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        高帶寬需求下的HFC+EPON+LAN雙向網(wǎng)改實(shí)例

        2012-06-25 07:03:02郭冰松
        電視技術(shù) 2012年8期
        關(guān)鍵詞:接入網(wǎng)雙向寬帶

        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.

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