HFC网络架构及设备

1、HFC网络架构及设备网络架构及设备唐明光唐明光中广华创中广华创2014.2.11 培训内容培训内容 广电广电HFC城域网整体架构城域网整体架构 HFC网络的设备组成、作用、相应的技网络的设备组成、作用、相应的技术指标要求等术指标要求等1、 HFC城域网整体架构城域网整体架构 1）四川广电）四川广电HFC城域网技术路线城域网技术路线 电视信号采用电视信号采用1550nm模拟光传输技术以广播模拟光传输技术以广播方式从分前端传输至光节点；方式从分前端传输至光节点； 数据上下行信号在光网络结构中采用数据上下行信号在光网络结构中采用EPON传传输技术，在光节点电视和数据信号采用输技术，在光节点电视和数据

2、信号采用EOC传输传输技术混合后传输至用户终端。技术混合后传输至用户终端。 2） 有线电视网络中承载的业务有线电视网络中承载的业务 基本业务：模拟电视，数字电视基本业务：模拟电视，数字电视 高、标清交互电视业务：包括点播、时移、高、标清交互电视业务：包括点播、时移、回看回看 数据业务：宽带互联网数据业务：宽带互联网 语音业务：可视电话、基本语音语音业务：可视电话、基本语音 其他增值业务：如视频监控、视频会议、远其他增值业务：如视频监控、视频会议、远程抄表（水、电、气等）等程抄表（水、电、气等）等 3）业务带宽）业务带宽 基本业务带宽：基本业务带宽： 基本的模拟电视、数字电视采用广播式下行，基本

3、的模拟电视、数字电视采用广播式下行，每个用户都可以使用每个用户都可以使用87-860MHz的广播下行频段，的广播下行频段，大约为大约为90个频道，可满足目前模拟电视，标清数个频道，可满足目前模拟电视，标清数字电视、高清数字电视的应用。字电视、高清数字电视的应用。 交互式业务带宽：交互式业务带宽： 业务类型业务类型 上行流量上行流量(Mbps)下行流量下行流量(Mbps)网网网页浏览和下载网页浏览和下载 0.1 4 VOIP 0.2 0.2 视频会议、电话视频会议、电话 2 2 在线游戏在线游戏 0.5 1 视频监控视频监控 2 0.1 标清点播标清点播 0.1 2 高清点播高清点播 0.2 8

4、.5 综上所述，每个用户带宽按综上所述，每个用户带宽按20Mbps测算。测算。 2、城域网、城域网HFC双向接入网络整体架构双向接入网络整体架构 HFC双向接入网络由光传输网络、同轴电缆分配网络两大双向接入网络由光传输网络、同轴电缆分配网络两大部分构成。部分构成。 光网络组成：光网络组成：分前端到一级光交接箱为馈线光缆；一分前端到一级光交接箱为馈线光缆；一级光交接箱到小区光交接箱为配线光缆，小区光交接箱级光交接箱到小区光交接箱为配线光缆，小区光交接箱到光节点（楼栋到光节点（楼栋/单元）为接入光缆（单元）为接入光缆（FTTH应用时为入应用时为入户光缆。户光缆。 广电光网络结构及信号传输示意图广电

5、光网络结构及信号传输示意图 光网络结构：光网络结构： 采用星型采用星型+星形级联；或星型星形级联；或星型+树形级联。树形级联。 从分前端（前端）敷设光缆至小区或小区外的交接箱，从分前端（前端）敷设光缆至小区或小区外的交接箱，为星型光网络；再以交接箱为中心敷设光缆至各楼栋或各为星型光网络；再以交接箱为中心敷设光缆至各楼栋或各单元，为星型或树形光网络。单元，为星型或树形光网络。 光网络用来承载光网络用来承载HFC光纤网和光纤网和EPON的无源光网络，是的无源光网络，是广电城域网中重要的基础设施。广电城域网中重要的基础设施。 光节点覆盖用户数量：光节点覆盖用户数量：按照按照32户设计，应控户设计，应

6、控制在制在24-48户以内，超出户以内，超出48户时应另设光节点。户时应另设光节点。 分光器：分光器：前端机房及小区光交接箱中的有线前端机房及小区光交接箱中的有线电视信号光分路器和电视信号光分路器和EPON光分路器均光分路器均采用偶数等采用偶数等分光比分光分光比分光。前端机房中的光分路器采用。前端机房中的光分路器采用19机架机架式设备，小区光交接箱中的分路器采用盒式设备。式设备，小区光交接箱中的分路器采用盒式设备。 1）1550nm传输技术传输技术 分前端至光节点采用分前端至光节点采用1550nm模拟光传输技术，以广播模拟光传输技术，以广播方式向每个光节点传输电视信号，光分配采用星、树型相方式

7、向每个光节点传输电视信号，光分配采用星、树型相结合，最多三级分光结构。结合，最多三级分光结构。 2）EPON传输系统传输系统 EPON 系统采用单纤波分复用技术，系统采用单纤波分复用技术， 下行中心波长为下行中心波长为1490nm，上，上行中心波长为行中心波长为1310nm。OLT安装在分前端机房内，是整个安装在分前端机房内，是整个EPON系统系统的核心设备；的核心设备；ONU 安装在光节点处或用户家里，用于连接用户侧的安装在光节点处或用户家里，用于连接用户侧的网络设备；网络设备；ODN 由光纤和一个或多个无源分光光器件组成，在由光纤和一个或多个无源分光光器件组成，在OLT 和和ONU 间提供

8、光信号传输通道。间提供光信号传输通道。 类光网络类光网络ODN覆盖范围：覆盖范围：3万户以内，半径不超过万户以内，半径不超过5KM。 类光网络覆盖范围：类光网络覆盖范围：3000-5000户，半径不超过户，半径不超过500米。米。 3）系统分光器部署）系统分光器部署 a）1550nm系统分光器部署系统分光器部署 类光网络：类光网络：1550nm系统按三级分光、偶数光分配模式系统按三级分光、偶数光分配模式（1:2/1:4/1:8，总分光比为，总分光比为1:64）设计，分散安装。）设计，分散安装。1:2光分路器安装光分路器安装在分前端机房，在分前端机房，1:4光分路器安装在一级光交接箱中（一级光交

9、接箱光分路器安装在一级光交接箱中（一级光交接箱中需放置中需放置2个个1:4光分路器），光分路器），1:8光分路器安装小区光交接箱中（小光分路器安装小区光交接箱中（小区光交接箱中放置区光交接箱中放置1个个1:8光分路器）。光分路器）。 类光网络：类光网络：1550nm光系统二级分光、偶数光分路模光系统二级分光、偶数光分路模式（式（1:8:8，总分光比为，总分光比为1:64）设计，分散安装。小区机房）设计，分散安装。小区机房内安装一个内安装一个1:8光分路器，小区光交接箱中安装一个光分路器，小区光交接箱中安装一个1:8光光分路器。如下图所示。分路器。如下图所示。 b）EPON系统光分路器部署系统光

10、分路器部署 类光网络中类光网络中1:4光分路器安装在一级光交接箱中，光分路器安装在一级光交接箱中， 1:8光分路器安装在小区光交接箱中；光分路器安装在小区光交接箱中；类光网络中类光网络中1:4光分路光分路器安装在小区机房；器安装在小区机房；1:8光分路器安装小区光交接箱中。光分路器安装小区光交接箱中。 随着业务的开展，每个随着业务的开展，每个PON口的数据流量达到口的数据流量达到80%负荷负荷的时候则需要进行拆分，可按的时候则需要进行拆分，可按1:2:8和和1:8等方式进行收敛。等方式进行收敛。 4）光网络光缆规划）光网络光缆规划 a）类光网络光缆规划类光网络光缆规划 分前端到一级交接箱的级联

11、光缆纤芯数量，原则上应分前端到一级交接箱的级联光缆纤芯数量，原则上应不低于不低于72芯（初期实际使用芯（初期实际使用4芯，芯，2芯用于电视、芯用于电视、2芯用于芯用于数据传输，预留纤芯用于数据专网与新业务发展），一级数据传输，预留纤芯用于数据专网与新业务发展），一级光交接箱至分前端的纤芯数量收敛比为光交接箱至分前端的纤芯数量收敛比为50%； 一级光交接箱到小区光交接箱（末级光交接箱）光纤一级光交接箱到小区光交接箱（末级光交接箱）光纤芯数原则上不低于芯数原则上不低于16芯（初期实际使用芯（初期实际使用2芯，芯，1芯用于电视、芯用于电视、1芯用于数据传输，预留芯用于数据传输，预留14芯），小区光交

12、接箱至一级光芯），小区光交接箱至一级光交接箱的纤芯数量收敛比为交接箱的纤芯数量收敛比为50%； 小区光交接箱（盒）到每个用户光节点光纤芯数小区光交接箱（盒）到每个用户光节点光纤芯数4芯芯（1芯用于电视、芯用于电视、1芯用于数据传输，芯用于数据传输，2芯预留），分前端芯预留），分前端至小区光节点的光缆均采用至小区光节点的光缆均采用G.652光纤。如下图示。光纤。如下图示。 b）类光网络光缆规划类光网络光缆规划 分前端至小区机房需双路由、每路由分前端至小区机房需双路由、每路由8芯（初期实际芯（初期实际使用使用2-4芯）光缆进行级联，小区机房至每个小区光交接芯）光缆进行级联，小区机房至每个小区光交接

13、箱需箱需16芯（初期实际使用芯（初期实际使用2芯，一芯用于电视、一芯用于芯，一芯用于电视、一芯用于数据传输，另数据传输，另14芯预留）光缆级联；芯预留）光缆级联； 小区光交接箱至每个光节点需小区光交接箱至每个光节点需4芯（初期实际使用芯（初期实际使用2芯，芯，一芯用于电视、一芯用于数据传输，另一芯用于电视、一芯用于数据传输，另2芯预留）光缆级芯预留）光缆级联。分前端至小区光节点的光缆均采用联。分前端至小区光节点的光缆均采用G.652光纤。如下光纤。如下图所示。图所示。 5）光节点设计）光节点设计 a）单）单EoC局端设备功能框架局端设备功能框架 有线电视信号与有线电视信号与EPON数据信号采用

14、纤芯分割方式。光接收机输出数据信号采用纤芯分割方式。光接收机输出两路相同的电视信号，两路相同的电视信号，ONU输出一路数据信号，两路电视信号与一路输出一路数据信号，两路电视信号与一路数据信号分别与单台数据信号分别与单台EoC局端混合叠加，局端混合叠加，EoC局端输出两路相同的混合局端输出两路相同的混合叠加信号。叠加信号。 b）双）双EoC局端设备功能框架局端设备功能框架 下行有线电视信号与下行有线电视信号与EPON信号采用纤芯分割方式。光信号采用纤芯分割方式。光接收机和接收机和ONU都分别输出两路相同的电视信号与数据信号，都分别输出两路相同的电视信号与数据信号，单台单台EoC局端需一路电视信号

15、和一路数据信号混合叠加，局端需一路电视信号和一路数据信号混合叠加，每台每台EoC局端输出两路相同的混合叠加信号。局端输出两路相同的混合叠加信号。 6）同轴电缆分配网络设计）同轴电缆分配网络设计 a）同轴电缆分配网络设计要点）同轴电缆分配网络设计要点 ）采用光接收机）采用光接收机+无源分配网结构，光接收机输出口与用户终无源分配网结构，光接收机输出口与用户终端输出端口之间的下行链路损耗值端输出端口之间的下行链路损耗值382dB，用户终端口下行信号电，用户终端口下行信号电平平662dB；光接收机与用户终端之间的数据交互链路损耗值；光接收机与用户终端之间的数据交互链路损耗值342dB、任意终端至有源设

16、备正向输出口（反向输入口）之间的反、任意终端至有源设备正向输出口（反向输入口）之间的反向链路损耗差值向链路损耗差值6dB。 ）同轴分配网络结构应采用星形方式对称结构，采用分配网）同轴分配网络结构应采用星形方式对称结构，采用分配网络结构应采用星形方式对称结构，采用络结构应采用星形方式对称结构，采用SYWV-75-5标准屏蔽电缆入户，标准屏蔽电缆入户，电缆的接头应采用冷压电缆的接头应采用冷压F头。头。 ）用户集中分配器安放位置：放置在中间楼层或覆盖用）用户集中分配器安放位置：放置在中间楼层或覆盖用户的中间位置；户的中间位置； 采用采用51000MHz分支分配器，原则上按住户数配置楼道分分支分配器，

17、原则上按住户数配置楼道分支分配配器。支分配配器。 八层以下，以单元楼道为单位集中分配，高层建筑以八层以下，以单元楼道为单位集中分配，高层建筑以12-16户为单位集中分配。户为单位集中分配。 七层以下（不含七层）的楼层，分配器装三或四楼；七层以下（不含七层）的楼层，分配器装三或四楼； 七层以上八层以下的楼层，分配器装四楼；七层以上八层以下的楼层，分配器装四楼； 高层建筑视情况而定。高层建筑视情况而定。 集中分配器的空余端口要求接集中分配器的空余端口要求接75欧姆终结电阻。欧姆终结电阻。 分支器的分支输出口直接面对用户，主输出口接分支器的分支输出口直接面对用户，主输出口接75终端负终端负载，这样可

18、以降低用户室内带来的反向干扰对前级主干线路影载，这样可以降低用户室内带来的反向干扰对前级主干线路影响。响。 分配装置应安装在金属箱体内以屏蔽外界干扰，金属箱体分配装置应安装在金属箱体内以屏蔽外界干扰，金属箱体应设锁。应设锁。 ）用户户内设置一个分线盒，分线盒内安）用户户内设置一个分线盒，分线盒内安装一个分支分配器，以星形方式向各房间分配信装一个分支分配器，以星形方式向各房间分配信号，禁止采用面板串接或其他方式串接分配信号。号，禁止采用面板串接或其他方式串接分配信号。 ）PC数据用户终端采用单孔带有数据用户终端采用单孔带有F头接线头接线装置、金属屏蔽型用户终端盒，装置、金属屏蔽型用户终端盒，TV

19、电视用户终端电视用户终端采用单孔带有直插头接线装置、金属屏蔽型用户采用单孔带有直插头接线装置、金属屏蔽型用户终端盒。终端盒。 7）EOC系统设计要点系统设计要点 a）EOC传输系统传输系统 EOC系统和电视系统叠加设计时，有线电视系统的下系统和电视系统叠加设计时，有线电视系统的下行链路、行链路、EOC系统的正反向链路损耗相互兼容，保证电视系统的正反向链路损耗相互兼容，保证电视系统和系统和EOC系统都能满足要求。系统都能满足要求。 b）EOC终端终端 EOC终端应安装于用户家中有线电视用户终端盒附近终端应安装于用户家中有线电视用户终端盒附近合适位置。合适位置。 8）同轴电缆分配网络应用场景模型）

20、同轴电缆分配网络应用场景模型 -新建或改造网络三种应用场景新建或改造网络三种应用场景 a）32户户100Mbps应用应用 初期建网时，当业务开通率在初期建网时，当业务开通率在25%(8户户)范围内，在每个光节点范围内，在每个光节点配置配置EOC局端，提供约局端，提供约100Mbps接入总带宽，在并发率接入总带宽，在并发率60%情况下，情况下，满足约满足约8户户20Mbps的双向业务接入需求。当局端的总速率达到的双向业务接入需求。当局端的总速率达到80Mbps时，需进行局端设备的扩容升级或光节点分割。时，需进行局端设备的扩容升级或光节点分割。 b）32户户200Mbps应用应用 当业务开通率在当

21、业务开通率在50%范围内，在每个光节点配置范围内，在每个光节点配置EOC局端，提供约局端，提供约200Mbps接入总带宽，在并发率接入总带宽，在并发率60%情况下，情况下，满足约满足约16户户20Mbps的双向业务接入需求。当局端的总速的双向业务接入需求。当局端的总速率达到率达到160Mbps时，需进行局端设备的扩容升级或光节点时，需进行局端设备的扩容升级或光节点分割。分割。 c）32户户200Mbps加部份光纤到户应用加部份光纤到户应用 当业务开通率大于当业务开通率大于50%时，在每个光节点除配置时，在每个光节点除配置EOC局局端外，还需要建设光纤到户来满足更高带宽用户的需求。端外，还需要建

22、设光纤到户来满足更高带宽用户的需求。在单元布局光分路器，提供光纤到户应用。对没有高带宽在单元布局光分路器，提供光纤到户应用。对没有高带宽需求的用户，仍然以需求的用户，仍然以EOC终端提供业务服务。终端提供业务服务。 9）双向接入网络扩容双向接入网络扩容 双向接入网络的扩容包括系统带宽的扩容和基础双向接入网络的扩容包括系统带宽的扩容和基础网的光缆延伸部分。网的光缆延伸部分。 在接入网用户发展初期，采用广覆盖方式进行网在接入网用户发展初期，采用广覆盖方式进行网络覆盖。一个络覆盖。一个EoC局端模块速率局端模块速率100Mbps，当监测到，当监测到EoC局端模块速率达到局端模块速率达到80%即即80

23、Mbps时，需要对时，需要对EoC局局端部分进行扩容升级；一个端部分进行扩容升级；一个PON口口1.0Gbps带宽带宽，规规划使用时按照划使用时按照850Mbps考虑，业务发展初期，可以一考虑，业务发展初期，可以一个个PON口带口带32个个ONU，当监测到某个，当监测到某个PON口的口的总总带宽带宽达到达到80%即即680Mbps时，需要对时，需要对PON部分进行扩容升部分进行扩容升级。级。 a）EPON部分扩容方案部分扩容方案 ）细分现有）细分现有PON口覆盖量口覆盖量 初期建网时，每一个初期建网时，每一个PON口带口带32个个ONU进行广覆盖，进行广覆盖，此时的分光结构为此时的分光结构为1

24、:4/1:8，每个，每个ONU的静态分配带宽大约的静态分配带宽大约为为30Mbps，以后分光结构按，以后分光结构按1:2/1:8（每个（每个PON口带口带16个个ONU，每个，每个ONU的静态分配带宽大约为的静态分配带宽大约为60Mbps）、）、1:8（每个（每个PON口带口带8个个ONU，每个，每个ONU的静态分配带宽大约的静态分配带宽大约为为100Mbps）、）、1:4（每个（每个PON口带口带8个个ONU，每个，每个ONU的的静态分配带宽大约为静态分配带宽大约为210Mbps）等方向收敛。当分光结构）等方向收敛。当分光结构收敛到收敛到1: 8或或1:4以后时，在不增耗光缆纤芯且不改变网络

25、以后时，在不增耗光缆纤芯且不改变网络结构的情况下，覆盖用户量降低结构的情况下，覆盖用户量降低1/2，每个用户分配的带，每个用户分配的带宽增加宽增加1倍，可为用户提供不小于倍，可为用户提供不小于20Mbps的接入带宽。的接入带宽。 ）设备升级设备升级 EPON系统的演进的方向为系统的演进的方向为10GEPON，能够提供能够提供10Gbps的上下行对称速率。通过的上下行对称速率。通过PON系统双端设备升级，即可大幅度提升系系统双端设备升级，即可大幅度提升系统带宽。统带宽。 b）EOC部分扩容方案部分扩容方案 ）增设）增设EOC局端局端 在业务发展初期，用一个局端广覆盖（在业务发展初期，用一个局端广

26、覆盖（32户）方式进行组网。一户）方式进行组网。一个个EOC局端模块速率按最低局端模块速率按最低100Mbps计算（如局端模块速率更高，则计算（如局端模块速率更高，则为用户提供的带宽更高），当监测到为用户提供的带宽更高），当监测到EOC局端模块速率达到局端模块速率达到80%即即80Mbps时，需要对时，需要对EOC局端部分进行扩容升级，升级方法为：在原局端部分进行扩容升级，升级方法为：在原局端处再增加一个局端，此时用户端的带宽可提高一倍。局端处再增加一个局端，此时用户端的带宽可提高一倍。 ）设备升级）设备升级 采用采用IEEE P1901标准，工作频率可以从现有的标准，工作频率可以从现有的7.

27、530MHz扩展到扩展到100MHz，传输带宽可以从现有的，传输带宽可以从现有的100Mbps扩展到扩展到1Gbps。该技术的。该技术的主要芯片厂家主要芯片厂家Atheros和和SPIDCOM已经发布符合已经发布符合IEEE P1901的的AR7410芯片和芯片和MSE500芯片，传输带宽芯片，传输带宽300Mbps，后续将逐步推出，后续将逐步推出AR8400和和MSE1000等带宽为等带宽为1Gbps的芯片。的芯片。EOC系统容量产生瓶颈时，可通过系统容量产生瓶颈时，可通过升级升级EOC局端设备，无需线路施工，即可提升终端达到不低于局端设备，无需线路施工，即可提升终端达到不低于40Mbps的接入带宽。的接入带宽。 3、双向接入网络电视信号主要性、双向接入网络电视信号主要性能指标要求能指标要求 1）系统传输带宽）系统传输带宽系统传输带宽：系统传输带宽：5-1000MHz。 2）光链路指标要求）光链路指标要求系统载噪比系统载噪比C/N50dB； 复合二阶失真复合二阶失真C/CSO60dB； 复合三阶差拍复合三阶差拍C/CTB65dB； 调制误差比（调制误差比（MER）37dB； 误码率（误码率（BER）1.0E-9。 3）系统终端指标要求）系统终端指标要求系统载噪比（系统载噪比（C/N）43dB； 复合二阶失真（复合二阶失