EPON+EoC有线电视网络双向改造

ApplicationProductsGroupPresentation

EOC双向HFC网络改造方案2009年4月未来几年内有线网络从网络的承载类型上将承担广播业务、交互业务、数据业务和增值业务四类。

第一类广播业务是目前基本的业务，主要是以广播电视节目为主，信号由头端设备到用户下行传输，有线电视网可以支持模拟电视信号和数字电视信号(其中包括数据广播业务)。业务对网络的要求是单向广播网；第二类交互业务是基于数字技术，主要包括电视点播VOD、互动电视iTV、网络电视IPTV、时移电视TSTV、录播电视RDTV等业务种类，业务对网络要求是双向网络，上下行带宽要求大；第三类数据业务为有线电视新业务，主要有Internet访问、数据下载、邮件收发、办公自动化、在线游戏等信息化应用，提供TCP/IP协议数据的计算机双向通讯服务，业务对网络要求是双向网络，下行带宽要求大，上行可以较小；第四类增值业务：增值业务为双向数据网络提供的新增收费业务，主要有电话VOIP、视频电话V-Phone、视频会议V-Conference、即时通讯IM等新通信业务，提供了视频语音数据的交互通信服务，其特点是点对点或点对多点双向对称的视音频数据通信，视觉、听觉、读写等全互动交流，是完全的宽带数据应用。网络为支持传输TCP/IP的宽带双向网络。

HFC网络支持业务分析

新业务对承载网的要求

由于大量新视频及交互业务的引入，原先的网络设计已经不能满足业务发展的需要，使有线运营商对承载网有了更高的要求，在网络建设成本和时间要求，网络的双向性能和可升级性，网络的安全性和可管理性等方面提出了新的要求。网络建设的成本和时间要求。由于新业务发展在区域上的不确定性和用户增长的阶段性，要求运营商在网络建设初期，可以在较低初始投入和较短的时间内进行大规模业务覆盖，尽量盘活存量资产，以减少启动新业务时的风险，然后根据用户发展情况和分布特点，有针对性的改造网络，进行滚动投资，使单位每用户的网改成本最低，同时能够满足未来主要的业务需求；网络的双向性能和可升级性。首先要求网络的双向能力强，满足单用户有较大带宽的接入，网络有很强的可靠性，可以根据业务和用户的发展，平滑升级网络，提高网络性能。在网络发展的大趋势下，提供向全光网的演进。

网络的综合安全性和可管理性。这一点主要是针对网络的运营能力而言，如何提供针对每个用户或每种业务的安全管理方法，并可在多层面对两者进行管理，对网络运营商有重大和现实的意义。几种主要双向接入技术

多业务的导入，尤其是大带宽需求的交互视频业务的要求，使得运营商需要对在目前的单向或是小流量的双向网络进行改造，目前多种双向接入技术比较多，下面对四类主要的有线接入技术做一些具体分析和比较。

1、LAN方案

LAN(五类线)网络是目前使用较多的一种技术，主要在汇聚层通过光纤网，由路由器和交换机组成交换网络，在接入层上使用五类线电缆(或光纤)接入小区，楼栋和用户家中。它的优点是技术成熟，设备商较多，接口和标准规范，且大多数终端支持Ethernet接口；大规模组网或用户密度很大时，户均成本低；户均带宽大，可支持多种大带宽需求业务，网络可远端管理。不足之处是要新铺网络，小区楼道和入户布线施工难度较大；网络机构繁杂，容易受各种原因而损坏，对维护人员的压力大。所以LAN网络比较适用与高密度用户和大带宽业务需求下，进行双向接入网组网。

2、CMTS方案

CMTS在北美已经使用多年，通过对信号进行QPSK/QAM调制，在HFC低频端进行双向传输。CMTS的优点是前期可实现大规模双向覆盖，便于市场的业务部署；技术较成熟，网管能力强。其缺点是传输速率低(头端共享38Mbps)，户均带宽低；网络改造施工工艺要求高，系统维护要求高；系统产品较高，头端成本偏高，终端价格也不低。因此CMTS较适用与低户均带宽要求的交互业务，或在交互业务初期为迅速提供服务进行大规模覆盖，现在为弥补其下行带宽小的问题，DOCSIS3.0的信道捆绑也是一种解决方案。

几种主要双向接入技术3、EoC方案

EoC是相对较新的一种技术，它是通过将信号调制在HFC网络上，在原有的网络上实现大带宽的双向功能，由于EoC的头端往往安装在光节点或之下，更靠近用户侧，所以全网和户均的带宽都较大。其优点是对基本不需对HFC网络改造，带宽大，组网灵活，可快速对热点地区进行双向覆盖；网络建设初期成本低，滚动投资，户均成本较低；维护难度低，网络管理能力较强。不足之处在于标准还有待完善；性能需经实践检测。EoC技术适用于大带宽需求的交互业务和多业务需求的网络，是目前一种灵活的双向网络改造方式。

4、FTTH/FTTB方案

光纤到户/到楼(FTTH/FTTB)是将信号通过光纤直接送到用户家中或楼头，是用户端带宽最大的一种解决方案。它的优点是大带宽接入，可以解决目前可以看到的几乎所有的业务。但缺点也很明显，成本太高，如果是到户成本更高；要新铺到每个用户的光缆，施工难度大；标准也有待完善。所以目前来看，可以做为业务密集的办公楼和别墅区的解决方案，全网实现还不现实。

几种主要双向接入技术的比较EPON-EOC技术EPON-EOC技术优点：充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源，入户施工难度小，节省建网成本；在小光站直接带用户的环境下，施工量大幅减少，改造速度快；基于Cable介质，实现较简单，基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求；终端设备成本较低。缺点：由于需要在光站或放大器后混入，对电视信号有一定的插损。广电网络双向改造的原则符合广电行业的现有HFC网络的特点能充分利用广电同轴电缆传输介质的高带宽特性能实现广电用户的多媒体双向接入便于开展互动电视（IPTV、IPQAM）、宽带上网、语音（VoIP）等多种增值业务综合接入成本较低技术成熟、可靠产品故障率低，便于维护基于以上原则，使用EPON+EOC方案，是实现广电网络双向改造的可行方案！

省网汇聚层（光缆）核心层GEGEGEGE接入层（电缆）骨干网城域网接入网EPONEOCEPON+EOC在网络结构中的定位接入层网络--EoC

目前，市场及价格决定EPON短期内无法实现的FTTH的目标。在向这个目标（FTTH)过渡的过程中,在广电HFC网络中利用“光纤到楼（FTTB）＋入户同轴电缆”方案是解决最后100米的接入问题一种理想方式。EoC是在同轴电缆上传输以太网数据技术的统称。工作原理是利用现有的有线电视同轴电缆网络，在CATV传输频谱之外加入以太网数据通道，以使同一根同轴电缆能为用户同时提供视频、数据和语音服务。其下行方向传输CATV和数据信号，上、行方向传输数据信号，为双向数字电视平台提供回传通道。56585550862上行频段下行模拟信号频段下行数字信号频段958保留

频段未规划频段数据来源：《中华人民共和国广播电影电视行业技术要求－有线数字电视频道配置指导性意见》EoC技术分类

目前EoC技术种类众多，但其基本原理类似，即在传输CATV信号的频率范围之外，划分不同频率范围分别传输上、下行数据信号，不同EOC方案之间实现技术上的最主要区别在于对数据传输采用不同的频带和调制方式。目前常用的EoC技术有以下几种：无调制方式：基带EoC（终端无源的频分EoC方案）调制方式（终端有源的调制EoC方案）：高频方案802.11overCoax（2.4GHz）及其降频应用（700-1000MHz）MoCA（800-1500MHz）低频方案HomePNA3.0overCoax（4-28MHz）HomePlugA/V3.0/BPLoverCoax（2-30MHz）有源调制EoC技术有源调制EOC技术分为高频方案（860MHz以上）与低频方案（65MHz以下）。高频方案特点是工作频谱干净，受噪声影响小，但信号衰减大，传输距离短，有的要更换线路中的分支分配器等无源器件，且占用频谱规划中预留频段，可能会妨碍以后增值业务拓展。低频方案特点是工作频段在规划中的数据回传频谱内，线损小，传输距离远，无需更换线路中分支分配器等设备,在实际网络运用中，其络适应性好，成本、工程量等均比高频方案小。但也由于用在低频段，所以其更易受噪声的影响，通过合理规划网络、采用抗噪调制技术后，能有效解决噪声干扰。有源EOC技术比较MOCAHomePNAHomePlug802.11工作频段800－1550MHz4-28MHz2-28MHz2400-2500MHz动态范围75dB70dB75dB70dB调制OFDMTDMA/TDDQAM，FDQAMOFDMBPSK/QPSK/QAM最大带宽270Mbps128Mbps224Mbps54Mbps安装位置光节点/楼头光节点/楼头光节点/楼头光节点/楼头终端数量31个25个64个254个安全DESAES128AES802.11i/WEPＱｏＳ802.1p私有CSMA-CA/TDMA803.11e网管SNMP，CLISNMP，CLISNMP，CLI，WEBSNMP，CLI，web网络改造跨接800-1550MHz无无跨接2400MHz汇聚噪声无存在存在无技术标准MoCAITUG.9954HomePlugAV/BPLIEEE802.11gEPON+EoC方案接入示意图CATVEPON+EOC接入方案原理图示采用EPON+EOC技术对HFC网络实现双向网改造时，利用原有HFC的光缆中的单芯光纤资源，并通过增加光分路器就可以在完成至光节点处的双向改造，在光节点以下，通过EOC设备，在基本不改动原有电缆的情况下，可在较短时间内就完成数据与电视两个网络的叠加，从而快速开展数据和电视双向传输。EPON＋EoC方案特点

该解决方案天然地贴合了HFC现有结构，有机地融合了EPON+EOC的优势，在光传输层采用EPON系统利用HFC网络原有冗余光纤资源进行业务传输；在电传输层采用高事达缆通（EOC）系统利用现有的同轴网络进行传输。特点在于：

Internet/IPQAM/DVB/CATV多业务合一分步建设分批投资，可以做到定点改造无需重新敷设线路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、高带宽的传输通道共进EOC(以太网同轴接入)系列产品

公司研发的EOC是在现有同轴分配网络基础上，实现双向数据传输的系列产品。产品主要解决HFC网络分配网(最后100米)的接入问题，能适应原有HFC分配网络的树型、星型等结构，可经济、高效的实现现有HFC单向网络的双向改造，从而快速实现三网合一功能：1.高速互联网宽带接入

2.数字电视回传通道

3.视频点播业务4.IPTV业务等共进电子EOC

产品概述EOC+ONU二合一局端EOC两进两出局端EOC终端一EOC终端二EOC一进一出局端EOC四网口终端Q4/2008Q1/2009Q2/2009Q3/2009Q4/2009Q1/2010正在开发开发完成SPIDCOMSPC-200EPi699E6.1U8-7/8单F头/双F头slavePi699E6.1U50-8室外型masterPi699E6.1U2Q-B四口双F头slaveSPIDCOMSPC-200CINTELLONINT6300&INT5500Pi699E6.2U8-7/8双F头slavePi699E6.2U50-8室外型masterPi699E6.2U2Q-B四口双F头slavePi699E2.1U8-7/8单F头/双F头slavePi699E2.3U8-7/8单F头/双F头slaveINTELLONINT6400Pi699E2.4U8-7/8双F头slavePi699E2.4U50-8室外型master

EoCRoadmapPi699E6.2M07-C室外型master+ONUPi699E2.4U2S-B四口双F头slaveEoC+WiFiEOC功能特点

功能说明MAC层协议上下行完全是TDMA网络安全用户终端强制隔离2层网桥完全802.1网桥,4096VLAN标识,生成树协议优先级等级8(802.1p) 优先级可基于VLANID;TOS;MACADDRESS;IPADDRESS带宽限制UplinkandDownlink用户终端控制(网桥开/关)YES内嵌802.1X认证协议YES组播支持及过滤YES广播及未知包限制YES用户终端下PC数量限制YESEOC局端产品安装示意局端功能特点：高带宽，芯片调制速率;可对用户数量与工作状态进行监控；支持对用户带宽管理;

支持MAC层用户隔离;支持QOS；支持IGMP组播和单播的服务等级区分;支持DHCPServer、DHCPClient;支持基于HTTPS的WEB管理;支持60VAC或220VAC供电方式；

EOC局端性能参数编号项目单位技术参数1输出电平dBuV1162接收灵敏度dBuV＞453频率范围MHz2-304可带并发用户端数量户645物理带宽Mbps2246有线电视输入F端口7供电输入F端口8数据信号输入RJ459混合信号输出F端口10供电电源V60V或22011功耗W<412外型尺寸cm246×108×20613工作温度℃-10~+7014湿度%10~90非凝结EOC终端产品安装示意

针对有双向业务需求的用户，无需更改家中布线，在用户家中的任何一个有线电视端口，通过EOC终端连接至电脑进行宽带业务或连接至双向机顶盒开展VOD点播业务。EOC用户端性能参数标准以太网标准IEEE802.3，

IEEE802.3x，

IEEE802.3u协议TDMA,CSMA/CA传输速率224Mbps调制技术OFDM896载波,256/64-QAM,QPSK,BPSK数据通道以太网<->同轴网络传输距离在同轴电缆上最多700米安全性采用128-bitAES编码加密QoSIEEE802.1Q(VLANtagging)；ToS(TypeofService)MACAddressRouting；DedicatedvideotransportstreamLED灯Power,Link,Data,system端口1个RJ45以太网口；1个F型Cable接口；1个RFTV接口；1个DCPower口；1个

ON/OFF电源开关功耗<4W电源输入:AC180-220V/50Hz；输出:DC12V,0.5A环境要求储藏温度：-20℃～70℃；工作温度：0℃～45℃；湿度：10%至90%(非凝结)系统要求Windows®2000,Windows®XP,Linux®,MacOS®X及其它具有支持网络的ＯＳEOC数据跳接器应用示意

数据跳接器是同轴数据网中对有线电视单向放大器桥接的设备，它将经混合后信号通过频率分割的方式，使数据信号不经过放大器，有线电视信号经放大后通过跳接器再次与数据信号混合。技术指标项目频率性能参数插入损耗RF-IN/OUT1-35MHZ≥50dB47-860MHZ≤1.5dBDATA-IN/OUT1-35MHZ≤1.5dB47-860MHZ≥55dB反射损耗各端口≥16dB过流能力≥10A(可选通)六、模拟小区方案小区改造目的：

要对小区共10个光节点1600户进行双向网改造，双向网改造方案为EPON+EOC设备接入，从而在现有同轴分配网络基础上，实现双向数据传输。方案能适应原有HFC分配网络的树型、星型等结构，可经济、高效的实现现有HFC单向网络的双向改造，从而快速实现三网合一功能：

1.高速互联网宽带接入

2.数字电视回传通道

3.视频点播业务

4.IPTV业务等小区现状简述：1、小区为复合型社区，有独栋别墅、联排别墅、多层、高层等类型，共1600户。2、小区光站放置在光交接箱内，交接箱放置在楼栋边，少数几个在室内机房，有220V电源，防雨、防尘等较好。3、小区一部分采用光站（4路输出）直带用户，而后无源分配到用户家中，另一部分光节点以下线路一级有源放大器。4、每个光节点覆盖的面积在10-100米之间，所覆盖的楼栋数在1-5栋，覆盖用户数在100-200户。EPON+EOC组网图与设备清单设备名称单位数量1EOC局端台102EOC用户终端台2003四路数据分路器只104高低通数据混合器只105野外型数据跳接器只3EOC局端安装EOC局端安装与有线电视放大器的安装方法一样，非常简单。只需将光接收机出来的电视信号送入EOC局端的RF输入口，再将以太网信号通过五类线送入EOC局端，EOC局端输出的信号直接送入同轴电缆网络中传输，即可完成安装。安装调试（头端部分）

每个光站配置一个EOC头端设备，EOC头端一路输出后，通过数据分路器分成4路，再通过数据混合器与光站CATV信号混合后，通过原有CATV接入网将数据与电视混合信号传输至用户家中。为方便安装调试，EOC头端设备内有一固定导频信号（25M，可通过拨位开关关闭），信号强度在100-110dB左右。在连好线后，用场强仪测试24M信号电平并记录，头端对原有电视信号插损≤1dB，因电视信号从光站出来要经数据混合器与数据信号混合，所以有一定的插损。EOC局端接线图安装调试（过放大器）

对于从光站出来后至用户家中，若链路中有放大器，则需要用数据跳接器跨接放大器，接线图如上所示。在跳接好后，仍需测试导频信号与电视信号电平，以确认电视、数据信号过放大器后正常向下传输。

过放大器前后接线示意图

终端安装调试在用户家中的任一用户终端中，通过EOC用户端解调出数据信号，连接至电脑或双向机顶盒。用户端前后面板指示灯与接口如上图。接口包括1个Cable端口，1个TV端口，4个10/100M自适应以太网端口，1个DC12V的电源接口，1个电源开关。在用户端安装前，最好能测试用户端的电平，以确保数据信号电平（25M）在50dB以上。安装好后，用户端的DATA指示灯应亮，说明EOC用户端与头端连接正常，LINK指示灯在连接上机顶盒或电脑后会亮起。方案特点:充分利用既有的光纤和同轴电缆资源施工难度低，无需入户施工用户开通容易允许多点接入：用户户内所有的有线电视接口都可以作为宽带口可边建设边开通：EPON网络无源分光的特性，使得可以根据用户开通率的变化逐步增加ONU，或将ONU逐步向用户侧下移全网可远程管理：整个系统均支持SNMP远程管理，可从前端机房一直管理到用户端设备骨干免维护：EPON传输网络的无源特性，使得骨干的光纤网络几乎零维护高带宽、全业务支持语音、视频、数据业务，满足广电可见未来的业务发展需求典型的建筑物内有线电视网络

应用，服务及技术为了能够利用现有的有线电视网络提供因特网接入及其它增值业务，所选用的技术必须满足如下要求：适合网络环境使用简单，安装简易，成本低廉，能提供高的性能且不需要大量改造网络。该技术必须能够与提供多项服务给终端客户的核心IP骨干网进行连接。同时该技术也必须能够将所有的服务通过有线电视网络送到终端用户的起居室内。这部分网络必须能够通过标准的网管协议进行远程操作。另外，网络也必须是可以不断升级的，因此可以不断增加新的服务或功能。应用，服务及技术共进电子EoC解决方案采用SPC200芯片。SPC200作为数字信号处理器DSP加CPU的单独芯片可用于网络(Master和Slaves)中的任何设备，以确保具有所有的上述特性和性能。SPC200芯片基于很强的数字信号处理内核DSP加上嵌入式32bit的CPU(ARM926)即保证高性能的传输又具备扩展各种协议的能力。该方案可使现有的有线电视网络成为可扩展功能，开放结构的高可靠性接入网络。共进电子低成本解决方案的主要优势在于当客户和服务不断增加时持续保持高的性能。应用，服务及技术基本特性采用TDMA的方式进行物理层数据传输。相比CSMA机制在1带多特别是双向数据传输时有明显的性能优势。

物理链路层传输机制值得注意的是随着网络中的用户不断增加,SPC200解决方案可以继续保持高的性能。而其它技术由于信道效率不高则随着用户的增加而性能不断下降。这种结果的原因就在于MAC层协议。SPiDCOM的设计是真正的时分多址TDMA方案，而另外的技术采用的是CSMA；当用户终端slaves数量增加的时候，CSMA不可避免他们之间的冲突从而降低系统整体的速率。SPiDCOM‘s的MAC是基于TDMA的数据传输。同时只保留一小部分CSMA用于新的slave的加入或去除（plug&play即插即用）物理链路层传输机制物理链路层传输机制Master定义了一个信标Beacon区域（在两个信标帧之间）是由免竞争周期（TDMA）和竞争周期（CSMA）组成。在TDMA周期中,不会发生冲突并且保证数据传输时最高的信道效率。在CSMA周期中,这时冲突会发生但仅用于slave的加入或去除，也就是仅在网络上电时或当slave重启时才会用到。物理链路层传输机制根据现场经验，我们知道在频率低端有很大的噪声。这可能是由于：低质量的电缆来自电视机和其它连接的电器设备的噪音（在夜间）Modem附近其它设备的噪声等

SPC200使用频率在2-30MHz范围，而它又被分为7个独立的子频段。调制解调器不断监测各个子波段的质量，然后选择第一个最好的频段用于同步。这样可以把低端不能使用的噪声去掉以保证抗干扰能力。抗干扰算法抗干扰算法根据如上示意图,顶部是网络分析仪的截图，我们可以看到在2-12MHz范围内有大量的噪声。在底部的是我们的网管客户端的截图，其可以看出显示的各种数据（频谱，噪声，调制等）而这些都存储于调制解调器的数据库中。这个调制解调器在分析噪声后选择了第一个最好的子频段作为同步。在我们所