郭冰松

（廣州珠江數(shù)碼集團(tuán)有限公司 工程建設(shè)中心，廣東 廣州 510010）

目前，廣州珠江數(shù)碼的HFC網(wǎng)絡(luò)都是采用CMTS的方式覆蓋并進(jìn)行雙向改造。但在網(wǎng)絡(luò)改造中，一些陳舊的城中村有線電視網(wǎng)絡(luò)往往環(huán)境復(fù)雜，若用傳統(tǒng)的CMTS方式進(jìn)行改造，勢(shì)必要進(jìn)行全網(wǎng)絡(luò)改造，投入與產(chǎn)出差距較大，且改造起來(lái)十分費(fèi)時(shí)費(fèi)勁[1-3]。但這些區(qū)域的用戶對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求非常集中，商業(yè)潛力不可低估。因此，為了滿足市場(chǎng)需求，快速完成雙向網(wǎng)絡(luò)覆蓋，改造后的網(wǎng)絡(luò)支持戶均接入帶寬20 Mbit/s的高帶寬業(yè)務(wù)，嘗試采用HFC+EPON+LAN的組網(wǎng)方式來(lái)完成雙向網(wǎng)改。

1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)需求

瑞寶村是這次網(wǎng)絡(luò)改造的試點(diǎn)。瑞寶村原使用單向光站和樓放，接入網(wǎng)較為陳舊，但可滿足傳統(tǒng)數(shù)字電視需求。分前端機(jī)房到光站有2芯光纜，1芯在用，1芯備用。光站覆蓋約800戶，共16個(gè)樓放，每個(gè)樓放覆蓋最多50戶。用戶較為集中，用戶終端到樓放不超過(guò)100 m。改造前瑞寶村網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1。

圖1 改造前瑞寶村網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

業(yè)務(wù)需求分析：此次網(wǎng)絡(luò)改造必須滿足現(xiàn)有和未來(lái)業(yè)務(wù)的需要，目前珠江數(shù)碼共有3類主營(yíng)業(yè)務(wù)，包括DVB數(shù)字電視、寬帶以及互動(dòng)電視。DVB數(shù)字電視可利用原有HFC網(wǎng)傳輸，網(wǎng)絡(luò)改造主要針對(duì)寬帶和互動(dòng)電視業(yè)務(wù)。根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展需要，每戶寬帶接入帶寬最高10 Mbit/s；互動(dòng)電視采用微軟Mediaroom平臺(tái)方案，現(xiàn)有1080 i高清點(diǎn)播、高清直播等電視節(jié)目，每戶需要帶寬約10 Mbit/s，改造后的網(wǎng)絡(luò)需滿足兩種業(yè)務(wù)同時(shí)開展，即每戶接入帶寬20 Mbit/s。按照光機(jī)覆蓋800戶，最終寬帶接入率30%，每戶帶寬10 Mbit/s，在線率70%，并發(fā)率20%計(jì)算，寬帶業(yè)務(wù)下行需要的總帶寬為336 Mbit/s。互動(dòng)電視業(yè)務(wù)最終接入率15%，每戶帶寬10 Mbit/s，在線率50%，并發(fā)率100%，下行需要帶寬為600 Mbit/s，總業(yè)務(wù)下行帶寬需要936 Mbit/s。上行以寬帶為主，按照每戶1 Mbit/s帶寬，需要上行總帶寬33.6 Mbit/s。

2 EPON+LAN網(wǎng)改方案

2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

從前端到光機(jī)的距離大約是10 km，使用原備用纖芯。OLT采用20 km的GEPON口，輸出光功約4 dBm，ODN部分選用分路1∶16，光衰減約13.5 dB，按照1310 nm每公里連直熔點(diǎn)衰減約0.4 dB/km，法蘭頭衰減0.5 dB/個(gè)，鏈路總衰減約為20 dB。ONU接收靈敏度最少約-24 dBm，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)預(yù)留了光功率變化±4 dB的裕量。為了節(jié)約成本、充分利用資源，接入網(wǎng)按需布放，開通業(yè)務(wù)的用戶使用超5類線接入。

2.2 EPON+LAN改造后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)改造后，ODN+LAN和原來(lái)HFC網(wǎng)絡(luò)并行。在原光站附近安裝室外光纖配線箱，箱內(nèi)采用1∶16光分路器，在原樓放附近安裝ONU綜合接入箱及ONU共16臺(tái)。光纖配線箱到ONU綜合接入箱采用2芯光纜連接，1芯使用，1芯備用。接入網(wǎng)使用室外超5類線按需拉放。網(wǎng)絡(luò)改造后如圖2所示。

圖2 改造后瑞寶村網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

2.3 用戶端配置

在EPON網(wǎng)絡(luò)上承載兩種業(yè)務(wù)，兩種業(yè)務(wù)既要同時(shí)傳送又要互不干擾。在OLT上把兩種業(yè)務(wù)分別劃分到兩個(gè)不同的VLAN，OLT的GEPON口和ONU的FE口均支持Hybrid端口能轉(zhuǎn)發(fā)不同VLAN的報(bào)文。當(dāng)有用戶報(bào)裝，需要在用戶終端安裝小型4口交換機(jī)，該交換機(jī)支持自定義VLAN，最終VLAN報(bào)文在小型交換機(jī)終結(jié)，交換機(jī)4個(gè)端口可分別對(duì)應(yīng)不同VLAN，開通多種業(yè)務(wù)。管理人員可以在ONU上分別對(duì)每用戶每種業(yè)務(wù)進(jìn)行2層QOS管理。

2.4 EPON+LAN改造完成后的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

EPON+LAN改造完成后網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下：1）網(wǎng)絡(luò)改造不影響原有網(wǎng)絡(luò)，不影響原有業(yè)務(wù)。2）無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有入侵噪聲，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。3）減少不同環(huán)節(jié)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。4）接入帶寬大，能滿足長(zhǎng)期業(yè)務(wù)需要。5）有源設(shè)備都支持SNMP協(xié)議，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量。6）接入網(wǎng)按需布放，能縮短建設(shè)周期和降低建設(shè)成本。

3 網(wǎng)絡(luò)改造投入對(duì)比

下面比較EPON+LAN網(wǎng)絡(luò)改造和基于DOCSIS 3.0 CMTS的HFC雙向改造的主要投入對(duì)比。投入對(duì)比分外線投入成本、前端設(shè)備投入成本、機(jī)房資源投入3部分。

3.1 外線投入成本對(duì)比

基于DOCSIS 3.0 CMTS的HFC雙向改造，外線部分需采取一次性全網(wǎng)改造，改造范圍從光站到入戶終端，改造內(nèi)容包括光站、主支干電纜、樓放、接入網(wǎng)電纜、分支分配等。

對(duì)于EPON+LAN改造，用戶接入網(wǎng)部分按需布放，覆蓋率對(duì)成本影響比較大。而HFC網(wǎng)絡(luò)改造，一次全網(wǎng)改造到位，但CABLE MODEM所占成本也相對(duì)比較高，為了準(zhǔn)確地比較EPON+LAN和DOCSIS 3.0 CMTS的改造成本，要把業(yè)務(wù)發(fā)展分為初期和后期。業(yè)務(wù)初期業(yè)務(wù)開通率5%，業(yè)務(wù)后期業(yè)務(wù)開通率30%，統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表1。

表1 外線投入成本對(duì)比

從表1中得出，在業(yè)務(wù)發(fā)展初期，EPON+LAN成本為54060.00元，DOCSIS 3.0成本成本為73263.20元，2種組網(wǎng)成本相差26.2%；在業(yè)務(wù)發(fā)展后期，EPON+LAN成本為93460元，DOCSIS 3.0成本為123263.2元，成本相差24.1%，變動(dòng)較少。因此，EPON+LAN方式外線投入成本較低。

3.2 前端設(shè)備投入成本對(duì)比

基于DOCSIS 3.0 CMTS下行每頻點(diǎn)帶寬約50 Mbit/s（8 MHz，256QAM），上行每頻點(diǎn)帶寬約為10 Mbit/s（3.2 MHz，16QAM）。上下行帶寬需求隨業(yè)務(wù)增加而增加，成本差異較大，因此也分為業(yè)務(wù)初期和業(yè)務(wù)后期2種情況進(jìn)行比較。CMTS上行和下行頻點(diǎn)用量如表2所示。

表2 上下行帶寬需求比較

而EPON+LAN改造方案內(nèi)線部分中，OLT采用高密度機(jī)箱式GEPON系統(tǒng)，最多支持下行GEPON口44個(gè)。每個(gè)GEPON口最多支持64個(gè)ONU接入。采用1個(gè)GE?PON可滿足800用戶到業(yè)務(wù)發(fā)展后期的使用。ONU選用1個(gè)GEPON口和16個(gè)全雙工FE接口。

設(shè)備投入成本見表3，在業(yè)務(wù)初期，EPON+LAN成本為15000.00元，DOCSIS 3.0成本為71000.00元；在業(yè)務(wù)后期，EPON+LAN成本為15000.00元，DOCSIS 3.0成本為222000.00元。EPON無(wú)論在業(yè)務(wù)初期還是業(yè)務(wù)后期，都比CMTS要便宜許多，帶寬越大，成本差距也越大，一次性投入1個(gè)GEPON口可解決業(yè)務(wù)發(fā)展初期到后期的過(guò)渡。而CMTS在業(yè)務(wù)發(fā)展初期投入較少，但隨著帶寬需求增大，所需要增加的下行和上行也成倍增加。因此，EP?ON+LAN方式前端設(shè)備投入成本較低。

表3 前端設(shè)備投入成本對(duì)比

3.3 機(jī)房資源投入對(duì)比

EPON+LAN改造對(duì)比于DOCSIS 3.0 CMTS改造的另一優(yōu)點(diǎn)在于使前端的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，減少了射頻系統(tǒng)部分建設(shè)，并且能減少設(shè)備占位及機(jī)房功耗，在目前倡議綠色環(huán)保的時(shí)代，機(jī)房功耗的降低以及機(jī)柜數(shù)量的減少，必定能減少機(jī)房的基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用，同時(shí)在機(jī)房選址定位方面也會(huì)更加靈活。

由于此次試點(diǎn)覆蓋用戶數(shù)較少，單就此進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果不具備代表性。因此，下面將業(yè)務(wù)模型按比例擴(kuò)大，基于CMTS方式組網(wǎng)。前端必要設(shè)備有光發(fā)射平臺(tái)、正向射頻分配平臺(tái)、光接收平臺(tái)、反向射頻混合平臺(tái)、回傳噪聲監(jiān)測(cè)平臺(tái)，5個(gè)平臺(tái)缺一不可。機(jī)房正向射頻系統(tǒng)采用2級(jí)分配結(jié)構(gòu)，回傳采用2級(jí)混合結(jié)構(gòu)，所有平臺(tái)都采用高密度模塊式設(shè)備。按照業(yè)務(wù)需求模型，在正向不變情況下，覆蓋120個(gè)光節(jié)點(diǎn)約48000用戶的互動(dòng)和寬帶業(yè)務(wù)大概需要4個(gè)滿配42U機(jī)柜。而采用EPON的方式，只需要60個(gè)GEPON口模塊，合共2臺(tái)機(jī)箱式OLT，合共1個(gè)機(jī)柜即可。另兩種方式下的設(shè)備功耗詳見表4。因此，無(wú)論在機(jī)房使用空間還是設(shè)備功耗方面，EPON+LAN方式均占優(yōu)。

表4 機(jī)房資源投入對(duì)比

因此，綜合上述3方面對(duì)比，EPON+LAN方式在各類投入方面有較大優(yōu)勢(shì)。

4 EPON+LAN組網(wǎng)的不足

EPON+LAN組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是明顯的，從成本上和帶寬上來(lái)看，都比使用DOCSIS 3.0的CMTS要更優(yōu)。但也要清楚的看到，EPON+LAN也有明顯的不足，在帶寬的擴(kuò)展方面，由于GEPON-ODN-ONU-LAN網(wǎng)絡(luò)是純分配的網(wǎng)絡(luò)，要繼續(xù)擴(kuò)展帶寬需要再增加GEPON口，這樣等于從GEPON-ODN-ONU再建立1個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)于光纖資源不足的地方顯得尤為突出。而對(duì)于CMTS組網(wǎng)來(lái)說(shuō)，增加頻點(diǎn)即可增加帶寬，特別是采用M-CMTS方式，使用EAGEQAM以后，CMTS下行成本能有效降低。

5 小結(jié)

EPON和DOCSIS 3.0 CMTS都是非常成熟的系統(tǒng)，技術(shù)上兩者各有優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)上也可互為補(bǔ)充。在今后高帶寬業(yè)務(wù)需求下，如何快速推進(jìn)業(yè)務(wù)，并降低業(yè)務(wù)成本，通過(guò)以上對(duì)建設(shè)成本和資源投入等方面的對(duì)比結(jié)果來(lái)看，應(yīng)針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，不同資源情況，從而選取合適的雙向網(wǎng)絡(luò)改造方式。

[1]徐力恒，李建華.融合EPON與DOCSIS的EoC技術(shù)與雙向網(wǎng)改方案[J].電視技術(shù)，2011，35（12）：4-6.

[2]余自強(qiáng).基于DOCSIS3.0的雙向HFC網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案[J].電視技術(shù)，2011，35（14）：35-36.

[3]李建華，凌俏峰，徐力恒.視頻點(diǎn)播在HFC CMTS網(wǎng)絡(luò)中的擁塞避免與控制策略[J].電視技術(shù)，2011，35（16）：53-56.