NGB接入网（共5篇）
NGB接入网 篇1
摘要：设计了将光接收机、EPON的ONU、窄带EoC、宽带EoC、电源集成在一起, 并统一进行SNMP网管的四合一接入网设备。详细介绍了其设备集成平台组成、平台各工作模块频谱带宽、统一网络管理方式设计以及接入网设备统一网管系统, 从而实现了广电行业模块化接入网设备的统一标准和规范。
关键词：NGB,接入网,集成平台,三网融合
0 引言
随着三网融合进度加快, 双向网络改造的不断深入, 现有ONU、Eo C、光接收机设备分散, 供电困难, 线路难接, 干扰严重, 尤其是农村网络挂杆箱的光接收机几乎无法做到, 严重影响双向网络改造的可靠性及大规模的发展[1,2,3,4,5]。本文以陕西广电网络传媒股份有限公司NGB接入网设备集成平台为蓝本, 介绍了平台的实现方法。
1 实现方案
1.1 设备集成平台组成
NGB接入网设备集成平台硬件由光接收机模块、EPON的ONU模块、宽带Eo C模块、窄带Eo C模块、混频器模块、电源模块等组成。平台网管基于SNMP协议, 以“全国广电标委会17409”标准为依据, 将光接收机、EP-ON、宽带Eo C模块、窄带Eo C模块进行统一管理。
光接收机模块将有线电视前端传来的下行光信号转换为电信号, 提供给有线电视用户收看模拟电视、数字电视、数据广播等广播式有线电视信号, 还提供IPQAM等形式的互动节目源。
ONU模块为EPON系统的终端设备, 与系统前端的OLT进行双向光通信, 与用户网络进行电通信, 完成系统数据网络的光传输部分功能。ONU具有光/电和电/光转换功能, 还具有完成对语音信号的数/模和模/数转换、复用、信令处理和维护管理功能, ONU的电口是10/100/1 000 (Mbit/s) 自适应以太网端口。
窄带Eo C模块将IP信号调制到射频的高频点 (915~928 MHz) , 实现通过同轴电缆双向传输数据信号的功能。该模块具有给传统的有线电视单向机顶盒提供回传通道, 使机顶盒具备双向交互功能的作用。该模块单路可同时连接200个用户。
宽带Eo C模块将IP信号调制到射频的低频点 (7.5~65 MHz) , 实现通过同轴电缆双向传输数据信号的功能。Eo C局端设备采用基于P1901标准的Home Plug AV技术, 新技术在此频段内, 划分了2 351个子载波, 每个子载波占用约24.414 k Hz, 采用目前抗干扰较强的OFDM调制方式, 在其工作频段使用的2 351个子载波中, 每个子载波均可单独进行BPSK, QPSK, 8QAM, 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1 024QAM和4 096QAM调制, OFDM中各个子载波频谱有1/2重叠正交, 大大提高了OFDM调制方式的频谱利用率, 同时该方案采用了Turbo FEC错误校验, 较好地提升了系统的抗干扰能力。该产品单路最多可同时连接253个用户, 双向物理传输速率可达到500 Mbit/s以上, 实际双向数据传输速率可达250 Mbit/s以上。
混频模块将有线电视信号和调制好的数据信号包括低频宽带Eo C信号、高频窄带Eo C信号通过混频模块输出, 在同轴电缆上与用户终端进行通信, 同时实现单向有线电视、双向有线电视、IP宽带、语音通信等综合业务。
设备集成平台整体原理框图如图1所示。
1.2 设备集成平台各工作模块频谱带宽
广播电视中3种常用射频信号所用频谱示意图见图2。在有线电视同轴电缆上, 将宽带Eo C的IP信号通过OFDM调制方式, 调制到7.5~65 MHz射频频段;将窄带Eo C的IP信号使用FSK方式, 调制到915~928 MHz射频频段;用87~862 MHz频段传输模拟电视信号、数字电视信号和IPQAM信号。3路射频信号经过高低通滤波器混合, 由一根同轴电缆输出, 从而为现网已经使用的单向机顶盒实现双向化、双向高清互动机顶盒实现交互点播、用户高带宽上网、Vo IP等提供了充足的保障。
1.3 统一网络管理方式设计
接入网集成设备平台网管软件将光接收机、EPON、宽带Eo C局终设备、窄带Eo C局终设备, 进行统一控制、统一管理, 做到对广电接入网设备的统一可管、可控、可运营。该平台软件基于SNMP2.0/3.0协议, 以广电总局“全国广电标委会17409”MIB管理项为依据, 网管平台采用分布式构架、多级管理方式, 实现省、市、县三级分权、分域网络管理。
目前, 广电接入网设备包括EPON、宽带Eo C局端、窄带Eo C局端、光接收机, 再扩展延伸到用户终端的Eo C终端、窄带猫终端, 每一类设备都需要一套网管和一套网管服务器, 因为各个不同功能的网管为了避免服务冲突, 还不能安装在同一台服务器上, 所以同时需要EPON网管、宽带Eo C网管、光接收机网管、窄带Eo C网管等多台服务器。
针对目前网管及服务器无法兼容, 既浪费服务器资源、机房空间资源、宝贵的电力资源, 又浪费网管维护成本。接入网设备统一网管很好地解决了上述诸多问题, 将接入网设备网管集成化、归一化, 符合国家环保低碳的标准。
1.4 接入网设备统一网管系统
接入网设备统一网管系统由后台服务模块、通用模块、EPON管理模块、宽带Eo C管理模块、窄带Eo C管理模块、光接收机模块等组成。系统具有很强的扩展性, 还可扩展管理其他设备。
后台管理模块主要由后台监听模块、数据同步模块、短信发送模块组成。后台监听模块, 主要负责监听网络设备发送的Trap信息, 解析Trap发送的告警或事件;数据同步模块, 负责将子公司的数据同步到分公司和省公司, 或者将分公司 (直属子公司) 的数据同步到省公司;短息发送模块, 负责将监听到的告警及时发送给管理人员。
通用模块建立设备、管理资源、人员 (用户) 的档案, 及正确使用系统所必须的安全管理、日志管理、辅助工具模块组成。
Eo C管理模块完成设备运行状态的监测和运行参数的调整, 即设备的监视、配置、性能统计等, 分为局端和终端二大部分。局端包括设备的基本信息、网络属性、Trap设置、软件升级设置、局端风暴抑制、服务配置、终端在线信息等模块。终端包括档案信息、基本信息、端口服务配置、端口VLAN设置、终端风暴抑制、性能统计信息等模块。
EPON管理模块完成设备运行状态的监测和运行参数的调整, 即设备的监视、配置、性能统计等, 分为OLT和ONU两大部分。OLT部分包括系统属性参数管理、SNI属性管理、OLT PON口属性管理、ONU属性管理、VLAN管理。ONU部分包括UNI用户端口属性管理、IGMP (Internet组管理协议) 配置、VLAN管理、Qo S优先级管理、STP (生成树协议) 配置、广播风暴抑制、性能统计管理等。
光接收机管理模块包括监测管接收机参数模块 (输入光功率、输出电平、直流电平、增益、衰减、均衡) , 设置设备增益、衰减、均衡值, 设置告警阈值等。
接入网统一网管软件系统将统一管理EPON、光发射机、光接收机、宽带Eo C局终端设备、窄带Eo C局终端设备等接入网各类设备, 实现多种接入网设备在同一网管系统下的统一管理。该软件局端设备基于SNMP 2.0/3.0协议, 以广电总局的MIB管理项为依据, 终端设备采用TR-069协议。网管平台采用分布式构架、多级管理方式 (见图3) , 实现省、市、县三级分权、分域网络管理 (见图4) 。
2 小结
下一代设备集成平台将统一控制芯片管理ONU、宽带Eo C局端、窄带Eo C局端、光接收机集成进一台设备, 实现了广电行业模块化接入网设备的统一标准和规范。设备集成平台网管的宽带Eo C管理模块以广电总局“全国广电标委会17409”MIB管理项为依据, 在应用过程中希望能进一步完善其中的调制Eo C设备MIB。
参考文献
[1]田明, 许如钢, 顾士平, 等.采用自组织多频EoC技术实现下一代广电网络[J].电视技术, 2010, 34 (2) :106-108.
[2]顾士平, 吴军基, 冯剑弘.EoC编解码分层实现方法[J].中国有线电视, 2009 (4) :381-383.
[3]陆良贤, 顾士平, 吴军基.TDMA动态时隙分配在EoC上的应用[J].中国有线电视, 2009 (1) :60-62.
[4]冯剑弘, 顾士平, 占亿民, 等.基于SOC低成本低功耗可信同轴电缆三网融合系统[J].电视技术, 2009, 33 (4) :66-67.
[5]顾士平, 吴军基, 吴殿峰.基于SOC/IP智能电力系统[J].电力系统及其自动化学报, 2002 (4) :48-49.
黄石NGB模式及其系统接入网 篇2
1.1 海伟 (海信传媒-伟林高科) 对有线电视NGB概念的基本解读
(1) 超宽带
其接入网能满足家庭用户未来十年以内的“超宽带” (≥10-40Mbps/户) 要求。
(2) “全高清”及“高增值”
其业务运营平台和终端能满足中、高端家庭用户“全高清”级音、视频多媒体及其它对上行或下行带宽有超高速要求的“高增值”业务。
1.2“黄石模式”暨“有线电视NGB整体解决方案”的诞生
在有线电视数字化、双向化、NGB三步曲中, 黄石有线已在省内率先迈出了第一步 (数字化) 。所谓“黄石模式”系将后两步 (双向化和NGB) 并着一步走, 在国内率先于2009年9月建立了第一个商用运营级c DSL®-Hi TV“超宽带+全高清”数字电视网络系统。其c DSL®高频超宽带接入技术能保障每户独享不低于10Mbps/户带宽;其Hi TV标、高清互动电视运营平台和HIT家用智能终端能支持直播、互动电视双模“全高清” (视、音频Up to 1080P/5.1声道) 等“高增值”业务, 并可扩展支持对上行或下行带宽有超高速要求的其它“高增值”业务, 如可视Vo IP、e-Pos家庭缴费结算、家庭安防监控等。该模式系业界享有领航地位的海伟 (海信传媒-伟林高科) 携手黄石有线尝试寻求一个有线电视NGB整体解决方案的一次成功的实践。该系统代表当前国际先进水平、国内领先水平, 是较为成熟的、高性价比的有线电视NGB及“三网融合”整体解决方案, 对加速推进宽网高清互动数字电视产业化和NGB及“三网融合”进程具有划时代意义。
1.3 系统结构
c DSL-Hi TV由Hi TV互动电视运营平台及c DSL超宽带接入头端N C和HIT家用智能终端 (含双模高清互动STB Hi T300/500、c DSL®家庭超宽带接入终端CPE) 等部分组成。其中:
c DSL®系唯一既通过了国际Mo CA联盟标准 (Mo CA 1.0) 认证、又通过了国家广电总局测试认可的Eo C技术方案, 系唯一经过国内、外大规模商用验证的Eo C方案, 没有技术上的风险、稳定可靠;
Hi TV系采用自主知识产权 (25项发明、实用新型专利和20余项软件著作权) 的分布式内存数据库、分布式文件系统存储、基于P2P的可管理内容分发、高可靠性流媒体服务、融合计费、快速业务展现等核心技术构建而成的百万户规模商用级高清互动电视运营平台;
HIT家用智能终端 (H o m e-Intelligent-Terminal) 则基于Hi TV运营平台和c DSL®超宽带接入, 全面满足那些己购置高清电视机并期盼体验“超宽带接入+全高清互动”视听震撼的中、高端家庭用户对“全高清/高增值”业务服务的迫切需求。
(1) 系统结构图
如图1所示, c DSL (局端NC+终端CPE) 是超宽带接入, HIT (CPE/Hi T 500) 是集成家用智能终端 (Integrated Home Intelligent Terminal) , 其中:CPE是超宽带接入终端, Hi T 500是双模高清互动STB, Hi TV是运营平台 (标/高清互动数字电视) 。
(2) 系统整体拓扑图 (图2)
1.4 系统核心竞争力
(1) 自主知识产权
拥有25项发明、实用新型专利和20余项软件著作权。
Hi TV核心技术, 包括:内存数据库技术、媒体传送及加密技术、媒体存储与分发技术、综合运营计费技术、电视终端应用开发技术、电视终端综合业务表现技术。
集实用、先进、成熟为一体, 系国家广电总局推荐的“节钱省时、并步直达NGB”的优选方案。
(2) 实用性 (直播、互动分离)
直播电视走DVB-C通道/互动电视等增值业务走IP (Eo C或LAN) 通道。其系统流媒体数据流向如图3所示。
c DSL-Mo CA即插即用, 无须重新布线。
(3) 先进性 (并步直达NGB/“三网融合”)
c DSL-Mo CA“超宽带”接入技术系专门针对有线电视同轴电缆而设计的国际前沿技术, 处于业界领先地位。使用高频无噪声频段, 可叠加, 目前是唯一带速超过100Mbps且上、下行带宽对称, 具有良好Qo S, 能满足家庭用户未来十年以上的带宽要求。
HIT“集成家用智能终端”及Hi TV“运营平台”能支持对上行、下行带宽均有超高速要求的“高增值”业务, 包括“全高清” (Up to 1080P/5.1声道) 级直播电视、互动电视等数字多媒体音/视频业务和可视Vo IP (“三网融合”三要素之一) 、e-Pos (家庭缴费、结算) 、家庭安防监控等业务。
(4) 成熟性 (经规模商用验证)
国际联盟标准 (Mo CA1.0) 、有国际认证, 系唯一被美国VERIZONE等巨头所采用的Eo C方案, 没有技术上的风险;c DSL-Mo CA系国内、外唯一经过大规模商用验证的Eo C方案, 稳定可靠。
如:2007年以来, 欧美每年有300余万个用户;2008年以来, 中国亦发展了数万用户。
(5) c DSL-Mo CA之性价比优势
低带宽成本:就产品单价而言, Wi Fi最便宜, PLC次之, Mo CA最贵。
高带宽成本:当带速达到4Mbps/户时, Mo CA总成本比PLC/PNA便宜;当带速达到7 M b p s/户时, M o CA的总成本最低 (比Wi Fi还低, 而Wi Fi不能保证Qo S) ;当带速达到10Mbps/户 (按照广电总局需求白皮书的要求, 家庭用户带速最少要达到10Mbps/户) 以上时, Mo CA的系统总成本优势十分明显。
2 系统接入网——“超宽带接入” (c DSL®)
有线电视网络分为核心城域网和边缘接入网两大部分。核心城域网的光纤通常已经存在, 需要升级的主要是网络设备, 包括路由器、交换机、服务器、DWDM/SDH/MSTP等。典型的网络结构如图4所示。
边缘接入网由于技术快速进步, 其主流解决方案己由CMTS这个唯一的选择转变成了GEPON+Eo C/LAN等多种选择。近几年业界提及最多的Eo C技术, 是将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。这类技术主要有以下四种:Home PNA-over Coax、Home Plug over Coax、Wi Fi over Coax、Mo CA-Multimedia-over-Coax-Alliance, 其中c DSL® (c.link™-Mo CA/Eo C) 解决方案最佳。图5为GEPON+c.link™模式的结构图。
2.1 c DSL®结构图
c DSL®结构图如图6所示。
其中, EPON采用的是OLT+ONU, c DSL®-Mo CA为NC+CPE, HIT为Hi T500/CPE。
2.2 c DSL®与c.LINKTM-Mo CA/Eo C
c DSL® (Cable Digital SubscriberL i n e) 意即“同轴电缆数字用户线接入技术”, 系伟林申请注册的Eo C技术商标。Eo C (Ethernet over Coax) 意即“基于同轴电缆网络的以太网接入技术”。
Mo CA (Multimedia-over-Coa x-Al iance) 意即“同轴电缆多媒体联盟”, 系国际广电行业的产业标准, 由Cisco-Systems、Comcast、Echo Star、Entropic、Motorola、M a t s u s h i t a (P a n a s o n i c) 、R a d i oShack、Toshiba、Actiontec等巨头所创建。c DSL-Mo CA源自美国Actiontec基于美国Entropic-c.Link TM技术推出的Mesh and Access Mo CA产品技术平台, 代表当今国际先进水平。伟林于2008年初在美国与Actiontec正式签Lisence-A g r e e m e n t。当时, Actiontec M o CA产品销售量占全球市场份额68% (达到382万套/年) 、为全球第一, 遥遥领先于位列全球第二的Motarola (为120万套/年) 。
2.3 c DSL®的主要特点
(1) 先进性
①带宽
系唯一超过100Mbps (MAC速率为130Mbps、PHY速率为270Mbps) 的Eo C运营级方案, 可轻而易举地满足家庭用户未来十年的带宽要求。
该方案使用800-1550MHz频段, 可在同轴电缆上叠加8-15个频道 (每一频道50MHz) 。因每个光口带宽一般为100Mbps、每个光接点带宽为1250Mbps、一般带100-200个用户 (最多带248-504个用户) , 其总带宽达800-1500Mbps、每户可平均独享带宽6.25-12.5Mbps/户。
②延迟
典型延迟约3ms, 大大低于同类低频Eo C方案, 能极好地满足VOD、Vo IP等要求。
③噪音及衰减
该方案采用800-1550MHz高频频段, 无噪声干扰, 但衰减比低频Eo C方案严重, 综合结果相当。例如:某小区最长的线路约600米, 高频衰减约120d B, 低频衰减约60d B、但噪声约60-90d BμV。
④Qo S
8个802.1D优先级映射到2-3个优先级, Qo S有良好保障。
⑤带宽管理
可对上、下行带宽提供可配置管理。
⑥组网
采用点对多点树形网络拓扑结构, 组网时无需要重新布线, 简便经济。
(2) 成熟性
c D S L®是国际、国内唯一实现规模商用的超宽带 (>100Mbps) Eo C方案:在海外, 2007年已实现大规模商用。Actiontec Mo CA产品的出货量为382万套/年, MOTOROLA为120万套/年;在国内, 已经获得深圳、南昌、山东、湖北、湖南等二十多个省、地的特别青睐, 其中有乐清、番禺、黄石等地己实现规模商用, 系唯一既通过了国际Mo CA联盟认证、又通过了国家广电总局测试认可, 并为广电总局推荐优先采用的的Eo C方案。
2.4 c DSL®的核心技术
(1) 高频“超宽带”技术
c D S L®-M o CA (c.L i n k™) 系专门针对有线电视同轴电缆而设计的国际前沿技术, 处于业界领先地位。使用高频 (800~1550MHz) 无噪声频段, 可叠加。其PHY速率为270Mbps、MAC速率130Mbps, 是目前唯一带速超过1 0 0 M b p s、上下行带宽对称且具有良好Q o S的技术方案。该技术采用800~1550MHz无噪声频段 (如图7所示) , 在抗干扰能力方面有先天优势, 令其它低频Eo C方案叹为观止。
(2) 穿透分离器技术
c DSL®-Mo CA (c.Link™) 技术可反向跳过分离器 (包括嵌套分离器) , 使网络信号从一个轴插座通道联通另一电缆个同轴电缆插座通道, 实现网络互联。如图8所示, c DSL®完全可以工作在一个全无源的同轴电缆网络中。
2.5 Mo CA认证及Mo CA联盟
如图9、图10、图11所示。
2.6 c DSL®-Mo CA (c.Link™) 与若干主流系统接入方案的比较
基于c DSL®技术的边缘接入网如图2所示, 该方案与其它若干主流解决方案的比较如表1所示。
(1) c DSL®-Mo CA与其它Eo C方案的比较 (噪声与衰减)
举例说明:某小区最长线路为600米, 其高频衰减约为120d B、低频衰减约为60d B。但低频噪声约有60-90d Bu V、高频噪声为零。综合考虑噪声、衰减二个因素的结果, 高频方案反而优于低频方案。
(2) 带宽与距离 (见图12)
(3) c DSL®-Mo CA与CMTS、ADSL等现行方案的比较 (见表2)
3 集成“家用智能终端” (HIT)
3.1 c DSL®与HIT
HIT家用智能终端 (Home Intelligent Terminal) 由伟林高科、海信传媒合作开发、制造, 该产品基于Hi TV运营平台, 可全面满足那些己购置高清电视机并期盼体验“超宽带+全高清”视听震撼的中、高端家庭用户对高清数字电视、全高清本地播放、高清互动电视等个性化服务的迫切需求。HIT的构成如图13所示。
3.2 HIT的基本功能
c DSL®之CPE (超宽带接入终端) 的基本功能:支持上网宽带接入→“三网融合”之“互联网”。
NGB接入网演进及家庭网络融合 篇3
面对中国的广电网络发展, 深圳兰丁电子认为, 要打造具备持续市场竞争力的广电网络, 不仅要进行当前阶段的有线网络数字化双向化改造, 还需要提前规划下一阶段面向NGB的接入网的建设和演进。
现阶段, 以广电总局推荐的HFC网络双向化改造所采用的主流技术路线Home Plug AV技术为例, 按照10%开通率、50%在线率、每户规划4M带宽进行网络设计, 我们在小区光节点处布放的一个Eo C头端可以满足500户规模小区。当业务开通率提高到20%时, 一个Eo C头端只能满足250户规模小区。在HFC的光纤网络层面, 依照目前EPON设备的性能指标, 一个EPON局端设备的PON口只能支持2500户的数字用户规模。这个网络建设的依据是主要支撑VOD点播 (IPQAM方式) 信令回传及宽带上网, 而同期中国电信为推广实施IPTV业务, 已经将户均8M带宽作为其接入网网络改造的设计和实施依据。同时, 考虑支撑广电后续的IPTV或未来的高清IPTV (HD IPTV) 等高带宽业务时, 目前的4M带宽规划将严重不足。为保持广电网络的竞争实力, 户均带宽大于10M将成为广电接入网后续建设和演进的目标。
因此, 广电一方面是目前阶段紧锣密鼓正在实施的HFC网络双向化改造, 另一方面双向改造后的广电接入网如何向NGB演进就需要未雨绸缪, 这应从两条技术路线出发。
一条路线是, 不改变HFC网络结构, 仍然以EPON+Eo C架构作为接入网基础架构, 对Eo C进行技术升级以提升网络性能。Home Plug AV技术的新一代芯片, 以美国Atheros公司的AR7400 (或称Intellon7400) 为例, 理论带宽为350M, 目前实验室测试已经达到大于200M可用带宽, 相当于户均带宽翻番。在解决基于新一代芯片的Eo C头端设备与基于原有芯片的终端之间的兼容性问题后, 这是一个现实的网络性能演进之路。第二条路线是, 打破EPON+Eo C的接入网基础架构, 网络演进为EPON直接入户, 即光进铜退。这个模式的前提是EPON设备性能的提升, 比如分光比高于目前的1:32, 同时PON口的可用带宽实现数量级的提升。实现这个目标的802.3av标准已经于2009年9月正式发布, 性能10倍于目前的802.ah EPON设备, 最大分光比1:128。2010年10G EPON已经逐步开始应用, 按照EPON商用化的周期, 大概经过4年左右的时间即可实现大规模应用。并且, 10G EPON设备可以完全兼容目前的1G EPON的ONU终端设备, 也不影响广电1550nm的数字电视传输频段。
完成NGB接入网的建设或演进后, 如果没有业务形态上的创新, 广电运营商未来提供给用户的业务仍是VOD、宽带互联网、视频会议等业务, 而这些业务与电信、移动、联通的业务相比, 广电的相对优势无法体现。如果能够实现创新的业务和应用, 那么广电运营商将与电信、移动、联通站在一条起跑线上, 甚至于能够取得相对优势。将广电接入网与家庭网络进行融合, 提供基于家庭信息化的新兴应用和业务就是一个发展方向。可以预见, 家庭信息化或网络化将成为国民经济发展的新的增长点, 为信息产业和新兴产业发展带来全新的机遇, 也为广电布局全新的业务和服务提供了契机。
目前, 比较适合家庭网络建设的技术主要是无线方式的Wi Fi和有线方式的PLC (俗称电力猫) 。深圳兰丁电子的EPON+Eo C解决方案可以提供支持Wi Fi功能的Eo C终端, 以及支持PLC功能或Wi Fi功能的ONU终端, 从而实现广电NGB接入网 (EPON+Eo C架构或FTTH光纤入户架构) 和家庭网络的有机结合。由此, 家庭的电脑、电器、水表、电表等就组成了一个可以互相通信, 并且可以与外部网络 (比如互联网、手机移动通信网等) 连通的家庭网络, 或者一个更为时髦的名字“家庭物联网”。我们可以通过一个智能交互终端, 或通过双向机顶盒, 或者在远程通过智能手机, 实现智能家居 (远程开关电器等) 、智能用电 (远程控制在用电低谷期启用电器等) 、适合老人的自助缴费、社区生活、订购消费、医疗服务等全新的服务形态给用户选择。
NGB接入网 篇4
关键词：下一代广播电视网,电缆接入技术,同轴电缆宽带接入局端设备,同轴电缆宽带接入终端设备
1 引言
随着通信技术和广播电视技术的迅速发展,有线电视网络正在向下一代广播电视网过渡。下一代广播电视网(Next Generation Broadcasting,NGB)是以有线电视数字化和移动多媒体广播为基础构建的适合我国国情的、“三网融合”的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。2008年12月4日,科技部与广电总局共同起草并签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》,共同建设下一代广播电视网络。2009年7月31号,科技部、广电总局、上海市共同进行中国下一代广播电视网启动仪式,标志着我国下一代广播电视网的建设进入一个实质性的推进阶段。
以太网同轴电缆接入技术(Ethernet over Coax,EoC)是下一代广播电视网的关键技术之一,利用各种数字调制技术在同轴电缆上承载以太网业务和各种综合业务,实现下一代广播电视网的宽带接入[1]。2009年4月,国家广电总局科技司颁布了《面向下一代广播电视网(NGB)电缆接入技术(EoC)需求白皮书》[2],描述了基于EoC的有线电视宽带接入网络结构、业务类型和应用场景,从信道带宽需求、物理层需求、MAC层需求、以太网支持能力、接入设备需求等方面对EoC技术进行了规范。
2 EoC系列标准比较
EoC技术分为无源EoC和有源EoC两大类型,无源EoC是基带传输,将基带数据信号直接混入有线电视系统,不需要进行调制[3]。在总局颁布的EoC技术需求白皮书中,主要是针对有源EoC,笔者也主要对有源EoC技术进行分析。
有源EoC是调制传输,采取各种数字调制技术把数据信号混入到有线电视系统中去。目前,市场上的有源EoC技术又分成两大类,即低频EoC和高频EoC。低频EoC的技术标准包括家庭电话线网络联盟(Home Phoneline Networking Allince,Home PNA)和家庭电力线联盟(Homer Plug Powerline Alliance,Home Plug)。高频EoC技术标准包括同轴电缆多媒体联盟(Multimedia over Coax Alliance,Mo CA)、高性能同轴网络(High Perform ance Network Over Coax,Hi NOC)和降频WiFi技术等[4]。
Home PNA采用自适应QAM调制技术,主要工作在4~21 MHz的频段。Home PNA3.0的工作频段延伸到28 MHz,即4~28 MHz。采用的中心频率有3个,即7 MHz,12 MHz和18 MHz。符号率最高可达24 MS/s(兆符号/秒),每个符号的比特数量最高可达10 bit,所以其最高传输速率可达240 Mbit/s。
Home Plug AV采用OFDM调制技术,工作频段位于2~28 MHz,每个子载波可采用QPSK,64/256/1 024QAM调制技术,物理层最高传输速率可达200 Mbit/s。
MoCA采用OFDM调制技术,工作频段位于860~1 500 MHz。采用时分双工方式(TDD),每个信道带宽为50 MHz,最高物理速度可达270 Mbit/s。
HiNOC采用OFDM调制技术,工作频段位于860 MHz以上,每个子载波采用BPSK到256QAM的自适应调制方式,每个信道带宽16 MHz,每个信道的最高数据速率理论上可达120 Mbit/s。
降频WiFi技术采用的是802.11协议,把2.4 GHz的数据信号降频到900 MHz~1.1 GHz范围内,每个信道带宽为20 MHz,利用OFDM调制技术,物理层速率最高可达54 Mbit/s。
3 EoC技术应用分析
3.1 物理结构
EoC接入网的结构如图1所示。同轴电缆宽带接入局端设备(Coaxial Broadband Access Terminal,CBAT)为EoC的局端设备,同轴电缆宽带接入终端设备(Coaxial Network Unit,CNU)为EoC的终端设备。
下行方向中,来自EPON网络的数据业务通过ONU送到CBAT,然后和有线电视信号混合在一起,经过调制后送到HFC网络,CNU把数据接收下来进行解调,然后送给计算机和电视机。上行方向中,CNU把用户端的数据经过调制上行送至HFC网络,CBAT接收后进行解调,通过ONU送至OLT。
3.2 物理层分析
无论是低频EoC还是高频EoC技术,单载波还是多载波,所采用的载波调制技术基本上是QPSK和16/32/64/256/1 024QAM。在《面向下一代广播电视网(NGB)电缆接入技术(EoC)需求白皮书》中对调制技术也提出了建议和要求。
一个指标是频带资源利用率,要求大于80%,即在8 MHz带宽时有效带宽大于6.4 MHz,在16 MHz带宽时有效带宽大于12.8 MHz。
频道资源利用率和升余弦滚降系数的关系为
式中:η为频道资源利用率,α为升余弦滚降系数。如果要求η>80%,那么α<25%。
根据频道资源利用率,还可根据下式得出其符号率的大小
式中:S为符号率,BW为频道带宽。如果在8 MHz带宽的情况下,其频带利用率η>80%,那么符号率S>6.4 MS/s。
另一个指标是频带利用率,建议在有效带宽内频带利用率大于7 bit·s-1·Hz-1,那么在8 MHz带宽内的物理层传输速率大于56 bit/s,16 MHz带宽内的物理层传输速率大于112 Mbit/s。
在频带资源利用率大于80%,频带利用率大于7 bit·s-1·Hz-1的情况下,其有效带宽、符号率、升余弦滚降系数以及物理层传输速率如表1所示。
3.3 低频EoC技术分析
目前低频EoC技术主要包括Home PNA和Home Plug两种技术,其工作频段主要在30 MHz以下。但是30 MHz以下是噪声较严重的区域,虽然两种技术采用了正交频分复用技术,在一定程度上抑制了噪声,但是数据业务的传输仍然会受到影响。
低频段的噪声主要由电缆分配系统的热噪声、光纤链路的噪声和外部入侵噪声组成。前者是系统内部的主要噪声,后者则为外部的噪声。系统内部的热噪声应包括两部分,即无源器件的噪声和有源器件的噪声。无源器件的噪声主要是基础热噪声,与器件的工作温度和带宽成正比,而与所传输的信号无关。有源器件内部产生的噪声,不仅有基础热噪声,还包括晶体管等所产生的散弹噪声、分配噪声及闪烁噪声等。若在光节点后构成无源的同轴电缆分配系统,则热噪声对信道的噪声几乎可以忽略。光纤链路的噪声包括光发射机和光接收机中的激光器产生的噪声及光纤中的光二次反射引起的干涉强度噪声,其主要表征为量子噪声。
从对电缆系统的入侵途径分析,入侵噪声大致可分为窄带干扰和脉冲干扰两类。窄带干扰是在上行频带内分配给各种无线电业务的频率对上行信道所形成的干扰,其干扰强度一般在10~60 d BμV。脉冲干扰是指用户端周围的工业电器和家用电器所形成的宽带干扰,其频谱能量主要集中在5~20 MHz,电平在70~90 dBμV[5]。由于低频噪声的影响,使得低频Eo C技术在传输内容时会造成丢包率增加、时延或者抖动增加。
目前各地的有线电视网络结构层次不齐,在接入网中的线路长度有一定的差异,从而造成链路的损耗也有一定的差异。对于线路质量较好的网络,链路损耗较低,局端设备不需要太高的发射电平,如果发射电平太高,则会受到干扰。如果局端设备电平降低,以适应链路损耗低的用户,则链路损耗高的用户可能会造成网络掉线,甚至上不了网。并且随着因特网接入、IPTV及高清电视的发展,视频需求越来越大,对于带宽的需求也逐渐增加。但是低频EoC技术的带宽是有限的,即使采用256QAM或者1 024QAM,也较难完全满足将来的带宽需求,所以扩展性能不好。
不过低频EoC也有一些优点,如由于频率低,链路损耗小,理论上可以覆盖较广的距离。根据白皮书可知,EoC局端设备最大发射电平不超过120 dBμV,终端设备接收电平为40~100 dBμV[2]。假设发射端电平为110 dBμV,终端设备接收电平为50 dBμV,则链路衰减为60 dBμV。光节点之后的无源分配网络主要是分支分配器和电缆的衰减,在低频段分支分配器部分的衰减大概在30 dBμV,那么电缆的衰减在30 dBμV左右,如果使用75-7的电缆,按照100 m衰减3 dB计算,大概能够传输1 000 m左右,再加上噪声的影响,也能够传输600 m左右。
3.4 高频EoC技术分析
目前高频EoC技术包括MoCA技术、HiNOC技术和降频WiFi技术,其工作频段都集中在860 MHz以上。高频EoC技术避免了低频EoC的噪声影响,但是由于有线电视系统的工作频段位于5~860 MHz,如果超出860 MHz,同样会存在其他的一些问题。
首先,无论是放大器,还是分支器分配器的工作性能会劣化。如果频率达到1 GHz以上,其性能甚至无法保证。有关部门数据测试表明,不同厂家的分支分配器在1.2 GHz和1 GHz时相差约2 dB,1.5 GHz和1 GHz相比各个厂家差别较大,有的相差5 dB,有的甚至相差10 dB以上。
其次,高频EoC技术在应用到接入网中时,虽然没有低频EoC的噪声影响,但是在高频同样有些频段被占用,例如我国GSM制式手机占用的频段为900 MHz,其上行频段为890~915 MHz,下行频段为935~960 MHz。由于高频段电缆和分支分配器的屏蔽性能下降,并且高频噪声更容易渗透,再加上手机基站的发射功率如果很大,就会对接入网的电缆造成干扰。
高频EoC由于频率高,还会造成网络的覆盖范围下降。由于电缆的衰减和频率的平方根成正比,所以电缆在高频段(860 MHz以上)的衰减是低频(65 MHz以下)的4倍左右。按照链路衰减60 dBμV计算,电缆部分的衰减在30 dBμV左右,则采用75-7的电缆(100 m衰减14 dB),能够传输200 m左右。
4 小结
分析了EoC接入技术,分别对低频EoC和高频EoC技术在有线电视接入网中可能会出现的一些问题进行了分析和总结,为各地网络公司在使用EoC技术时提供了借鉴。现阶段的EoC技术还是一种比较经济、合适的接入手段,在NGB的建设过程中的会发挥重要的作用。
参考文献
[1]田明,许如钢,顾士平,等.用自组织多频EoC实现下一代广电网络[J].电视技术,2010,34(2):106-108.
[2]国家广播电影电视总局科技司.面向下一代广播电视网(NGB)电缆接入技术(EoC)需求白皮书[EB/OL].[2010-02-01].http://wenku.baidu.com/view/23cccaf9aef8941ea76e05cf.html.
[3]罗会林,范黎明.EoC技术的现状和展望[J].有线电视技术,2009(6):54-56.
[4]高翔.EoC在广电网络中的应用探讨[J].广播与电视技术,2009(10):85-87.
NGB接入网 篇5
在中国国际展览中心3号馆, CCBN2011展览会3504展位上瑞斯康达科技发展股份有限公司 (以下简称:瑞斯康达) 市场部副经理章文波接受《广播与电视技术》的采访。
《广播与电视技术》:瑞斯康达公司是接入网和综合接入解决方案领域的领军企业, 请您简要介绍一下公司的技术背景, 以及目前在广电市场的发展情况?
章文波:我们瑞斯康达始终遵从“综合接入, 全面网管”的技术理念, 以提升客户价值为核心进行了技术、产品、解决方案及网络管理的持续创新, 瑞斯康达产品从最早的光纤收发器, 发展到四大系列解决方案, 包括:智能分组解决方案、综合接入解决方案、光传输解决方案、综合网管系统, 以及i PN、EPON、Eo C、MSAP、MSTP终端、协议转换器、光纤收发器、视频光端机等20多条产品线, 为帮助客户实现商业成功提供了更多选择。
瑞斯康达与广电已有十多年的合作历史, 伴随着国家三网融合的推进, 正在进一步扩大广电市场的投入力度。公司希望用更大的人力、物力和财力为广电网络建设和运营服务。
《广播与电视技术》:给我们印象深刻的是今年公司展台横幅上“创新源于客户价值——NGB智慧接入”的鲜明口号, 请您解释一下其中的含义。
章文波:“创新源于客户价值”是我们公司市场发展所秉承的理念。瑞斯康达聚焦客户业务和需求, 满足差异化接入需求, 以专业的服务和解决方案持续帮助客户创造价值。“NGB智慧接入”中的智慧体现着瑞斯康达对网络接入独到的理解。我们为广电运营商提供的NGB接入是智慧的, 是高品质的网络设备和系统;是可管可控, 易于维护的网络;是可以面向未来的网络升级和业务需求不断增加并可以持续演进的NGB网络。其次, 我们希望广电运营商对NGB网络接入建设以及三网融合的发展要站在智慧的高度、全局的高度, 用科学和可持续发展的理念来完成网络的革新。避免在网络改造过程中出现为了接入而接入, 网络规模的扩张只是为达到覆盖率的情况发生。所以在今天的展会上, 我们以“NGB智慧接入”这一理念与大家分享。
《广播与电视技术》:瑞斯康达公司在今年CCBN展会上展示了哪几个方面的解决方案及产品?
章文波:瑞斯康达以“NGB智慧接入——创新源于客户价值”为主题, 用EPON、Eo C、LAN三大技术产品线实现在三网融合的背景下, 不同的业务需求、应用场景及网络资源状况下的各种解决方案。其中, PON+LAN方案与PON+Eo C方案是针对广电网络的结构与内容承载的特殊性, 在原有的基础上进行订制开发而成, 在广电建设NGB方面具备多重优势。
根据广电网络开展数字广播电视、数字互动电视及其数据业务的需要, 在订制开发的PON+LAN方案中, 无需对原有HFC网络进行升级改造, 以低廉的建设成本, 成熟的技术来提供高带宽接入, 实现100M到桌面。广播型数字电视业务媒体流通过该PON网络承载, 最终传送到用户, 不存在射频信号的干扰。充分满足现有及未来多种业务对网络的要求, 从而实现强大的承载能力。PON+EoC方案则具备功能突出, 实用性强、避免穿墙打孔、环路检测、向下兼容, 平滑演进、免维护、易安装、产品丰富等优势。
除上述方案以外, 站台上还展示了反向供电、EPON系列产品OLT、EPON系列产品ONU、Eo C系列产品、专线业务综合接入等针对现阶段广电网络进行改造的各种解决方案。
《广播与电视技术》:目前国家正在加快推进三网融合, 请您详细介绍一下瑞斯康达公司在三网融合形势下提出了怎样的发展思路?
章文波:国家目前正在推进三网融合, 无论是广电、电信还是移动运营商, 都在介入这个业务领域。目地要打破行业间的壁垒, 并让大众享受到信息化带来的好处。但在实际的三网融合推进过程中, 发现广电在网络接入领域, 还处于被动的地位。回首以前, 广电在网络的布网、改造过程中, 困难多、资金少。但目前国家给予了广电优惠政策。这就要求广电领域从行业和产业两个层面, 踏踏实实的做事, 将基础夯实, 将被动变为主动。
因为只有用户的感受与体验才是最终衡量网络好坏的标准。所以, 瑞斯康达在三网融合领域的思想和解决方案是站在一个更高的认识层次上推出来的, 我们不仅仅要求某个产品去迎合市场上某一个方面的需求, 而是在满足整体行业发展需求的前提下, 提出整体的系统和解决方案, 并且在系统解决方案和服务的品质上坚持品质第一的严格要求。我们重视的不仅仅是客户的运营需求, 而且还在考虑网络的用户——广大的网络用户的实际使用体验和感受。
瑞斯康达希望通过高品质、高效实用的技术与服务赢得市场, 并在广电市场的培养与开拓中, 让运营商充分了解和体会公司的前瞻性思路和技术。帮助运营商在三网融合的发展和推进过程中, 梳理网络技术更新、改造的思路,
《广播与电视技术》:瑞斯康达公司有多年的技术研发和市场服务经验, 拥有完整的产品及解决方案体系。请问公司是如何把握广电领域的市场需求, 并与网络运营商紧密配合、实现共赢的?
章文波:瑞斯康达始终坚持以客户需求驱动研发流程, 围绕提升客户价值进行、产品、解决方案的持续创新。公司每年用于研发的投入均不低于销售收入的10%。公司在研发领域建立了集成产品开发流程, 从各个层面提升了对客户需求的理解, 为帮助客户成功奠定了坚实的基础。基于对网络接入的深刻了解, 瑞斯康达应邀参与了多个运营商、中国通信标准化协会以及电力行业等通信技术标准的制订工作。
瑞斯康达公司在全国27个省、市、自治区建立了本地化服务机构, 建立了三级服务响应机制, 为当地客户提供7×24小时客户服务。并在北京、深圳两地分别建有生产制造基地, 采用简单、高效和以客户为中心的管理模式, 为市场提供强有力的支持。