喻 勝，成曉雄

（UT斯達(dá)康通訊有限公司 寬帶接入產(chǎn)品線，浙江 杭州 310051）

1 背景介紹

廣電運(yùn)營商要實(shí)現(xiàn)自身的業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)，關(guān)鍵在于如何在所擁有的廣大有線電視群體用戶的基礎(chǔ)上拓展新的業(yè)務(wù)。發(fā)展業(yè)務(wù)的前提和基礎(chǔ)是對現(xiàn)有的廣電網(wǎng)絡(luò)通過選擇合適的接入網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的雙向改造，為互動(dòng)電視，IP話音以及未來的大客戶專線等高附加值業(yè)務(wù)的開展提供可靠的網(wǎng)絡(luò)支撐。多業(yè)務(wù)發(fā)展是目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)雙向改造是基礎(chǔ)?！皟?nèi)容的運(yùn)營+帶寬的運(yùn)營”是廣電運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的必由之路，如圖1所示。

與電信等運(yùn)營商不同的是，適合廣電的三網(wǎng)合一建設(shè)思路是：首先，以單向業(yè)務(wù)創(chuàng)新為重點(diǎn)，同時(shí)積極推進(jìn)雙向交互業(yè)務(wù)應(yīng)用；然后，規(guī)模推進(jìn)VOD、互動(dòng)電視、電子商務(wù)業(yè)務(wù)，試點(diǎn)VoIP；最后，全面整合各項(xiàng)業(yè)務(wù)，重點(diǎn)發(fā)展付費(fèi)電視、VOD、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)游戲、VoIP、高清電視等。

因此，廣電的業(yè)務(wù)平臺(tái)發(fā)展需要以視頻業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，通過接入網(wǎng)絡(luò)的雙向化改造，逐步從視頻SinglePlay走向視頻+數(shù)據(jù)的Bi-Play，最終實(shí)現(xiàn)下一代廣播電視網(wǎng)絡(luò)（NGB）規(guī)劃的Multiplay全業(yè)務(wù)運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)客戶價(jià)值的最大化[1]。廣電未來的寬帶雙向接入網(wǎng)絡(luò)需要滿足Multiplay的全業(yè)務(wù)承載需求，包括雙向視頻業(yè)務(wù)、基于標(biāo)清和高清的IP VOD業(yè)務(wù)、基于Cable的寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)（Cable BB）、基于Cable的VoIP業(yè)務(wù)（Cable VoIP）、P2P業(yè)務(wù)等，在帶寬能力和電信級(jí)QoS接入能力等方面都需要滿足NGB的相關(guān)要求。

經(jīng)過數(shù)年的努力，中國廣電行業(yè)的數(shù)字化演進(jìn)和雙向化改造取得了顯著的進(jìn)展。據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威研究公司格蘭研究統(tǒng)計(jì)：截至2012年2月底，中國有線數(shù)字電視用戶達(dá)到11 588.5萬戶，有線數(shù)字化程度約為57.51%（有線電視用戶基數(shù)為20 152萬戶,數(shù)據(jù)來源于國家廣電總局）。據(jù)保守預(yù)測，到2012年底，全國廣電的覆蓋用戶和滲透用戶將分別達(dá)到8 000萬戶和2 000萬戶。由此不難判斷，隨著三網(wǎng)融合的逐步推進(jìn)，廣電網(wǎng)絡(luò)正在以視頻業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)向多業(yè)務(wù)經(jīng)營發(fā)展，廣電運(yùn)營商當(dāng)前正處于從Double Play到Triple Play乃至Multiplay演進(jìn)的的關(guān)鍵階段。針對這一發(fā)展趨勢，作為廣電網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)融合雙向化演進(jìn)的關(guān)鍵的廣電同軸接入網(wǎng)技術(shù)也需要相應(yīng)的向下一代同軸接入技術(shù)演進(jìn)，以滿足Multiplay階段SD/HD IP VOD，VOIP，Media Video，P2P等大帶寬、高等級(jí)業(yè)務(wù)的傳輸承載需求。

2 廣電下一代同軸接入技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵問題

2.1 N+X問題

在廣電接入網(wǎng)的雙向化演進(jìn)過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過關(guān)于N+X問題的一些爭論，爭論的主要焦點(diǎn)包括：光進(jìn)銅退是廣電必然的趨勢嗎？光進(jìn)銅退發(fā)展到FTTH網(wǎng)絡(luò)之后還需要同軸接入段嗎？光進(jìn)到哪里競爭優(yōu)勢最大、同軸在哪一段發(fā)揮優(yōu)勢最大？關(guān)于這些問題需要結(jié)合中國廣電網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和用戶的實(shí)際需求來分析。

首先，光進(jìn)銅退是中國廣電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。2007年7月，國家廣播電影電視總局科技司發(fā)布了《有線電視雙向化改造指導(dǎo)意見》，明確定義了中國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的任務(wù)目標(biāo)之一是通過光進(jìn)銅退的演進(jìn)使得廣電有線接入網(wǎng)適應(yīng)FTTx的演進(jìn)路線，以實(shí)現(xiàn)Multiplay的全業(yè)務(wù)接入[2]。此后，在中國廣電的NGB建設(shè)總體規(guī)劃中，更進(jìn)一步明確提出了廣電光進(jìn)銅退的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)隨HFC網(wǎng)絡(luò)同步光進(jìn)銅退后FTTB光纖到樓棟，HFC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)小光站覆蓋50戶用戶的具體目標(biāo)[3]。這一目標(biāo)的提出是合理的：其一，在當(dāng)前“光進(jìn)銅退”的大趨勢下，廣電HFC網(wǎng)絡(luò)采用光進(jìn)銅退方案，能夠在接入層光網(wǎng)絡(luò)部分充分與采用相同樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膞PON技術(shù)結(jié)合起來，從而節(jié)省主干光纖，提供對稱高帶寬，在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)框架下解決廣電HFC網(wǎng)絡(luò)中光部分雙向改造中的所有難題。其二，光進(jìn)銅退到樓道之后，HFC網(wǎng)絡(luò)通過同軸不出樓的方式能夠去除原有線同軸網(wǎng)中的有源電放大器，從而大大改進(jìn)同軸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，減小維護(hù)難度。

其次，與歐美國家不同，中國的有線網(wǎng)絡(luò)具有用戶密集分布的特征，因此為實(shí)現(xiàn)光纖和同軸段分別發(fā)揮最大優(yōu)勢，采用N+0方式將光纖部署到原HFC網(wǎng)絡(luò)的最后一個(gè)放大器甚至樓道中，綜合性能價(jià)格比最高。

最后，應(yīng)該指出的是，受到各種實(shí)際條件的限制，國內(nèi)廣電在較長的時(shí)間內(nèi)不具備規(guī)模部署FTTH網(wǎng)絡(luò)的能力。因此，雖然中國廣電的光進(jìn)銅退是總體趨勢，但是同軸線仍有很長的生命周期，中間節(jié)點(diǎn)設(shè)備是必不可少的。與此對應(yīng)的是，國內(nèi)其他電信運(yùn)營商的FTTH部署過于迅速，廣電在此競爭階段如果沒有一種面向未來的下一代同軸接入技術(shù)將是十分不利的。為與FTTH進(jìn)程已經(jīng)走在前面的電信運(yùn)營商競爭而利用或改造現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)，通過創(chuàng)新挖掘HFC的潛力以面對未來業(yè)務(wù)需求，將是國內(nèi)廣電長期需要面對的問題。

2.2 帶寬需求

如圖2所示，與電信運(yùn)營商的電話雙絞線相比，廣電同軸電纜的可利用頻率資源可以高達(dá)3 000 MHz以上，因此理論上廣電的同軸接入網(wǎng)傳輸速率是可以達(dá)到10 Gbit/s級(jí)別的。

那么，廣電同軸接入網(wǎng)的傳輸速率應(yīng)該如何選擇呢？即廣電N+0方案中的同軸段匯聚的帶寬應(yīng)選擇100 Mbit/s，N×100 Mbit/s，1 Gbit/s，還是 10 Gbit/s呢？回答這個(gè)問題需要從實(shí)際的業(yè)務(wù)承載需求來進(jìn)行具體分析。

如前所述，面向三網(wǎng)融合全業(yè)務(wù)運(yùn)營的廣電接入網(wǎng)需要滿足未來Multiplay階段的多種業(yè)務(wù)IP化接入的需求。各種業(yè)務(wù)的典型帶寬需求如圖3所示。

在近期，典型的廣電接入網(wǎng)是FTTC模式，光節(jié)點(diǎn)典型覆蓋200戶左右。按照每戶1路4 Mbit/s的寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，1路100 kbit/s的VOD業(yè)務(wù)，1路2 Mbit/s的視頻通信業(yè)務(wù)，1路2 Mbit/s的標(biāo)清IP OTT業(yè)務(wù)和1路8 Mbit/s的高清IP VOD業(yè)務(wù)來計(jì)算，考慮一定的用戶滲透率和并發(fā)率，則戶均帶寬為4 Mbit/s，戶動(dòng)態(tài)突發(fā)帶寬約為16 Mbit/s。在光節(jié)點(diǎn)處需要匯聚的總帶寬為4 Mbit/s×200=800 Mbit/s左右。類似地，可以分析得出未來遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)滲透率提高之后的總匯聚帶寬需求為1 Gbit/s左右?？倕R聚帶寬沒有本質(zhì)變化的原因是，雖然每戶的入戶帶寬隨著新業(yè)務(wù)滲透而提高到30 Mbit/s左右（廣電總局NGB總體設(shè)計(jì)目標(biāo)中提出的相應(yīng)需求是40 Mbit/s），但是未來光進(jìn)銅退之后每光節(jié)點(diǎn)覆蓋的用戶數(shù)也會(huì)相應(yīng)下降到50戶以內(nèi)。

因此，NGB提出的百兆入戶、千兆到樓的目標(biāo)是有現(xiàn)實(shí)依據(jù)的。能夠與電信FTTH競爭的下一代同軸接入網(wǎng)的目標(biāo)帶寬應(yīng)達(dá)到同軸匯聚1 Gbit/s的雙向接入速率需求。應(yīng)該看到，廣電同軸網(wǎng)絡(luò)上的頻率資源是各種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)共享的。同軸接入端支持到1 Gbit/s的雙向接入速率是最合適的。其他頻段可以留給廣播和單向數(shù)據(jù)傳播等。

2.3 參數(shù)化的QoS需求

與廣電傳統(tǒng)的視頻業(yè)務(wù)甚至傳統(tǒng)的雙向VOD回傳和寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)相比，在Multiplay充分發(fā)展的階段，廣電接入網(wǎng)需要承載更為豐富的業(yè)務(wù)類型。這些業(yè)務(wù)的一個(gè)共同發(fā)展趨勢是IP化（分組化），各種業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)絡(luò)典型的性能要求如圖4所示。

因此，從面向未來的Multiplay全業(yè)務(wù)接入的角度，廣電的下一代雙向接入網(wǎng)應(yīng)該具備可提供區(qū)分服務(wù)的電信級(jí)業(yè)務(wù)承載能力。主要表現(xiàn)在：

1）參數(shù)化QoS能力。對不同業(yè)務(wù)能夠提供不同的服務(wù)能力，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)能夠保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)等傳輸參數(shù)需求。

2）高效靈活的帶寬利用能力。ALL IP或Everything over IP之所以成為業(yè)界的一個(gè)統(tǒng)一發(fā)展趨勢，其原因之一正是通過分組化的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)和業(yè)務(wù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)靈活的帶寬收斂和統(tǒng)計(jì)復(fù)用能力，有效應(yīng)對用戶端帶寬的日益增長。

3 向下一代同軸接入網(wǎng)演進(jìn)

圖5給出了廣電接入網(wǎng)可能的主要技術(shù)演進(jìn)路線。與廣電總局NGB推薦的兩類主要的廣電雙向接入網(wǎng)技術(shù)EPON+EoC和CMTS方案相對應(yīng)，總體而言，廣電接入網(wǎng)可以經(jīng)由xPON，EoC和CMTS三類技術(shù)路線演進(jìn)。其中xPON的FTTN/C到FTTH演進(jìn)方式與電信運(yùn)營商類似，以下主要討論與廣電同軸接入相關(guān)的EoC技術(shù)和基于DoCSIS的下一代同軸接入技術(shù)。

當(dāng)前關(guān)于同軸接入的廣電下一代接入網(wǎng)技術(shù)的討論比較多，可能的選擇包括IEEE P1901，HiNOC，DoCSIS EoC，DPoE，EPoC等。其中在當(dāng)前階段產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)成熟且適合中國廣電建設(shè)需求的主要可用方案是IEEE P1901和DoCSIS EoC，而尚處于前期論證階段的EPoC方案則有可能代表未來的融合發(fā)展方向。例如，如果標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展順利，中國的HiNOC未來也有可能并入EPoC架構(gòu)中成為最終NG EoC EPoC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一部分。從遠(yuǎn)期看，EPON和EoC的進(jìn)一步融合是一個(gè)總體發(fā)展趨勢。采用基于EPON的EPON To The Home（ETTH）演進(jìn)的EP-oC方案正在被IEEE 802.3工作組批準(zhǔn)成立相關(guān)研究組，以探索采用電信級(jí)的EPON MAC層、能夠與同軸接入技術(shù)端到端融合的遠(yuǎn)景目標(biāo)。EPoC架構(gòu)的特點(diǎn)是把部分或全部光分路器轉(zhuǎn)換為同軸介質(zhì)入戶，OLT側(cè)則可以放入DoCSIS適配層（DML），把基于DoCSIS建立的OSS，BSS，OAM體系移植到PON，在CMC側(cè)則單純進(jìn)行物理介質(zhì)轉(zhuǎn)換，從而使得光纖和同軸融為一體，由OLT直接管理CNU。EPoC技術(shù)目前討論的重心在于具體的Cable PHY技術(shù)。EPoC的提出體現(xiàn)了國際標(biāo)準(zhǔn)向中國的靠攏，而中國的EoC也在向PON靠攏、向DoCSIS靠攏。

3.1 下一代EoC技術(shù)IEEE P1901和HiNOC

經(jīng)過長期的技術(shù)論證和綜合分析，廣電總局推薦的高低頻EoC技術(shù)分別是中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HiNOC技術(shù)和Homeplug AV技術(shù)。經(jīng)過多年的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，基于Homeplug方案的廣電EoC建設(shè)實(shí)際部署占到所有EoC方案的74%，已經(jīng)成為事實(shí)上的低頻EoC建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。而高頻的HiNOC技術(shù)采用了860～1 006 MHz的頻段，預(yù)計(jì)在2012年內(nèi)帶為100 Mbit/s的HiNOC1.0能夠完成工程化版本；而帶寬達(dá)到1 Gbit/s的HiNOC2.0也已經(jīng)成立了相關(guān)的技術(shù)專家委員會(huì)，有望在未來一年內(nèi)完成試驗(yàn)樣機(jī)。相信隨著HiNOC技術(shù)和方案的成熟，未來廣電高頻EoC解決方案會(huì)最終統(tǒng)一到HiNOC路線上來。

基于Homeplug AV技術(shù)體系的低頻EoC技術(shù)正在向IEEE P1901發(fā)展，以更好地滿足帶寬、高并發(fā)能力和電信級(jí)全業(yè)務(wù)接入的三網(wǎng)融合接入需求。IEEE P1901統(tǒng)一了Homeplug Powerline聯(lián)盟、HDPLC、UPA及Opera等標(biāo)準(zhǔn)廠家的技術(shù)分歧，并于2011年2月推出了正式的IEEE P1901標(biāo)準(zhǔn)定稿。目前已有多家上游芯片廠商推出或正在推出符合IEEE P1901標(biāo)準(zhǔn)的SoC系統(tǒng)。

與Homeplug AV相比，IEEE P1901技術(shù)吸收了Homeplug的技術(shù)特點(diǎn)，繼承了其優(yōu)越的低頻抗干擾能力，同時(shí)在以下方面有本質(zhì)的提升：

1）頻段擴(kuò)展。IEEE P1901定義的工作頻率小于100 MHz，考慮到與CATV系統(tǒng)的共存，實(shí)際芯片工作能力可擴(kuò)展到68 MHz。

2）后向兼容。IEEE P1901 FFT OFDM在物理層與Homeplug AV兼容；同時(shí)IEEE P1901的工作頻段可以劃分為3個(gè)子頻段，且7.5～30 MHz的部分與傳統(tǒng)的Homeplug AV兼容，因此基于IEEE P1901的EoC系統(tǒng)能夠與已經(jīng)部署的Homeplug AV EoC互操作和共存，從Homeplug AV到IEEE P1901系統(tǒng)的演進(jìn)將是平滑的。

3）強(qiáng)化QoS能力。IEEE P1901定義了完善的MAC機(jī)制，能夠支持TDMA模式，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA），因此能夠?qū)崿F(xiàn)對高等級(jí)業(yè)務(wù)的可靠支持。

4）高帶寬能力。IEEE P1901通過擴(kuò)展通信頻段，提供增強(qiáng)的QAM調(diào)制方式，提升了FEC編碼效率等方式，將物理層帶寬提升到700 Mbit/s，MAC層帶寬提升到350 Mbit/s，是Homeplug AV帶寬能力的3倍，這就為未來滿足廣電IP化視頻業(yè)務(wù)等高帶寬業(yè)務(wù)的部署提供了技術(shù)保障。

因此，在技術(shù)選擇時(shí)，從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)商用時(shí)間、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、產(chǎn)品的互操作性等方面考慮，IEEE P1901都是低頻EoC方案的一個(gè)合理的后續(xù)技術(shù)演進(jìn)方向。

3.2 下一代CMTS技術(shù)DoCSIS EoC/C-DOCSIS

DoCSIS EoC是指局端采用EPON OLT，遠(yuǎn)端采用ONU+DoCSIS頭端設(shè)備，用戶端沿用DoCSIS的Cable Modem的廣電EPON+DoCSIS解決方案，業(yè)內(nèi)也稱之為C-CMTS，CMC，C-DOCSIS，DoCSIS MDU 或 mini CMTS等。DoCSIS EoC技術(shù)通過融合EPON和CMTS技術(shù)的優(yōu)勢，具備以下特點(diǎn)：

1）基于DoCSIS的CMTS在中國廣電現(xiàn)網(wǎng)有實(shí)際部署的場景下，采用EPON+DoCSIS組合能有效保護(hù)廣電運(yùn)營商的投資。

2）遠(yuǎn)端采用了ONU+DoCSIS頭端設(shè)備，使得原先的CMTS設(shè)備下移，節(jié)省了上行光纖資源。通過免除上行光發(fā)射機(jī)，減低了接入網(wǎng)的復(fù)雜度、節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)投資。

3）更高的抗噪聲能力。通過先進(jìn)的侵入噪聲和線路噪聲減輕技術(shù)能夠在現(xiàn)有CMTS產(chǎn)品技術(shù)的基礎(chǔ)上大大提高DoCSIS EoC系統(tǒng)同軸部分的抗噪聲能力，由此也實(shí)現(xiàn)了最大限度地利用反向帶寬，提供可靠高速的業(yè)務(wù)接入能力。

4）高帶寬。與現(xiàn)有CMTS技術(shù)相比，DoCSIS EoC解決方案的同軸傳輸部分上下行通路可以分別通過支持先進(jìn)的256QAM和1 024QAM模式使得反向通路速率提高33%，下行速率提高25%。同時(shí)，CMTS的上下行通路頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)了全雙工并發(fā)，下行達(dá)到800 Mbit/s，上行160 Mbit/s。這樣，用戶接入帶寬有了質(zhì)的突破，用戶接入帶寬可以承諾提供30 Mbit/s。

5）局端的EPON OLT，具有大容量、高帶寬、分層QoS、組播等業(yè)務(wù)功能，解決了CMTS設(shè)備的端口、速率等容量相對較低的業(yè)務(wù)發(fā)展瓶頸。

6）遠(yuǎn)端光節(jié)點(diǎn)上ONU+DoCSIS頭端設(shè)備，具有1 Gbit/s及以上的帶寬、分層QoS、組播等業(yè)務(wù)能力，為廣電運(yùn)營商發(fā)展業(yè)務(wù)提供了有效保證。

7）支持參數(shù)化的電信級(jí)多業(yè)務(wù)QoS：采用DoCSIS的QoS機(jī)制，CMC根據(jù)每個(gè)客戶或業(yè)務(wù)對上行和下行方向的延遲，最小帶寬保證和最大帶寬進(jìn)行限制。

4 結(jié)束語

從接入網(wǎng)建設(shè)的角度，三網(wǎng)融合的核心是Multiplay全業(yè)務(wù)的高效靈活接入。面對NGB的全業(yè)務(wù)承載需求，廣電運(yùn)營商需要及時(shí)將下一代同軸接入網(wǎng)建設(shè)問題提上議事日程。與當(dāng)前階段主要考慮互動(dòng)信令回傳和寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)不同，下一代同軸接入技術(shù)需要解決高達(dá)1 Gbit/s級(jí)別的同軸匯聚帶寬和多業(yè)務(wù)有QoS保障的接入承載問題，以滿足未來NGB百兆入戶的全業(yè)務(wù)承載需求。廣電同軸接入網(wǎng)正在與PON技術(shù)融合，EPoC是一個(gè)可能的未來發(fā)展方向。就當(dāng)前的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)而言，能夠滿足廣電三網(wǎng)融合大容量和高QoS等級(jí)業(yè)務(wù)承載建設(shè)需求的成熟方案是IEEE P1901 EoC和DoCSIS EoC方案。

[1]國家廣播電影電視總局科技司.有線電視雙向化接入網(wǎng)改造指導(dǎo)意見[S].2007.

[2]國家廣播電影電視總局科技司.下一代廣播電視網(wǎng)（NGB）示范區(qū)總體實(shí)施方案[S].2009.

[3]國家廣播電影電視總局科技司.有線電視網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)融合試點(diǎn)總體技術(shù)要求和框架[S].2010.