浅谈东方有线数字电视NGB网络改造现状

第1页略谈东方有线数字电视NGB网络改造现状闵行东方有线董天鲁[摘要]NGB改造采用EPON＋EOC技术有助于综合利用网络资源，快速完成NGB接入层的建设，实现“数字化”、“双向化”改造，减少大量的重复建设，节约建设和运维成本。采用EPON＋EOC技术，用户无需对室内布线做任何更改，只需增加ONU终端设备就可以实现双向、交互、多功能、多业务，享受三网融合带来的丰富内容。[关键字]数字电视NGBEPON+EOC缆桥电缆在东方有线原有的HFC网络的基础上，新增一路EPON+EoC(缆桥)的数据通道来满足各种业务需求。按照东方有线HFC网络的规划，单一光节点覆盖有线电视用户规模标准为不大于500户。NGB示范网建设以来，相关业务逐步投入使用，作为全新业务运维条线。NGB网络从整体上来说分为后台系统、核心网络与骨干传输网络、EPON网络和EOC网络、HFC接入网、用户端及用户端设备。本论文主要按照以下四个部分进行论述，第一、PON系统；第二、缆桥部分；第三、电缆改造；第四、频率规划；五、缆桥终端及EOC上线流程。一、EPON系统EPON为单纤双向系统，使用1490nm波长传输EPON下行数据信号，使用1310nm波长传输EPON上行数据信号。OLT是EPON系统的局端设备，放置在分中心机房内。按照高峰时10%的用户并发使用高清视频业务流（采用H.264或AVS编码，码流按8M计算）；宽带上网和语音业务的渗透率40%，高峰时用户在线率50%（宽带用户的统计参考值），平均带宽1M计算；则覆盖500户终端用户所需要PON带宽为：500×10%×8Mbps+500×40%×50%×1Mbps=500Mbps。目前的GEPON标准下单个EPON端口的带宽是1000Mbps，可以满足一个光节点的业务带宽需求，并且留有充足的扩展余量。绝大多数光节点的接入光缆至少1根以上的备份光芯，故每个光节点使用1根光节点的光芯来供EPON接入。原则上小区内放置野外光缆交接箱或有小区末端机房。光分路器及进出局光缆末端放置于光缆交接箱或机房内，宜采用一级分光且一般不超过16个光分路，缆桥接入光缆为4芯光缆。第2页二、缆桥部分PON缆桥交换机将ONU功能、主控管理功能、EOC头端功能、有线电视射频输入等功能集成到一起。PON缆桥交换机根据实际施工情况可以放置在末端机房、野外有源箱、楼栋或者楼道等，分别对应野外型和楼道型两种产品形态。其中集成的ONU要求支持电信和广电的相关EPON标准，可与支持标准的EPONOLT互操作。每个缆桥一般含有1个ONU模块、1个管理模块及最多4个EOC头端模块，根据覆盖终端用户的数量确定EOC头端模块的数量配置。高峰期平均每用户10Mbps带宽，极端情况一个EOC头端可带10个EOC用户（按一个EOC头端能够提供100Mbps带宽计算），故结合楼房普遍的户型结构，要求每个EOC头端最多覆盖10至12个终端用户，每个缆桥交换机最多支持40～48个用户。三、电缆改造原有的双向HFC网络中保留放大器之前网络的双向功能及结构，放大器输出到楼道分配器改为放大器输出至缆桥，缆桥的每个EOC头端模块输出至楼道分配网络。单路放大器或独立多路放大器的每路输出端口需独用缆桥头端；“伪双端口”等分配输出的放大器可通过改变分配输出插片合并接入一个缆桥头端。缆桥CATV信号输入分配给各个EOC头端模块的分支分配器的型号需根据其替换下的分支分配器的型号而定（如改造后替换了原来放大器的二分配插片及两个楼道的分配器，则缆桥内部应插入四分配器模块连接四个EOC头端设备）。典型电缆网络结构如下：缆桥终端同轴电缆接口参数指标缆桥12户12户12户12户二分配输出改造前改造后改单路输出第3页技术体系HomePlugAV射频输出电平110dBuV射频输出频率7.5-30MHz物理层传输带宽≤200Mbps物理层调制方式OFDM调制子载波数不小于917信噪比SNR值27db-30dbCMTS上行频宽36~42MHz四、频率规划正向频率规划：NGB接入网改造和数字电视整体转换后，正向频率的使用从110MHz开始至870MHz结束，原有的模拟电视、数字电视、CMTS等正向业务频率保持不变。反向频率规划：NGB改造前反向频率范围是5~65MHz，CMTS上行传输使用30~40MHz频段。改造后初期CMTS使用频段改为36~42MHz，EOC使用7.5~30MHz频段，30~36MHz为保护频段不使用，EOC头端及终端使用的滤波器需符合上述反向频率规划；远期目标将反向频段扩展为5~85MHz（或以上）来拓展EOC通道带宽以实现入户网扩容。NGB接入网采用的EoC技术，有效的数据通道调制效率在4.5bit/hz以上。一期工作建设中EoC采用22.5Mhz频宽，单路EoC头端的有效调制带宽可接近100Mbps；后期改造后可用于Eoc的频宽将达到70Mhz，则单路EoC头端的有效调制带宽可达到300Mbps以上，大大提高用户的接入速度。五、缆桥终端及上线流程缆桥终端作为用户接入设备，采用BOSS系统、网管系统相结合的方式，协调完成缆桥终端设备的自动认证及配置下发，可以在终端第一次上线时的很短时间内将在用户开户时分配的配置应用到设备上，快速开通用户业务，具有快速，高效，全自动的特点。EOC头端设备具有对缆桥终端的黑白名单过滤功能，当缆桥终端的MAC地址在白名单中的时候，EOC头端可允许终端上线并应用相应配置；当EOC终端的MAC地址在黑名单中的时候，EOC头端禁止终端上线，对于已上线的终端也可以即时切断其业务；当缆桥终端不在黑名单，也不在白名单中的时候，则终端仅允许使用一个业务受限的默认配置（VLAN4089）。BOSS系统，主要用于管理用户信息和用户的业务，以及业务VLAN的规划，用户套餐的定制等。在给用户开户时，会在BOSS系统中录入用户的基本信息，包括用户名，住址，电话等，并且选择所需开通的业务或者套餐；然后发放缆桥终端，并在BOSS(Share)系统中将第4页终端MAC地址信息记录下来，绑定给用户，用户选择的业务或者套餐将会决定其所领取终端配置内容，如业务VLAN，速率带宽，允许接入终端数限制等。NGB接入网管系统，用于直接对设备的管理，可以方便的对设备进行配置管理。在该方法中，网管系统接收到缆桥终端上线事件后，其认证模块会将该终端的MAC地址及其上连EOC头端设备的MAC地址传给BOSS(Share)系统，请求BOSS(Share)系统进行合法性认证及下发相应的配置，BOSS(Share)系统则会根据MAC地址查询已登记入库的开户记录，返回该终端是否合法与相应的配置。网管系统在接收到BOSS(Share)系统的响应后，如果返回终端是合法的，则会将终端MAC置于EOC头端管理的白名单中，并通过SNMP协议将配置设置到设备；如果终端是非法，则不对终端处理，终端也将不会得到合法的配置，就不能使用正常的业务。总结:NGB改造采用EPON＋EOC技术有助于综合利用网络资源，快速完成NGB接入层的建设，实现“数字化”、“双向化”改造，减少大量的重复建设，节约建设和运维成本。采用EPON＋EOC技术，用户无需对室内布线做任何更改，只需增加ONU终端设备就可以实现双向、交互、多功能、多业务，享受三网融合带来的丰富内容。EPON＋EOC方案能够全面提升有线电视网络技术水平和业务承载能力，发挥有线电视网频带宽、低成本、易普及的优势，使有线数字电视成为进入千家万户的多媒体信息平台。