有线网络双向技术比较-080301

有线网络双向技术比较提纲有线网络体系结构CMTS+IPQAM的改造方案方案简介CMTS的问题IPQAM的问题GEPON+EoC的改造方案方案简介方案技术特点EoC的技术介绍结论现有同轴网络结构同轴电缆根据带宽上限可以分为两代：第一代:仅用于传输模拟信号（0~550MHz）第二代:可同时传输模拟和数字信号（0~750/860MHz）光节点Fiber有线电视前端TV+CableModel光节点光节点Coax模拟或数字电视平台放大器HFC网络现状和发展光纤成本降低铜缆越来越贵，光纤、光设备越来越便宜光进铜退光纤越来越靠近用户、每个光节点覆盖的用户数越来越少（2000－500－100），已经进入FTTP时代最后100米覆盖最后100米同轴双向接入技术成为市场热点网络IP化新一代编解码技术都是基于IP的，欧美等国骨干网都已经IP化，接入网络也已经向IP化改造，最终发展趋势是全网IP化归结起来，整个网络正面临数字化、双向化、IP化的发展！HFC有线网改造方案—CMTS+IPQAMCMTS+IPQAM应用到同轴网络目的实现IPQAM技术下的双向方案CMTS负责信令回传，IPQAM负责视频流内容的下发；业务支撑CMTS提供低带宽的双向数据业务IPQAM提供视频的下行通道，CMTS提供上行的请求传送特点国外比较成熟的方案。CMTS+IPQAM网络结构CMTS+IPQAM实现VoD点播上行信号流程：物理网络为CMTS的上行通道，在的STB端集成相应的上行模块：DOCSIS解调模块。RTP、RTSP等各种协议通过上行通道完成与前端服务器之间的交互。下行信号流程：用户通过CM和CMTS发起信令请求后，VoDServer响应点播请求，将单节目传输流（SPTS）封装成UDP包经IP骨干网络传输至IPQAM，IPQAM完成解封装并将多个SPTS流复用成多节目传输流（MPTS）,MPTS流经IPQAM调制输出RF信号经HFC传输到STB。IPQAM概述

QAM调制器将TS流调制到模拟信道上，送入混合器传送到HFC网络上QAM调制器总是和VOD服务器放在中心机房中，混合的频率将进入全网对于频率资源来说非常浪费一个8MHz的模拟频带，仅能传送6套VOD节目，即使一个有线网络拿出20个频点传送VOD业务，全网也只能同时支持120路VOD节目。IPQAM是借助IP技术对传统QAM的改良接入方式新产品，老技术；IPQAM是在以前广电传统的QAM调制器的基础之上，将上行的ASI接口换成了IP接口，下行的接口仍不变将QAM调制器从有线电视中心机房下拉到有线电视网络的分前端将原有的一个大网切割成10个小网，则同样是拿出20个频点传送VOD业务，则全网可以同时支持1200路VOD节目。CMTS系统CableModem系统包括前端设备CMTS和用户端设备CableModem（CM），两设备通过双向HFC网络连接。主要性能分为上行通道和下行通道两部分。下行通道的频率范围为88～860MHz，每个通道的带宽为6MHz，采用64QAM或256QAM调制方式，对应的数据传输速率为30.342Mb／S或42.884Mb／S。上行通道的频率范围为5～65MHz，每个通道的带宽可为200、400、800、1600、3200kHZ，采用QPSK或16QAM调制方式，对应的数据传输速率为320～5120kb／s或640～10240kb／s。CMTS+IPQAM的主要问题CMTS的技术的定位CMTS产生是根据国外的有线电视同轴网络的环境。CMTS技术传输距离远，同时国外用户密度小、相互之间干扰较少，带宽和服务基本可以保证。而国内的有线网络情况则是用户密度极大、网络节点较多，用户之间的反向噪声很大。因此造成CMTS在实际网络中应用时的传输质量变得非常恶劣。最初的CMTS技术提供双向业务是希望取代ISDN/拨号等窄带技术，因此在带宽上有一定优势；但是随着xDSL、iHFC等技术的出现，CMTS的带宽优势已经不存在。而面对视频、流媒体等高带宽的新业务，反而无法提供良好的支持。CMTS+IPQAM的主要问题CMTS的主要问题CMTS设备在网络中位置高，覆盖面大。由于位置太高无法解决汇聚噪声问题；共享用户多，带宽低，造成无法提供高带宽的业务；同轴网络改造成本高在不改变网络结构的情况下，对原有网络中的设备：放大器、中继等进行改造，数量大、改造量大，成本大；协议复杂经过不同介质和多级节点，协议复杂，考虑因素多；同轴网络改造成本高在不改变网络结构的情况下，对原有网络中的设备：放大器、中继等进行改造，数量大、改造量大，成本高。CMTS+IPQAM的主要问题IPQAM的主要问题过多占用了同轴网络的频宽资源，24QAM调制器就占用了200Mhz的频宽，又是极大的资源浪费；IPQAM是基于HFC网络的一个集成的系统，整个系统由多种网络和应用的控制信令共同存在，没有网络分层的概念，实现和修改比较复杂，加大了未来的业务扩展和网络的改造的复杂性和难度。相对于传统的窄播区技术而言，IPQAM并没有本质上的变化；技术标准尚未统一，产品有待进一步完善；IPQAM只是提升了基于HFC网络上的VOD的应用规模，从HFC网络本身还是一个单向的网络，HFCVOD还需要另外一个双向网络，如CMTS。因此IPQAM还是一个过渡方案。两张网络的建设，结构复杂，维护工作量大；建设成本非常高，折合到每4Mbps的码流成本约800元/流，再加上CMTS的1Mbps带宽投入2700元，每4MbpsVoD+1Mbps数据流的网络设备成本就达3500多元；仅仅为了VOD点播的功能建立网络，功能单一，网络应用方向没有扩展性，没有清晰的网络层次，不符合未来IP网络建设、发展的原则；HFC网络改造的新模式－GEPON+EoCGEPON+EoC根据HFC网络结构特点，光纤部分采用GEPON技术，同轴部分采用EoC（EthernetoverCoax）技术。特点光纤部分采用GEPON技术将光纤自光节点延伸至放大器，使光点的覆盖范围减小，更便于同轴部分的改造；GEPON技术成熟，改造简单，管理维护方便，更重要的成本低，投资少；同轴网络部分采用EoC的技术实现在同轴电缆上双向功能高带宽，IP化多业务支持：IP数据、IPTV、模拟电视、数字电视；GEPON+EoC整体网络架构IP城域网小区同轴网VoD系统InternetOLTEoC终端EoC终端光纤传送网分光器ONUONU

ONUEoC头端EoC终端OLTGEPON+EoC的技术特点采用GEPON技术充分利用光纤资源带宽更高，设备少，密度大；节省机房、维护等相关资源；无源光网络带来的好处故障点少，维护点少，问题易判断，维护量降低；成本低，光纤改造部分的投资大大降低；网络结构简单网络简单，易于部署和建设、维护；无需改变网络结构，无需对现网设备做双向改造；协议简单，设备成本下降；采用EoC技术解决同轴网络的改造技术简单，部署方便；打造一个纯IP的双向网络；带宽高，更适合高带宽高品质的业务，适合与未来新业务的开展；缩小同轴子网的规模，改造效果更好；成本低廉，方便规模部署；易于安装维护。几种EoC技术无源EoC：以太网信号差分信号直接在同轴电缆进行传送的一种传输技术；有源EoC：以太网络信号经过调制解调处理后通过同轴电缆传输。包括以下几种：HomePNAMoCAHomePlugWiFi无源EoC存在问题技术上：无源信号的频带在50K－15MHz；无法穿越网络中的分支分配器；适合集中分配的星形网络拓扑；应用问题：只适用于集中分支分配的环境下，需对目前网络进行大规模改造；用户家庭中需要重新进行布线和施工；在业务渗透率较低的情况下，以太网交换机的利用率低下，造成开户用户成本过高，初期投资大；MoCA简介标准2004年1月5日，日美八家电机和通信设备供应商成立了业界团体“MultimediaOverCoaxAlliance（MoCA）”，为企业联盟标准。带宽占用50MHz频段，速率高，可达到270Mbps的物理层传输速率，实际吞吐量为120Mbps。工作频率工作在高频段，工作频率为800MHz-1500MHz。QOS保证标准计划中涉及到QoS（服务品质）保证等功能的考虑。可商用性芯片价格较高，产品在国内应用少MoCA技术缺陷带宽协议开销大，实际吞吐量约120M覆盖工作频率高，传输损耗大；对目前的5-1000MHz网络，需要全部改造；覆盖范围小，头端节点多。QOS保证目前商用芯片不支持QOS功能。非国际标准企业联盟标准组织。WiFi技术简介Wi-Fi标准Wi-Fi（WirelessFidelity）无线保真技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术；IEEE标准，包括IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g；工作频率工作在高频段，在无线传输上采用2.4GHz和5GHz，在Coax上采用变频的1GHz左右；带宽支持802.11g的速率上限已经由11Mbps提升至54Mbps，实际吞吐量最大不超过25Mbps；覆盖范围覆盖半径不超过250米；产品成本基于无线的芯片价格低，设备成本低。WiFi技术缺陷带宽协议开销大，目前802.11g带宽最高，理论值为54Mbps，而传输效率仅为40％，单个用户访问时，最理想环境下的吞吐率只有25Mbps左右；传输性能低频率高，损耗大。高频信号衰减严重，再加上其他噪音影响，在用户高峰期系统稳定性面临严峻考验；QOS保证无QOS保证和多业务的支持，该协议出现的比较早，缺乏较好的QoS保证机制，无法对业务划分优先级。业务支持能力差受带宽、QOS、可管理性等各方面的限制，该方案仅适合做非实时、低带宽的数据类业务。在Cable上的应用为非标WiFi技术虽然上国际标准，但变频后的WiFi技术是非标的HomePlugAV简介HomePlug（家庭电力线网络联盟）标准IEEE标准正在制定，是企业联盟标准组织，非国际标准。带宽HomePlugAV标准达到200M物理层传输速率，开销大，实际吞吐量为90Mbps左右。工作频率工作在低频段，工作频段在2-28MHz，最低端的频点2MHz已经超过分支分配器的下限频率5MHz，覆盖覆盖半径在250米，更适合家庭网络环境的联网；QOS保证最新推出的HomePlugAV支持多业务的调度策略和流的分类。HomePlugAV技术缺陷带宽物理速率为200Mbps，但由于电力线干扰太多，所以采用OFDM的调试方式，增加了FEC纠错手段，所以实际测试速率在90M左右；产品商用有待完善原有成熟产品是85M（实际吞吐量40M以下）的产品，但不具备支持传输多媒体的能力；新AV标准下产品不成熟，没有大规模商用；不具备网络自诊断和测试功能；在电力线应用较为成熟，广电的应用刚刚开始。非国际标准HomePlug联盟标准。HomePNA简介HomePNA（HomePhonelineNetworkingAlliance）家庭电话线联网组织的缩写，1998年由3Com/HP/IBM/AMD/Intel等厂家共同提出标准ITU-TG.9954标准，HPNA3.0产品成熟，目前已经有3.1版本商用产品。带宽高速率，在HomePNA3.0上面，16MHz物理带宽可达到128M，最新发布的HomePNA3.1，物理层速率可达160M以上，实际吞吐率达到100M左右。覆盖覆盖半径500米由于相对CMTS覆盖用户少，汇聚噪声比CM小得多工作频率工作在低频段，可工作在4－21MHz、12－28MHz、36－52MHz，传输损耗小HomePNA技术特点高带宽高带宽，HomePNA3.1物理层速率达到128Mbps，HomePNA3.1目前最高物理层速率为160Mbps；协议开销小，HomePNA3.0达到70M，HomePNA3.1吞吐量接近100M。广覆盖线缆衰耗低，覆盖范围广；设备部署密度低，投资少。高QOS保证灵活的流分类策略，高效的调度算法；同时支持CBR，VBR，Besteffort。成熟的国际标准ITU-TG.9954几种技术比较分析比较项目HomePNA3.1WiFiHomePlugMoCA通信方式半双工半双工半双工半双工标准ITUG.9954802.11g/nHomePlugAVMoCA1.0调制方式FDQAM/QAMOFDM/BPSK,QPSK,QAMOFDM/子载波QAM自适应OFDM/子载波QAM自适应占用频段12-28MHz，36-52MHz2400MHz或变频2-28MHz800-1500MHz信道带宽16-24MHz20/40MHz26MHz50MHz可用信道113115物理层速率(Mbps)128/160,共享54/108共享200共享270共享MAC层速率(Mbps)70（3.0），100（3.1），共享25，共享90，共享120，共享MAC层协议CSMA/CACSMA/CACSMA/CATDMA客户端数量3132以上16或3231QoSHPNA3RQoS+GQoS802.11g/nQoSmappedto802.1dAnnexH.28个802.1D优先级映射到2个或3个优先级，（计划中）备注1.技术成熟度高；2.有实际网络的规模应用，效果良好；3.开销小，实际吞吐量较大；4.改造成本低。1.产品成本低，在无线方面应用较多，较成熟2.带宽较低；3.QOS保证较差，业务支持能力差。1.AV产品还不够成熟。2.协议开销较大。3.成本较高1.较新的技术，在VLAN和QoS等很多方面待完善；2.频率高损耗大降低了速率；3.产品成熟度差，目前只有一家芯片厂商；4.产品价格高。EoC技术的选择从综合比较来看，HomePNA技术非常适合在有线网改造。标准化程度WiFi技术虽然是国际标准，但变频后的WiFi技术是非标HomePlug和MoCA是企业联盟标准；只有HomePNA目前是国际标准；业务支撑能力带宽：MoCA、HomePlug和HomePNA带宽相差不多；QoS能力：HomePNA和HomePlug支持多种QoS策略，