基于EPON EoC的有线双向网改造

地址：无锡高新技术产业开发区乐星路16号电话85346366邮编：214082Fiberrouter、Cablerouter®——数字化加速器HFC网络现状和未来地址：无锡高新技术产业开发区乐星路16号电话85346366邮编：214082基本业务的单向广播HFC网络HE前端放大器引入线混合光纤同轴系统的拓扑结构光纤节点光纤节点光纤节点光纤节点光纤同轴电缆广电网络现状发展双向数字互动电视业务和宽带增值业务全业务网

是市场、技术两方面因素驱动的必然结果！！！为降低维护管理成本，应对日益激烈甚至是残酷的竞争（美国96年的状况)：避免用户流失、提升多业务、全业务服务能力，充分利用现有庞大的HFC基础网络来拓展双向传输业务（诸如：宽带、数字电视、视频点播）的开展，已成为广电运营商的前双向改造的主要课题。有线电视起源于20世纪50年代，美国俄勒俄港洲的一个小村庄---中国有线电视起步于20世纪80年代后期，经过几十年的建设和发展，目前有线电视网用户数量已达到一亿多，其主要的网络为HFC（HybridFiberCoaxial）光纤同轴电缆混合网，主要经营电视信号的单向广播。但多年来定位为党的喉舌和宣传工具带宽的重要性及宽带技术我们知道全球信息高速公路的瓶颈不在骨干网，也不在城域网，而在于接入网。宽带接入正在成为世界和中国电信业新的业务增长点，各运营商都要大力发展宽带接入业务。现在国际信息科技界和产业界认为宽带接入网是互联网泡沫和光泡沫破裂后推动IT产业复苏的原动力。对于带宽的需求，美国人有个著名的比喻---实际上带宽只是人们对某种事务的体验

双向HFC网络广播电视部门按FTTF(光纤到节点)模型建造的光纤同轴混合网(HFC)具有5-860MHz的带宽，利用频分复用可以兼容模拟和数字业务（包括电视、电话和数据），经过对射频载波的调制数字业务由电缆调制解调器（CableModem）或机顶盒（STB）承载，一个上行、下行通道的传输速率可以分别达到41.0Mbps和53.6Mbps（256QAM调制时）（按最新的DOCSIS3.0标准分别采用256QAM和1024QAM调制并采用频道绑定的技术速率可达600Mbps）但点—多点的HFC网存在上行频段拥塞和上行噪声干扰严重的问题（我们甚至可以多次看到上行通道的干扰使激光器削波的现象），为了克服这些困难，只好把光节点规模逐步缩小,例如从2,000户缩小到500~300户。即使这样，由于上行带宽共享，在确保25dB载波干扰比的前提下，每户的平均传输速率最高只能达到几百kb/s，这还不足以支撑全业务网。（美国的网络管理系统没有真正的商用的也是一个典型）网络层级复杂，排故困难

5类线接入数据网络公司提倡的FTTB（光纤到楼）＋5类线局域网（LAN），在现有的以太网技术体制和速率下（例如100Mbps到楼，10Mbps到桌面），不能兼容电视业务，又存在信息私密性问题和住宅布线方面困难。即使采用1,000Mbps到楼，100Mbps到家，带宽虽然足以支撑全业务网，但要保证家庭用户的信息私密性就必须在住宅楼内装设千兆位以太交换机（安徽芜湖广电就遇到这样的问题，受到诸如DOS攻击之类问题，排除故障很难），并采用VLAN工作模式使网络造价较高。从本质上看，以太网是局域网而不是接入网，它是一个端到端（peertopeer）的对等网络，没有网络管理，本来就是设计给办公室共享环境的，不适合面向公众用户的本地接入网的要求。XDSL电信部门的FTTC(光纤到路边)+双绞线ADSL在原理下行速率可到8Mbps,上行速率可到1.5Mbps（ADSL2＋速率可以更高近距离时速率超过26Mbps

）。但由于电话电缆各线对之间串音的限制，实际上一根电缆中只有很小一部分线对能用于ADSL，推广普及很不容易。而且容许速率随距离增大而降低,其带宽不足以实现全业务网。多业务对带宽的需求随着博客，BT，网格计算，即时通讯，宽带电话，视频电话，个人相册共享等应用的快速增长，用户对上行带宽的需求也越来越大。在带宽方面，真正实现语音、数据、视频的TriplePlay需要大概需要十几兆到二十几兆的带宽，GEPON在这方面具有天然的优势结论：来源于各自分离网络的ADSL、楼宇交换机5类线入户、CABLEMODEN都不能满足大部分商业应用或消费应用的需求发挥广电网络优势低廉的网络建设和运维成本网络拓扑结构简单，光纤相关材料设备价格的下降，建设成本很低无源光网络的使用，大大节省了网络的运维成本单级网络、端到端的网络管理和配置光纤是网络介质的发展方向EPONFTTB是最佳的解决方案与传统的宽带接入方式相比，EPON网络带宽高、成本低、维护简单，能够与当前主流IP业务良好融合，真正高质量地承载各种三网融合业务，是建设面向未来的宽带业务网络的首选方案有效盘活入户同轴电缆带宽资源同轴电缆网络覆盖广同轴电缆物理带宽最宽（1GHz）EPON网络基础地址：无锡高新技术产业开发区乐星路16号电话85346366邮编：214082EPON802.3ahGPONG.984.x19982004基于ATM带宽155M最早PON标准少量商用和测试基于ATM、GEM带宽2.5G增加了多业务，OAM少量测试和商用PON标准的演变BPONG.983.xG.834.xAPONG.983.x20032001ITU-TIEEEITU-TITU-T基于以太网接口带宽1G高效支持IP业务和IP协议适用于IP城域网的接入基于ATM带宽622M增加了DBA少量的测试和商用EFMAFSANFSANFSAN网络结构——点到多点网络定位——接入网什么是EPON?EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork）以太无源光网络组成部分——OLT--光线路终端（头端）ONU—光线路单元（用户端）ODN--光分配网络（光分路器）EMS--网络管理系统EPON的基础架构语音图象数据语音/图象/数据数据网图象网语音网光纤馈线分路器PONEMSONUONUONUONUONUOLT语音图象数据SNIUNIEPON的基础架构OLTBranchONUONUONUONUONURingONUOLTONUONUONUONUTree或星型结构OLTONUONUONUONUONUGEPON传输原理系统由OLT、Splitter、ONU组成采用点到多点传输模式无源光分光器组网上行业务采用TDMA方式下行业务采用广播方式10/20kmOLTONUONUONUSplitter123213213上行传输（1310nm）用户1用户2用户3OLTONUONUONUSplitter123213123123123下行传输（1490nm）用户1用户2用户3GEPON传输模型EPON组成及应用功能与核心多种业务网络相连（PSTN、IP等等）将核心的多种业务数据综合后通过PON网络传输到用户端将从PON网络传输来的数据处理后分发到核心的各种业务网络中去由光纤馈线和无源光分路器组成树形或星型的网络拓扑结构无源网络，不需要电源即可完成点到多点的分配和汇聚与用户端的多种业务终端相连（交换机、PBX（电信专用分组交换机）、PC、电视、电话）将多种业务数据处理综合后通过PON网络传输到局端将从PON网络传输来的数据处理后分发到相应的用户端业务设备OLTONUODNEPON在IP网络中的定位省网汇聚层核心层GEGEGEGE接入层骨干网城域网接入网雷华网络PON+EOC系统光纤到楼/企业/小区IPPSTNIPCATV局端设备OLT骨干网城域网边缘电视信号源路由器/交换机程控交换机FEPOTSFEPOTSCoax用户端设备ONU用户端设备ONU接入网E1Cablerouter局端设备Cablerouter用户端设备CoaxCablengine局端设备Coax广电系统GEPON＋Cablerouter方案光纤到户SNIUNI雷华网络Epon产品局端设备及系统用户端设备OLTONUONU面向FTTB市场，多用户设备面向FTTH市场，单用户设备16FE/16POTS1FE/4E11FE/4POTS1FE/2POTS4FE1PON口

/1GE/16E1可选实现综合业务收敛，集中网络管理（主从网络所必须的）MSEyes管理系统1FE/2POTS1CATVMSO(Multi-serviceOptical)产品产品特点

宽、窄带一体化设计，同时支持宽带和窄带业务与MSOU一起，组成一个分布式二层交换网络，能开展基于二层的以太网业务，提供IP专线、VLANVPN、透明LAN等增值服务通过MSOU提供传统话音业务和其他数字专线等TDM业务作为网元，向网管系统提供完善的日志和统计数据产品介绍雷华网络

MSO设备是GEPON系统的OLT(OpticalLineTermination)设备，可放置在城域网边缘、社区或园区接入网口，收敛接入业务并分别传递到IP网、PSTN网。通过图形化的网络管理系统，提供强大管理功能，实现网络远程统一管理。

MSO（MultiPON）功能和特点二层以太网功能线速交换PON<->GE,GE<->GE802.1qVLAN,Stacking（堆叠）VLAN,VLANtranslation802.1w/sSTP（屏蔽双绞线）forSNI/UNI802.3adLinkAggregation（聚合）forSNIAdvanced（高级）QoSClassification分类(802.1p,TOS,DSCP)Scheduling(WRR,SP,WFQ)RemarkingShapingIGMPproxy（代理）&snooping带宽限制Broadcast/MulticastControlPON系统功能基于LLID的双向SLA控制实时DBA控制AES-128加密ONU掉电通知Security基于端口MAC地址限制基于MAC/IP/Ether等类型的ACL控制802.1x认证网管功能802.3ahOAM&extensionOAMCLI,Telnet,WEB,SNMP产品介绍

雷华网络

MSOU(Multi-serviceopticalunit)设备是GEPON系统的ONU(OpticalNetworkUnit)设备，适合小规模企业用户接入和住宅用户接入，它可为用户提供一站式接入服务，承载宽带接入业务，普通电话或VoIP电话接入以及电视业务接入，是光纤到户的最佳解决方案。

MSOU(Multi-servicetounit)产品产品特点采用单纤双向技术(下行1490nm，上行1310nm)，仅需一根光纤和OLT相连，传输距离可达20公里。实现光纤到户业务终极接入，向用户提供传统电话。数据宽带以及CATV业务的综合接入，真正实现三网合一，融合通信业务。用户可以有选择的获取如VOD、视频会议等交互视频多媒体业务。采用了高优先级、时隙控制、流量控制、同步控制等技术保证了TDM业务，满足传统设备提供的各种语音服务质量要求。现有接入网技术与比较地址：无锡高新技术产业开发区乐星路16号电话85346366邮编：214082CMTS改造：运营维护成本光传输网电分配网用户层前端（分前端）光工作站（带反向传输功能）光发射机双向电放大器有线电视信号CMTS光接收机运营维护成本：网络设计专业化要求高，人工成本明显上传噪声的漏斗效应明显；网络设计困难；网络层级复杂，排故困难同轴电缆需进行升级建设改造成本：所有电放大器进行双向改造建设改造成本：在每个光节点增加回传光发射机建设改造成本：投入CMTS、在机为房每个光节点增加回传光接收机EPON的下行带宽是CMTS的25倍！EPON的上行带宽是CMTS的100倍！

CMTS＋CMEPON下行带宽总带宽40M1000M上行带宽10M1000M容量500户500户平均带宽0.32M/0.08M8M/8M业务提供网页浏览、文件下载、web1.0多媒体互动、文件共享、web2.0注：按照1/4的并发使用率计算带宽，容量利用EPON下行广播的特点实现组播，有效节省下行带宽高效单拷贝组播天然广播介质无需复制节省主干带宽加上SCB位查询组播表过滤无效包线速转发消除瓶颈EPON＋有源EOC改造：运营维护成本光传输网电分配网用户层前端（分前端）光接收机光发射机电放大器分配网有线电视信号EPONOLTCablerouterMasterCablengineSlave建设改造成本：保留原有单向光接收机、单向放大器等设备施工简单，仅需将原有光接收机输出端口连接EOC头端入口，再由头端输出连接电缆分配网建设成本：同传统电视业务良好兼容建设改造成本：无需入户施工运营维护成本：设备具有良好的鲁棒性，可通过放大器、分支分配器等原有网络设备，不增加维护量EPON＋LAN运营维护成本光传输网电分配网用户层前端（分前端）光接收机光发射机电放大器分配网有线电视信号EPONOLT建设改造成本：需重新布设光纤资源，实现光纤到楼建设成本：重新建设五类线网络，增加以太网交换机等设备建设改造成本：需入户施工运营维护成本：需运营和管理两套网络；EPON＋无源EOC运营维护成本光传输网电分配网用户层前端（分前端）光接收机光发射机电放大器分配网有线电视信号EPONOLT建设改造成本：需重新布设光纤资源，实现光纤到楼建设改造成本：需入户施工，重新安装数据/同轴用户盒不能穿越分支分配器运营维护成本：系统抗干扰能力较弱，易受到电磁干扰，影响网络质量不能穿越放大器各类解决方案技术比较

ItemCMTS+CMFTTB+LANEPON+无源基带EOCEPON+有源调制EOC整体情况通信信道质量差，

噪声漏斗效应严重中等，双网传输，且技术较成熟差,易受到电磁干扰，噪声源集中好，抗干扰能力强，信号传输稳定适合网络结构星形/树形重新布设五类线网络只适合星形网络星形/树形工程技术传输距离(m)30010080500接入用户数38Mbps/300100Mbps/1610Mbps/16200Mbps/254线路改造否是是否改造工程及

技术难度大，需计算每个用户反向电平衡;将网络中所有器件进行抗噪防潮处理；将所有单向器件换成双向器件大，需重新建设五类线网络，楼内及入户施工大，重新改造分配网络，入户施工，并且无法透传分支分配器小，网络适应能力强，几乎不用改造

运维成本高高高低各种EOC接入的比较比较项目HomePNAWiFiHomePlugMoCA/C-LINK无源EOC通讯方式半双工半双工半双工半双工全半双工标准化HomePNA1.0802.11/g/nHomePlug1.0/2.0MoCA1.0803.3调制方式FDQAM/QAMOFDM/BPSK、QPSK、QAM子载波、QAM自适应OFDM/子载波QAM自适应基带、Manchester编码占用频段4～28Mh2400M或变频2～28Mh800～1500Mh0.5～25MH信道带宽24MH20/40MH26MH50MH25M可用信道1131个信道151物理速率Mbps128共享54/108共享200共享270共享10独享MAC层速率Mbps80共享25共享100共享135共享9.6独享MAC协议及接入用户数量比较项目HomePNAWiFiHomePlugMoCA/C-LINK无源EOCMAC协议CSMA/CACSMA/CACSMA/CA,TDMACSMA/CA,TDMACSMA/CD客户端数量16或3232左右16或12831不受限由交换机端口数决定QoSHPNA3RQOS+GQOSWiFiWME(多媒体扩展）QOSmappedto802.1dAnnexH.28个802.1D优先级映射到2或3个优先级802.1dAnnexH.2时延≤30ms≤30ms≤30ms≤5ms≤1ms备注速率与接入点数成反比1、技术成熟度高后续发展快2、频率高损耗大、降低了速率速率与接入点数成反比较新技术，在VLAN和QOS方面待完善1、速率恒定2、无源可靠性高无锡雷华网络双向网改整体方案＝EPON＋Cablerouter®HomeplugAV技术频率使用：7-30M载波：1155个可用载波：917个传输方式：CSMA/CA、TDMA调制方式：1024/256/64/16/8QAM,QPSK,BPSK,andROBO以及OFDM多载波调制方式支持基于VLAN/TOSQoS加密技术：AES-128多个子载波组成多个通讯信道单频定位功能(toneallocation)在单载波系统中，单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，这在CableModem接入系统中非常普遍。CableModem接入由于是单载波工作方式，所以常常因为侵入噪声、漏斗噪声等造成CableModem用户掉线。但是在Cablerouter的系统中，由于是多载波系统工作，侵入噪声、漏斗噪声仅仅使很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道可以采用纠错码来进行纠错，而其它信道则仍然保持高次调制的高速数据通讯。测试链路损耗耐受值我们建议网络规划时，实际设计链路最大衰减值不应超过60dB，推荐链路衰减设计不能超过45dB，以保证实际传输效果。

Cablerouter产品组成的系统具有优良的链路性能，其传输速率在PHY层速率可达200Mbps，MAC层速率可达100Mbps。每台Cablrouter可带32台-128个CablerouterMSRU，每户用户平均可使用带宽为0.5-3.1Mbps；CablerouterMSRU设备接收灵敏度高，采OFDM技术，具有良好的抗噪性能，所以，系统能忍受很大的链路衰减而不掉线，具有十分优秀的接收灵敏度。链路总衰减

FTP下载速率

链路总衰减

FTP下载速率

0dB

5400KB/s

55dB

3800KB/s

25dB

5440KB/s

65dB

1800KB/s

45dB

5100KB/s

72dB

掉线

OFDM及QAM技术OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）：正交频分复用一种多载波数字调制技术，也可以被当作一种复用技术；频谱利用率高；抗多径干扰等特点有效地抵抗信道影响，例如信道脉冲噪声和共信道干扰等影响QAM（QuadratureAmplitudeModulation）：正交幅度调制

所需要的符号数为2n,这里n是每个符号的比特数。16QAM，n=4，因此有16个符号，每个符号代表4bit；0000,0001,0010等。对于64QAM，n=6，因此有64个符号，每个符号代表6bit：000000，000001，00001等。1024QAM，每个字符代表10bitQAM的优点是具有更大的符号率，从而可获得更高的系统效率。通常由符号率确定占用带宽。因此每个符号的比特（基本信息单位）越多，效率就越高。对于给定的系统符号率越高带宽利用率越高，符合香浓的理论设备物理性能指标实际频率带宽：24M输出电平：110dbu带外辐射输出67dbc抗脉冲噪声能力极强反射损耗大插入损耗小

综上所述HomeplugAV具有以下优势雷华网络同轴双向网改整体方案城市家庭的同轴电缆在户内的分布相当广泛。家庭内部超过一半以上的房间都会放置同轴电缆和同轴接口。统计数据认为同轴电缆的入房间率在入户用户中达到63％，成为仅次于电线的通达率，且高出电话线47％的入房间率。因此利用同轴电缆进行宽带入户是最适合用户使用的方式，不但可以户户通宽带，甚至可以“宽带到每个房间”Cablerouter－最后100m解决方案1:N光分路器IP1:N光分路器RF+IP雷华网络广电双向网改解决方案IPCATVTVVOD点播/互动机顶盒电脑语音电话用户终端(双TV端口)双线(电缆+5类线)入户GST光发射机GSOR光接收机有源调制EOC头端OLTONURFSTB放大器RF+IPRFIPRF+IPEOC解调器EOC解调器EOC解调器Cablerouter系统解决方案优势Cablerouter缆由系统利用现有的同轴网络进行业务分发。该解决方案优势在于：Internet/IPQAM/DVB/CATV多业务合一分步建设分批投资无需重新敷设线路馈电受电可供电入户简单易行可运营可管理低成本易维护高质量保证、高可靠性、高带宽的传输通道建议在最后100m接入方案中，雷华网络提供缆由解决方案，可适应各种类型的电缆分配网。

--在初期接入率不高时、可采用缆由Master设置在光节点的方式，可最快提高双向网络的覆盖率。

--随着接入率的增加逐步将Master下移，实现了滚动投入、分布收益。投资少、高带宽、少维护、工程量小产品特点无需敷设新的用户线缆，数据直接在已有同轴电缆上传送可与现有模拟电视、DVB数字电视、IP-QAM等应用并存单个Master设备可以连接最大256个用户*无需新的供电系统，直接获取馈电及供电，为下联设备提供供电理想的多住户(MDU)高速接入方案NHNCablerouter缆由Master*.Master设备型号不同，其接入用户数也不相同产品介绍

Cablerouter缆由Master局端设备是一个高带宽的以太网到同轴的网桥设备，并负责用于调度其下连接的CablerouterSlave终端。通常放置于用户放大器或小区光接收机位置，单个Master可连接10至256个用户，并发高达128户。另外，整个系统适应现有中国有线网络HFC现状，并能与CATV、DVB数字电视并存。

产品特点

100/10BaseT自适应的RJ45接口用于接驳电脑可接驳户内任意有线电视接口，无需铺设新线或安装新的接口盒专用有线电视接口，与现有的有线数字电视并存单个设备提供高达200Mbps（物理速率）雷华网络Cablerouter缆由Slave1个F头输入（提供F头的用户连接线）2个RJ45接口（10/100M自适应）1个CATV输出MSU1001产品介绍

Cablerouter缆由Slave用户端设备是高带宽的基于同轴的以太网调制解调器，通常位于用户终端，上联Master局端设备，下联用户电脑或机顶盒，组成高速互联接入网或具备双向传输能力的互动数字电视网。Cablerouter的特点是可与CATV、DVB数字电视共用网络，非常适于HFC的现状。解决方案优势采用自动寻找空闲信道传输的方式彻底解决噪声问题提供至少8M带宽的高保障、高带宽的双向传输通道为广电度身定做的EOC方案高覆盖率，分步建设分批投资无需重新敷设线路免维护，易安装（即插即用）、入户简单易行防雷击，防尘，防水设计集中式随缆供电过流模块标准SNMPEMS实现管理解决方案