温度：
-25℃～＋70℃
环境湿度：
20%～90%,无凝结；
五、典型应用
FTTH（或FTTB）应用
由于IPTV业务的开展、软交换网络的部署等等，运营商对接入设备的高上行带宽、业务标识能力提出了更高的要求，对此瑞斯康达的GEPON产品可以进行FTTH（或FTTB）网络的组建。
ISCOM5124可以连接不同的家庭内部设备，例如STB、IP电话、PC、无线网关等等，通过ISCOM5124对不同的业务流进行分流。
ISCOM5504支持QinQ功能，当业务流到达ISCOM5504OLT时，由该设备进行不同的标记与处理，将不同的业务流量引导向不同的业务网关，实现多种业务的综合接入，而且在此基础上可以更好的满足未来IMS、FMC等业务融合的需要，网络升级更加方便。
IPDSLAM节点连接方案
ISCOM5504支持QinQ、VLANID转换、8队列的QoS功能，符合了应用的发展趋势，同时也满足了运营商进行DSLAM扩容的需求，ISCOM5000系列以高性能、高性价比的解决了DSL网络中上联带宽瓶颈与部分布线的问题。
ISCOM5504通过QinQ功能的部署，将VLAN数量增加至4096×4096，从而实现用户的惟一性识别进而解决宽带用户帐号盗用、增值业务消费中的账号捆绑计费等问题，促进宽带接入业务和宽带增值业务的发展。
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