下一代有線(xiàn)電視廣播網(wǎng)EPON EoC的解決方案

傳統的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )僅支持單向下行廣播服務(wù)，為了提升用戶(hù)的ARPU值，運營(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 )架構提供了簡(jiǎn)單的端對端且基于以太網(wǎng)的分組網(wǎng)絡(luò )，可與現有的有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )共同運行。

傳統的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )僅支持單向下行廣播服務(wù)，為了提升用戶(hù)的ARPU值，運營(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 )架構提供了簡(jiǎn)單的端對端且基于以太網(wǎng)的分組網(wǎng)絡(luò )，可與現有的有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )共同運行，如圖1所示。

圖1：下一代廣播網(wǎng)絡(luò )架構

在圖1中，EoC的局端設備包括同軸電纜寬帶接入終端（CBAT）及有線(xiàn)電視信號混合器，可為EoC網(wǎng)絡(luò )提供橋接及管理功能，以實(shí)現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(xiàn)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(cháng)為1490nm，上行波長(cháng)為1310nm。下行數據流被傳送至所有ONU（光網(wǎng)絡(luò )單元），在前導碼（邏輯鏈路ID）中加入LLID域來(lái)區別具體幀在PON網(wǎng)絡(luò )中的目的地；上行數據中，DBA負責為已注冊的ONU動(dòng)態(tài)分配帶寬。EPON系統優(yōu)勢如下：

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

◎　長(cháng)距離——當EPON網(wǎng)絡(luò )采用前向糾錯（FEC）時(shí)，可延伸至20公里甚至30公里。光纖架構所產(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(cháng)遠來(lái)看，運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(xiàn)電纜傳輸以太網(wǎng)信號。主要包括：基帶（無(wú)源系統）或射頻調制（有源系統）兩種傳輸方式?；鶐到y便于建立及使用，缺點(diǎn)是需要點(diǎn)對點(diǎn)連接以獲得適于IP網(wǎng)絡(luò )當前應用需求的數據率（>10Mbps）；有源系統可支持多個(gè)客戶(hù)端器件連接至同一同軸電纜，且所有客戶(hù)端均可由一個(gè)設在節點(diǎn)的局端主件控制。目前有源系統可分為兩種：基于同軸電纜多媒體聯(lián)盟 (MoCA)行業(yè)標準的系統及基于家庭電話(huà)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟 (HPNA)標準的系統。MoCA與HPNA之間主要的區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

在國內有線(xiàn)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(hù)端設備的授權及傳輸。EoC主器件設備根據是否集成ONU可分為兩種。如圖2所示：

圖2： EoC局端主件設備類(lèi)型

在類(lèi)型A中，與電信公司目前部署的ONU類(lèi)似，其ONU獨立于EoC的局端主器件。EoC主器件由控制CPU、EoC局端技術(shù)相應的硅晶芯片（HPNA Master，MoCA網(wǎng)絡(luò )控制器設備或HomePlug）及一個(gè)可在輸出同軸電纜上疊加有線(xiàn)電視信號的混合器組成。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(xiàn)的主控件。此外，在特定地區，EoC主器件設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的硬件和軟件平臺完全可以支持這些功能。

在類(lèi)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(xiàn)電視運營(yíng)商的設備及維護成本投入。采用該技術(shù)時(shí)，如無(wú)需網(wǎng)關(guān)功能，PMC PAS6301內嵌的CPU可用于EoC網(wǎng)絡(luò )的控制CPU；否則系統就需要增加MSP7150作為控制CPU及提供相應的網(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，PMC的EPON EoC解決方案可加速有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )的過(guò)渡發(fā)展。圖3為一個(gè)典型B類(lèi)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參考設計

圖3的設計設計方案可支持超過(guò)400Mbps的吞吐量，多個(gè)EoC主件節點(diǎn)及所需要的網(wǎng)絡(luò )數據處理功能，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在內的增強服務(wù)功能，并具有豐富的擴展空間可容納未來(lái)的應用。

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)，目前皆已應用于系統中。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、遠程管理及診斷能力，且高達320Mbps的物理數據傳輸速率，其系統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(hù)端設備。在基于HPNA3.1版本的系統中， 主件可支持并控制多達32個(gè)客戶(hù)端設備通過(guò)任意樹(shù)型或星型架構連接至一個(gè)同軸電纜。典型的HPNA架構見(jiàn)圖4。

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