江蘇廣電 雙向接入網 技術 培訓 材料 1 前言 交互數字電視業(yè)務的基礎是雙向有線電視網絡，數字電視增值業(yè)務的基礎也是雙向有線電視網絡。沒有寬帶、安全可靠和可控可管理的雙向網絡，就沒有交互數字電視業(yè)務，更談不上其它數字電視的增值業(yè)務。因此，廣電總局要求將構建完善現代傳播體系，提高廣播影視的傳播力和影響力 作為近幾年的重點任務，要求各地加快實現有線電視網絡的雙向化，并向 下一代數字廣播電視網 邁進。 省網整合給江蘇廣電網絡帶來了前所未有的生機和活力，國務院 2008 年 1號文件又給廣電網絡的發(fā)展帶來了政策支持，認真貫徹落實總 局構建完善現代傳播體系的要求，為江蘇廣電網絡騰飛，我們必須抓住機遇，奮力進取，打造國內領先、世界一流的精品網絡，傳播文明，提升市場占有率和競爭力，更好地黨和政府服務，為人民群眾服務。 面對廣電網絡仍以單向廣播網絡架構為主的現狀，面對全省網絡參差不齊的狀況，加快接入網雙向化建設的步伐成為我省網絡建設工作的當務之急。 著力推進“互動電視市場化”， 從實際出發(fā)，因地制宜，構建以廣播電視網絡為基礎、滿足“三網融合” 要求的雙向綜合業(yè)務網絡，為下一代廣電網絡打好物理網絡建設的基礎 ，為江蘇廣電網絡提升整體核心競爭力，實現跨越 式發(fā)展提供基礎的網絡支撐 ，是現階段工作的重點目標 。 2 設計目標 將廣電網絡 打造 成為高可靠、高帶寬、高承載力、可管理、可運營的雙向網絡 ， 為下一代廣電網絡提供網絡基礎，滿足未來網絡對交互業(yè)務的發(fā)展要求。 3 實施原則 網絡雙向化建設和改造應遵循以下原則： 3.1 基礎設施先行原則 光纜和管道設施是接入網的發(fā)展基礎，重視光纜、管道基礎設施的提前投入和建設，將為網絡雙向化建設工程的實施打好基礎。 3.2 技術體制一致性原則 為保證各項技術規(guī)劃和業(yè)務發(fā)展的順利實施，應按照統(tǒng)一的技術方案實施網絡建設和改造，并根據各 自具體的網絡現狀選擇合適的技術體制。對于城區(qū)，可完全按照光纖到樓的雙向化網絡要求實施網絡新建和改造；對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含農村），根據當地實際條件實施光纖到樓或者光纖到小區(qū)，按照鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設規(guī)模和特點選擇組網方案。 3.3 投資保護原則 應充分利用現有網絡資源，充分考慮投資與效益的均衡，注重投資成本的整體回報。 3.4 可靠性原則 應遵循低故障、易維護、可控制、可管理、可持續(xù)發(fā)展的原則，在物理網建設和設備部署上確保系統(tǒng)安全和可靠運行，達到電信級的可靠性。 3.5 分步實施原則 在明確總體建設和改造目標的基礎上， 應考慮到各 地 的實際情況，充分分析現有網絡的現狀和各項網絡業(yè)務開展的情況，進行總體規(guī)劃，確保規(guī)劃的完整落實，同時可分步實施，做出實施計劃和步驟，以求得最大的社會效益和經濟效益。 4 總局 雙向化 改造指導意見介紹 4.1 指導意見 主要內容 加快 有線電視 網絡 雙向化 改造步伐 ，構建以廣播電視網絡為基礎、滿足“三網融合”要求的下一代數字電視網。 4.2 實施原則 標準性、可靠性、適用性、可擴展性。 4.3 任務目標 主要內容 “ 光進銅退 ” 是發(fā)展趨勢 ； 基本目標是實現光纖到樓，逐步向光纖到戶發(fā)展 ； 充分利用入戶線路的同軸電 纜資源，采用適合當地的寬帶雙向接入技術，使有線電視網絡具備承載多種業(yè)務的能力。 4.4 雙向化改造 技術 光傳輸網絡 建議采用無源光網絡（ PON）技術 ； 用戶接入網 可采取多種方式，主要分為分為 HFC 網絡用戶接入技術、基于以太網協(xié)議的用戶接入技術、其它用戶接入技術。 5 雙向 接入網技術簡介 雙向化改造可以采用 CMTS 技術、 無源光網絡技術、點對點光以太網技術 以及 EOC 等 雙向接入技術。 5.1 CMTS 技術 CMTS 技術基于 HFC 網絡，以數字調制方式傳送數據及音視頻信號，向用戶提供寬帶 IP 接入服務。 CMTS 接入支持各 種 IP 寬帶業(yè)務，如互聯網接入、局域網互連和 IP 語音、視頻、數據多媒體應用等寬帶 IP 增值業(yè)務。 CMTS 是數據網和 HFC 網之間的連接設備，主要完成數據轉發(fā)、協(xié)議處理和射頻調制解調等功能。CM 是連接 HFC 和用戶終端的設備，完成數據轉發(fā)、協(xié)議處理和射頻調制解調等功能。 圖 1 CMTS 寬帶接入系統(tǒng)結構圖 Cable Modem 技術是專門為有線電視網絡設計的，主要有 3 個標準，分別是美國 MCNS 制定的 DOCSIS 標準、歐洲 DVB/DAVIC 聯合制定的 DVB-RCC 標準和 IEEE制定的 802.14 標準。目前主要使用的是 DOCSIS 標準。 DOCSIS 標準由 Cablelabs 組織制定。 DOCSIS 1.0 確立了 CMTS-CM 的體系結構，制定了基于 TDMA 的 MAC 層和物理層協(xié)議。最初使用的 DOCSIS 1.0 上行采用QPSK/16QAM，下行采用 64QAM/256QAM。 DOCSIS 1.1 在 1.0 的基礎上增加了 QoS動態(tài)分配機制和有效負載包頭抑制技術。為提高上行信道的傳輸速率和抗噪性能，在 DOCSIS 1.0 和 DOCSIS 1.1 的基礎上推出了 DOCSIS 2.0，增加了上行通道的流量，基本形成了上下行對稱的傳輸能力， 同時增加了用于抵抗干擾和噪聲的兩種調制技術，即同步碼分多址 S-CDMA 和增強型時分多址技術 A-TDMA。 2006 年 8 月 CableLabs 正式推出 DOCSIS 3.0 標準，并將在 2007 年 4 季度出臺 DOCSIS 3.0 的前端和 CM 標準，組織互通 測試 。 DOCSIS 3.0 標準包括物理層規(guī)范、 MAC 層及上層規(guī)范、安全規(guī)范和運營支撐系統(tǒng)接口規(guī)范。 DOCSIS 3.0 主要具備的新 功能包括： 通過信道綁定 ,取得比 DOCSIS 1.x/2.0 要高得多的帶寬，最小下行帶寬為160 Mbps，最小上行帶寬為 120 Mbps，并可向上增加。多個 6 MHz 或 8 MHz 信道被綁定在一塊，在邏輯上被視為一個信道。 DOCSIS3.0 用 M-CMTS 架構來實現更靈活、擴展性更強的網絡架構。在功能上將 MAC 信息處理及邊緣 QAMs 分離，利用相對比較便宜的 Edge QAMs，以減少設備的投資。 DOCSIS 3.0 頻道捆綁后進行資源的統(tǒng)計復用，提高了帶寬效率。 DOCSIS 3.0 支持 IPv6，支持組播技術 以及組播業(yè)務的 QOS ，并支持更先進的安全策略 AES。 CMTS 接入 的優(yōu)點有：在網絡線路達到標準的前提下，其性能穩(wěn)定、安裝方便、使用簡單、不需要在用戶家庭重新布線；技術標準及產品比較成熟，在歐美和國內都已經大量使用；廣電網絡開展 CMTS 業(yè)務具有在達到一定的接入率時具有明顯的成本效益。 CMTS 業(yè)務利用現有的 HFC 網絡資源，具有覆蓋廣、成本較低的特點，可以面向全市用戶開展業(yè)務，能夠迅速發(fā)展用戶，搶占寬帶接入市場份額。 CMTS 接入 缺點是：上行的漏斗效應導致噪聲匯聚，對傳輸性能和帶寬影響較大，將增加相關維護工作 量，因此對于一些網絡狀況較差的地區(qū)， CMTS 上行端口只能采用較小的上行帶寬和較低的調制方式，導致 CMTS 下行通道傳輸速率有限， 64QAM8M 方式只能達到 38Mbps，但覆蓋用戶數多，接入率高的情況下，用戶所能得到的帶寬非常有限，只能進行瀏覽型業(yè)務，對帶寬超過 1Mbps的流媒體業(yè)務已經表現得難以承受。 CMTS 技術正在向 DOCSIS3.0 標準發(fā)展，將解決目前帶寬不足的問題，但是由于捆綁的頻道數只有 4 個且預計會不低于目前的產品價格，因此其發(fā)展的前景不被看好。 受網絡狀況影響， CMTS 上下行帶寬和調制方式受限制， DOCSIS1.X 和DOCSIS2.0 并沒有起到使用電纜有效的帶寬資源的優(yōu)勢。目前通常采用的方式是上行采用 QPSK1.6M 方式，下行采用 64QAM 方式。通過優(yōu)化網絡性能，上行可采用 16QAM3.2M 方式，下行采用 256QAM 方式，這樣能緩解用戶日益增長的帶寬需求。 DOCSIS3.0 標準采用頻道捆綁技術解決了帶寬瓶頸問題，但這有待于技術和商用產品的成熟以及設備的投入。 5.2 PON 技術 無源光網絡 (PON)技術是為了支持點到多點應用發(fā)展起來的光接入網技術。 無源光網絡（ PON）的接入 技術目前已經投入 使用的主要有三種，如 以 ATM 協(xié)議為傳輸平臺的 APON/BPON 和以以太網技術為傳輸平臺的 EPON/GEPON 以及以通用幀結構為傳輸平臺的 GPON。 其它技術的 PON，如 WDM-PON、 CDMA-PON 正在研制和發(fā)展之中，以適應不斷擴大的市場要求。 APON/BPON 技術比較復雜，成本較高，速率有限， IP 業(yè)務映射效率低，現在已經被淘汰。 GEPON是將以太網與無源光網絡結合在一起形成的能很好適應 IP數據業(yè)務的接入方式。與以往基于 ATM 技術的 APON/BPON 相比， GEPON 實現在用戶接入網中利用以太網技術，采用 標準以太幀，無須任何轉換就可以承載目前的 IP 業(yè)務。 GPON 在幀結構設計上與 MSTP 相同，為通用幀技術，設計目標是高效承載包括 TDM 業(yè)務在內的各種高速數據業(yè)務。 GPON 是由運營商根據業(yè)務的要求而設計的，因此在效率和可控制、可管理等方面要更加完善。 GEPON 系統(tǒng)基本成熟，能夠滿足當前主要寬帶業(yè)務的要求，是近期寬帶光接入及 FTTH 的主要實現方式。 GPON 目前還不具備規(guī)模商用部署的條件。 總體來看， GEPON/GPON 的規(guī)模應用主要依賴于設備成本的繼續(xù)降低和技術標準的不斷成熟。 5.3 點對點光以太網技術 點 對點光以太網與 FTTLan 方式是都是采用“媒質轉換器（ MC） +以太網交換機”的組網方案，其中媒質轉換器（ MC）將電信號和光信號相互轉換，以利于采用光纖媒質進行長距離傳輸，對于點對點光以太網我們將媒質轉換器（ MC）也理解成光纖收發(fā)器。 采用光信號的點到點傳輸方式，從機房到每個接入點都用一根獨立的光纖，機房和接入點各需要一個光纖收發(fā)器。單纖雙向點對點系統(tǒng)可以節(jié)約一半的光纖消耗，節(jié)約系統(tǒng)建設成本，并可改善傳統(tǒng)的光纖收發(fā)器系統(tǒng)網管能力弱的問題。IEEE 802.3-2005 定義了速率 100 Mbit/s、傳輸距離 10 km 和速率 1000 Mbit/s、傳輸距離 10 km 兩種新的點對點標準，采用 WDM（波分復用）方式實現單纖雙向傳輸，上、下行分別選用 1310 nm 和 1550 nm。標準中引入了光接口的物理參數要求，同時定義了基于以太網的鏈路監(jiān)控和環(huán)回測試的 OAM（操作、維護和管理）功能，增強了網絡的管理功能。目前相關的點對點光接口器件也已經成熟，供應商較多，成本也不高，市場上的相關光模塊已能滿足 IEEE 802.3-2005 標準中相應的指標要求，但是適合野外安裝的產品還不成熟。 點對點光以太網以其價格比較低廉，運維管理 比較簡單，獨享帶寬等特點，特別適用于初期局部地區(qū)或企事業(yè)單位的聯網需求。 5.4 EOC 技術 EoC(Ethernet over Coax)是用于在同軸電纜上傳輸以太網數據信號的一種技術，主要將機房傳送至小區(qū)或大樓的寬帶數據信號通過電纜向用戶傳輸，滿足用戶端多業(yè)務開展帶來的高帶寬需求。根據數據信號分為基帶和調制兩種傳輸方式， EoC 也主要分為基帶 EoC 和調制 EoC。 基帶 EoC 一般為無源設備， 基于 IEEE 802.3 相關的一系列協(xié)議， 它 將以太數據信號和有線電視信號采用頻分復用技術，使這兩個信號在同一根同軸電 纜里共纜傳輸 。它適用于集中分配的小區(qū)， 一般情況下數據信號必須到樓道。因此 基帶 EoC 技術無法適用于網絡中的普遍存在的樹型網絡。 調制 EoC 利用正交頻分復用（ OFDM）等技術 在頭端 把以太網信號調制到某個頻段上，然后再耦合到同軸電纜上傳輸，在用戶端通過類似于 CM 的設備 終端對調制在同軸電纜上的信號進行解調處理恢復成基帶信號通過以太網接口向用戶提供服務 ，同時，也將用戶的回傳信號進行調制加載到電纜網上傳輸到頭端，即實現了通過同軸電纜傳輸以太網信號的過程 。由于采用了先進高效的調制方式以及錯誤校驗技術，物理層速率遠遠超出無 源 EoC 能夠提供的帶寬，對未來用戶高帶寬的接入需求將提供有力的支持。 調制 EoC 系統(tǒng) 能克服基帶 EoC 的缺點，具有傳輸距離遠，能跨越放大器、分支分配器， 較 高帶寬，支持 QoS，支持集中網管等優(yōu)點。調制 EoC 又可細分出很多技術，如 MoCA、 HomePNA、 HomePlug、Wi-Fi 等 。 EoC 系統(tǒng)作為光纖到小區(qū)（ FTTC）或光纖到樓棟（ FTTB）的最后一段電纜傳輸技術，可將光纖收發(fā)器、 PON 的終端 ONU 作為上聯匯聚設備。從組網方式來看，類似于 CMTS 在有線電視網絡中的應用，只是將 CMTS 頭端設備下降至小區(qū)以下使用 ，以符合“光進銅退”的網絡發(fā)展趨勢。而且從經濟性看， 調制 EoC 技術的價格比 CMTS 技術要低得多。 調制 EoC 存在的問題是技術尚在發(fā)展之中，多種技術并存競爭市場的局面尚有時日，價格仍比較高，究竟何種技術領先需要在實踐中進行判斷。因此，先做試點性應用，逐步探索各種技術的運營能力，再作最后的選型。 由于 EoC 設備 是接入 技術 ，只要符合以太網傳輸協(xié)議，能承載起近期的雙向業(yè)務的需求，具有基本的網管功能，就能長期地運行，不會造成浪費。 6 技術路線 6.1 光網絡拓撲結構 和傳輸技術 光網絡拓撲結構按照光纖接近用戶的 程度分為： FTTC：光纖到小區(qū)，小區(qū)接入點至用戶采用同軸電纜。 FTTB：光纖到樓棟，樓棟接入點至用戶采用同軸電纜或 者 同軸電纜 、 五類線雙線入戶 。 FTTH：光纖到用戶，用戶接入點到終端采用同軸電纜 或者同軸電纜、五類線雙線入戶 。 FTTC 是目前廣電網絡的基本拓撲結構，它能滿足 10Mbps 以下的用戶帶寬提供，現在一般只能提供平均帶寬在幾百 Kbps。 FTTB 則是先進的具有經濟性的網絡結構，它能 滿足 百兆到戶的要求，作為我們 現階段 網絡建設和改造的目標。FTTH 則是 接入網 的 最終模式 ，目前存在著業(yè)務需求不足、價格高昂的 問題，作為一種跟蹤探索的技術，目的是在設計和建設接入網時，考慮將來網絡繼續(xù)升級的可行性，為將來提供網絡基礎。 光網絡主要 采用的 傳輸技術有 CMTS、 點對點光 以太網 、 EPON、 GPON 等。EPON 相比 CMTS、點對點光以太網在 多業(yè)務支持、 業(yè)務控制、網 絡管理 等方面具有一定優(yōu)勢， 并且 相比 GPON 來說更加成熟，因此選用 EPON 技術進行光網絡的建設和改造。 6.2 電纜 網絡拓撲結構 和傳輸技術 HFC 網絡的同軸電纜部分 采用全星型集中接入方式 ，基于五類線傳輸的數據網絡采用 點對點連接方式。 根據入戶線路不同，將電 纜網絡分為單線入戶模式和雙線入戶模式。 單線入戶即同軸電纜入戶， 采用頻分方式 同時 傳 輸 有線電視和數據業(yè)務信號，可 選用CMTS 或 EOC 技術在有線電視頻帶上進行數據 調制、 傳輸 和解調 。雙線入戶 即 同軸電纜和五類線 同時布線 ，兩種媒介分別傳 輸 有線電視和 基帶 數據 信號。 6.3 分前端信號插入 技術 HFC 網絡傳輸系統(tǒng)采用 860MHz 頻帶，光鏈路采用一級 1550nm 環(huán)型光鏈路、二級 1310nm 或 1550nm 星型光鏈路的結構。 分前端實現 HFC 網絡廣播數字電視信號與本地信號的混合，本地信號指IPQAM 和 CMTS 的信號。本地信號插 入可 采用 射頻信號插入和 光 信號 插入兩種方案 ，具體 工作原理如下： 射頻信號插入方案 的工作原理： 將廣播外調 1550nm 光信號轉換為射頻信號和本地射頻信號混合后 ，送 入 1310nm 光發(fā)射機 調制 傳送至小區(qū) 。 組網時 采用1550nm+1310nm 光鏈路結構來實現 ，即 一級 1550nm 光鏈路、二級 1310nm 光鏈路 。光信號插入方案 的工作原理： 本地信號經 1550nm 直接 光發(fā)射機 調制后形成1550nm+的光信號與 1550nm 廣播信號進行波分復用后向下傳送， 表示波長的增量，一般 取 1 10nm。 實際調試時 ， 保持進入 波分復用器的外調光信號比直調光信號高 6 8dB。 組網時采用 1550nm+1550nm 疊加（ 1550nm+） 光鏈路結構來實現。 1550nm+1310nm 光鏈路結構 的 系統(tǒng)本地信號插入方便，組網簡單， 推薦 優(yōu)先使用。 除此之外， 另 有一種光信號插入的方案，即 1550nm+1550nm 疊加 1310nm光鏈路結構，其工作原理是， 本地信號經 1310nm 光發(fā)射機調制后與 1550nm 廣播信號進行波分復用后向下傳送，復用位置必須在 1550nm 光放大器之后。由于1310nm 和 1550nm 兩種波長的光鏈路損耗不同，對工程調試中帶 來不便 ，因此一般不用于實際組網。 7 方案介紹和特點分析 光網絡拓撲結構加上光傳輸技術和以太網在電纜網絡采用的傳輸技術構成組網的描述方式。例如， FTTB+EPON+LAN 表示拓撲結構為光纖到樓，光纜網絡采用 EPON 傳輸技術，電纜網絡采用 LAN 技術傳輸以太網。 組網方案的多樣性給我們根據現有的網絡結構和經濟性能以多種選擇。下面分別簡要地將各種組網方案予以闡述 和分析 。 7.1 FTTB+EPON+LAN 7.1.1 組網方案 采用“光纖到樓、光機直帶用戶、 EPON 傳輸、同軸電纜五類線復合電纜入戶、以太網接入”的網絡結構。 HFC 網絡傳輸系統(tǒng)采用 860MHz 頻帶，拓撲結構為光鏈路采用一級 1550nm 環(huán)型光鏈路、二級 1310nm 或 1550nm 星型光鏈路的結構，樓棟以下接入網采用光接收機直接通過同軸電纜覆蓋用戶，同軸電纜網絡采取“單向傳輸、集中接入”的原則設計。雙向網絡采用基于 EPON 技術的點對多點光以太網傳輸技術，樓棟至用戶采用五類線方式。 7.1.2 網絡結構 接入網線路由分前端、分前端至小區(qū)接入線路、小區(qū)接入點、小區(qū)至樓棟接入線路、樓棟接入點、樓棟至用戶終端接入線路、 用戶終端組成。 根據光鏈路拓撲結構不同分為 1550nm+1310nm 和 1550nm+1550nm 疊加1550nm+兩種方式。 組網示意圖 如下： 1 5 5 0 一 級 環(huán) 網分 前 端小 區(qū) 接 入 點分 前 端 至 小 區(qū)光 纜 線 路小 區(qū) 至 樓 棟接 入 線 路O N U樓 棟 交 換 機1 3 d B m 1 3 1 0 n m光 發(fā) 射 機高頻接線模塊S T BP C用 戶 網 關射頻混合分配單元預 留同 軸 電 纜五 類 線同 軸 電 纜五 類 線G E匯 聚 交 換 機I P Q A M交 互 電 視 網 絡I P 城 域 網單元集中分配器1 : 2OLTG E正 向 光 接 收 機分配器樓棟集中樓 棟 光 接 收 機1 3 1 0 n m1 4 9 0 / 1 3 1 0 n mP O N 1P O N n前 端I PI P1 : 81 : 21 : 8樓 棟 接 入 點單 元 接 入 點樓 棟 接 入 線 路單 元 接 入 線 路 用 戶 終 端圖 1 采用 1550nm+1310nm 光鏈路結構的系統(tǒng)組網示意圖 分 前 端小 區(qū) 接 入 點分 前 端 至 小 區(qū)光 纜 線 路小 區(qū) 至 樓 棟接 入 線 路樓 棟 接 入 點單 元 接 入 點樓 棟 接 入 線 路O N U樓 棟 交 換 機高頻接線模塊S T BP C單 元 接 入 線 路 用 戶 終 端用 戶 網 關同 軸 電 纜五 類 線同 軸 電 纜五 類 線G E匯 聚 交 換 機I P 城 域 網單元集中分配器1 : 2OLTG E分配器樓棟集中樓 棟 光 接 收 機1 5 5 0 n m1 4 9 0 / 1 3 1 0 n mP O N 1P O N n前 端I PI P1 : 81 : 21 : 81 5 5 0 一 級 環(huán) 網光 復 用 器I P Q A M交 互 電 視 網 絡1 : N1 5 5 0 直 調 光 發(fā)光 放 大 器射頻混合預 留1 5 5 0 n m 傳 輸光 放 大 器光 開 關一 級 光 路 保 護 廣 播 信 號 放 大 分 配 圖 2 采用 1550nm+1550nm 疊加（ 1550nm+）光鏈路結構 的系統(tǒng)組網示意圖 對于一個 500 戶小區(qū)模型來說，各部分結構分別描述如下： 分前端部署光發(fā)射機、光放大器等 HFC 傳輸設備和匯聚交換機、 OLT 等數據傳輸設備，實現 HFC 下行廣播信號的傳輸和小區(qū)雙向數據業(yè)務信號的匯聚。 主要分為三部分功能：一級光路保護、廣播信號放大分配和本地信號插入。一級光路保護模塊采用光切換開關實現一級光鏈路主備光信號的保護。廣播信號放大分配模塊根據分前端覆蓋范圍大小進行具體設計。本地信號插入 模塊 采用射頻插入或光插入兩種方式將本地信號插入到廣播電視信號中。 分前端至小區(qū)接入線路，分配 12 芯光纖，平均距離為 3000 至 5000 米。分前端至小區(qū)接入點的光纖量的計算方法是，按照雙纖三波的組網方案計算光纖用量 。每 60 戶作為一個樓棟光接入點分配 1 芯光纖作為數據傳輸用，每 8 個樓棟光接入點分配 2 芯作為數字電視信號傳輸用，按 20%計算冗余，最后按 4 的倍數取值。對于一個 500 戶小區(qū)，數據傳輸使用 8 芯，數字電視使用 2 芯，冗余 2 芯，共計 12 芯。 分 前 端1 2 芯 光 纖2 芯 光 纖5 0 0 戶 小 區(qū)小 區(qū) 接 入 點6 0 戶 樓 棟6 0 戶 樓 棟6 0 戶 樓 棟樓 棟 接 入 點用 戶 終 端2 芯 光 纖2 芯 光 纖8 個 圖 3 小區(qū)光纖配置圖 小區(qū)接入點對應小區(qū)機房，其中放置光交接裝置和本地插入和匯聚設備，對主干光纜和小區(qū)分配網光纜進行接續(xù)、分配和調度，并實現本地信號的插入以及滿足業(yè)務發(fā)展到一定階段分前端匯聚設備的下移要求。無小區(qū)機房時采用光交 接箱部署。 小區(qū)至樓棟接入線路，布放 2 芯室外光纜，平均距離為 200-300 米。 樓棟接入點放置樓棟設備箱，對進樓光信號進行光電轉換和分配后，覆蓋單元接入點。樓棟接入點覆蓋用戶數不超過 60 戶。 樓棟設備 箱由箱體 和樓棟光接收機、 ONU、交換機、高頻模塊、熔接單元、供電設備及附件組成。 樓棟設備箱采用一體化設施，有效利用箱體空間。有源設備采用本地 220VAC 供電方式。 樓棟接入點至單元接入點布放 -7 以上同軸電纜和大對數電纜。 單元接入點對電信號進一步的分配， 實現 HFC 射頻信號的分配，并實現大對數電纜和入戶五類線的對 接， 覆蓋最終用戶。單元接入點覆蓋用戶數為 8 16 戶。 單元接入點至用戶布放 -5 同軸電纜和五類線的復合電纜。 用戶信息終端： 用于為用戶提供綜合業(yè)務的線路接口，向用戶提供射頻和以太網接口。 7.1.3 方案 特點 本方案具有 性能高、可靠性高、成本低、可擴展性好 的特點 ，利于向 FTTH演進 ， 適合用作網絡新建，也可以作為分配網絡改造的優(yōu)選方案，但需要克服重新布放五類線的工程困難。 下面從多個方面對網絡特性進行描述。 7.1.3.1 多業(yè)務支撐 視頻業(yè)務 860MHz 帶寬的 HFC 系統(tǒng)可用以承載近 500 套的直播標清電視， 采用 IPQAM方式實現標清 /高清的 VOD 點播。按照每 500 戶小區(qū)配置 24 個頻點的 IPQAM 設備來計算，并發(fā)率可達到 40%（ 200 個流）。 EPON 系統(tǒng)承載下行點播頁面數據和上行點播信令的傳輸。 EPON 系統(tǒng)的高帶寬特性、組播支持特性和比較完善的多業(yè)務 QoS 策略可以滿足遠期 IPTV 業(yè)務的開展要求。 數據業(yè)務 EPON系統(tǒng)可以實現完善的寬帶接入，主要表現在： EPON系統(tǒng)和樓棟交換機的用戶速率控制技術可以實現對用戶接入帶寬的控制； 用戶在二層網絡的相互隔離，保證對業(yè)務的控制并防止廣播風暴的發(fā)生。 語音業(yè)務 ONU 終端 采用內置 IAD 的方式支持 VoIP 業(yè)務，支持協(xié)議包括 SIP 和 H.248。另外， EPON 能夠采用電路仿真（ CESoP）方式提供傳統(tǒng) TDM 業(yè)務（ E1） 接入能力，其時延、抖動容限、抖動傳遞函數等指標均符合 G.703 的要求，可以滿足商業(yè)客戶對 E1 專線接入的要求。 以上功能對于廣電網絡響應國務院 1 號文，參與增值電信業(yè)務的競爭提供了良好的手段。 7.1.3.2 技術成熟度 HFC 系統(tǒng)采用技術成熟、性價比較高的 1310nm 光纖傳輸設備，保持了“一級 1550nm 光鏈路、二級 1310nm 光鏈路和電纜分配網”的 HFC 網絡拓撲結 構，特別方便 IPQAM 信號的射頻插入，與現有網絡結構和信源結構相同。 EPON 設備已實現芯片級和系統(tǒng)級的互聯互通。目前主要有三個 EPON 芯片廠商： PMC-Sierra、 Teknovus 和 Cortina。 EPON 光模塊已經非常成熟，生產廠商較多，相關產品能夠滿足國際和國內標準的要求。 7.1.3.3 帶寬速率 EPON 能夠提供上下行對稱 1.25Gbps 的接入速率（實際 950Mbps）， 2.5Gbps速率的 GPON 產品日漸成熟， 10Gbps 速率的 EPON 標準也正在制訂中。 EPON 系統(tǒng)戶均帶寬與 OLT 覆 蓋 ONU 數以及 ONU 下掛交換機端口數有關。雖然 EPON 的 950Mbps 是共享帶寬，但比 DOCSIS3.0 的 300Mbps 寬很多。 本項目中采用的 FTTB 網絡結構，同時支持 GEPON 和 GPON。 7.1.3.4 可靠性 新媒體示范網絡結構為 “光纖到樓、雙網覆蓋、光機直帶用戶、點對多點連接”。雙網結構采用無源光網絡接入技術，其中 HFC 系統(tǒng)通過樓棟光接收機直接帶用戶， EPON 系統(tǒng)的 ONU 輸出后經五類線覆蓋用戶。這樣避免了外部設備的電磁干擾和雷電對線路和小區(qū)機房有源設備的影響，減少了設備故障率，提高了系統(tǒng)可靠性 。 7.1.3.5 網絡安全 EPON 與 HFC 系統(tǒng)都是基于分配分支拓撲結構，兩者完全可以同路由傳輸。因此在光纜物理路由上同纜不同 芯，電纜物理路由上共享傳輸管道，而邏輯上EPON 系統(tǒng)與 HFC 系統(tǒng)完全獨立，兩者信號相互不受影響。 EPON設備采用 AES128或三重攪動的加密方法保證 PON接口下行數據安全，組播業(yè)務采用 VLAN進行業(yè)務權限控制。 7.1.3.6 網絡管理 樓棟光接收機預留基于 SNMP的網管應答器，網管數據通過 IP通道傳輸。 IEEE制訂的 EPON 標準提供的是可選 OAM 網管功能，包括遠端故障指示、 遠端環(huán)回、鏈路監(jiān)控和 OAM 能力發(fā)現。隨著產品功能的進步， EPON 網元管理系統(tǒng)已經比較完善，網管系統(tǒng)能夠實現設備和業(yè)務配置、故障、性能、安全等管理功能，可以滿足現網應用要求。 7.1.3.7 可持續(xù)發(fā)展 主要體現在 EPON 系統(tǒng)的可升級能力上?，F有系統(tǒng)可通過減小系統(tǒng)分光比或提高 EPON 上聯帶寬容量來提升用戶接入帶寬。待 GPON 或 10G EPON 成熟產品推出后，可大幅度提升系統(tǒng)帶寬。 7.2 FTTB+EPON+EOC 7.2.1 組網方案 采用“光纖到樓、光機直帶用戶、 EPON 傳輸、同軸電纜入戶、 EOC 接 入”的網絡結構。 HFC 網絡傳輸系統(tǒng)采用 860MHz 頻帶，拓撲結構為光鏈路采用一級1550nm 環(huán)型光鏈路、二級 1310nm 或 1550nm 星型光鏈路的結構，樓棟以下網絡采用光接收機直接通過同軸電纜覆蓋用戶，同軸電纜網絡采取集中接入的原則設計。雙向網絡光鏈路采用 EPON 傳輸技術，樓棟以下網絡采用基于同軸電纜傳輸以太網信號的 EOC 傳輸技術。 7.2.2 網絡結構 接入網線路由分前端、分前端至小區(qū)接入線路、小區(qū)接入點、小區(qū)至樓棟接入線路、樓棟接入點、樓棟至用戶終端接入線路、用戶終端組成。 FTTB+EPON+EOC 方 案與 FTTB+EPON+LAN 方案在網絡結構要求上總體一致，下面將不同之處描述如下： 樓棟接入點放置樓棟設備箱，箱內配置樓棟光接收機、 ONU、 EOC 頭端等設備，樓棟接入點覆蓋用戶數平均為 60 戶。 EoC 頭端上聯到 ONU， EOC輸出信號混入無源同軸電纜傳送到用戶。有源設備采用本地 220VAC 供電方式。 樓棟接入點至單元接入點布放 -7 以上同軸電纜。 單元接入點對電信號進一步的分配， 實現 HFC 射頻信號的分配， 覆蓋最終用戶。單元接入點覆蓋用戶數為 8 16 戶。 單元接入點至用戶布放 -5 同軸電纜。 用戶信息終端：用于為用 戶提供綜合業(yè)務的線路接口。同軸電纜和五類線雙線入戶時，向用戶提供射頻和以太網接口；同軸電纜單線入戶時，向用戶提供射頻接口，并通過 EOC 終端提供以太網接口。 以 1550nm+1310nm 光鏈路結構的系統(tǒng)為例，組網示意圖 如下： 1 5 5 0 一 級 環(huán) 網分 前 端小 區(qū) 接 入 點分 前 端 至 小 區(qū)光 纜 線 路小 區(qū) 至 樓 棟接 入 線 路樓 棟 接 入 點單 元 接 入 點樓 棟 接 入 線 路1 3 d B m 1 3 1 0 n m光 發(fā) 射 機單 元 接 入 線 路 用 戶 終 端樓 棟 光 接 收 機射頻混合分配單元預 留O N UE o C 頭 端同 軸 電 纜同 軸 電 纜G E匯 聚 交 換 機I P Q A M交 互 電 視 網 絡I P 城 域 網樓棟集中分配器單元集中分配器1 : 2OLTG E光 接 收 機1 3 1 0 n m1 4 9 0 / 1 3 1 0 n mP O N 1P O N n前 端1 : 81 : 21 : 8機 頂 盒E o C 終 端P C分 配 器R FR FI PI P圖 4 采用 1550nm+1310nm 光鏈路結構的系統(tǒng)組網示意圖 7.2.3 方案 特點 本方案具有 性能適中、可靠性好、施工簡單、成本較高 的特點， 利于向 FTTH演進， 適合作為分配網絡改造的優(yōu)選標準 ， 也可以作為新建網絡的備用標準 。 7.2.4 FTTB+EPON+EOC 方案用于網絡改造的說明 本 方案用于網絡改造時不要求改變現有的 HFC 單向廣播網絡結構，只要求在現有光節(jié)點處將用于交互業(yè)務的光纖通過無源分配的方式延伸到樓，在樓內放大器的位置增加 ONU 和 EOC 頭端，建立網絡交互通道 即可 。 7.3 FTTC+EPON+EOC 7.3.1 組網方案 采用“光纖到小區(qū)、一級電放大、 EPON 傳輸、同軸電纜入戶、 EOC 接入”的網絡結構。 HFC 網絡傳輸系統(tǒng)采用 860MHz 頻帶，拓撲結構為光鏈路采用一級1550nm 環(huán)型光鏈路、二級 1310nm 或 1550nm 星型光鏈路的結構，小區(qū)以下網絡采用光接收機經一級電放大器通過同軸電纜覆蓋用戶，同軸電纜網絡采取集中接入的原則設計。雙向網絡光鏈路采用 EPON 傳輸技術，小區(qū)以下網絡采用基于同軸電纜傳輸以太網信號的 EOC 傳輸技術。 7.3.2 網絡結構 接入網線路由分前端、分前端至小區(qū)接入線路、小區(qū)接入點、小區(qū)至樓棟接入線路、樓棟接入點、樓棟至用戶終端接入線路、用戶終端組成。 FTTC+EPON+EOC 方案與 FTTB+EPON+LAN/EOC 方案在分前端部分總體一致，下面將其他不同之處描述如下： 小區(qū)接入點：放置小 區(qū)設備箱，箱內配置光站、 ONU、 EOC 頭端等附件。 小區(qū)至樓棟接入線路為 -9 鋁管以上同軸電纜。 樓棟接入點放置樓棟設備箱，箱內配置樓棟光接收機、 ONU、 EOC 頭端等設備，樓棟接入點覆蓋用戶數平均為 60 戶。 EoC 頭端上聯到 ONU， EOC輸出信號混入無源同軸電纜傳送到用戶。有源設備采用本地 220VAC 供電方式。 樓棟接入點至單元接入點布放 -7 以上同軸電纜。 單元接入點對電信號進一步的分配， 實現 HFC 射頻信號的分配， 覆蓋最終用戶。單元接入點覆蓋用戶數不超過為 16 戶。 單元接入點至用戶布放 -5 同軸電纜。 用戶信息終 端：用于為用戶提供綜合業(yè)務的線路接口。同軸電纜和五類線雙線入戶時，向用戶提供射頻和以太網接口；同軸電纜單線入戶時，向用戶提供射頻接口，并通過 EOC 終端提供以太網接口。 以 1550nm+1310nm 光鏈路結構的系統(tǒng)為例，組網示意圖 如下： 1 5 5 0 一 級 環(huán) 網分 前 端小 區(qū) 接 入 點分 前 端 至 小 區(qū)光 纜 線 路小 區(qū) 至 樓 棟接 入 線 路樓 棟 接 入 點單 元 接 入 點樓 棟 接 入 線 路8 d B m 1 3 1 0 n m光 發(fā) 射 機單 元 接 入 線 路用 戶 終 端射頻網絡單元預 留同 軸 電 纜同 軸 電 纜1 : NG E匯 聚 交 換 機I P Q A M交 互 電 視 網 絡I P 城 域 網單元集中分配器1 : N光 接 收 機1 3 1 0 n m1 4 9 0 / 1 3 1 0 n m前 端O L TF EF EF EO N UE o C 頭 端1 X N集中分配器樓棟集中分配器樓 棟 放 大 器E O C 無 源 旁路 器光 接 收 機機 頂 盒E o C 終 端P C分 配 器R FR FI PI P圖 5 采用 1550nm+1310nm 光鏈路結構的 系統(tǒng)組網示意圖 7.3.3 方案特點 本方案具有 交互性能低、成本低、網絡改造工程量最小 的特點， 適合作為在短時間內完成全網雙向化改造的過渡方案 ，可 實現廣覆蓋、低容量的決策目 標。在時間、資金允許的條件下，仍應優(yōu)選 FTTB+EPON+LAN/EOC 方案進行網絡改造。 7.4 FTTC+CMTS 7.4.1 組網方案 采用“雙向 HFC 網絡、 CMTS 接入”的網絡結構。 HFC 網絡傳輸系統(tǒng)采用 860MHz頻帶，拓撲結構為光鏈路采用一級 1550nm 環(huán)型光鏈路、二級 1310nm 星型光鏈路的結構，小區(qū)以下網絡采用光接收機經一級電放大器通過同軸電纜覆蓋用戶，同軸電纜網絡采取集中接入的原則設計。雙向網絡光鏈路采用基于 HFC網絡的 CMTS傳輸技術。 光纖到達小區(qū)，每 500 戶設立一個光工作站， 7.4.2 網絡結構 接入網線路由分前端、分前端至小區(qū)接入線路、小區(qū)接入點、小區(qū)至樓棟接入線路、樓棟接入點、樓棟至用戶終端接入線路、用戶終端組成。 各部