城区有线电视网络双向改造技术方案对比分析

萍乡市城区有线电视网络双向改造技术方案对比分析萍乡市城区网络有A、B两平台。A平台HFC网络采用FTTC结构，树形分配，网络运行多年，线路器件老化严重，有线电视故障高发，严重影响到用户收视效果。B平台宽带数据网络采用以太网方式，与有线电视光缆共缆分芯，传输模式为光纤收发器—交换机—用户的模式，而且绝大部分光纤收发器、交换机都有级联，交换机至用户PC的五类线飞线敷设，数据网络的可靠性比较低。由于传统有线电视网络功能单一，网络质量差，严重影响了萍乡市广电网络的发展，因此城区HFC网络双向改造迫在眉睫。目前从全国的广电网络发展情况来看，双向应用比较成熟的有以下几种方案，CMTS+CM、EPON+EOC、EPON+LAN。针对萍乡市城区HFC网络的实际情况，我们选富丽花园小区用以上几种改造方案双向化改造进行技术性、成本造价、扩展性等几方面进行对比分析。一、小区概况富丽花园位于公园路与康庄路交叉处，小区内有别墅区与中高层住宅楼，符合我市城区有线电视网络的通用性。小区现有住户980户，改造前为1个有线电视光节点，2个数据节点。二、方案对比根据目前有线电视行业发展趋势以及面临的各种市场竞争环境下，有线电视网络选用FTTB结构，从维护质量水平、开展业务能力、成本造价等多方面综合因素考虑是目前我们建设网络、改造网络最适合的网络结构。所以在下面的分析对比中皆以FTTB结构、基本无源集中分配为基础，所以在富丽花园双向改造的成本预算中不包含有线电视电缆网络的改造成本。1、性价对比1）CMTSA、CMTS+CM技术要点现在主用DOCSIS2.0，同步码分多址S-CDMA、先进的时分多址A-TDMA上行，抗噪声能力强，只需C/N≥15dB。上行最大频道带宽升至6.4MHz，下行带宽8MHz，可以开展高速率的数据业务。富丽花园小区HFC网络共设计7个光节点，见附件图纸。回传光接收机光发射机光站CM光缆光缆同轴电缆五类线分前端富丽花园PCTVCMTS用户图一、富丽花园CM改造方案示意图B、成本造价本小区数据业务按10%接入率计算，CM用户为98户（为方便计算，成本预算按100户个人数据用户计算，其他方案接入率也按10%的规模计算，符合目前萍乡市城区广电个人数据业务接入率）。按照通用统计规律，CM的数据业务，任一瞬间同时最高速率在线的最多不超过10%。如要求每户速率≥0.5Mbps，一台CMTS，下行64-QAM可带38Mbps/0.5Mbps*10%=760个CM。如果要求每户速率提高，则需按比例增加CMTS头端数量。富丽花园CM改造全小区双向开通覆盖的成本造价如下，保证开通用户带宽在0.5Mbps以上的覆盖开通成本为88元/户。序号项目名称规格数量单位单价（元）金额（元）备注一、材料费1光站7台4500315002反向光接收模块7台100070003反向光接收模块3.5台100035004滤波器150个1015005CM100台225225006CMTS头端0.13台100000130007光缆28芯1400米5.77980三、费用总计1费用总计86980C、CM改造方案优劣势优势：1、高度集中，除了分前端（前端）的CMTS和用户端的CM以外，没有其他有源的数据网设备，因此管理、维护比较方便。CMTS的另一大优势是时间成本低：一旦部署了CMTS，就像电信ADSL一样可以随时开通用户。2、覆盖范围大，单从宽带接入业务考虑，CMTS可以分期投资，逐步扩充。3、CM的标准化、成熟度高。DOCSIS标准的带宽利用率最高，能达到的吞吐量也最高。今后的DOCSIS3.0技术采用频道捆绑技术可以大大提高速率，甚至达到下行1Gbps、上行500Mbps的水平。劣势：1、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，上网速度可以达到200k－2M。如果流媒体服务（IPTV、VOD等新业务），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，成本就高了。2、反向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实施起来存在一定难度，需要完善的技术支撑来维护、运行和故障排除。2）EPON+EOC（低频调制）A、EPON+EOC技术要点PON（无源光网络）技术是为了支持点到多点应用发展起来的光接入系统。EPON（以太网无源光网络）始于2000年，基于Ethernet/IP的多点控制协议MPCP，在互联协议上传送声音VoIP、传输声音采用电路仿真业务CES，传输电视采用IPTV。传输速率较高，结构简单，价格低；但是，业务质量QoS低，开销大、传输效率低。EPON网络基本网络结构图二。EPON组网性能参数下表：项目EPON下行线路速率Mbps1250上行线路速率Mbps1250线路编码8B/10B分路比32/64最大传输距离KM20时分复用TDM支持能力TDMoverEthernet下行传输效率%72下行数据加密待定义业务质量QoS低图二、PON结构示意图EoC（以太数据通过同轴电缆传输），可以用于无源同轴网的双向接入技术，包括MOCA、WIFI降频、HomePlugAV、HomePlugBPL、HomePNA和基带EOC等几种技术方案。根据对比其性能特点与通过同行业的了解，目前在广电网上商用的几种方案可以粗分为调制EOC与基带无源EOC（不可跨接电放大器，不可通过分支分配器，不适用于有源和树形电缆分配网络，用户接口单一，不能满足用户多功能需求，商用率低，不在改造方案内选择），低频调制EOC与高频调制EOC。低频调制有HomePlugBPL、HomePlugAV、HomePNA等几种调制方ODNOLTONUONUONUONUONU光分路器光分路器语音网数据网视频网局端无源光网络（PON）式，工作频段范围都在30MHz以下，组网结构类似，链路衰减相近，过电放大器采用RF低端通过型桥接器。富丽花园EPON+EOC双向改造设计为：OLT设置在金陵路分前端，1台OLT有4个PON口，PON口千兆上联。富丽花园小区EPON光链路按1：16光分设计（理论一个PON口可以带32台ONU，目前OLT设备价格呈下降趋势，开通用户相应平摊此设备的成本不高，按通用的1:16光分进行设计）。小区有线电视接入网按一个光节点带140-150户无源分配，ONU单元与EOC局端设置在有线电视光接收处（目前CATV光接收机、ONU单元、EOC局端一体化的设备不成熟，也不利于设备维护和替换工作，不采用一体化机）。每个光节点按个人数据业务接入率10%预算，每个光节点带EOC终端15个，小于单个EOC局端可支持终端数，如果单个光节点数据接入用户超过单个EOC局端可支持终端数，需在ONU单元侧增加EOC局端。富丽花园EPON+EOC（低频调制）改造方案图三。OLT1*2功分器1*8功分器ONU光接收机Eoc局端跨接器Eoc终端光缆光缆光缆光缆同轴电缆1*4功分器1*8功分器五类线分前端富丽花园PCTV图三、富丽花园EPON+EOC（低频调制）改造方案示意图B、成本造价数据用户按20%的并发率计算，每户带宽为900M/16（ONU）/15户*20%=18.75Mbps，用户带宽较大。覆盖开通成本为100元/户。序号项目名称规格数量单位单价（元）金额（元）备注一、材料费1光接收机7台1500105002OLT0.125台409505118.753ONU单元7台2860200204EOC局端7台3100217005EOC终端100台350350006跨接器2只1503007滤波器150个1015008分路器1分81只8008009光缆12芯1400米2.73780三、费用总计1费用总计98718.75C、低频调制EOC改造方案优劣势优势：1、多个终端共享局端带宽。即局端在带一定数目终端的情况下，带宽可随意调节。2、本频段衰减小，链路衰减为10-70dB,传输距离远，可过一级至两级电放大。组网使用灵活方便，支持星型、树型、混合型组网。3、用户组网比CM接入更有优势，只要用户端有布放五类线与同轴电缆的就可以即插即用。劣势：1、由于采用低频段，此频段侵入噪声的随机干扰，如果接头、分支分配环节安装与处理不当，可能造成EOC终端莫名重启等现象。因此网络建设方面同样需要规范施工。2、国家没有关于出台此类EOC的技术标准，产品的兼容性及扩展性需待改善，终端价格偏高。3）EPON+EOC（高频调制）A、EOC高频调制技术要点EOC高频调制有MOCA、WIFI降频两种方案。通过了解MOCA商用方案超过WIFI降频，下面分析以MOCA为主。MOCA使用频带：800MHz－1500MHz，支持4个频道工作，信道带宽50MHz，可达到270Mbps物理层速率和120Mbps数据链路层速率。采用ODFM调制方式，MAC层工作模式为TDMA时分多址有序接入。单个局端最多支持31个终端用户。富丽花园EPON+EOC（高频调制）改造Epon光部分设计与第二个低频调制EOC方案内的一样，如图四。由于高频调制线路衰减大，局端至终端的链路衰减为10-65dB，在放大器处需用中继器中继放大数据信号。局端、终端安装方法与低频调制EOC类似。OLT1*2功分器1*8功分器ONU光接收机Eoc局端中继器Eoc终端光缆光缆光缆光缆同轴电缆1*4功分器1*8功分器五类线分前端富丽花园PCTV图四、富丽花园EPON+EOC（高频调制）改造方案示意图B、成本造价接入数据用户按20%的并发率计算，每户带宽为900M/16（ONU）/15户*20%=18.75Mbps，用户带宽较大。覆盖开通成本为90元/户。序号项目名称规格数量单位单价（元）金额（元）备注一、材料费1光接收机7台1500105002OLT0.125台409505118.753ONU单元7台2860200204MOCA局端7台2100147005MOCA终端100台300300006中继器2台150030007分路器1分81只8008008光缆12芯1400米2.73780二、费用总计1费用总计87918.75C、EOC高频调制优劣势优势：1、系统工作于高频段，无电器干扰，支持多信道工作，扩展性好，组网能力较强。2、系统数据传输能力较强，单信道最大传输能力达到125Mbps以上。劣势：1、系统工作在高频段，链路衰减较大，链路衰减大的支线和放大器处需用中继器。2、只有一个芯片厂家（Entropic）支持，芯片价格较高。4）EPON+LANEPON+LAN方式为无源光分至光节点，ONU下联楼栋交换机，五类线至用户终端，富丽花园小区双向改造不采用此方案，理由如下：（1）小区未做五类线整体布线，敷设五类线施工难度大，成本高。入户率有限，需空闲交换机端口、空置五类线等成本。（2）入户同轴电缆是广电最后100m的优势，应在同轴电缆上发挥自身优势。三、综述我们在选择有线电视网络双向改造方案与选择设备供应商的原则：1、产品性能要好，可升级扩展性要强；2、管理操作简单方便；3、对网络适应性要强，组网要灵活；4、产品的互通性（兼容性）要强，对接入端产品主要是指对上层设备的兼容性；5、方案经济性的，在满足业务需求的前提下，在较短的时间达到盈利；6、售后服务意识要强，技术支持要到位。总之，要想在多功能业务上有所发展，成为一个运营级的通信商，不管双向化改造与网络建设是采用EPON+EOC(高频和低频)、还是采用CMTS都是要在质量化、规范化的网络上才能很好的运行，所以讨论分析双向网改造的技术性、成本造价等因素，首先得拥有一张高质量的基础网络和一支高素质的维护队伍。2009年5月18日