广电接入网技术发展现状与趋势探讨

摘　要：概述了三网融合形势下广电宽带接入网技术的发展现状与趋势。在光传输改造部分，通过相关技术对比，结合国外广电相关技术发展趋势，认为EPON、10GEPON 将是我国广电接入网光传输部分的主流发展技术。

关键词：接入网；广电；发展趋势
1.引言
　　所谓接入网是指交换局到用户终端的所有机线设备。I TU - T规定, 接入网由业务节点接口( SN )和相关用户网络接口( UN I)之间的一系列传送实体所组成,接入网所包括的范围可由 3个接口来标志: 在网络侧它通过节点接口与业务节点相连, 在用户侧经由用户网络接口与用户端相连, 而管理功能则通过 Q3接口与电信管理网( TMN )相连。
　　2.广电接入网技术发展现状
　　2.1宜以PON 为首选技术
　　DOCSIS 3． 0 虽然技术很成熟且可承载多业务，但是在我国有线电视网络的应用场景中，存在以下主要不足: ( 1) 对HFC 底层基础网络质量、分中心机房基础设置、网络运维质量、有线运营商经济实力等的要求很高; ( 2) 上、下行带宽不对称，最大的缺点是上行带宽很小且几乎不可扩展( 国外虽有厂商在今年6 月14 日的美国Cable Show 上推出5 ～ 200 MHz 上行频带解决方案，但速率仅有575 M，频谱效率很低) ; ( 3) CMTS的单位带宽成本与DOCSIS 3． 0 的CM 价格目前仍然很高。综上，笔者认为对于我国绝大多数有线电视网络的双向化改造而言，DOCSIS 3． 0 不是一种适用的技术，而宜选择PON 技术: PON 在可提供的带宽、运维与管理、后续演进、产业链现状、应用现状等方面均优于DOCSIS 3． 0; 另外美国有线电视运营商也已将技术战略转向基于PON 的FTTH，于今年2 月发布了DPoETM1． 0( DOCSIS Provisioning of EPON) ，CableLabs 于今年6 月14 日发布的CCAP( 融合电缆接入平台) 的架构中包括了DPoE 技术。
　　2.2宜以EPON 为首选技术
　　笔者认为，我国有线电视网络的双向化改造宜首选EPON 技术，因为EPON 较GPON 有较大的优势:( 1) EPON 无缝支持以太网业务，且对以太网业务的封装效率高于GPON，所以EPON 在承载三网融合下的分组化数据业务、分组化视频业务、分组化语音业务等方面更具优势; ( 2) EPON 产品的互通性更好，中电信已在这方面做了大量工作; ( 3) EPON 的成本随规模商用进一步下降，而GPON 则由于技术复杂、指标( 如光层指标) 要求苛刻，成本远高于EPON; ( 4) GPON 在最大传输距离与最大分光比方面并不比EPON 优秀: 两者的最大物理传输距离均为20 km，最大分光比目前均为1: 64; ( 5) 虽然GPON 能够提供2 倍于EPON 的下行带宽，但目前EPON 的OLT ASIC 正由4 个PON口向8 个、10 个发展，而GPON 的OLT ASIC 仍只有4个PON 口，所以EPON 的综合成本更低; ( 6) 10G －EPON 与1G － EPON 在MPCP、OAM、ODN 等上的兼容性很好，而NG － PON 与GPON 并不兼容且只能通过WDM 共用ODN，从而进一步增大了系统插损与网络建设成本; ( 7) 中国电信的规模应用表明，EPON 完全能够提供有QoS 保障的多业务运营; ( 8) 北美有线电视运营商也一致看好EPON 技术，目前已有支持EPON 和10GEPON 的DPoE 中间件产品推出; ( 9) 我国已成功规模部署DOCSIS 的有线运营商正在关注C－ DOCSIS 技术，其核心为以CMC( Coxial Media Converter，同轴介质转换器) 二层桥接EPON( 光纤段) 与DOCSIS 3． 0( 同轴段) 。
　　2.3远期可向10G － EPON 技术升级
　　虽然目前10G － EPON 在芯片、光模块、互通性等方面已成熟，在技术标准、产业链、系统设备、总体成本等各方面均已达到规模商用条件，但从全球范围来看，其规模商用仍缺乏运营商的推动，应用场景很有限。笔者认为，广电接入网远期由1G － EPON 向10G －EPON 的升级宜主要定位于FTTB /Z 应用场景: 在城市居民集中居住的密集高楼群，目前采用基于1G －EPON 结合EoC 的FTTB 组网具有明显优势，而远期采用基于10G － EPON 结合EoC 的FTTB 组网则可进一步降低每线成本或提高每户带宽。
　　3EoC 技术的发展趋势
　　总的发展趋势是与EPON 融合。
　　3.1现有EoC 技术的缺陷
　　(1)均源于国外的家庭联网技术或非同轴介质技术，芯片核心技术基本上均为国外厂商掌握，有些技术很难进一步改造成适应于同轴电缆接入。( 2) 带宽、QoS 保障、多业务支持、家庭多终端接入等方面，已经越来越不适应新业务开展的需求。
　　3.2一些创新的EoC 技术
　　对于我国有线电视而言，同轴电缆是有巨大潜在利用价值的、唯一可以替代光纤实现同等带宽入户的介质，因此专门针对同轴电缆信道接入开发的EoC 技术就具有重大意义。
　　(1)HiNoC
　　这是专门针对FTTB 应用场景及同轴介质开发的一种高频有源调制EoC 技术，每频道带宽为8 MHz 的整数倍，采用TDD/TDMA 的MAC 层工作机制及OFDM 传输体制，每个16 MHz 频道可以提供100 Mbps的PHY 速率。HiNoC 已研发多年，实验室验证也达到了设计目标，但尚未实用。
　　(2)C － DOCSIS
　　C － DOCSIS 的架构及协议。这是Broadcom 专门针对中国市场开发的技术，可提供DOCSIS3． 0 的成熟标准、QoS、EPON + DOCSIS EoC 的统一管理，并通过简化DOCSIS 来降低成本。通过信道绑定，目前下行可达800 Mbps 吞吐量、上行可达160 Mbps 吞吐量。C － DOCSIS 比现有的EoC 有更成熟的标准、更好的端到端管理、更低的成本。
　　(3)EPOC
　　EPOC( EPON over Cable) 是BCM 的专利技术，目前还没有相关的产品。同轴介质转换器完成EPON PHY 与EPOC PHY 的相互转换、EPON MAC 与EPOC MAC( 与前者完全相同) 的桥接。另外，EPOC 也可以延续DOCSIS 体系———通过在OLT中嵌入DMLTM ( DOCSIS Mediation Layer，DOCSIS 适配层) 利用现网已部署的DOCSIS OSS 及OAMP 来管理和支撑EPON 及EPOC。根据笔者的理解，EPOC 能很好地实现三网融合业务的端到端呈现，并具有很强的网络适应性( 既能适应于DOCSIS 体系网络，还能适应于非DOCSIS 体系网络，且在同一个PON 口下能同时支持FTTH、FTTB、FTTZ 等应用场景的业务接入) ，若成本合理、供应商众多，则可部署于我国有线电视网络的任何应用场景之中，但受限于技术水平，目前还不能实用。
　　(4)ECAN
　　ECAN( Ethernet Cable Access Network，以太同轴接入网) 参考架构，其核心主要体现在把以太网的点对点交换技术和EPON 的点对多点结合在一起，比普通局域网更适合一个端口( 相当 于其他EoC 技术的局端) 接入多个家庭内部终端。采用了EPON 的MAC 及其关键技术: MPCP ( 多点控制协议) 、DBA ( 动态带宽分配) 、SCB ( 单拷贝广播) 组播等; 由DSLAM主控芯片控制多信道( 端口) ，因此具备了局端高性能和电信级的管理和QoS 保障; 多通道MAC 层集中处理，增加端口只需增加物理通道，实现了高性能与低成本的完美结合。由于采用了硬件处理技术，小包(64 Bytes) 跟大包(1518 Bytes) 速率完全一致。
　　(5)DECO
　　DECO(Data Transmission with EPON － MAC andCoded － OFDM，基于EPON － MAC 和Coded － OFDM的数据传输技术) 也是专门为我国广电宽带接入网开发的技术，与EPCN 技术相比，二者的不同在于后者重点推广点对点的应用，前者重点适应点对多点应用; 后者采用VSB 调制技术，前者采用OFDM 调制技术; 后者局端和终端是不对称架构，前者局端和终端架构基本一致，目前已完成工程流片，可见芯片设计思想比较先进，PHY 与MAC 均采用了当前领先的技术，因此性能值得期待。
　　结束语:
　　在向21世纪信息社会的进军中，接入网一特别是宽带接入网不仅成为电信网必须尽快妥善解决的”瓶颈”，而且也成了未来国家信息基础设施（Nil）的发展重点和关键。其市场之大，前所未有，吸引了所有制造商，运营公司和业务提供者的注意。同时其对管制，技术，业务和成本的高度敏感性也往往使人困惑和却步。简言之，谁能妥善地解决好接入网问题，谁就能在未来的市场竞争中赢得主动，并能在下一世纪的信息高速公路的竞赛中处于优胜者地位，这就是接入网时代的基本含义。
参考文献：
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