下一代有線電視廣播網(wǎng)EPON EoC的解決方案

傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)僅支持單向下行廣播服務(wù)，為了提升用戶的ARPU值，運(yùn)營(yíng)商亟待改造混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò)（HFC），以提供雙向、互動(dòng)服務(wù)。在下一代廣播網(wǎng)絡(luò)（NGB）中，基于EPON + EoC的下一代廣播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了簡(jiǎn)單的端對(duì)端且基于以太網(wǎng)的分組網(wǎng)絡(luò)，可與現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)共同運(yùn)行。

傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)僅支持單向下行廣播服務(wù)，為了提升用戶的ARPU值，運(yùn)營(yíng)商亟待改造混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò)（HFC），以提供雙向、互動(dòng)服務(wù)。在下一代廣播網(wǎng)絡(luò)（NGB）中，基于EPON + EoC的下一代廣播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了簡(jiǎn)單的端對(duì)端且基于以太網(wǎng)的分組網(wǎng)絡(luò)，可與現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)共同運(yùn)行，如圖1所示。

圖1：下一代廣播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在圖1中，EoC的局端設(shè)備包括同軸電纜寬帶接入終端（CBAT）及有線電視信號(hào)混合器，可為EoC網(wǎng)絡(luò)提供橋接及管理功能，以實(shí)現(xiàn)廣播電視的雙向服務(wù)，如：IPTV、VOD、HSD、VoIP及P2P游戲等。本文介紹了EPON及EoC技術(shù)的整體背景，并深入討論了可用于有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造的EPON EoC解決方案。

EPON、EoC技術(shù)特色

EPON：EPON技術(shù)可提供雙向1Gbs鏈路連接，下行波長(zhǎng)為1490nm，上行波長(zhǎng)為1310nm。下行數(shù)據(jù)流被傳送至所有ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元），在前導(dǎo)碼（邏輯鏈路ID）中加入LLID域來(lái)區(qū)別具體幀在PON網(wǎng)絡(luò)中的目的地；上行數(shù)據(jù)中，DBA負(fù)責(zé)為已注冊(cè)的ONU動(dòng)態(tài)分配帶寬。EPON系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)如下：

◎　便于集成及簡(jiǎn)單實(shí)用——EPON是基于以太網(wǎng)技術(shù)，可在同一架構(gòu)上混合傳播VoIP、IPTV、數(shù)據(jù)及各種射頻數(shù)據(jù)流，同時(shí)可提供QoS機(jī)制以保證不同數(shù)據(jù)流的傳輸質(zhì)量。

◎　長(zhǎng)距離——當(dāng)EPON網(wǎng)絡(luò)采用前向糾錯(cuò)（FEC）時(shí)，可延伸至20公里甚至30公里。光纖架構(gòu)所產(chǎn)生的損失僅為每2000英尺1dB.

◎　低成本——由于采用了無(wú)源分光器，因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，運(yùn)維成本將低于同軸電纜。

◎　高可靠性——作為無(wú)源且不包括任何耗電的電子元件的網(wǎng)絡(luò)，具備更高的可靠性。

EoC：以太網(wǎng)同軸網(wǎng)絡(luò)（EoC）是指在兩點(diǎn)或多點(diǎn)間采用同軸有線電纜傳輸以太網(wǎng)信號(hào)。主要包括：基帶（無(wú)源系統(tǒng)）或射頻調(diào)制（有源系統(tǒng)）兩種傳輸方式。基帶系統(tǒng)便于建立及使用，缺點(diǎn)是需要點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接以獲得適于IP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)率（>10Mbps）；有源系統(tǒng)可支持多個(gè)客戶端器件連接至同一同軸電纜，且所有客戶端均可由一個(gè)設(shè)在節(jié)點(diǎn)的局端主件控制。目前有源系統(tǒng)可分為兩種：基于同軸電纜多媒體聯(lián)盟 (MoCA)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及基于家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟 (HPNA)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。MoCA與HPNA之間主要的區(qū)別是其使用的頻率范圍不同：MoCA采用于高于862MHz的頻率范圍，用于本地樓內(nèi)分配，而在最新的3.1版本中，HPNA則采用4～52MHz頻率范圍。

EPON + EoC解決方案

在國(guó)內(nèi)有線電視下一代廣播網(wǎng)絡(luò)中，EoC局端主器件扮演了一個(gè)關(guān)鍵性角色——橋接光纖及2同軸電纜，并在EoC網(wǎng)絡(luò)中管理客戶端設(shè)備的授權(quán)及傳輸。EoC主器件設(shè)備根據(jù)是否集成ONU可分為兩種。如圖2所示：

圖2： EoC局端主件設(shè)備類型

在類型A中，與電信公司目前部署的ONU類似，其ONU獨(dú)立于EoC的局端主器件。EoC主器件由控制CPU、EoC局端技術(shù)相應(yīng)的硅晶芯片（HPNA Master，MoCA網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)備或HomePlug）及一個(gè)可在輸出同軸電纜上疊加有線電視信號(hào)的混合器組成。采用這種模式時(shí)，PMC公司的MSP7150是一個(gè)理想的解決方案，可用來(lái)作為控制CPU及PCI總線的主控件。此外，在特定地區(qū)，EoC主器件設(shè)備需要提供第三層網(wǎng)關(guān)的一些功能，如路由、NAT及防火墻等，而MSP7150的硬件和軟件平臺(tái)完全可以支持這些功能。

在類型B中，ONU被集成進(jìn)EoC主器件中。該解決方案極大地降低了有線電視運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備及維護(hù)成本投入。采用該技術(shù)時(shí)，如無(wú)需網(wǎng)關(guān)功能，PMC PAS6301內(nèi)嵌的CPU可用于EoC網(wǎng)絡(luò)的控制CPU；否則系統(tǒng)就需要增加MSP7150作為控制CPU及提供相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)功能。

憑借成熟的EPON技術(shù)、高吞吐量及靈活的軟件架構(gòu)，PMC的EPON EoC解決方案可加速有線電視網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡發(fā)展。圖3為一個(gè)典型B類型器件，其采用了PMC的ONU、CPU解決方案及第三方合作伙伴的EoC局端主器件產(chǎn)品。

圖3：EPON EoC參考設(shè)計(jì)

圖3的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案可支持超過(guò)400Mbps的吞吐量，多個(gè)EoC主件節(jié)點(diǎn)及所需要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理功能，包括VLAN、QinQ、PPPoE、DHCP、QoS、WebGUI及SNMP，另外，其還可支持包括路由、防火墻、NAT、Wi-Fi和VoIP在內(nèi)的增強(qiáng)服務(wù)功能，并具有豐富的擴(kuò)展空間可容納未來(lái)的應(yīng)用。

EoC技術(shù)詳解

下面簡(jiǎn)要介紹基于PMC方案的HPNA及 MoCA兩種EoC技術(shù)，目前皆已應(yīng)用于系統(tǒng)中。其他EoC的解決方案，如HomePlug也較為普遍。

HPNA： HomePNA技術(shù)可提供具有QoS帶寬保證、遠(yuǎn)程管理及診斷能力，且高達(dá)320Mbps的物理數(shù)據(jù)傳輸速率，其系統(tǒng)局端主件不僅作為同軸電纜網(wǎng)絡(luò)及基于IP和以太網(wǎng)PON網(wǎng)絡(luò)的連接網(wǎng)關(guān)，且可管理所有客戶端設(shè)備。在基于HPNA3.1版本的系統(tǒng)中， 主件可支持并控制多達(dá)32個(gè)客戶端設(shè)備通過(guò)任意樹(shù)型或星型架構(gòu)連接至一個(gè)同軸電纜。典型的HPNA架構(gòu)見(jiàn)圖4。

HPNA3.1版本中定義了4種運(yùn)行模式，這4種模式占用不同的頻譜，不同的網(wǎng)絡(luò)可選擇使用對(duì)其最優(yōu)的運(yùn)行模式。