三网融合各种接入技术的比较.docx

1、三网融合各种接入技术的比较2 三类技术方案比较目前广电网络双向改造主要采用： CMTS+CM：上海、深圳、太原、泉州 FTTB+LAN：杭州、宁波、柳州、嘉兴 FTTH+EOC：南阳、淄博、青岛2.1 CMTS+CM接入方案优劣势分析：优点： 利用现有的CATV网络提供双向通信，适合稀疏模式网络覆盖区域； 大面积覆盖低开通率情况下成本较低，少量前期投入即可在全网进行业务受理； 技术标准及产品比较成熟；缺点： 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，同轴缆及接头质量要求较高，后续维护工作量较大；对于大多数有线电视运营商而言，上行噪声是一个普遍存在的问题，尤其是

2、在低频带（65 MHz）。通常这种噪声由电子马达、雷电、HAM、短波广播甚至太阳黑子以及用户家中终端盒，埋入墙中的线缆质量，私接非标准件，家里各类接口处胶布连接线路等情况引起，它将破坏Cable Modem在上行通道（反向回传通道）的数据传输，以致于降低用户的通信质量，尤其是在视频或IP话音等实时业务情形下，噪声干扰将引起数据传输延时和抖 动，造成视频图象失真或话音不连续。上行噪声汇聚也是一个工程和维护的难题，HFC网络反向设计和施工工艺的控制在我国大部分地区（特别是中、小城市）实 施也还存在一定难度，而维护和运行故障排除需要的技术支撑在我国大部分地区短期内也难妥善解决。青岛舍弃CMTS而采用

3、EPON技术就是一个明证。采用CMTS进行双向改造，需要反向光发射，接收机，上变频器等多种设备，但是下行传输速率为160M比特/秒，上行传输速率为120M比特/秒（DOCSIS3.0目前能达到的水平）100户共享，每户只能下行1.6M比特/秒,上行 1.2M比特/秒，局限在于CMTS设备包转发能力弱，一般仅有上万pps,无法和EPON设备高端三层路由交换机相比较，为后者的几十分之一，无法满足 日益增长的高带宽业务需求。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

4、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200k2M。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

5、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46mW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

6、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2.2 EPON+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

7、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。优劣势分析：优点： 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。缺点： 需重新入户施工，施工量及施工难度都较大； 二

8、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。成本： 户均造价210元，其中覆盖成本160元/户，开通成本50元/户2.3 EPON-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。优劣势分析优点： 充分利用

9、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

10、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。成本： 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 580/70

11、0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DOCSIS 1.1 和DOCSIS 2.0 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

12、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

13、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

14、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.

15、6.1 EPON+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

16、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。3 EOC技术比较3.1什么是EOC EoC原是源于欧洲一些厂家，原文是“E

17、thernet over Coax”，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“Ethernet over Coax”，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：HomePNA over Coax、HomePlug over Coax、WiFi over Coax、MoCA- Multimedia over Coax Alliance，我们暂

18、且总称之“有源EoC”或“调制EoC”。EOC（Ethernet Over Cable）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01000MHz，有线电视系统工作于5860MHz，其中，565MHz用于上行通道。而在实际的应用中，520 MHz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0.515 MH

19、z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100 m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（Wireless LAN，Wireless Fidelity）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Multimedia over Coax Alliance推出的基于同轴电缆的联网技术，是四种技术中最年轻的。3.2 HomePNA over Coax3.2.1

20、 HomePNA概述PNA是Home Phoneline Networking Alliance(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。 Home PNA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HomePNA V1.0版本，传输速度为1.0Mbit/s，传输距离

21、为150米；1999年9月发布V2.0版本，并可兼容V1.0版本，Home PNA2.0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ITU G.9954)，将传输速率大幅提升到128Mbps，且还可扩充到240Mbps。HomePNA 3.0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HomePNA over Coax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

22、SMAC 与AMAC。 采用SMAC工作模式具备包聚合(packet aggregation)功能，以提升数据传输效率，最高速率可达240 Mbps。AMAC工作模式无包聚合功能，最高速率可达128 Mbps，至多可连结27部节点。目前市场上销售的HomePNA 3.0产品差不多都是工作在AMAC模式。3.2.2HomePNA使用的频谱图、HomePNA频谱结构，以及它与HomePNA 2.0、VDSL和ADSL所用频谱的关系。ITU G.9954（HomePNA 3.0）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：、频谱结构#1: 4-10 MHz; 2, 4

23、MBaud (与G.989.1/2相同) 、频谱结构#2: 4-21 MHz; 2, 4, 8, 16 MBaud 、频谱结构#3: 4-28 MHz; 2, 6, 12, 24 Mbaud 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。3.2.3 HomePNA协议PHY层协定 HomePNA 1.0 物理层使用PPM (脉冲位置调制-Pulse Position Modulation)调制技术， 而HomePNA 2.0 使用QAM(正交幅度调制-Quadrature Amplitude Modulation) 调制技

24、术。在实际的应用上，HomePNA 2.0 采用FDQAM (变频QAM-Frequency Diverse QAM) 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。 HomePNA 2.0采用的载波频率是7 MHz，提供2 Mbaud与4Mbaud两种波特率。由于每个baud可承载28位，因此， 其数据传送速率介于4Mbps 32 Mbps 。 HomePNA 3.0采用的中心频率有：7 MHz、12 MHz、18MHz三种；分别对应三种频谱结构。提供2、4、8、16 和24 Mbaud符号率；由于每个b

25、aud可承载210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 HomePNA 2.0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92.5 us 3,122 us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70 us内停止传送数据。换言之，当帧传送时间小于92.5 us或大于3122 us，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

26、公平优先级排队DFPQ(Distributed Fair Priority Queuing)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。3.2.4 HomePNA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

27、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Smart Bits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 32Mbps HomePNA 2.0 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 25.24128Mbps HomePNA 3.0(AMAC模式）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） 7.57

28、 30.62 46.27 57.58 62.143.2.5 HomePNA over Coax图、一种HomePNA over Coax原理示意图HomePNA over Coax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Hom

29、ePNA over Coax的性能要打些折扣。由于HomePNA over Coax是采用4-28 MHz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 3.3 HomePlug over Coax3.3.1 HomePlug概述电力线高速数据通信技术，简称PLC（Powerline Communication或PLT( Powerline Telecommunication) ，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

30、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