最适合中国国情的双向网络改造方案.docx
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最适合中国国情的双向网络改造方案
最适合中国国情的双向网络改造方案——EPON+CCMTS
目录
摘要1
关键词1
第一章序言2
第二章现今两大主流网改方式剖析3
2.1.CMTS系统剖析3
2.2.EPON+EoC系统剖析3
第三章EPON+CCMTS系统解决方案的本质5
第四章EPON+CCMTS的组网结构与方案的详细描述6
4.1.方案图6
4.2.解决方案模型描述7
第五章EPON+CCMTS的优势9
5.1.技术层面——技术性能优异9
5.2.运营层面——全方位运营设计9
5.3.实施层面——契合现有网络施工方便11
第六章EPON+CCMTS系统应用场景12
6.1.双向网络建设初期FTTC模式12
6.2.双向网络建设后期FTTB模式13
第七章中国数字电视双向网络改造的未来发展14
第八章附录EPON+CCMTS产品简介15
摘要
三网融合的进度稳步加快，广电目前急需解决网络的双向传输问题。
而今两大主流解决方案CMTS与EPON+EoC都存在明显的优势与目前无法解决的缺陷。
所以无论那种方式对于运营商都是无奈之举。
为了解决上述的难题，EPON+CCMTS解决方案携CMTS与EPON+EoC两家之长为广电运营商展示全新的接入网改造方式，为广电的网络发展找到了新的方向。
关键词
CCMTS，EPON，双向网络改造
第一章序言
随着三网融合步伐不断加快，广电、电信各领域间的业务相互融合、渗透逐渐加快。
对于广电领域在三网融合下最迫切的是实现双向业务的运营，而且广电除了开展自身领域的双向业务外还要努力实现宽带网络的运营。
然而目前广电面临的最大的问题是广电的双向网络不够发达，所以广电要提升自身的实力在三网融合中占据优势地位关键是找到一种有效的解决方案帮助广电实现双向网络的构建。
就目前而言，广电领域采用的双向网络改造方案大体上说有三种：
CMTS，EPON+EoC；EPON+LAN。
这三种解决方案各有利弊，在国内市场也都有一部分的实际应用案例，但就总体而言这三种方式都不能算是最能为中国广电实现有效双向网络改造的解决方案。
下面笔者将深度剖析各种解决方案的利弊，并最终推出真正符合中国需要的双向网络改造方案。
第二章现今两大主流网改方式剖析
第1章
第2章
2.1.CMTS系统剖析
CMTS系统采用DOCSIS协议，是其最大的优势所在。
DOCSIS已经在广电领域广泛应用，在技术层面上不存在障碍。
而且DOCSIS协议可以说是为广电量身订做的IP数据信息传输协议方式，数据的传输采用射频方式，把IP数据看作电视节目一样采用频点的方式传输。
频点的划分与广电现有频点规划一致采用6M或8MHz方式，采用QAM的调制方式传输。
对于终端采用CM进行调制解调，将下传数据转成IP方式使用，将上行数据调制成射频信号利用HFC网络回传。
然而CMTS系统在中国市场上却推行的举步维艰，关键问题在于三点：
第一，系统带宽不高，CMTS系统的接入带宽一般小于1M，不能满足宽带业务需求；
第二，由于汇聚噪声的影响，对网络质量要求比较高；
第三，系统头端系统昂贵，只有少数的大型运营商能够持续采购。
由此可见CMTS系统虽然适合有线同轴系统使用但不符合中国的国情，在国内市场上很难成势，只有部分大型运营商采购。
2.2.EPON+EoC系统剖析
EPON+EoC系统是目前广电应用最为广泛的方式，其系统结构与技术协议已经逐步被广电所接受。
EPON+EoC系统的优势在于两点：
第一，价格相比于CMTS大幅下降，已经能被绝大多数运营商所接受并且可广泛使用；
第二，EoC相比于CMTS可产生更大的户均带宽能够满足目前宽带的需求，一般在实际应用中户均可达到5Mbps左右。
但是运营商在使用EPON+EOC系统仍然是非常的谨慎，甚至很多运营商在选择EPON+EOC系统作双向网络改造是一种无奈之举，原因在于EoC系统存在很多的缺陷。
在EPON+EoC系统中EPON部分是得到普遍认可的技术与传输方式，原因在于EPON系统在电信领域应用了很久是一个技术非常成熟的解决方案，同时EPON系统是一个P2MP的系统非常适合广电广播式的网络结构与传输模式。
所以EPON+EoC系统的问题主要都集中在EoC传输系统上，其存在的问题主要有五个：
第一，技术没有通用标准，这个问题是EoC最大的问题，所以就造成了EoC产品种类相当混杂让运营商在选择时面临很大的困难；
第二，实际运营能力不高，目前单个EoC系统实际可支撑终端用户一般在20个以内，可产生的带宽在80Mbps左右，随着接入率的增加EoC的部署将非常复杂；
第三，QoS保障机制不够完善，只能完成一般数据级别的传输，在进行语音级别通讯时存在很大的技术隐患；
第四，终端没有兼容性可言，从技术协议上说不同协议的EoC终端没有互通的可行性，即使是采用相同协议的EoC终端由于各个厂家私有协议的问题也不能真正实现互通、互联、可管、可控；
第五，EoC系统的可持续发展能力不够，由于EoC系统普遍的上行通讯机制采用CSMA方式，或在CSMA基础上修改的TDMA方式，并不符合接入网传输需求。
所以在支撑终端用户上存在天生的缺陷很难实现密集终端的接入，同时EoC所能产生的带宽并不高在面对未来高带宽需求时只能通过增加部署EoC头端来进行带宽的提升。
由此可见，EPON+EoC系统是一个解决当前广电双向网路改造问题的方案，但从长远看对广电的高速发展有一定的抑制。
通过上述的分析，我们可清晰地看到当前主流的两种双向网改方案都存在较大的问题，同时也都存在较大的优势。
所以对于当前的广电，需要将两种解决方案相互融合，取其精华形成一个真正适合中国广电需要的双向网络改造解决方案。
以下笔者将详细介绍目前适合中国国情的双向网络改造方案EPON+CCMTS解决方案。
第三章EPON+CCMTS系统解决方案的本质
EPON+CCMTS系统解决方案的本质可用两句话来概括，其技术本质是CMTS，其组网本质是EPON+EoC。
由此可见EPON+CCMTS系统是一个将CMTS与EPON+EoC相结合的解决方案。
在设计思路上，EPON+CCMTS系统由三个部分组成，前端部署EPON系统的OLT设备，接入网部分部署核心设备CCMTS，在终端部署调制解调器CM。
技术本质是CMTS，主要体现在核心设备CCMTS采用DOCSIS技术标准设计，与CMTS系统一样充分利用广电现有同轴网络资源进行数据传输，频点规划与广电现有方式保持一致。
CCMTS设备的技术协议与CMTS完全一致，所不同的是CCMTS在功能上相比CMTS做了精简，相应的在成本上比CMTS大幅下降。
组网本质与EPON+EoC相同，体现在EPON+CCMTS系统的光网络传输部分采用EPON传输方式；在光节点处部署核心设备CCMTS，其内置ONU功能完成EPON的传输过程，在CCMTS完成ONU功能后，进入小型化CMTS功能模块部分内部将千兆IP数据调制成射频方式进行输出，调制技术符合DOCSIS协议，采用8MHz/6MHz一个频点的方式，调制方式根据网络情况可灵活选择64~1024QAM方式，默认选择256QAM方式，单频点可达50Mbps数据输出；在终端部署的CM完成下行信号的解调接收输出百兆IP信号。
从组网形态上看CCMTS与CM所完成的功能与EoC系统是一致的。
所以说EPON+CCMTS系统的组网本质是目前最适合广电需求的EPON+EoC组网形式，同时EPON+CCMTS系统也可称作是DOCSISEoC。
第四章EPON+CCMTS的组网结构与方案的详细描述
第3章
第4章
4.1.方案图
4.2.解决方案模型描述
上图所示为鼎点视讯推出的针对广电接入网进行的双向网络改造解决方案，如图为该方案的模型化设计，实际部署方案只需根据当地实际情况对OLT与CCMTS设备数量进行调整即可。
目前的广电网络结构主流采用HFC结构，属于光纤、同轴混合网络结构模式。
传输网络的主体采用光纤传输方式，最后500到1000米接入网采用同轴方式。
光网络部分通过各级光分路器和光放大器将传输信号不断的增强、分发，最终到达各个光节点处，通过光机将光信号转成电信号由同轴电缆传输。
同轴电缆部分通过多次的分配最终进入千家万户。
EPON+CCMTS接入网改造解决方案契合HFC网络结构，充分利用现有网络资源，低负担方式完成双向网络改造。
4.2.1.分前端/分节点改造
对于原有的870MHz以下的电视节目信号部分无需改动，按照原有方式传输即可。
对于新增的双向网络部分，选用无源光网络传输以太网信号技术——EPON进行改造。
EPON在结构上属于点对多点的网络构架，符合广电网络的传输特性。
同时EPON技术是成熟性技术，已经在电信领域使用多年，施工简单易行，并且建设EPON系统的投资比较低，是光网络改造的首选方式。
城域网数据通过汇聚交换机接入EPON的头端产品OLT的上联口输入到广电网络中，并将其转成光信号由PON口输出到ODN光网络，通过ODN网络各级的光分配器将信号传输到光节点处。
4.2.2.光节点改造
在光节点处放置CCMTS设备，CCMTS与原有的870M光接收机并列放置，接收OLT下传的光信号，并将其转成RF信号进入同轴网络。
CCMTS内置ONU，将接收的光信号在内部转成千兆IP方式输入到内部的CMTS模块上，通过CMTS功能模块将千兆IP信号转成射频信号输出。
输出的射频信号符合DOCSIS3.0标准，契合广电的调制输出方式，采用8MHz/6MHz一个信道的方式进行下行数据的输出，支持64、256、1024多种QAM方式。
系统容量方面，单台CCMTS占用16个频点资源下行输出800M数据，相比于传统EoC产品性能提升近10倍，并且可同时支持200个终端运行，相比于传统EoC产品提升近20倍。
4.2.3.终端改造
终端采用CM（CableModem）进行信号的接收。
由于EPON+CCMTS采用DOCSIS国际标准进行传输，所以终端的选择非常的宽泛，符合DOCSIS2.0/3.0标准的CM都可以零集成的接入网络。
同时EPON+CCMTS可以无缝对接和兼容系统中原有的CM终端，大大保护了运营商的投资。
对于数据的上行调制仍然采用8MHz通道方式，支持多种QAM方式上行可达到160M数据量。
EPON+CCMTS解决方案中上行的通讯机制采用SCDMA方式，通过扩频技术，增强抗干扰能力；利用同步技术实现完全正交调制，从而大大抑制多址干扰，提升系统的容量。
基于此EPON+CCMTS解决方案提高上传链路抑制噪声的能力，从而减少汇聚噪声的干扰。
相比于传统的CMTS系统大大提升了系统的可用性。
第五章EPON+CCMTS的优势
第5章
5.1.技术层面——技术性能优异
EPON+CCMTS系统采用国际成熟DOCSIS3.0标准。
DOCSIS3.0标准技术完善且非常成熟，目前在CMTS设备中广泛应用。
所以采用DOCSIS3.0技术标准的CCMTS设备，解决长期困扰各类EoC产品标准不一的难题。
在兼容性上，EPON+CCMTS也表现非常好，全面兼容现有CableModem，无需更换或增加终端，便于部署。
扩容是网络建设时期所需要考虑的一个非常关键的因素，通常网络建设是逐步升级的。
EPON+CCMTS系统契合广电网络的发展，针对每一个阶段都提出了完善的解决方式具体详见《EPON+CCMTS系统应用场景》
在系统性能方面，采用DOCSIS3.0的EPON+CCMTS系统目前可实现系统可实现960Mbps上下行带宽，其中下行800Mbps，上行160Mbps。
相比传统的EOC产品提高10倍，可实现在现有网络上NGB百兆入户。
EPON+CCMTS系统支持终端数量大：
系统可同时支撑200个CM稳定运行，大幅减少局端设备部署，相比与传统EoC产品性能提高近20倍。
在上行通讯机制方面采用目前最先进的SCDMA方式，保证了每一个终端都有稳定的时隙与局端进行通信，同时由于扩频传输方式大大抑制了噪声干扰，解决了原来影响CMTS系统使用的汇聚噪声问题，大大降低了系统对网络质量的要求提升了系统网络是应能力，使得采用DOCSIS协议的解决方案可以真正在中国可用。
5.2.运营层面——全方位运营设计
在运营层面EPON+CCMTS系统从多个角度为广电双向网络改造进行设计。
首先EPON+CCMTS系统减少终端部署费用。
无论何种接入网改造方案，终端的部署都是整个系统中最耗费财力的部分。
而EPON+CCMTS系统在这面相比于其他解决方案的优势体现三个方面。
第一，由于DOCSIS标准的普及性并具有极高的认可度，所以绝大部分机顶盒厂家都推出了内置CM功能的机顶盒，而且很多地区运营商在选择机顶盒时，支持高清、内置CM已经成为基本需求，同时内置CM的机顶盒相比于机顶盒与EoC终端组合的价格要低很多，所以很多运营商首选内置CM的机顶盒作为终端设备，相应的绝大多数机顶盒厂商都把内置CM的机顶盒作为主推的产品内容，在市场上与EPON+CCMTS成为相辅相成的强强联合之势；第二，对于已经大量部署了CMTS的地区，终端的CM可以直接被EPON+CCMTS系统兼容，最大程度的保护了原有系统投资，顺带一提的是CMTS的软件支撑系统也都为EPON+CCMTS系统所兼容，无需重新采购；第三，终端设备兼容性强，所有符合DOCSIS2.0/3.0的CM都可以“零”集成的兼容，对于运营商而言有非常大的选择空间同时形成了CM提供商的良性竞争局面。
其次，EPON+CCMTS系统具有优异的硬件QoS保障。
EPON+CCMTS系统是目前唯一可以做到全双工的EoC系统，在通信层面上实现了QoS的保障；同时由于SCDMA的上行通讯机制保证了EPON+CCMTS系统可以稳定的接入200个终端同时运行，并且通过服务流技术可以针对每一个终端进行业务的识别与优先级划分，真正做到了语音、视频、数据等业务的分级别传输。
从而也实现了语音级的QoS保障。
最后EPON+CCMTS的QoS保障机制是固化在协议芯片中的，是通过硬件形式实现的QoS保障相比于软件形式的QoS更加的稳定不会出现逻辑紊乱、死锁等软件故障。
第三EPON+CCMTS系统实现了端到端网络控制。
EPON+CCMTS将光网络与同轴网络完美的连接在一起，实现了光铜一体的部署方案，CCMTS相当于桥梁将EPON的OLT设备与CM终端连接在一起。
系统的网络管理采取EPON和DOCSIS融合式管理的方式，通过一套网管系统统一管理。
CCMTS将光网络协议与DOCSIS协议进行对应转换，从而达到了端到端的管理模式。
最后EPON+CCMTS系统在运营层面上实现了电信级的精细化运营，为广电未来的发展铺平了道路。
EPON+CCMTS系统在VLAN的划分上已经可以做到PUPSPV（每终端每业务单VLAN）的划分级别，同时EPON+CCMTS系统支持IPv6设计面向未来发展，第一次在广电领域实现了电信级精细化运营。
5.3.实施层面——契合现有网络施工方便
网络改造重要的一个考虑因素是工程实施，简易的改造方式对运营、对维护管理、对降低运营商的前期投入都是十分重要的。
本解决方案是在如下两个方面实现的：
（1）EPON+CCMTS的组网方式合理利用有线电视频带下行设备资源，只需对上行设备进行改造，实现在最小限度对现有网络进行改造。
（2）在工程实施中无需光缆延伸，系统契合广电HFC网络结构，充分利用现有网络资源，将CCMTS部署在光节点，不需要光纤延长到楼，相比于传统EoC方案简化基础设施建设。
第六章EPON+CCMTS系统应用场景
在项目建设时，运营商通常考虑目前用户的宽带需求情况、考虑逐步升级网络的方式来实现宽带接入。
EPON+CCMTS在具体网络应用时，完全可以实现分阶段部署，可以逐步提高网络接入带宽，实现网络的平滑升级。
且DOCSIS协议标准技术成熟，兼容性强，完全兼容。
下面分别介绍两种较为常见的应用：
第6章
6.1.双向网络建设初期FTTC模式
针对目前的广电网络情况，很多都是采用的FTTC网络结构，且这些地区的用户对双向网络的带宽需求并不是很高。
这时我们即可以考虑在此光节点设置一台CCMTS设备，完成单个光节点对较多用户的覆盖。
在此我们介绍一下，网络建设初期，使用CCMTS设备如何在FTTC网络中实现家庭的宽带入户。
如上图所示，本网络结构为
●FTTC网络，500户一个光节点
●CCMTS部署在光节点覆盖500用户
●户均带宽：
6.4Mbps（按30%并发率计算）
网络部署
●兼容原有DOCSISProvisioning系统
●OLT部署在中心机房与末级机房均可
●CCMTS部署在原有CATV光机部署在一起
●CCMTS与CM的距离与现有光机到STB距离相同，500-1000米
适合情况
EPON+CCMTS系统的FTTC模式适用范围非常广泛，适用于绝大部分城市网络，同时也适用于较为分散的别墅用户和大部分的农网域用户，较适合现阶段部署方案，能够为用户提供5M带宽的上网业务，同时完成数字电视双向业务的数据传输，保障双向增值业务的顺利开展。
6.2.双向网络建设后期FTTB模式
在本地网络建设后期，由于加速了HFC网络的改造，将光纤部分进一步延伸，实现了FTTB。
此时我们即可为用户提供更高的带宽需求。
如上图所示，本网络结构与设备部署
●一个关节点覆盖100户左右
●户均带宽32Mbps（按30%并发率计算）
●CCMTS部署在楼宇端，与光机部署在一起
●CCMTS与CM的距离50-100米
适合情况
用此EPON+CCMTS实现FTTB网络的宽带接入，非常适合城市/农村成熟双向网络成熟期网络改造方案，实现NGB百兆入户，切实实现了网络的分阶段部署，平滑升级。
第七章中国数字电视双向网络改造的未来发展
中国数字电视的双向网络改造从本质上讲是为广电铺设了一条高速的信息通道，为以后的双向网络业务的运营做好基础设施的建设，所以这可说是广电提升自身实力与进军三网融合的必由之路，选择正确的解决方案对每一个运营商都至关重要。
EPON+CCMTS解决方案融合了现今两大主流方案CMTS与EPON+EoC的优势，为运营商在进行双向网络改造方案选择时开辟了全新的思路。
同时，鼎点视讯也在积极与广电总局配合进行DOCSISEoC的相关技术标准（EPON+CCMTS系统是其重要参考模型之一）的制定，为中国数字电视的双向网络改造进自己最大的努力。
第八章附录CCMTS产品简介
产品外观
室内型CCMTS
室外型CCMTS
产品性能
CCMTS
规格
标准
DOCSIS3.0
DOCSIS终端支持
DOCSIS2.0/3.0
支持终端用户数（每个CMC局端设备）
200
服务流数量（QoS级别）
1024
VLAN
802.1ad，802.1q，QinQ，
基于RF的虚拟链路和CM的端口划分Vlan
IPV6支持
支持
网管协议
EPONOAM
传输方式
全双工，
上下行信道分离
转发方式
2层转发
上行碰撞回避
SCDMA
最大传输带宽
960Mbps
信道频率范围
下行：
50----1002MHz
上行：
5----65MHz
信道宽度
8MHz
信道绑定数量
下行：
16
上行：
4
每信道最大传输带宽
下行：
50Mbps
上行：
40Mbps
调制方式
下行：
64/256/1024QAM
上行：
SCDMA（QPSK，16/32/64/128/256QAM）
接收电平
-13dBmV-----+23dBmV
发射电平
+50dBmV
最大传输距离/衰减
500米/60dB
反射损耗
>14dB
输出阻抗
75ohm
网络端接口
光纤连接头
RF连接头
F-type（公制，母头，螺纹，75ohm）
电源
AC220V或AC60V，可选
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