有线电视网络HFC改造建议书

有线电视网络 改造建议书 （供讨论修改） 目 录 有线电视网络改造建议书 . 1 （供讨论修改） . 1 一、形势与挑战 . 3 1、 形势 . 3 2、 HFC 网络的现状 . 3 3、 有线电视网络面临的严峻挑战 . 4 二、有线电视网如何进行改造 . 5 1、 为什么要改造网络？ . 5 2、 HFC 网络技术的发展 . 5 3、 目前网络改造的指导思想及定位 . 6 三、有线电视网络改造建议 . 7 1、 有线电视网络的网络拓扑 . 7 2、 模拟光纤传输信道设计 . 7 3、 网络双向改造方案设计 . 11 4、 各种基于无源同轴网的宽带接入（ EoC）方案 . 16 5、 窄带回传 . 20 6、 家庭联网 . 20 建议总局组织力量另案专题研究。把家庭联网当作 HFC 网络的延伸和发展，统筹规划，包括频率划分、接入方案等。 . 20 7、 充分重视电源建设。 . 20 8、 充分重视网管（已有专家建议）。 . 21 9、 网络改造成本对比 . 21 四、结语 . 22 五、附录 . 23 1、 附件 1：仅开通宽带户平工程定额核算 . 23 2、 附件 2：仅开通宽带户平工程定额核算 . 23 3、 附件 3： 6.25%仅开通宽带户平工程定额核算 . 25 4、 附件 3： 6.25%仅开通宽带户平工程定额核算 . 25 5、 附件 5： 5 年户平年宽带运维成本对比 . 26 6、 附件 6： 5 年户平年宽带运维成本对比 . 26 7、 附件 7： 5 年户平年全双向少宽带运维成本对比 . 27 8、 附件 8： 5 年户平年全双向少宽带运维成本对比 . 27 一、形势与 挑战 1、 形势 广电总局“十一五”规划提出的 七项主要任务 中 第三项任务 是 ： “加快有线电视数字化进程。大力推进整体转换， ，全面提升有线电视网络的业务承载能力、交互应用能力和网络管理水平，继续推进有线电视接入网的双向改造和网络管理系统建设，积极推动光纤到户的应用研究，建立和完善有线电视网络业务支撑系统和运营支撑系统，使有线电视网络成为集公共传播、文化娱乐、信息服务于一体的多媒体信息平台。” 15 项重点项目中 第 5 项 要求 “ 有线电视网双向、多功能改造和数字化整体转换 ”，要求 “ 继续大力推动城市有线数字电视整体转换，利用有线整体转换的契机，带动有线电视网络改造，延长有线光纤传输覆盖，拓展有线网络功能，提高有线网络承载能力；通过在发达城市开展有线数据广播、有线视频点播、交互电视、网络电视、有线电视多媒体终端的应用研究，拓宽有线电视业务类型，建立灵活多样的服务模式，打造现代服务业信息支撑平台，带动全国有线数字电视产业发展 ” 。 按照广电总局 “十一五”规划， 全国有线电视网正在进行数字电视 整体 转换 ，数字化使整个有线电视的业务、运营模式发生了革命性的变化。新业务和新运营模式对网 络提出了新的要求，最集中的体现就是要求 网 络 实现双向化。 2、 HFC 网络的现状 中国有线电视网的现状是 90 以上 的网络都没有进行双向改造， 这样的网络仅能 满足 基本 电视节目的传输， 根本不能承载 多媒体交互业务，也不能 有效 实现 网络、业务和用户 管理。 现有的 广播式 HFC 城域 网 和 进行 了 双向改造 的 HFC 网络 结构 分 述 如下 ： 广播式 HFC 城域 网 结构 总前端 +1310nm光纤星形网 +同轴分配网 总前端 +1310nm 光纤环形网 +分前端 +1310/1550nm 光纤星形网 +同轴分配网 总前端 +1550nm光纤环形网 +分前端 +1550nm 光纤星形网 +同轴分配网 双向 HFC 网的结构 总前端 +CMTS+1310nm光纤 双向星形网 +双向同轴分配网 +CM 总前端 +CMTS+1550nm 光纤双向环形网 /分前端 +1310/1550nm 光纤双向星形网 +双向同轴分配网 +CM 总前端 /ISP 配置主中心 +1310nm 光纤双向 星形网 /小区交换机 +同轴分配网 /楼道交换机 +五类线 总前端 /ISP 配置主中心 +1550nm 光纤双向环形网 /分前端 /ISP 配置分中心 +1310/1550nm 光纤双向星形网 /小区交换机 +同轴分配网 /楼道交换机 +五类线 总前端 /ISP 配置主中心 +1550nm 双向环形网 /分前端 /ISP 配置分中心+EPON+EoC 3、 有线电视网络面临的 严峻 挑战 有线电视网络 面临两面夹击 ： 电信 运营 商 的 IPTV 业务争夺有线电视网络的高、中端用户，卫星直播 和 地面数字电视 业务 争夺 有线电视网络的低、中端用户。如果 维持现状 、不思进取， 有线电视网络就 必然 逐步 衰落 甚至 被取而代之 。 显然 ，高带宽与低带宽竞争 ，高带宽 处于优势 地位 ； 双向网络与单向网络竞争，双向网络处于优势地位 ； 多业务运营与单一业务运营 竞争 ， 多业务运营 处于 优势 地位 ；低成本与高成本竞争 ， 低成本 处于 优势 地位 。 随着光 纤 进 入小区、进入居民楼，铜线的距离缩短到 100 米以内 ； 加之多种接入技术的进步， 同轴网的带宽优势正在逐步丧失，而 现有同轴网 单向 传输的 劣势却日益凸现。广播式大面积覆盖的优势也将由于新竞争对手 卫星直播 电视 和地面数字电视广播的加入而被逐步取代。 单一的数字电视 整体转换 不能改变有线电视网络 的困境 ， 有线电视网络的唯一出路就是走数字化、 光纤化、 双向化 的全面改造道路。 否则将面临 极大的危机：用户流失，赠送机顶盒的成本无法收回。 二、有线电视 网如何进行改造 1、 为什么要改造网络？ 改造网络的目的是提高收入、提升网络价值、提高竞争力。网络改造的成效也体现在网络经济效益和社会效益的提高上。 提高经济效益的第一个途径是增加用户数量，这种手段的发展是有限的 ， 目前多数网络的年用户增长率已经低于 5 。 第二个途径是增加服务、提升 ARPU 值。这是一条康庄大道，特别是相对原来单一服务，有更广阔的发展空间。 第三个途径是降低运营、维护、管理成本 ，对于原来基本处于粗放管理的HFC 网 潜力很大。这当中主要是要权衡网管系统与人工管理的利弊。 随着技术的发展，网管将不仅仅起到管理网络的作用，还会成为用户管理的基础。随着IPV6 的大规模 推广 ，用户定位、用户行为感知 等用户服务和管理的新技术都将提上议事日程，而这些都需要网管系统支撑 改造网络 的另一目的 是为了应对日益激烈甚至是残酷的竞争：避免用户流失、提升多业务、全业务服务能力 ，从而提高 网络 服务的社会 和经济 效益。 现有网络存在 的 问题：网络陈旧、故障率高、 维护量大 ； 网络 结构不合理（星树形），可靠性低 ； 网络不可管理 ； 带 宽不能适应新业务发展的需求 ； 单向网络 ，不能开展交互业务。 2、 HFC 网络技术的发展 由于铜 资源越来越紧缺，铜价不断上涨， 铜缆越来越贵 ， 伦敦金属交易所（ London Metal Exchange）的数据显示，铜价在过去的四年内增加了 3 倍，今年1 月到 5 月价格就上涨了 59%， 5 类线价格上涨了 50 ； 而 光纤、光设备 不断降价， 越来越便宜 。 “ 光进铜退 ” 自然成为发展趋势。 HFC 网络的 光纤越来越靠近用户、每个光节点覆盖的用户数越来越少（ 2000 户 500 户 100 户 ）， 目前 已经进入 FTTP 时代 。 由于光纤到楼 或 到单元 的发展 ， 同 轴电缆网无源化，无源同轴网本身就是双 向网 ，因此基于 无源 同轴电缆 网 的双向接入技术有了新的发展， 最后 100 米无源同轴 网 双向接入技术成为 当前 市场热点 。 IP 化 是信息网络发展的总趋势 。新一代编解码技术都是基于 IP 的， 因此前端必然 IP 化；前端 IP 化 必然 带动传送网的 IP 化， 欧美和印度都已经开始骨干网的 IP 化 ； 最终 的 必然趋势是 全网 IP 化 ，当然也包括电视传送网 。 必须清醒地认识这一形势并在网络建设和改造当中积极应对和采用 IP 化技术。 结论是 ： 整个网络正面临数字化、光纤化、 IP 化。 3、 目前网络改造 的指导思想及 定位 首先 ，需要 明确网络要运营 什么 业务 ：网页浏览？下载？ VoIP？ VOD？IPTV？网络管理？用户管理？不同的应用有不同的要求：用户管理 网络管理 VoIP VOD IPTV网页浏览下载 ， 依次有较高的级别。 提高带宽： 不同的应用有不同的带宽需求，不同的用户比例有不同的带宽规划： IPTV VOD 下载 VoIP 用户管理网络管理 网页浏览 依次有较高的要求。 对比附件图表可以看出，相同的网络设计、不同的应用 思路 有不同的结论。 提高可靠性、可维性 ： 不同的要求有不同的网络结构、不同的设备选型、不同的设计思路。 提高指标： 不同的应用有不同的指标要求。 如 256QAM 比 64QAM C/N 要求高 8dB；语音和视频的时延要求高于数据 。 因此 有线电视网络 改造 的 核心 是 实现 双向。 目前网络改造应该定位于 可管理、可运营 、 能够开展包括视频、语音、数据 的 全部业务 。 三 、 有线电视网络改造 建议 1、 有线电视网络 的网络拓扑 采用带冗余保护的环形、格形、网状拓扑结构，首先保证骨干通道的冗余保护，逐 步扩展到边缘。现阶段可采用环、星型结合的网络结构，即骨干网采用带冗余保护的环形网络结构、接入网采用级联星形网络结构。物理拓扑如图 1 所示，分层逻辑框图如图 2 所示。 2、 模拟光纤传输信道设计 目前，光纤和光设备降价很快，而铜缆价格却在上涨，这也是今后的总趋势。因为铜资源越来越少，按照目前的价格水平，光纤到楼、甚至到单元的造价低于同轴分配网的造价，因此， 新建和改造的 的城市网络应当采用光纤到楼（到单元）方案。 a） 模拟传输分配网应优先采用全网 1550nm光纤网络方案，从指标、造价、可靠性、光纤占用、网络规划、扩展的灵活 性、机房、电源建设以及施工、维护等诸多方面都比 1550nm 1310nm两级光纤网有优势。 光纤网技术指标： C/N： 1550nm 1310nm 两级光纤网降低 3dB； 1550nm 光放大器系统仅降低 1dB。 CSO、 CTB： 1550nm 1310nm 两级光纤网降低 4.5dB； 1550nm 光放大器方案基本不降低。 造价：单位光功率造价 1550nm 光放大器系统有明显优势，而传输损耗却比1310nm系统低 0.1dB/km。 可靠性：单台光发射机可靠性不如单台光放大器，通常，输出光功率 20dBm（有的厂家 17dBm， 各家不一样）以上 EDFA 都是双泵浦源，一个泵浦源出故障，只使输出光功率降低 3dB，系统 C/N 降低 3dB，本身具有降低 3dB 保护功能。即使对一台 EDFA 的冗余保护总比对多台 1310nm 光发射机的冗余保护容易。 图 1 有线电视网络的总体网络结构 Hub Hub Hub Hub Hub Hub Hub Hub 前端 骨干环 200 万户 半径 10-50km 光分路 光分路 整体组网图 光节点、 ONU Hub 集中分配 Hub Hub Hub Hub Hub 边缘环 20 万户 半径 2 10km OLT EDFA OLT EDFA OLT EDFA 骨干层 边缘层 光分路 光分路 光分路 光分路 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 光节点、 ONU 图 2 有线电视网络的分层逻辑框图 光纤占用：一台 EDFA 的出纤 量 肯定少于多台 1310nm 光发射机 的出纤量 。 网络规划： EDFA 是大 输出功率、多 级 分 配 光 功率 方式，只须大致规划、灵活分 配 光 功率 ，因此规划 十分简单； 1310nm 光发射机是小 输出功率、固定分光，因此要详细具体地规划，非常不方便 。 前端 电源 网管 骨干路由器 有线电视头端 运营支撑系统 骨干环分前端 业务系统 电源 Node 网管 光节点 STB PC 电源 网管 用户端 IP Phone 边缘环分前端 OLT 骨干路由器 GEPON ONT EDFA 网管 电源 网管 电源 EDFA 边缘路由交换机 扩展灵活性：由于 EDFA 可以随意分 配 光 功率 ，网络 扩展十分灵活； 1310nm光发射机方案在 网络扩展时需要增加发射机，甚至重新敷设光缆，网络扩展受限制 。 机房、电源建设：单台 EDFA 和多台 1310nm 光发射机比较，显然前者所需的机房、电源建设投资要少得多。 施工、维护：设备越少、越简单、光纤越少，施工、维护越容易，这是显而易见的。 从 网络发展趋势看 ， FTTH 的国际标准 分配给 模拟电视广播的波长是1550nm。 因此 ， 全程模拟光网络采用 1550 方案与 FTTH 的发展方向是一致的，1550nm 1310nm 两级光网络方案有可能造成重复投资。 已经大规模开展 HFC 网络双向改造的城市 采用的是 1550nm 1310nm 两级光网络方案， CMTS 下行 信号 和 IP-QAM 信号都是 在 分前端插入 1310 nm光发射机 来传输 的 ，因此， 无法 采用 全网 1550nm 光纤系统 方案 。 解决 的方案是 单独使用 1310 光发射机或 QAM 发射机（ 1550nm 直接调制光发射机） 采用波分复用或单独 用 一根光纤传送 CMTS 下行和 IP-QAM 信号 （ 应 该优先采用原有的 1310光发射机，利用原有投资，降低改造成本 ） 。 或者取消 IP-QAM 这种点播流传送方式 ，在 GEPON 中划出 600Mbps 左右带宽做点播流传送，服务 2 万户目前已足够 ，而 400Mbps 服务 2 万 16 户 （多数有线网络运营商宽带渗透率在 1 16左右） 宽带接入也够了。 从造价看，目前 1Gbps 容量 的 IP-QAM 广播设备造价大约 20 万（不含客户端），平均 200 元 Mbps， 而 1G 容量双向 GEPON 包括客户交换机端口在内大约 5 万，平均 50 元 Mbps。 b） 模拟信道传输混合模拟和数字信号的指标设计 模拟和数字信号混合传输时， 仍 按模拟系统指标设计，数字频道 RF 电平分别降低 10dB（ 64QAM 调制）、 5dB（ 256QAM 调制）。 全 数字信号 传输时 的 传输指标设计，目前在国家或广电总局都还没有统一的标准出台的情况下，可以暂按 国际标准 ITU-J.112 附录 A (数字视频广播有线电视分配系统 的交互信道 )、 IEC“数字调制信号的技术参数及要求 ”规定， 在机顶盒（ STB）输入端口 ， STB 在 RS 误码校正前的 BER10E-4，通过前向纠错(FEC)后，在解码器前的 BER10E-8 时，要求 的技术指标载噪比 C/N、非线性失真 CSO、 CTB 为： C/N=25.5dB （ 64QAM） C/N=33.5dB （ 256QAM） CSO 43dB， CTB 43dB 调制误差比 MER 30dB （ IEC) 考虑到 我国 机顶盒入网标准要求 C/N 27dB（ 64QAM），因此系统设计的C/N=25.5dB（ 64QAM） 指标，应调整到与机顶盒入网标准一致，即 C/N=27dB（ 64QAM）。 数字频道 RF 电 平 国际标准规定为 47-67dB V （ IEC） 42-75 dB V （ DVB-C） 数字频道 相邻频道之间最大 RF 电平 差 3dB （ IEC） 数字频道与模拟频道之间最大 RF 电平差 13dB （ IEC） 幅频响应 8dB（ 8MHz 带宽内） （ IEC） 相位抖动 5 （ IEC） 射频载波的相位噪声 +50/ 70 dB/Hz (100Hz 10KHz 偏移 ) （ IEC） 3、 网络 双向改造方案设计 目前 ，网络双向改造的主流方案有两种： 一种是基于 HFC 网络 的双向改造方案 （ CM 方案） ，另一种是光纤收发器到楼 LAN 入户方案 。 最近又有一种新方案，即 xPON 到楼 EoC 技术方案。 a） 基于 HFC 网络的双向改造方案（ CM 方案） CM 方案的最大优势 ： 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，这对竞争是非 常重要的。 其次 ，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。 CM 的标准化、成熟度也是其它 方案难以比拟的。 DOCSIS 标准的带宽利用率最高，能达到的吞吐量也最高。 DOCSIS3.0 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，这是目前所有其它铜缆接入技术 无法达到的。 在同轴 电缆 占 HFC 网络中较大比例的时代， CMTS 几乎是基于同轴 电缆 的唯一可选 的 双向改造方案。 CM 方案的劣势： 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 200k 2M。 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。除非 CMTS 能够降价 90以上才可能是一个性价比较高的方案 。 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 。 全球只有北美地区 CMTS 占据了超过 60的宽带接入市场份额，这一方面和美国政府对有线网络运营商经营多 业务的支持有关，另一方面也和北美分散的居住条件有关，但近两年市场占有率也有下降的趋势。许多大厂（ SA、哈雷、华为）停产 CMTS 也从一个侧面反映了对 CMTS 发展不利的一面。 b)FTTP LAN 入户方案 FTTP LAN 入户方案曾经是理论上成本最低的方案。这种方式数字信号在5 类线上没有调制解调环节，如果不考虑重新布线，肯定是性价比最高的。因此在已经敷设好 5 类线的建筑当中应该采用 FTTP LAN 模式。但一定要处理好产权。 在有条件正常敷设（不用绕道、布线长度 不超过 30 米） 5 类线的地方，如果宽带开通率高、施工期限要求不紧，也可以优先选择 FTTP LAN 模式。 方案优势： 这种方式的最大优势是入户带宽高，最高可以达到 100M户。这种方式需要注意网管，现在许多地方为了降低成本，楼头设备不支持网管，给后期维护带来困难。 方案劣势： FTTP LAN 模式经常存在的最大问题是时间成本和隐性成本太高：由于需要重新布线，常常需要很长的协调和施工时间，造成客户不满，甚至流失。而为了解决这一问题 进行 大规模布线，又造成另一个缺陷：用户开通率低时成本过高。开通率低恰恰是广电行业从事 宽带接入服务的普遍现象。 c)xPON 到楼 EoC 方案 光纤到楼 、 xPON 技术 的成熟和产品 价 格的下降 （每线 GEPON 平均带宽32M， 设备成本 已降到 $100 以下 ， 按照不同接入率计算 到户 造价 ￥ 2000 6000元 ， 按 32 户分摊的成本仅 62.5 167.5 元 ） ， 使 这种接入方案在广电网络改造中受到越来越大的关注。 xPON 到楼 EoC 技术方案 和多级交换光纤收发器的方案比 较 ，无论从成本、性能、可靠性还是维护管理等方面都 具 有优势。 而 CM 接入方式 当户平带宽 1M 时造价 3000 元户 ， 使得 CM 接入方式 也 受到越来越大的挑战 。 ADSL 一线成本目前已经降到 300 400 元 /户，户平均带宽已经达到 1M 以上 ， 出线率 可以 达到 60 70 ， 这使得我们在与电信运营商的竞争中在成本和带宽上面临越来越大的 压力 。 xPON 到楼 EoC 无源同轴接入方案 是广电网改造时双向接入的一 个新思路 。 “ x”可以是 E（或 GE）或 G，但 EPON（ GEPON）可能更适合广电网。 无源光网络（ PON Passive Optical Networks）技术是为了支持点到多点应用发展起来的光接入 系统 。基本网络结构见图 3： OLT Optical Line Terminal，光线路终端 ONU Optical Network Unit，光网络单元 POS Passive Optical Splitter，无源光分路器 /耦合器 ODN Optical Distribution Networks，光纤分布网 图 3 无源光网络 xPON 原理 方框图如图 4 所示。 目前 无论从技术还是价格选择， 都 是 把模拟信 号和数据分开传送为好： 尽管ODN OLT ONU ONU ONU ONU ONU 光分路器 光分路器 语音网 数据网 视频网 局端 无源光网络（ xPON） 数据发送 数据接收 光发送器 光接收器 ONU 1 ONU 2 ONU n OLT 光发送器 光接收器 数据发送 数据接收 1:n 无源光 分路器 介质 接入 逻辑 介质 接入 逻辑 波分合路 波分合路 PON 采用单纤波分复用技术 下行数据 1490nm 上行数据 1310nm FDM-RF 信号 1550nm 图 4 三个波长合在一起可以节省一根光纤， 但增加了模拟信号的插入损耗和波分器件的造价及技术难度 ；由于数据和模拟信号之间的串扰， 处理不好还会降低质量（肯定有降低， 只不过是多少而已）。 而且 合在一起 不灵活 ， 电视分配以 104dB110dB（ 2 104dB、 3 104dB、 4 104dB）能够分配的用户区域 配 置光接收机，数据以 64 户、 32 户、 16 户为单元配置 ONU，因此二者分配结构在末端是不 完全 一致的， ONU 的数量在满配置情况下多于光接收机。 更重要的 ，多数情况下 电视信号的分配网已经基本建成，没有必 要 重复 投资。 xPON 和多级交换光纤收发器的方案比 较 ，无论从成本、性能、可靠性还是维护管理等方面都 具 有优势。 图 5 成本： 如图 5 所示 ，如果交换机集中在分前端 ， 光纤 收发器模式需要敷设大量光纤， 管道、光纤 施工、维护成本大大增加 ； 如果交换机不集中在前端， 尽管一线 EPON 的成本超过一对 千 兆 光纤收发器，但如果考虑光纤收发器 模式 需增加多级交换机、 多 级 百兆光纤收发器、 机房和电源的投资，总 投资就 大 多了。 性能 ：如 图 6 所示，光纤收发器是百兆光模块（这是目前实际采用的）， EPON是千兆光模块 ， 在 IPTV 组播应用时性能有 很大优势。 OLT 交换机 FTTC，到路边点对点网络 最少光纤， 2N 2 光收发器，中间有源节点 FTTP，点对多点 PON 网络，最少光纤， 1 N 光收发器，中间无源光分路 FTTP，点对点网络， N/2N 光纤， 2N 光收发器 HUB 图 6 EPON 与光纤收发器的对比 可靠性： EPON 由于 在 OLT 和 ONU 之 间 是 无源 光网 ，光分路器只是增加一些熔接点，因此可靠性非常高。 维护管理： EPON 由于中间不需要机房、电源，没有活动接头，因此基本是免维的， OLT 和 ONU（包括集成在 ONU 中的交换机）都是可管理的；而光纤收发器和楼头交换机多数是不支持 SNMP 的，这也是目前的实际情况。 4、 各种基于无源同轴 网 的宽带接入 （ EoC） 方案 目前 可以用于无源同轴网的双向接入技术越来越多，通称为 EoC（以太数据通过同轴电缆传输） 。 a） WLAN WLAN 的 优势 ： 价格低、标准化程度高， 越来越多的终端内置了 WLAN 模块。 WLAN 采用 OFDM 调制技术，动态范围大、抗多径干扰，因此十分强壮。 WLAN 的缺点 ： 千兆路由交 换 机 楼头交换机 OLT 交换机 ONU 光 分 路 器 光 分 路 器 百兆交换机 GE GE GE 单元交换机 单元交换机 HUB 小区 楼栋 光收发 和处理 GE 频率高 （ 2.5GHz） 、损耗大、分配系统的无源器件需要更换。 布线长时可能不能 保证可靠通信。 为更换器件方便， 还要求集中分配安装方式 ，因此不能普遍适用。 在用户高密集区（比 如高层建筑和其它短布线的地方）目前是一个性价比最高的方案。 目前 ， 提供这种方案的 接入 设备厂家有两种技术路线，一种是纯同轴方案，另 一种是同轴加无线方案。前者由于信号全部在同轴中传输，因此损耗小，能覆盖的范围大， 基本 不存在干扰和被干扰，安全性好，但用户端设备接口需要定制，不能利用越来越广泛预置在电脑中的无线模块。由于 WLAN 的有效吞吐量不高（ 802.11G 只有半双工 20M， Super G 也只有半双工 40M），因此超过 100 米无源同轴的范围并无实际意义。后者的理念是最后 30 米无源同轴入户，然后在室内用无线方式连接。这种方式的最大优点是可以利用越来越广泛预置在电脑和其它家电中的无线模块，降低了终端投资。同时移动连接也是用户喜爱的方式。但这种 方案存在干扰和被干扰，安全性也不如前者。另外，由于自由空间损耗远大于同轴（ 2.5GHz 信号在 1 米自由空间中的理论传输损耗 40dB，在 100 米 5 同轴电缆中的实际传输损耗约 36dB），因此室内无线连接的可靠性是个问题。为了保持高速率可靠连接，有时需要增加发射功率，这无疑增加了成本，而且客户端增加发射功率是不现实的，甚至是不允许的（信部无 2002 353 号文件规定等效 全向 辐射功率 (EIRP)： 100 mW，也就是 20dBm，减去天线增益还不到 20dBm）。 WLAN 如果能够降低频率而又保持成本优势，将 是一个极有竞争力的方案。降低频率有两种办法：第一，射频芯片直接降 低 频 率 ；第二，变频。最近 已经有些公司开发了 700MHz 1000MHz 的射频芯片 ，也有公司采用了变频技术 。 b） PLC PLC 技术近来发展很快， HomePlug AV 标准物理层速率达到 200Mbps，吞吐量也达到 80Mbps（理论可达 100M），它和 WLAN 的调制技术、 MAC 层协议都很相似，但由于使用低频段，从技术上有比较优势，不仅可以适用于最后 100米，还可以适用于最后 1 公里。 从试验结果看，抗噪声、抗多径是 PLC 的突出优点。但代价是开销大，效率 低。 目前还没有国际标准，只有联盟标准（ IEEE 标准正在制订中）， 200M 芯片也推出不久，还不够成熟，价格也比较高。 它也是家庭联网最具优势的产品 之一，预期发展 比较快，价 格也下降 比较快。另外， 45M 的芯片已经成熟应用多年， 半双工 吞吐量 20M 左右，和 802.11G 相当，也是近期可以考虑的一种选择。 c） HPNA3.0 HPNA3.0 是国际（ ITU T）标准，目前 正在制订 3.1 版本，物理层速率达到 320Mbps。 调制效率高（最高 10bit/Sym），带宽利用率高（ 16MHz 有效带宽达到 128Mbps 物理层速率），能 达到的吞吐量也高（ 80Mbps）。目前芯片厂家不多，产品刚刚问世，也不够成熟。 由于 是 ITU T 标准，可能会有更多芯片和产品厂家加入。它工作在 低频段 （ 4 28MHz），传输损耗小，但干扰大（ 3.1 版本提高到 30 62MHz）。 虽然动态范围不及 WLAN 和 PLC，但覆盖最后 500 米是没有问题的。 d） MoCA MoCA 采用和 WLAN 相同的技术，占用带宽 50MHz，因此速率高，可达到270Mbps 物理层速率和 100Mbps 吞吐量。使用频带： 800MHz 1500MHz，选择1GHz 以下频段可以不用改网。 只能支持 31 个用 户。 只有一个芯片厂家（ Entropic），芯片价格较高，产品 亦 不成熟。 e） 基带方案 现阶段由于多数 EoC 方案刚刚起步、不够成熟， 在 许多 情况下 基带方案 也是可以考虑的 ，而且 性价比 也 比较高 。比如 5 类线布线碰到困难的时候或距离较长 时，可以利用同轴电缆代替 作 基带传输，原理如图 7 所示。增加的无源器件造价可以控制在 50 元以内，这在许多时候比重新布线合算。 图 7 基带方式目前只适合点对点的应用，因此需要把楼内布线改造为集中分配方式。楼内布线可以只对楼道垂直部分的布 线进行改造，如图 8 所示 。 图中 红 线代表重新布线，黑线代表原有布线，只要在原来分支器接头的位置加一个双阴连接高通 低通 高通 低通 TV TV 同轴 以太网 以太网 Rx 平衡 100 Tx 平衡 100 Rx 100 Tx 100 不平衡 75 器即可。这种改造简单易行，成本也不高。 各种无源同轴网接入与交换机基带转换方案各有长短，可以结合运营模 式、业务需求、 网络结构、频带资源等因素灵活应用或混合应用，以适应不同 环境 ，获得较高的投资效益。比如在 500 户范围内采用 HPNA3.0 或 HomePlug AV方案适应一般宽带、窄带应用；在一个单元 16 户以下范围采用WLAN 方案，满足 一部分用户在室 图 8 内无线上网的需求；用基带传输代替五类线。 在已经完 成大规模 HFC 双向改造并已开展基于 CM 宽带接入服务的地方不可能推倒重来，可以逐步缩小 CMTS 的服务区、采用 M CMTS、 IPQAM 等新技术继续宽带接入服务。在业务扩展时可以结合其它性价比更高的接入方案。 f） 其它技术 华为 Uclink、普天 e 视通（ CableRAN）、襄樊博创的 电 缆交换机，还有 Arris的 CXM 等非主流产品都有各自特点，都在一定范围内有所应用，但都是非标准产品。标准化对接入网而言并非必要，只要产品有突出的性价比优势、能够保证长期服务，都是可以选择的。 否则需要谨慎论证。 g） FTTH FTTH 是长远发 展方向，目前单位用户造价已经低于初期 CM 和 ADSL，在高带宽需求的地方已经成为性价比较高的方案。但在带宽需求不足 、宽带开通率不高 的情况下，单位用户建设、维护成本都还较高（ 100开通时 建设成本 2000元以上 ， 5开通时建设成本近 6000 元 ）。 但从现在起应对光纤到户做好规划，主要 是光纤敷设，目前可以按照每 32 户以下 2 芯计算光纤到楼需求，并适当预留备用光纤，如下图所示。如果考虑将来 EPON 将升级到 10G 等级，光纤数量 还可以减少。 5、 窄带回传 基于 HFC 网络的 交互应用多数是双向不对称的：下行流量大，上行流量小。比如 VOD，比如网络管理，比如双向认证，都只需要少量回传信息 ， 因此窄带回传也有相当的应用领域 。 特别是大量基本型机顶盒只有 RS232 窄带 接口 ， 生产厂商可以开发一些性价比高的产品 （比如利用廉价的 ISM 收发器和单片机芯片） 与机顶盒配套，促进交互电视应用发展。 这类产品在初级阶段没有必要强调、也不可能标准化。 窄带回传和宽带接入可以通过频率划分同时应用。 6、 家庭联网 建议总局组织力量 另案专题研究 。 把家庭联网当作 HFC 网络的延伸和发展，统筹规划，包括频率划分、接入方案等 。 7、 充分重视电源建设。 单纯的视频广播对中断时间没有严格要求，但语音和数 据服务对中断的要求十分苛刻。因此应当采用集中供电方式，配备后备电源，保证不间断供电。原来具 备集中不间断供电条件的网络在改造时可以保留原有的同轴供电系统，如果是新建， 建议按照 500 2000 户 左右 为一个供电单元，配备不间断供电系统。 分 前端 70 芯 70 芯 70 芯 70 芯 2048 户节点 512 户节点 128 户节点 4 芯 32 户节点 8 芯 20 芯 用 2 芯 用 5 芯 用 17芯 用 65 芯 70 芯 70 芯 70 芯 8、 充分重视网管（已有专家建议） 。 9、 网络改造成本 对比 各种接入方式的工程成本对比见附件 1-4，运维成本对比见附件 5、 6。 四、 结语 一个好的方案可以成倍节约投资，成倍增加收益。 最终考核成本的应该是投资回报，因 此即使投资很高，只要能够获得高回报，投资就是值得的。 从 1996年到 2004 年，美国有线电视网升级改造的户均投资额达到 1300 美元。 但改造后的收益更为可观，仅 2004 年美国有线电视网络行业总收入为 576 亿美元（平均每户每月 67 美元），广告总收入为 188 亿美元。 深圳、上海进行 HFC 全网双向改造，部署 CMTS 开展宽带接入服务，高投入、高产出、高回报的实施案例也取得成功。 但中国幅员辽阔，各地的经济发展水平、国民的受教育程度、人均收入、政策环境、运营经验、服务手段、资金实力、资源占有、员工素质等诸多方面存在极大的差异 。 就此而言，相同的方案，不同的地方，可能有截然不同的结果。各地应当根据自己的条件与业务发展需求，认真对各种方案作出评估和投资分析，在评估和分析上花费的小小投入相对于正确投资所产生的 巨大 效益是必需的。 五、 附 录 1、 附件 1：仅开通宽带户平工程定额核算 （ 8X8 层 4 单元 512 户） ADSL, ￥548ADSL, ￥548ADSL, ￥664LAN, ￥1,481LAN, ￥656LAN, ￥342EPON+LAN, ￥1,058EPON+LAN, ￥505EPON+LAN, ￥320EPON+EoC, ￥609EPON+EoC, ￥463EPON+EoC, ￥461EPON+WLAN, ￥1,351EPON+WLAN, ￥465EPON+WLAN, ￥262EPON+基带, ￥1,505EPON+基带, ￥790EPON+基带, ￥319CMTS, ￥1,672CMTS, ￥1,078CMTS, ￥930￥ 0￥ 200￥ 400￥ 600￥ 800￥ 1 , 000￥ 1 , 200￥ 1 , 400￥ 1 , 600￥ 1 , 8006.25% 25.00% 100.00%开通率成本 2、 附件 2： 仅开通宽带户平工程定额核算 （ 2 32 层 每层 8 户 ） ADSL, ￥548ADSL, ￥548ADSL, ￥664LAN, ￥1,336LAN, ￥637LAN, ￥313EPON+LAN, ￥1,020EPON+LAN, ￥468EPON+LAN, ￥292EPON+EoC, ￥671EPON+EoC, ￥473EPON+EoC, ￥406EPON+WLAN, ￥913EPON+WLAN, ￥358EPON+WLAN, ￥239EPON+基带, ￥1,055EPON+基带, ￥454EPON+基带, ￥291CMTS, ￥1,649CMTS, ￥1,073CMTS, ￥929￥ 0￥ 200￥ 400￥ 600￥ 800￥ 1 , 000￥ 1 , 200￥ 1 , 400￥ 1 , 6006.25% 25.00% 100.00%开通率成本 3、 附件 3： 6.25%仅开通宽带户平工程定额核算 （ 8X8 层 4 单元 512 户） 24 412.540.1484375￥ 0￥ 200￥ 400￥ 600￥ 800￥ 1 , 000￥ 1 , 200￥ 1 , 400￥ 1 , 600￥ 1 , 800￥ 2 , 00000.511.522.533.544.5机房 ￥ 20 ￥ 313 ￥ 16 ￥ 16 ￥ 16 ￥ 16 ￥ 16 施工 ￥ 44 ￥ 402 ￥ 334 ￥ 53 ￥ 248 ￥ 352 ￥ 74 辅材 ￥ 0 ￥ 181 ￥ 129 ￥ 13 ￥ 141 ￥ 304 ￥ 29 线材 ￥ 0 ￥ 176 ￥ 157 ￥ 8 ￥ 141 ￥ 185 ￥ 8 设备 ￥ 484 ￥ 409 ￥ 422 ￥ 520 ￥ 806 ￥ 647 ￥ 1 , 545 户平带宽 2 4 4 1 2.5 4 0.1484375ADSL LAN EPON+LAN EPON+EoC EPON+WLAN EPON + 基带 CMTS 4、 附件 3： 6.25%仅开通宽带户平工程定额核算 （ 8X8 层 4 单元 512 户） 24 410.62540.1484375￥ 0￥ 200￥ 400￥ 600￥ 800￥ 1 , 000￥ 1 , 200￥ 1 , 400￥ 1 ,