鄭州廣電基于HFC 網絡的全業(yè)務解決方案

1、鄭州廣電基于hfc 網絡的全業(yè)務解決方案摘 要： 隨著三網融合趨勢的到來，廣電的視頻業(yè)務逐步由壟斷性業(yè)務變?yōu)楦偁幮詷I(yè)務，廣電網絡如何利用好現(xiàn)有hfc 網絡的同軸電纜天然的寬帶優(yōu)勢，快速地低成本地構建能夠承載全業(yè)務的網絡，靈活地接入用戶、較快地開展綜合業(yè)務是至關重要的。本文提出了光纖深度滲透的技術理念，運用vhub 、dwdm、cwdm、fttb 和dsp 等技術手段，依托廣電現(xiàn)有hfc網絡構建符合下一代有線電視網絡標準的基礎物理網絡平臺的可升級的性價比較高的技術解決方案。關鍵詞：全業(yè)務，fttb，mfn，digital return，vhub， muxnode1 前言目前電信的“五合三”重組方

2、案已實施，電信在力爭挽留傳統(tǒng)的話音業(yè)務的基礎上，開始把寬帶上網業(yè)務作為其主營業(yè)務，同時積極開展視頻業(yè)務（iptv），逐步向全業(yè)務運營商進行轉型。作為電信的全業(yè)務網絡建設思路，中國電信已經確定了ftth 的技術路線，但在實施過程中 ftth 不是一步到位，而是盡力挖掘銅纜資源，近期以fttn+dsl(光纖到節(jié)點+各種dsl 技術，如adsl2+、vdsl2 等)方案為主，逐步實現(xiàn)“光進銅退”，不斷滿足用戶對高帶寬的需求。面對及其殘酷的競爭背景，廣電基于單項傳輸功能的“數(shù)字化”整體轉換，并不能真正帶動有線電視的發(fā)展，廣電已經沒有退路，必須堅持高清數(shù)字電視、交互視頻、寬帶數(shù)據的發(fā)展戰(zhàn)略，將綜合業(yè)務的

3、開展與廣電全業(yè)務網絡的建設結合起來，樹立多業(yè)務運營的思路，而且在高清數(shù)字電視、交互視頻等方面必須領先于對手，最終提高用戶的arpu 值才是廣電的唯一出路。2 基于hfc 網絡架構構建全業(yè)務平臺然而，廣電全業(yè)務網絡如何建設？采用什么技術方式？寬帶的雙向通道如何打通？業(yè)界同仁都在思考、探索。就目前來說，總體上講有cmts+cm、光纖以太網、epon+eoc 等三種技術方式，但大家眾說紛紜，看法不一。我們認為廣電在進行全業(yè)務網絡建設時，要重點關注財務成本、平臺結構、運維成本等幾個方面指標。作為財務成本，現(xiàn)金流是非常重要的，網絡改造時采用的技術能否幫助公司運營時產生足夠的現(xiàn)金流，滿足邊投資邊受益的特點

4、；平臺結構，平臺技術的選擇時要充分考慮網絡自身狀況、業(yè)務發(fā)展規(guī)化、已投入網絡資產的利用等多方面問題，能夠承載全業(yè)務滿足市場的需求，同時能夠實現(xiàn)平滑升級；運維成本，作為網絡運營商而言，網絡后期維護的簡便性和低成本是應給予高度關注的內容。鄭州廣電在構建廣電全業(yè)務網絡時堅持以下幾點：（1） 堅持網絡光纖化、數(shù)字化、ip 綜合化的建網理念；（2） 依托現(xiàn)有的hfc 網絡結構，充分保護網絡中已有雙向投資，必須利用好網絡中已延伸到千家萬戶的“cable 線纜”；（3） 充分利用已經存在的hfc 光纖網絡基礎設施并有選擇地進行局部性技術改造；（4） 所選擇的技術應是能夠將hfc 和ip 技術完美結合起來，構

5、建面向未來的網絡架構，建設一個多業(yè)務、雙向、個性化的綜合接入平臺；（5） 構建的平臺不僅滿足交互式業(yè)務傳輸?shù)膓os 要求，而且對傳輸速率可以實現(xiàn)按需配置，逐步平滑升級，最終過度到ftth。事實上廣電在進行全業(yè)務網絡建設時，一定要根據網絡和業(yè)務接入的情況，把cable modem 技術和epon 技術都應用到網絡的雙向升級中，將hfc 和ip 融合在一起，不要只采用一種技術，事實上也沒有哪一種技術能夠適應千變萬化的有線電視網路。不同的子網，就要采用不同的技術，不同的光節(jié)點，也可以有不同的接入方式。因此鄭州廣電而言，將已經非常成熟的光波技術、數(shù)字化技術和rf 技術完全融為一體，充分應用到現(xiàn)有已存在

6、的hfc 網絡架構中。我們鄭州廣電與美國aurora 公司（aurora networks）充分合作，采用美國有線網絡先進的技術，同時結合我們自身的需求，進行了整個網絡的建設，一方面，對已經改造過hfc 雙向的區(qū)域堅持docsis 技術體系不變，但考慮帶寬的擴展、反向噪聲抑制等影響cm 穩(wěn)定的因素，需采用新的技術和理念實施fttb 工程，實現(xiàn)光纖到樓；另一方面，對新建的高檔小區(qū)、商務樓宇等寬帶數(shù)據高帶寬需求的區(qū)域，可以采用fttx 技術，采用epon+eoc（或網線）的方式進行區(qū)域覆蓋。具體地說，鄭州廣電把1550nm 技術（取消1310nm）、fttb、數(shù)字化回傳（digital retur

7、n）、數(shù)字化串連（digital daisy chain）、dwdm/cwdm、vhub、mfn、mininode、電纜系統(tǒng)無源化、ethernet over hfc、fd-pon、ethernet over cable、snmp 智能網管等技術綜合應用現(xiàn)有的hfc 網絡架構中，構建模塊化、小區(qū)化的綜合業(yè)務介入中心，對docsis 技術服務的地方和epon 技術服務的地方實行定向覆蓋，實現(xiàn)網絡結構簡便化統(tǒng)一化，從而實現(xiàn)靈活的接入用戶，較快地開展數(shù)據業(yè)務，提高廣電網絡的核心競爭力。3 鄭州廣電的hfc 全業(yè)務系統(tǒng)解決方案3.1 系統(tǒng)方案概述在hfc 的中心或分中心機房將廣播信源和窄波信源（cmt

8、s、vod 等）信號通過dwdm合波后一根光纖傳輸?shù)教摂M機房（vhub），分波放大分路或放大后分波分路傳輸給光節(jié)點覆蓋用戶；反向部分在大光節(jié)點內內置反向模擬接收模塊接收來自不同單棟樓宇的信號，之后經過a/d 轉換，對565m 進行數(shù)字化處理，通過數(shù)字發(fā)射模塊（dt）發(fā)射回去，在vhub處cwdm 復用傳回至中心機房或分中心機房，分波后通過數(shù)字接收機（dr）轉換成rf 與cmts 相連完成連接；數(shù)字發(fā)射模塊（dt）在對565m 進行數(shù)字化處理時，通過采樣、量化、編碼使其通道容量到達2.125gbps，在通道內接收來自中心機房或分中心機房的網絡接口板（n13000）的ip 信號，實現(xiàn)本地的100m

9、 以太接入和設備snmp 網管。在vhub 內放置基于node 的pon 模塊、或放置與ni3000 對接的ds4008 系列分接設備，實現(xiàn)對帶寬需求比較高的高端用戶ftth 的接入方式，或者與eoc 連接實現(xiàn)寬帶接入。通過鄭州廣電的全業(yè)務解決方案，在用戶端部分針對不同區(qū)域特性提供passive hfc、fttb 網絡、eoc 和ftth 等多種接入方式，從而靈活地滿足用戶對不同技術接入方式的需求。鄭州廣電全業(yè)務網絡系統(tǒng)如圖1所示。圖1 鄭州廣電全業(yè)務網絡系統(tǒng)3.2 系統(tǒng)方案的主要組成部分3.2.1 下行混合傳輸部分中心機房或分中心機房下行傳輸部分是hfc 網絡的核心，它的功能日趨多樣化，不僅

10、僅是光功率的分配，還包括視頻流的處理、分配，ip 流的處理和數(shù)據交換等，該系統(tǒng)下行采用dwdm 或cwdm 技術，大量節(jié)約骨干光纖，信號從射頻域的混合轉向光域上的混合。現(xiàn)在機房使用1310 點對點、1310 和1550 合波方式存在許多問題，如無法滿足大量mini光機對光功率的需求、無法保證廣播和窄播光功率的平衡、無法使用wdm 技術利用緊張的光纖資源和機房空間等。針對上述問題，我們調整前端系統(tǒng)的設計思路，采用1550 dwdm 合波方案，使之在區(qū)域內功能更加集中化，增加可管理性：（1）構建1550nm 的模擬和數(shù)字城域網傳輸平臺；（2）采用dwdm 波長技術緩解光纖資源緊張的問題；（3）使用

11、dwdm 波長可以快速的進行下行信道的擴容， 窄播使用itu24,itu25,itu26,itu27 信道，波長為1558.17，1557.36，1556.55，1555.75nm；（4）廣播和窄播信號能在較大功率差上進行混合傳輸，要求bc-nc 在5db 之間；（5）1550光在鏈路上的傳輸損耗均衡，確保了光功率的均衡；（6）高度集成化的模塊節(jié)約了機房空間；（7）能靈活快速的進行模數(shù)平臺轉換。3.2.2 通道傳輸部分雙向有線電視網利用兩根光纖解決下行和上行的傳輸問題，通過光通道的隔離，實際上兼顧了上下行通道的容量，對于下行通道側重于視頻內容廣播式的分發(fā)，對于上行通道可以通過wdm 技術在一根

12、光纖上實現(xiàn)多個回傳通道的復用，緩解光纖資源緊張狀態(tài)。（1）下行傳輸下行的傳輸可以分為兩個部分，第一部分是從機房到odc，從機房到odc 進行大功率的傳輸，在odc 位置進行下行光功率的分配，這樣可以使用一根或者2 根下行光纖替代原有的多個下行光纖。第二部分是從odc 到園區(qū)mini 光節(jié)點。下行傳輸盡量采用無源結構，可以避免有源設備故障對網絡產生較大的影響。對于較大的園區(qū)可以采用模塊化edfa 解決園區(qū)光功率的分配問題。（2）上行傳輸?shù)谝徊糠质莔ini 光機fp 光發(fā)到muxnode；第二部分是數(shù)字發(fā)射機dt 到odc；同一odc下的若干回傳通道的不同波長的回傳光纖匯聚到odc 第三部分是在o

13、dc 處不同波長的光復用后傳回到前端。每10 個波長通過 cwdm 復用器后利用一根光纖回傳到機房。機房通過解復用器分離出10 個波長，每個波長經過數(shù)字接收模塊后傳送到cmts 上行端口?？捎玫腸wdm波長為：1430，1450，1470，1490，1510，1530，1550，1570，1590，1610nm。因此，odc 這個位置將成為光功率分配和波長復用的匯聚點，甚至會成為一個有源的分配匯聚點。由于現(xiàn)有odc 位置一般位于路口架空線桿或線纜上，并不適用于較多光纜的匯聚以及人工操作，而且odc 空間有限無法容納更多模塊。對此我們在odc 覆蓋的合適園區(qū)內構建v-hub，v-hub 可以位于

14、現(xiàn)有光站或ups 位置，從odc 到v-hub 由光纜連接。 v-hub 和以太傳輸v-hub 可以采用野外型aurora v-hub 機殼，或者使用機柜 aurora 光傳輸機框平臺；在vhub 內放置基于node 的pon 模塊、或放置與ni3000 對接的ds4008 系列分接設備，實現(xiàn)對帶寬需求比較高的高端用戶ftth 的接入方式，或者與eoc 連接實現(xiàn)寬帶接入。vhub 的優(yōu)點：建設速度快、節(jié)約光纖資源、安全性能高、配置靈活、易于升級、可管理性強、智能化程度高。根據不同的區(qū)域特點和業(yè)務需求，vhub 內設備可方便的增加和減少。相當于構建類似移動公司的廣電區(qū)域性基站，實現(xiàn)全業(yè)務的就近接

15、入。3.2.3 園區(qū)網絡部分目前園區(qū)老網絡的光機覆蓋區(qū)域在10 到30 棟樓之間，用戶數(shù)在500 到1000 戶之間。多為光機+樓放的模式，電纜支線占比重較大，且相當部分電纜比較陳舊。采用fttb（光纖到樓）的理念，同時合理利用現(xiàn)有網絡資產，園區(qū)內網絡改造方式采用老光機+muxnode+mini光+mini 電。具體設計思路如下： 利用園區(qū)原有大光站構建園區(qū)muxnode，即該muxnode 作為本園區(qū)的下行光分配點和回傳光匯聚點； 原光站處安裝ar4041，作為muxnode，要求一臺ar4041 覆蓋10 棟樓左右。一臺大光站安裝兩塊ar4041，當超過20 棟樓時，在原光站附近安裝機柜或

16、者v-hub 外殼； 回傳使用dt+ar4041 的方式。dt 使用cwdm 波長，若干dt 模塊波長匯聚到odc 位置，進行cwdm 復用后占用一根回傳光纖傳回前端； 根據原有光站的覆蓋樓數(shù)、覆蓋用戶數(shù)進行光纖到樓的覆蓋，要求每個mininode覆蓋50 戶左右； 根據樓宇分配網的情況，確定新上mininode 的位置；mininode 接收光功率設計值為-5dbm； 充分考慮原有電纜支線的路由、質量等狀況，合理設計mini 光回傳光機和mini 電回傳光機的位置，要求光電比例為1：1 或者1：2；電回傳光機通過現(xiàn)有同軸電纜匯聚到一臺mini 光回傳光機； 考慮用戶的開通比例和用戶分配網的實

17、際質量狀況，利用原有分配網、或對其重新改造、或重新鋪設滿足一定開通比例的cm 網，從而實現(xiàn)雙向到戶； 重要的高帶寬需求的商業(yè)或個人用戶，可直接鋪設光纖入戶實現(xiàn)ftth 接入。3.3 系統(tǒng)方案的技術創(chuàng)新點（1）下行采用dwdm+vhub 技術對現(xiàn)有光纜傳輸?shù)墓歉蓪雍蛡鬏攲踊静蛔稣{整，依托現(xiàn)有的odc（光纖分配中心）構建v-hub(虛擬hub)，以v-hub 為中心對接入層進行擴域和擴容的調整。下行廣播信號和窄播信號的傳輸，不在射頻域進行混合，而是采用dwdm 技術在光層上(itu 波段)進行組合；優(yōu)點：具有極靈活的擴容方法，以及極大的通道容量，使用傳統(tǒng)技術一般射頻域目前可以承載兩個cmts d

18、s 信道和若干其它qam 信道，采用dwdm 時，一根光纖可以承載多個波長，而每個波長又可以承載上述射頻域，因此對現(xiàn)有區(qū)域的擴容將變得簡單可行，在現(xiàn)有光纖的基礎上，可以快速的擴容而且實現(xiàn)定向覆蓋。下行窄播和廣播信號都使用itu 波長，中心波長間隔為100ghz，初期窄播使用四個dwdm 波長，分別為192.4thz，192.5thz，192.6thz，192.7thz。（2）上行采用數(shù)字化回傳+cwdm 技術對于基于docsis 系統(tǒng)的上行通道，傳統(tǒng)的方式為模擬的fp 或則dfb 激光器回傳，這種方式上行信道的容量難于擴容，更重要的是模擬的fp 或則dfb 激光器受npr 曲線的影響，光路混合產生的噪聲難以克服。通過使用數(shù)字化回傳技術，能夠采用廉價的fp 激光器而產生cwdm 波長，通過現(xiàn)有的光纖資源產生數(shù)十倍的回傳信道容量，同時數(shù)字化后大大克服了光系統(tǒng)的混合噪聲。優(yōu)點：不占用額外光纖資源，便于擴容。（3）實現(xiàn)光纖到樓的覆蓋，采用mininode+ar4041 技術使用mininode 替代現(xiàn)有樓棟放大器，進一步深化光纖密度?，F(xiàn)有大光站升級改造為muxnode，通過嵌入ar4041 匯聚多個mininode，減少設備投資。優(yōu)點：mininode 的深化完全取消了支線電纜，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性以及降低了維護成本。（4）ethernet 和hfc 的完美結合回傳數(shù)字