雙向網(wǎng)改指導(dǎo)意見書

有線電視網(wǎng)雙向化改造指導(dǎo)意見 (討論稿 ) 國(guó)家廣播電影電視總局科技司 二六年八月 目 錄 一、適用范圍（廣科院） . 1 二、引用標(biāo)準(zhǔn)與文件（廣科院） . 1 三、指導(dǎo)思想與原則（廣科院） . 2 3.1 指導(dǎo)思想 . 2 3.2 實(shí)施原則 . 3 3.3 具體目標(biāo) . 3 四、有線電視網(wǎng)絡(luò)功能需求（天威，杭州，廣西，華為， PBN,普天， UT） . 3 4.1 廣播需求 . 3 4.2 點(diǎn)播需求 . 4 4.3 組播需求 . 4 4.4 運(yùn)營(yíng)管理需求 . 4 4.5 政府監(jiān)管需求 . 4 五、有線電視網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（杭州，大連，天威，傳媒大學(xué)，廣西，華為，普天， PBN） . 4 5.1 城域網(wǎng)簡(jiǎn)單描述 . 4 5.2 現(xiàn)有接入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) . 4 六、有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式（技術(shù)原理、技術(shù)成熟度、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、適用業(yè)務(wù)等） . 4 6.1 HFC+CABLE-MODEM；（天威，太原，佛山，廣西，傳媒大學(xué)，華為，PBN,普天， UT） . 5 6.2 LAN 方式；（杭州，華為，傳媒大學(xué)， PBN,普天， UT） . 5 6.3 GEPON+高速電纜接入；（青島，天威，上海寬帶，傳媒大學(xué)，華為，PBN,普天， UT） . 5 七、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量要求與技術(shù) 指標(biāo)（山西，同 6） . 20 7.1 通用技術(shù)要求 . 21 7.2 施工工藝要求 . 21 1 有線電視網(wǎng)雙向化改造指導(dǎo)意見 一、適用范圍（廣科院） 本指導(dǎo)意見分析了目前我國(guó)有線電視傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，提出了有線 數(shù)字電視雙向網(wǎng)的基本業(yè)務(wù)需求、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式以及有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的基本功能要求，適用于各地有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和改造。 界定有線電視網(wǎng)雙向化改造的適用范圍，城域網(wǎng)作簡(jiǎn)單描述。 二、引用標(biāo)準(zhǔn)與文件（廣科院） 下列標(biāo)準(zhǔn)和文件所含的條文，通過在本指導(dǎo)意見中引用而構(gòu)成本指導(dǎo)意見的條文。本指導(dǎo)意見頒布時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)和文件都會(huì)被修改，使用本指導(dǎo)意見的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)和文本最新版本的可能性。 GB/T 17975.1-2000 信息技術(shù) 運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信號(hào)的通用編碼 第 1部分：系統(tǒng) GB/T 17975.2-2000 信息技術(shù) 運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信號(hào)的通用編碼 第 2部分：視頻 GB/T 17975.3-2002 信息技術(shù) 運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信號(hào)的通用編碼 第 3部分：音頻 GB/T 17191.3-1997 信息技術(shù) 具有 1.5Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲(chǔ)媒體運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音的編碼 第 3 部分：音頻 GB 2312-80 信息交換用漢字編碼字符集基本集 GB 13000.1-1993 信息技術(shù) 通用多八位編碼字符集 (UCS) 第一部分：體系結(jié)構(gòu)與基本多文種平 面 GB/T 17768 1999 有線電視頻率配置 GY/T 155-2000 高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值 GY/T 170-2001 有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范 GY/Z 174-2001 數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范 GY/Z 175-2001 數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范 GY/T 201-2004 數(shù)字電視系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)廣播規(guī)范 GY/Z 203-2004 數(shù)字電視廣播電子節(jié)目指南規(guī)范 2 GY/T 106-1999 有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 GY/T 166-2000 有線電視廣播系 統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)程 GY/T 180-2001 HFC 網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范 GY/T 200-2004 HFC 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 1：總體要求 GY/T 200-2004 HFC 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 2：射頻接收協(xié)議 GY/T 134-1998 數(shù)字電視圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)規(guī)范 GY5073 2005 標(biāo)準(zhǔn)名稱：有線電視網(wǎng)絡(luò)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 GY5075 2005 城市有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)范 建立有線數(shù)字電視技術(shù)新體系的實(shí)施意見（廣發(fā)技字 2003601 號(hào)） 用戶管理系統(tǒng)與監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)交換接 口技術(shù)要求（暫行） 運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信號(hào)的通用編碼系統(tǒng)、視頻和音頻部分的實(shí)施指南（暫行） 有線數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)應(yīng)用指南（暫行） 有線數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息應(yīng)用指南（暫行） 有線數(shù)字電視電子節(jié)目指南指導(dǎo)性意見（暫行） 有線數(shù)字電視中間件指導(dǎo)性意見（暫行） 有線數(shù)字電視機(jī)頂盒和遙控器功能實(shí)施指導(dǎo)意見（暫行） 節(jié)目訂購單和用戶結(jié)帳單格式基本要求（暫行） 有線數(shù)字電視頻道配置指導(dǎo)性意見（暫行） 有線數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)入網(wǎng)技術(shù)要求和測(cè)評(píng)方法（暫行） 有線數(shù)字電視廣播用戶管理系統(tǒng)入網(wǎng)技術(shù)要求和測(cè)評(píng)方法（暫行） 條件接收系統(tǒng)緩存設(shè)備與監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)交換協(xié)議和格式技術(shù)要求（暫行） 有線數(shù)字電視節(jié)目平臺(tái)與監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)交換協(xié)議、內(nèi)容與格式要求（暫行） 三、指導(dǎo)思想與原則（廣科院） 3.1 指導(dǎo)思想 按照國(guó)家的總體要求和廣電總局的統(tǒng)一部署， 加快 有線電視 網(wǎng)絡(luò) 雙向化 改造步伐，推動(dòng)有線電視網(wǎng)向雙向、交互、多功能方向發(fā)展 。 繼續(xù)完善有線電視干線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因地制宜 地 擴(kuò)大光纖傳輸覆蓋范圍，逐步實(shí)現(xiàn)光纖到樓、光纖到戶，提高有線電視網(wǎng)絡(luò)的承載能力，逐步實(shí)現(xiàn) 業(yè)務(wù) 雙向、交互、多功能 。擴(kuò)大廣播電視的服務(wù)領(lǐng)域，提高服務(wù)水平，把普通電視接收終端變成家庭 多媒體 3 信息終端， 在推進(jìn) “ 三網(wǎng)融合 ” 進(jìn)程中 充分 發(fā)揮 有線電視網(wǎng)作為國(guó)家基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)的重要 作用。 有線電視網(wǎng)雙向化改造必須合理利用現(xiàn)有 HFC 的網(wǎng)絡(luò)資源，充分發(fā)揮電視終端用戶接入電纜的寬帶優(yōu)勢(shì)，選擇適合各地網(wǎng)絡(luò)狀況和技術(shù)特點(diǎn)的改造方法，奠定開展廣電雙向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，使得有線電視基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具有寬帶、雙向、多功能的承載能力，實(shí)現(xiàn)有線電視基礎(chǔ)物理網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的明顯劃分。 3.2 實(shí)施原則 充分發(fā)揮廣播電視的節(jié)目資源優(yōu)勢(shì)，充分利用數(shù)字化帶來的網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)，提供豐富多彩的廣播影視節(jié)目和文化娛樂服務(wù)。同時(shí)，充分發(fā)揮廣播電 視作為最普及的信息工具、最便捷的信息載體優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮各行各業(yè)的信息資源優(yōu)勢(shì)，為社會(huì)各界建立開放的信息服務(wù)平臺(tái)，提供多樣化、本地化、個(gè)性化服務(wù)。 建設(shè)、改造有線電視網(wǎng)雙向平臺(tái)要注意遵循以下原則： 標(biāo)準(zhǔn)性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備和接口協(xié)議要遵循已頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)設(shè)備的互連互通。 規(guī)范性：采用的硬件設(shè)備應(yīng)通過總局的入網(wǎng)認(rèn)定。 可操作性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)要因地制宜，業(yè)務(wù)與技術(shù)模式要緊密結(jié)合本地的業(yè)務(wù)發(fā)展需求和本地的網(wǎng)絡(luò)條件。 可擴(kuò)展性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有開放性，以便于技術(shù)升級(jí)和業(yè)務(wù)擴(kuò)展。 3.3 具體目標(biāo) 在有線 電視網(wǎng)絡(luò)上開展雙向業(yè)務(wù)，使得網(wǎng)絡(luò)形態(tài)趨于一致。 四、有線電視網(wǎng)絡(luò)功能需求（天威，杭州，廣西，華為， PBN,普天，UT） 4.1 廣播需求 廣播機(jī)制，標(biāo)清、高清、多路聲音廣播等等。 4 4.2 點(diǎn)播需求 4.3 組播需求 4.4 運(yùn)營(yíng)管理需求 描述有線電視網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)級(jí)別、網(wǎng)絡(luò)級(jí)、設(shè)備級(jí)等。 不同的雙向業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、質(zhì)量保證（ QoS）的不同要求。 4.5 政府監(jiān)管需求 安全、管理、（帶寬、時(shí)延抖動(dòng)等指標(biāo)要求） 五、有線電視網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（杭州，大連，天威，傳媒大學(xué)，廣西，華為，普天， PBN） 5.1 城域網(wǎng)簡(jiǎn)單描 述 5.2 現(xiàn)有接入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 5.2.1 樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 5.2.2 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 不同的改造方法、形式、不同的搭配 六、有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式（技術(shù)原理、技術(shù)成熟度、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、適用業(yè)務(wù)等） 正文描述有線電視網(wǎng)雙向化改造的幾種技術(shù)、分類，附件做具體的闡述和比較等 5 6.1 HFC+CABLE-MODEM；（天威，太原，佛山，廣西，傳媒大學(xué)，華為， PBN,普天， UT） 6.2 LAN 方式；（杭州，華為，傳媒大學(xué)， PBN,普天， UT） 6.3 GEPON+高速電纜接入；（青島，天威，上海寬帶，傳媒大 學(xué)，華為， PBN,普天， UT） 本方案采用 GEPON 作為光接入網(wǎng)技術(shù)，通過廣電行業(yè)普遍擁有的同軸電纜資源為用戶提供接入解決方案，其突出優(yōu)勢(shì)在于GEPON 的高帶寬、低成本、運(yùn)維簡(jiǎn)單、多業(yè)務(wù)，以及同軸入戶的便利條件，后者在布線困難的地區(qū)顯得尤為重要。 6.3.1 GEPON 接入技術(shù) 1、 光接入網(wǎng)技術(shù)概述 光接入網(wǎng)的技術(shù)，通常有 P2P 有源交換方式和 P2MP 無源光網(wǎng)絡(luò)（ PON）兩大類，其中 PON 技術(shù)由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 無論在設(shè)備成本還是運(yùn)維管理開銷方面，費(fèi)用 均 相對(duì)較低 ，并且?guī)?可以滿 足現(xiàn)在和未來各種寬帶業(yè)務(wù)的需要， 因而當(dāng)前在解決寬帶接入問題上為業(yè)界所矚目。 PON 技術(shù)主要有 APON（ BPON）、 EPON（ GEPON）、 GPON幾種， 1998 年， ITU-T 以 ATM 技術(shù)為基礎(chǔ)，發(fā)布了 G.983 系列APON(ATM PON)標(biāo)準(zhǔn) ，后于 2001 年更名為 BPON，即“寬帶的PON”。 2004 年 6 月， IEEE 頒布文號(hào)為 IEEE 802.3ah 的 EPON 標(biāo)準(zhǔn)。 6 2003 年 3月 2004 年 6月， ITU-T 先后頒布了 G.984系列 GPON標(biāo)準(zhǔn)。 應(yīng)該說，無論 APON、 GPON、 EPON，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 相似，其主要差異在于不同的二層技術(shù)。 其中， APON 誕生最早，曾經(jīng)風(fēng)行一時(shí)， 目前在北美、日本和歐洲都有 APON 產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用 ， 但在我國(guó)受到 ATM 推廣受阻的影響，幾乎沒有什么應(yīng)用。 APON 由于技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備價(jià)格高，加之 ATM 網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的萎縮，在未來的光接入網(wǎng)市場(chǎng)中前景黯淡。 GPON 是 APON 的后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)，主要由國(guó)外電信運(yùn)營(yíng)商驅(qū)動(dòng)制定，由于更多地考慮了對(duì)傳統(tǒng) TDM 業(yè)務(wù)、 ATM 等多協(xié)議的支持，頗受固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的青睞，但也由此導(dǎo)致技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，設(shè)備成本偏高，商用化程度較低。 GEPON 即千兆的 EPON（早期 EPON 基于 100M 協(xié)議），其標(biāo)準(zhǔn)制定的一條基本原則是盡量在 802.3 體系結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，最小程度地?cái)U(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的 MAC 協(xié)議，這就最大程度地繼承了以太網(wǎng)經(jīng)過長(zhǎng)期、大規(guī)模實(shí)踐檢驗(yàn)積累下來的寶貴技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。 下一代網(wǎng)絡(luò)將是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，目前以太網(wǎng)作為分組網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)主流承載平臺(tái)，已經(jīng)是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí) ， GEPON 基于以太網(wǎng)技術(shù)，非常適合當(dāng)前 IP 業(yè)務(wù)的傳送。由于目前 IP 網(wǎng)絡(luò)的普遍建設(shè)，基于以太網(wǎng)技術(shù)的元器件出貨量大，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，使得 GEPON相比其它 PON 技術(shù)更容易得到大規(guī)模商用。 比較而言，新一代無源光網(wǎng)絡(luò) GEPON 將鏈路層的以太網(wǎng)和物理層的 PON 技術(shù)結(jié)合在一起，兼具了 PON 獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和以太網(wǎng)的低成本優(yōu)勢(shì)，從而成為當(dāng)前發(fā)展光接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)方案。 2、 GEPON 技術(shù)原理 7 （ 1） GEPON 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GEPON 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 GEPON 系統(tǒng)主要 OLT（光線路終端）、 ONU（用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元） 以及二者間 ODN（光分配網(wǎng)）等組成。 OLT 通常部署在局端或小區(qū)機(jī)房， OLT 通過無源光分路器與位于用戶側(cè)的 ONU 進(jìn)行光纖連接，無源分光器之間可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)，組成星型或樹型結(jié)構(gòu)。分光比為 1： 32 時(shí)， OLT 與 ONU 之間的距離一 般能夠達(dá)到 10km，分光比為 1： 16 時(shí)，能夠達(dá)到 20km，可以覆蓋相當(dāng)寬廣的地域。 OLT 上行可通過路由器方便地接入到 IP 城域網(wǎng)中。 （ 2） GEPON 主要技術(shù)特點(diǎn) 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，星 /樹型拓?fù)?OLT 與 ONU 之間通過無源光分路器相連， 1 個(gè) OLT 通過 1 級(jí)或多級(jí)分路器可以與多達(dá) 32 個(gè) ONU 設(shè)備進(jìn)行連接。構(gòu)成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的星型或樹型物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 GEPON 的 MAC 層采用多點(diǎn)控制協(xié)議圖 1： GEPON 結(jié)構(gòu)圖 8 （ MPCP）完成 OLT 與其下連接的多個(gè) ONU 鏈路層通信控制。 單纖雙向，波分復(fù)用 GEPON 系統(tǒng)利用單根光纖，完成 OLT 與 ONU 之間的 雙向數(shù)據(jù)收發(fā)。下行波長(zhǎng)為 1490nm，上行波長(zhǎng)為 1310nm，通過波分復(fù)用到同一根光纖上。此外，再增加一個(gè) 1550nm 波長(zhǎng)，可以同時(shí)開通 CATV下行廣播電視業(yè)務(wù)，對(duì)于尚未建設(shè)同軸分配網(wǎng)的地區(qū)或是新建小區(qū)，將成為實(shí)現(xiàn)有線電視覆蓋的一個(gè)可行方案。 下行數(shù)據(jù)廣播，上行數(shù)據(jù) TDMA OLT 到 ONU 的下行方向通過廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)； ONU 到 OLT的上行方向，則采用 TDMA（時(shí)分多址）方式發(fā)送數(shù)據(jù)， ONU 的光模塊需要支持突發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送，光信號(hào)在光分路器處進(jìn)行耦合。 （ 3） GEPON 數(shù)據(jù)傳輸原理 GEPON 下行 /上行技 術(shù)原理分別參見圖 2、圖 3。 在下行方向， IP 數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種業(yè)務(wù)由 OLT 采用廣播方式，通過 ODN 中的 1： N 無源光分路器分配到連接的所有 ONU單元， 每 一個(gè) ONU 將接收到所有下行信息，根據(jù)其 MAC 地址提取圖 2： GEPON 下行技術(shù)原理示意圖 9 有用信號(hào)。此外，獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也非常適合廣播、組播包的傳送。 在上行方向，采用用 TDMA 方式共享系統(tǒng)，為了避免數(shù)據(jù)碰撞和公平的信道共享，由 OLT 分配靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)帶寬（時(shí)隙），給每個(gè) ONU 分配一個(gè)時(shí)間沒有重疊、時(shí)隙可變的傳輸窗口，來自各個(gè)ONU 的多種業(yè)務(wù)信息互不干擾地通過 ODN 中的 1： N 無源光分路器耦合到 同一根光纖，最終送到位于局端 OLT 接收端。 （ 4） GEPON 的主要優(yōu)點(diǎn) 帶寬大，傳輸距離長(zhǎng)。 GEPON 系統(tǒng)的上下行速率為1.25Gbit/s，傳輸距離可達(dá) 10/20km，光鏈路在單根光纖上傳輸距離達(dá) 20km 時(shí)依然保證 1.25Gbit/s 的帶寬。 高可靠性。 GEPON 系統(tǒng)的整個(gè)光傳輸通道為光纖和無源光器件，可以有效避免電磁干擾和雷電影響。 低維護(hù)成本。終端 ONU 無需遠(yuǎn)程供電和機(jī)房。 OLT 和 ONU之間的無源 ODN 網(wǎng)絡(luò)，例如分光器可以掛在路邊，通常無源的 ODN網(wǎng)絡(luò)故障率非常低，而且即使出故障，也非常容 易定位。 便于進(jìn)行接入網(wǎng)管理。在 GEPON 接入網(wǎng)建成后，對(duì)于該接入網(wǎng)的運(yùn)維工作可以集中在局端進(jìn)行。通過 OLT 與 ONU 之間的圖 3： GEPON 上行技術(shù)原理示意圖 10 OAM 功能，遠(yuǎn)端 ONU 的管理、調(diào)試、在線升級(jí)完全可以通過局端OLT 進(jìn)行代理。 下行采用廣播方式通信，下行的工作方式十分適合承載 IP組播業(yè)務(wù)。 3、商用情況 GEPON 技術(shù)的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，相應(yīng)的國(guó)內(nèi)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD/T 1475-2006接入網(wǎng)技術(shù)要求基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)（ EPON）也已正式發(fā)布。 目前業(yè)界的 GEPON產(chǎn)品基本上是采用 GEPON商用套片的解決方案 進(jìn)行開發(fā)，能夠提供符合 IEEE802.3ah 標(biāo)準(zhǔn)的 GEPON 商用套片的芯片廠商有多家，包括 Passave、 Tecknovis、 Centillium 等，其中Passave 是目前 GEPON 芯片出貨量最大的廠家，能夠提供完善的端到端的 GEPON 芯片解決方案，支持 CPE 和 CO 設(shè)備的應(yīng)用，而且已經(jīng)開發(fā)出第三代的 GEPON 芯片。根據(jù) Passave 公司的資料，其GEPON 在亞洲市場(chǎng)的用戶線數(shù)已達(dá)到百萬級(jí)數(shù)量。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看， EPON 系統(tǒng)最核心部分 PON 光發(fā)送 /接收模塊已經(jīng)較成熟，核心 TC 控制模塊已經(jīng)規(guī)模生產(chǎn)（ ASIC 化 )。 應(yīng)該說，隨著 GEPON 技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和不斷完善， GEPON產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸形成和快速發(fā)展， GEPON 商用系統(tǒng)也已經(jīng)結(jié)束了主要由新興專業(yè)廠商主導(dǎo)供貨的階段，采用 GEPON 作為有線電視網(wǎng)雙向改造接入方式，無論從技術(shù)還是成本上都已經(jīng)具備了可行性。 6.3.2 高速電纜接入技術(shù) 11 1、 概述 用戶接入網(wǎng)技術(shù)多種多樣，可采用的傳輸介質(zhì)有有線電視同軸電纜、雙絞線、電力線、無線等，其中，同軸電纜具備高帶寬（ 01GHz，并可擴(kuò)展至 2.4GHz 以上）、廣覆蓋（家家戶戶都有有線電視同軸電纜入戶）、抗干擾（采用四屏蔽電纜性能更 佳）等多種優(yōu)勢(shì)，可作為用戶寬帶接入的首選傳輸介質(zhì)，而如何利用同軸電纜入戶，則可根據(jù)實(shí)際情況，采用各具特色的技術(shù)。 2、 基帶傳輸技術(shù) （ 1）無源 EOC 技術(shù)原理 無源 EOC（ ETHERNET OVER CABLE）是基于有線電視同軸網(wǎng)的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)接入系統(tǒng)，是指在用戶樓道附近，采用特定的介質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)（主要包括阻抗變換、平衡 /不平衡變換等），將符合 802.3 系列標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)信號(hào)通過同軸電纜傳輸，在用戶家中，則采用與前述相反的變換予以還原。 無源 EOC傳輸技術(shù)利用了有線電視信號(hào)使用 45 860MHz高端頻率，以太 網(wǎng)的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)使用 0 20MHz 的低端頻率，兩者可以在同一根電纜中傳輸而互不影響。把以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)基帶信號(hào)與電視信號(hào)通過合路器送到原電視網(wǎng)的分配電纜上，一起送至用戶。在用戶端，通過分離器將電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)分離開來，電視信號(hào)送入電視機(jī)，數(shù)據(jù)信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。 這樣不改變?cè)娨暦峙渚W(wǎng)的電纜系統(tǒng)，又不用另加 5 類線，就可以為有線電視同軸網(wǎng)雙向改造提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)方案。 12 無源 EOC 技術(shù)原理如圖 4 所示。主要由二四變換（見圖 5）、高/低通濾波兩部分實(shí)現(xiàn)。由于采用基帶傳輸，無需調(diào)制解調(diào)技術(shù)，無論樓道端、用戶側(cè)設(shè)備均 是無源設(shè)備。由于現(xiàn)有的以太網(wǎng)技術(shù)是收發(fā)共兩對(duì)線，而同軸在邏輯上只相當(dāng)于一對(duì)線，所以在無源濾波器中需要進(jìn)行四線到兩線的轉(zhuǎn)換。整體解決方案簡(jiǎn)潔、成本低。如果采用半雙工，不用考慮自發(fā)自收問題，對(duì)無源器件的要求不高。若實(shí)現(xiàn) 10Mbps 全雙工 , 基本原理一致，通過提高收發(fā)兩端的隔離度和反射損耗等參數(shù)可實(shí)現(xiàn)。 同時(shí)，由于以太網(wǎng)基帶傳輸 競(jìng)爭(zhēng)性接入的特點(diǎn)，此類技術(shù)必須要求全分配的樓道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)（國(guó)內(nèi)大部分為串行分支結(jié)構(gòu)），對(duì)未實(shí)現(xiàn)集中分配改造的樓 道，會(huì)帶來二次施工的困難，特圖 4：無源 EOC 技術(shù)原理示意圖 圖 5：二四變換方案之一 13 別是有的地方已不具備改造條件。 （ 2）無 源 EOC 技術(shù)特點(diǎn) 可以充分利用現(xiàn)有的同軸網(wǎng)絡(luò)資源，無需對(duì)入戶電纜重新改造。 每端口建設(shè)費(fèi)用低，用戶端可直接嵌入面板內(nèi)，不需要其它附加的室內(nèi)設(shè)備。 即插即用，無需在客戶端進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)試。 一根同軸電纜把數(shù)據(jù)和有線電視信號(hào)接入室內(nèi)。 用戶端無需有源設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定、安全。 無須考慮回路中的侵入噪聲。 簡(jiǎn)單方便的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，費(fèi)用低。 3、 調(diào)制技術(shù) 指在入戶的最后一段距離（如 100 米）內(nèi)，采用射頻調(diào)制技術(shù)，將以太網(wǎng)信號(hào)調(diào)制到射頻頻段 ，通過同軸電纜傳輸，在用戶家中再采用對(duì)應(yīng)的解調(diào)技術(shù)，還原出以太網(wǎng)信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖 6。此類技術(shù)門類眾多，如 HiNOC、 HPNA3.0、 PLC、 MoCA 等。 此類技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)在于支持串行分支型的樓道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)圖 6：調(diào)制方式原理示意圖 14 構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)改造成本低；劣勢(shì)在于頭端、終端設(shè)備成本較高，運(yùn)行維護(hù)成本較高。 （ 1） HiNOC 技術(shù) 使用頻段 我國(guó)有線電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同軸電纜 860MHz 以下的頻帶用于廣播電視信號(hào)傳輸， 860MHz 以上頻帶均未使用，稱為帶外信道，帶外信道的傳輸特性為：整個(gè)系統(tǒng)的傳輸特性在 1.2GHz 以下變化不大，在 -20dB 左右，在 16MHz 的帶寬內(nèi)，頻譜幾乎為平的。在 1.2GHz到 1.5GHz 之間下降很快，到 1.5GHz 時(shí)衰減達(dá)到 -50dB 以下。在1.5GHz 以內(nèi)（尤其是 1.2GHz 以內(nèi)）的頻段，比較有利用價(jià)值， 1.5GHz以上頻段衰減較大，而且匹配差，反射大，多徑嚴(yán)重，開發(fā)成本較高。 HiNOC 使用 800M1.5G 的頻域，并將其分為等頻寬的多個(gè)信道。 調(diào)制方式 由于同軸電纜在 860MHz 以上屏蔽效應(yīng)好，用戶分配網(wǎng)絡(luò)中噪聲的主要來源是基礎(chǔ)熱噪聲，根據(jù)有線電視網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，860MHz 以下頻段用戶分配網(wǎng)中的噪聲 不得超過 -80dBm/MHz，這里以此為參照，認(rèn)為 860MHz 以上頻段的噪聲最大為 -80dBm/MHz。在這樣的噪聲環(huán)境下，可以使用效率較高的調(diào)制方式，如 256QAM，128QAM 等。 綜合考慮實(shí)現(xiàn)難度和同軸電纜帶外信道條件比較差、一致性不好的情況，本方案擬采用的最高調(diào)制方式為 256QAM。根據(jù)調(diào)制方 15 式和誤碼率、信噪比 SNR 的計(jì)算公式，得到在誤碼率為 1e-9 時(shí)，采用 256QAM所需要的 SNR 為 40.5dB，在 860MHz 到 1.2GHz 之間的大部分頻點(diǎn)可以采用 256QAM 調(diào)制技術(shù)，并可根據(jù)信道實(shí)際的 SNR要求 自適應(yīng)地使用 128QAM， 64QAM， 32QAM， 16QAM， 8QAM直到 QPSK， BPSK 調(diào)制。 由于分支分配器等器件與電纜在連接處不匹配，會(huì)引起反射從而形成多徑效應(yīng)，在時(shí)域上表現(xiàn)為沖擊響應(yīng)脈沖被展寬。多徑主要是由匹配性能較差的分配器和用戶終端盒引起，多徑的延遲與反射較大端口相連的電纜長(zhǎng)度成正比。為避免多徑引發(fā)碼間干擾，同時(shí)考慮到信道利用率， HiNOC 選擇多載波 OFDM 體制傳輸數(shù)據(jù)。 HiNOC 物理層數(shù)據(jù)幀主要由兩部分組成，訓(xùn)練前導(dǎo)和傳輸數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)部分全部是頻域信號(hào)，通過 OFDM 調(diào)制輸出，訓(xùn)練前導(dǎo)分為 頻域前導(dǎo)和時(shí)域前導(dǎo)，頻域信號(hào)每個(gè)子載波用 BPSK 調(diào)制，時(shí)域信號(hào)采用單載波 /4-BPSK 調(diào)制。 MAC 技術(shù) HiNOC 頭端設(shè)備和處于同一信道的 HiNOC Modem（ HM）構(gòu)成一個(gè)邏輯獨(dú)立的樓內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)， HiNOC 技術(shù)支持在多個(gè)信道同時(shí)構(gòu)建多個(gè)相互獨(dú)立的分配網(wǎng)絡(luò)，分配網(wǎng)絡(luò)的頭端設(shè)備可以是只支持一個(gè)信道的 HiNOC Bridge（ HB），也可以是支持多個(gè)信道集成的HiNOC Switch（ HS）。如圖 7 所示： 16 1 23 42 3 2 4. . . . .C a b l eH SH MH MH MH MH MH M123 42 3 2 4. . . . .C a b l eH BC A T VC A T V 接 入 網(wǎng)電 纜 接 入 網(wǎng) 1電 纜 接 入 網(wǎng) 2. . . . . . . . . . . .家 庭 1家 庭 2G E / F E G E / F E圖 7 HiNOC 信道 FDM 頻分示意圖 HB：?jiǎn)涡诺?HiNOC 頭端設(shè)備； HS：多信道 HiNOC 頭端設(shè)備，可將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)制到多個(gè)信道上，在同一根 Cable 上傳輸，相當(dāng)于多個(gè) HB 的集合； HM：?jiǎn)涡诺?HiNOC 調(diào)制解調(diào)器； 圖中共有三個(gè)邏輯獨(dú)立的分配網(wǎng)絡(luò)。右圈代表其中一個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)，由 HB 和若干 HM 設(shè)備組成；左圈中兩個(gè)方框各代表其中一個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)，由 HS 和若干 HM 設(shè)備組成。利用 FTTB，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過 HiNOC 頭端設(shè)備 (HB或 HS)進(jìn)入樓內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)，并被調(diào)制到 Cable的一個(gè)帶外信道內(nèi)，經(jīng)分配網(wǎng)絡(luò)到達(dá)處于同一信道的 HiNOC 調(diào)制器（ HM），經(jīng) HM 解 調(diào)后傳送到終端設(shè)備（ PC 或 STB）。從圖中可以看到， HS 設(shè)備組成的分配網(wǎng)絡(luò)可以支持多個(gè) HiNOC 信道，各信道 17 占用不同的頻帶，信道之間按照 FDM 頻分方式分隔復(fù)用。 在單個(gè) HiNOC 信道內(nèi)，其物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型。如下圖所示。 H BH M H M. . . . . .H M H M H M H M 圖 8 HiNOC 總線型物理拓?fù)?為更好支持業(yè)務(wù)的 QoS 和優(yōu)先級(jí)等特性，必須對(duì)該網(wǎng)絡(luò)施以更多的控制，因此 HiNOC 的 MAC 層采用以下架構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)采用中心結(jié)點(diǎn)控制的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個(gè) HB 最多支持 32 個(gè) HM；采用全協(xié)同的 TDD/TDMA；采用 預(yù)約 /許可 協(xié)議的 MAC 策略 ，保證各結(jié)點(diǎn)收發(fā)過程中無碰撞發(fā)生；支持不同級(jí)別的 QoS 和各結(jié)點(diǎn)靈活的帶寬分配。 首 部 載 荷 尾 部 圖 9 MAC 層幀結(jié)構(gòu) MAC 層的幀結(jié)構(gòu)如圖 9 所示，包括 MAC 首部，載荷和尾部三部分。 MAC 幀分為數(shù)據(jù)幀和控制幀兩大類，當(dāng)為數(shù)據(jù)幀時(shí)，載荷域包含上層 PDU，當(dāng)為控制幀時(shí)，載荷域包含著實(shí)現(xiàn) MAC 控制機(jī)制的相關(guān)信息，如接納信息或資源分配信息；尾部是校驗(yàn)序列，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷域的校驗(yàn)。 MAC 層首部結(jié)構(gòu)如圖 10 所示。 18 發(fā) 送 時(shí) 鐘幀 類 型 幀 子 類 型 版 本 號(hào)源 結(jié) 點(diǎn) 地 址 目 的 結(jié) 點(diǎn) 地 址幀 長(zhǎng) 度預(yù) 留首 部 校 驗(yàn) 和1234567位 1 5 位 0 圖 10 MAC 幀首部結(jié)構(gòu) 各幀的首部結(jié)構(gòu)是相同的，主要包含以下信息：發(fā)送時(shí)鐘、源結(jié)點(diǎn)地址、目的結(jié)點(diǎn)地址、幀類型及幀子類型、幀長(zhǎng)度、首部校驗(yàn)和等。其他域的功能比較容易理解，這里主要介紹發(fā)送時(shí)鐘域的作用。由于 MAC 層的傳輸是完全協(xié)同（同步）的，網(wǎng)絡(luò)中建立一個(gè)系統(tǒng)時(shí)間（ System Time），網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)結(jié)點(diǎn)必須與該系統(tǒng)時(shí)間同步，該系統(tǒng)時(shí)間來自 HB。其他結(jié)點(diǎn)通過讀取來自 HB 的 MAC 幀首部的發(fā)送時(shí)