姚永:思考下一代广播电视接入网

2009-09-08 17:06:00来源:DVBCN数字电视中文网 作者:姚永热度:

我们究竟需要什么样的下一代广播电视接入网?回答这个问题首先需要明确“下一代”的概念。在笔者看来,这是一个时间概念。按照目前网络设备更新换代的速度看,一代大概也就是3-5年。因此笔者认为要回答的是3-5年以后需要什么样的广播电视接入网。紧接着还需要明确下一代广播电视接入网要做什么,换句话说,下一代广播电视接入网要承载哪些业务?最简单的回答就是“全业务”。但笔者以为恰当的回答应该是:以视频为核心的多业务。电信运营商提全业务是因为这次重整前除了联通有固话、移动、互联网三张牌照以外,其它运营商都没有。广电提全业务是什么都做。笔者认为,广电还是应该首先做好原有的业务和延伸的业务——主要是单改双以后的互动业务,在此基础上,从自身优势领域进入电信运营商的增值业务,主要是互联网业务和视频通信业务(包括监控、视频会议等)。总要有所为、有所不为。

本文就是想探讨3-5年后以视频传送、分配为核心的广播电视接入网应该有哪些要求。

  一、带宽需求

带宽需求需要根据业务需求、应用场景、组网模式用流量工程进行测算,需要对大量统计数据进行分析,笔者不具备这些条件,只能根据一些简单假设来推算:

  为了更准确地反映网络流量,了解各种业务所需带宽,需要对各种业务作出流量模型。各种业务的流量(L)属性可以有以下变量:

  T-平均业务时长(视音频业务,主要是视频业务)
  C-总用户数(覆盖用户数)
  c-订户(渗透用户)数量,c=C×N,N-订户比率(渗透率)。渗透率与竞争优势、业务适应性、业务定价以及用户经济能力、受教育程度、年龄、性别、职业、行为习惯等因素相关。
  M-激活(在线)订户数量,M=c×m,m-峰值激活(在线)用户比率。主要和订户数量以及时间相关。订户数量越大,峰值在线率越低;时间主要指时间段,比如特定节假日、特定事件、特殊内容发生时段等,还有工作时间、休息时间。
  n-忙时使用率,主要和平均业务时长、内容更新速度相关。
  l-单位业务流量,实际发生的单个业务流量。主要和业务性质、编码方式相关,一旦选定就是固定的。
  则某项业务流量L=L(l,T,C,c,M,n)=L(l,T,C,N,m,n)

  其中忙时使用率和在线率是最难掌握的两个变量,不同的业务有不同的模型,而且是随业务发展和时间变化的,需要不断统计分析。

  通常的业务模型有以下几种:
  1、用户管理
  2、网络管理
  3、网页浏览
  4、文件和视音频下载(上载)
  5、视频通信(IP语音、视频)
  6、网络游戏
  7、IPTV(含VOD、时移电视)

  用户管理、网络管理是运营商自己内部的两项业务,占用的流量是基本固定的。语音通信的忙时使用率和激活订户数量主要取决于用户本身需求,已经有足够多的传统话务理论研究和实际统计数据。其他业务则与网络内容的提供、资费策略和用户需求之间的平衡相关,是经常变化的,是个交互的过程,需要经常统计分析、归纳调整。

  流量模型应该分级——骨干层、汇聚层、接入层,因为流量是逐级汇聚、逐级收敛的,每层都要有合适的流量。比如接入层收敛比是3/5,汇聚层收敛比是1/2,总收敛比就是3/10。下面首先对接入层流量模型进行分析。接入按50户一个节点考虑。

  各种业务流量模型:

  1、互联网(宽带接入、浏览网页):
  渗透率:N=10%
  订户数:c=C×N=5户。
  峰值在线率:m=80%,忙时点击率n=30%
  l=0.5Mbps ,每个网页浏览的平均数据速率[按每个网页0.1MkByte(文字、图片)=0.8Mbit,封装以后1Mbit,点击后显示时间不超过2s计算(2s下载),每次点击需要的速率大约0.5Mbps]
则L1=l×c×m×n=0.5×5×80%×30%×3=1.8Mbps

 2、下载
  渗透率:N=8% ,是上网用户的一部分,按4/5计算。
  订户数:c=C×N=4户
  在线率:n=80%
  忙时并发率:m=80%
  l=5Mbps (3小时下载1部5.4GByte的高清电影)
  L2=5×4×80%×80%×3=38.4Mbps

  3、上载
  渗透率N=6%,按上网用户的3/5考虑
  订户数:c=C×N=3户
  在线率:n=70%
  忙时并发率:m=50%
  l=10Mbps (10秒发送一封带10M附件的邮件)
  L3=3×10×70%×50%×3=31.5Mbps

  4、网络游戏
  渗透率:N=4% ,是上网用户的一部分,按2/5计算。
  订户数:c=C×N=4户
  在线率:n=80%
  忙时并发率:m=30%
  l=2Mbps (考虑到下一代游戏大量采用实景图像,比如环游世界、遨游太空、赛车等)。L4=2×80%×30%×3=2.88Mbps

  5、IPTV
  渗透率:N=8% ,和上网用户有部分不重叠
  订户数:c=C×N=4户
  在线率:m=80%
  忙时并发率:n=50%
  视频业务实时性和连续性要求很高。忙时重合率是内容热度和资费的函数,也是节目时长的函数,目前没有现成的数学模型,也很难有固定的数学模型,由于广电系统宽带上网的优势主要在视频服务,视频节目时间又很长,因此忙时重合率取较高值80%。
  l=10Mbps 每个激活的AVS或H.264编码的视频数据流量
  L5=4×10×80%×50%×3=48Mbps

  6、可视电话
  渗透率:N=10% ,和上网用户关联度不大,但肯定会有重叠。
  订户数:c=C×N=5户
  在线率:m=100%,电话本来没有在线率,为了和其他业务一致。
  忙时通话率:n=30%,最繁忙时段用户同时通话的比率。
  视频通信和语音通信有很大不同——语音通信是两个方向轮流占有信道的,还有通话间歇;视频通信双方图像始终显示,因此两个方向的流量在通信持续期间基本恒定。假定下一代视频通信图像码率是2M,则双向共4M,语音流量可以忽略。
  l=4Mbps
  L6=l×2×100%×30%=2.4Mbps

  7、视频监控
  渗透率N=2%。
  订户数:c=C×N=1户
  在线率:n=100%,全天候实时监控。
  忙时使用率:m=100%(与监控方式有关,如果集中存储,流量始终不间断,就应该是100%,如果本地存储,循环监控,流量就是间歇的。此处取前者)
  l=2Mbps
  L7[FS:Page]=2×1=2Mbps
  总流量是L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=126.98Mbps。

  以上是从统计角度按低渗透率计算出来的流量需求。还需要考虑单个用户的极限流量需求:
用户按3口之家设定,极限情况下每人一个高清视频流(10M×3)、一个高速下载(5M×3)、一个高速上载(5M×3);可视电话(2M);视频监控(2M);按照TDD双工模式总共64M。其它应用带宽远低于视频和高速下载,而且在上述应用情形下一般不会同时发生,因此可以在64M范围内涵盖。以此确定单台终端设备最低有效接入速率不能低于64M。再考虑到订户居住可能较集中,比如5个订户集中在一个单元,从工程角度考虑,不能用多个接入设备为不同订户服务,即单局端台设备需要满足50户节点的总流量,因此单台局端设备最低有效接入速率不能低于126.98Mbps。

宽带渗透率在不同住宅会有很大差异,可以从0-100%(完全可能,比如广电自己的住宅区),平均能达到20%就不错了。因此还需要考虑平均渗透率和高渗透率的情况。为简单起见,不再重复上述过程,把结论列在下表中:

低渗透率
  覆盖用户 订户 渗透率 在线率 忙时使用率 单位数据量 单位时长 单位业务流量 流量 说明
业务 C(个) c(个) N m n MByte T(秒) l(Mbps) L(Mbps)  
网页浏览 50 5 10% 80% 30% 0.1 2 0.5 1.8 每订户3口人
下载 50 4 8% 80% 80% 5400 10800 5 38.4 每订户3口人
上载 50 3 6% 70% 50% 10 10 10 31.5 每订户3口人
游戏 50 2 4% 80% 30%     2 2.88 每订户3口人
IPTV 50 4 8% 80% 50%     10 48 每订户3口人
可视电话 50 2 4% 100% 30%     4 2.4  
视频监控 50 1 2% 100% 100%     2 2  
总计                 126.98  
平均渗透率
  覆盖用户 订户 渗透率 在线率 忙时使用率 单位数据量 单位时长 单位业务流量 流量 说明
业务 C(个) c(个) N m n MByte T(秒) l(Mbps) L(Mbps)  
网页浏览 50 10 20% 70% 30% 0.1 2 0.5 3.15 每订户3口人
下载 50 7 14% 70% 80% 5400 10800 5 58.8 每订户3口人
上载 50 6 12% 60% 50% 10 10 10 54 每订户3口人
游戏 50 4 8% 70% 30%     2 5.04 每订户3口人
IPTV 50 8 16% 70% 50%     10 84 每订户3口人
可视电话 50 5 10% 100% 20%     4 4  
视频监控 50 3 6% 100% 100%     2 6  
总计                 214.99  
高渗透率
  覆盖用户 订户 渗透率 在线率 忙时使用率 单位数据量 单位时长 单位业务流量 流量 说明
业务 C(个) c(个) N m n MByte T(秒) l(Mbps) L(Mbps)  
网页浏览 50 50 100% 40% 30% 0.1 2 0.5 9 每订户3口人
下载 50 25 50% 50% 80% 5400 10800 5 150 每订户3口人
上载 50 20 40% 50% 50% 10 10 10 150 每订户3口人
游戏 50 15 30% 30% 30%     2 8.1 每订户3口人
IPTV 50 40 80% 40% 50%     10 240 每订户3口人
可视电话 50 40 80% 100% 10%     4 16  
视频监控 50 25 50% 100% 100%     2 50  
总计                 623.1  

根据上表,极限情况下50户节点的局端带宽需求要高于623.1Mbps。

现在的GEPON有效可用带宽是856M,如果再考虑到以太网的效率,640M应该是比较有保障的。也就是说,1个PON口(OLT)只能满足一到两个(上表中的速率是TDD双工方式的速率,GEPON是全双工方式)50户节点的需求。除非采用FTTH方式,GEPON相对于千兆光纤收发器没有任何优势。考虑到今年9月10GEPON的标准就会正式完成,3-5年后应该可以成熟应用了。因此还有另一种组网方案,那就是采用10GEPON。10GEPON有保证的带宽应该大于6400M,在双向完全不对称的应用情况下可以为10个100%渗透的50户节点提供服务;在双向应用完全对称的情况下,折算到TDD方式相当于带宽12800M,可以为20个100%渗透的50户节点提供服务。此时EoC局端的最低有效接入速率必须保证在640M(不低于10GEPON ONU)以上,实现方式可以是单台单信道,也可以是单台多信道捆绑,还可以是多台分布式。

如何考虑物理层速率?当采用OFDM调制时,数据荷载子载波是总子载波数的80-90%,在一个数据帧内净荷载占60-90%(帧头、帧尾、纠错、间隔、定时等都要占用荷载),还要考虑加密、MAC层效率等因素,实际有效速率大约只能占物理层速率的50-80%。下一代技术物理层(WiFi、HPNA、MoCA、Home plug)基本都是1G,而且只有1G物理层速率才能保证640M有效速率,因此广播电视接入网物理层速率应该选1G。

如何考虑物理带宽?在目前技术和网络条件下QAM调制指数不宜超过1024=210,也就是调制效率不超过10bit/Hz。照此推算,1Gbps物理层速率需要100MHz物理带宽,也就是一个信道的工作带宽需要100MHz。如果滤波器的滚降系数是1.15,那么一个信道占用的带宽就是115MHz。为了降低成本,局端可以采用信道捆绑方式,如果采用4信道捆绑,每个信道30MHz就够了。终端只要满足一户极限速率64Mbps即可,如果在较差的条件下有效速率只占物理层的50%,那么物理层速率就是128Mbps,当调制效率是6bit/Hz(64QAM)时物理带宽需要128/6=21.3MHz,工作带宽需要21.3×1.15=24.5MHz,取24MHz。考虑到广电系统宽带用户总体能达到20%就不错了,因此还有大量窄带需求。为降低成本,可以使终端速率在1Mbps以下(除少数视频之外的大多数应用都可以满足)。此时取较高调制效率10bit/Hz,物理带宽只需100kHz.。

  如何规划频谱?为了充分发挥同轴电缆的优良特性和可用带宽,可以按照5M~2500M全频段来规划。理由如下:

  1、笔者曾经对部分同轴电缆进行过测试,在3000MHz以下,衰减频率特性和反射损耗都符合理论分析因此把同轴使用带宽扩展到2500MHz是没有问题的。
  2、卫星电视的中频是950-2150MHz,许多国家都把卫星中频和有线电视在同轴中一起传输、分配。根据中国城市的居住环境(高楼的低层和阴面无法直接接收卫星电视)和对直播卫星的管理需要,笔者认为在中国城市也需要将卫星中频跟有线电视共缆传输。
  3、数字化以后传输层面全部都统一为数据了,而且可能都将是IP格式的数据,因此原有的频率规划可以改变。

  具体规划可以分为5-120-120-240-480-950-2150-2500几个波段:5-120M做管理(双向),120-240、480-950和2150-2500做交互,240-480和950-2150做广播。具体应用可以从低频段开始,逐步向高频段扩展。

  二、几点建议

  1、同轴信道环境优于无线、优于双绞线、更优于电力线,可以采用高效率的编码方式,减少纠错开销。同轴分配网终端电平分配比较均匀,因此动态范围可以适当缩小。

  2、局端发送电平可编程调整、终端发送电平自适应(自动按照局端接收电平需要调整发送电平,这是Cable modem的优点,借用)。

  3、接入终端数至少50×3。因为每户至少考虑1个数据接口、1个电视接口、1个通信接口。

  4、子载波物理带宽256KHz以下、200KHz以上。物理带宽越低,控制越精细、应用越灵活,但子载波数量将会增加,开销也会增大,技术复杂度增大,成本也会增加。建议设置允许用户占用子载波数及编号,并据此实现带宽控制和用户以及业务分级。最高级用户及业务任意占用,最低级用户及业务只允许占用某几个子载波中的1个或几个(窄带用户)。用子载波控制带宽、保证质量。业务激活时间内每个实时视频业务占用一定数量和编号的子载波,相当于频分复用。这样可以保障视频传送质量,而不会降低带宽利用率,因为实时视频业务激活期间是不会释放带宽的。单纯子载波控制粒度太大,实际业务带宽占用还可以结合时隙做精细控制。

  三、EoC的干扰与被干扰

EoC的干扰主要指通过同轴系统对电视信号的干扰和辐射对其它系统(主要是收音机、移动电话)的干扰;被干扰主要指同轴系统的各种干扰,其中包括外界的侵入噪声(脉冲、单频、调制波)、相邻端口的噪声(分支分配器隔离度不够)、电源干扰、反射波等,特别是电视机射频端口反馈的噪声和电源。本文主要探讨EoC和电视之间的相互干扰。

  
1 、CNU对电视机的干扰

如图1所示,CNU(EoC终端)输出的带外杂散PCNUZ通过分割滤波器的CNU通带到达混合端口,由于端口存在反射,有部分信号反射回分割滤波器。其中与TV同频带的部分通过TV通带到达电视机射频输入端口。这部分信号电平=PCNUZ-LZ-LT-16。其中LZ是分割滤波器中CNU通带滤波器的阻带(TV的通带)损耗,LT是电视信号通带损耗,16是分割滤波器混合端口反射损耗。这部分杂波产生的载噪比C/N=PTVI-(PCNUZ-LZ-LT-16)因此PCNUZ允许的幅度应该满足PCNUZ≤PTVI-C/N标准+LZ+LT+16
在数字电视系统C/N标准目前没有看到,根据IEC标准,256QAM调制时要求MER≥30dB,C/N应该比MER高1-2dB,因此可以认为C/N标准≥32dB;LT应该可以做到≤1dB;LZ应该可以做到≥50dB。数字电视最低接收电平要求≥40dBμ,这样一来,CNU的带外杂散要求做到PCNUZ≤40-32+1+50+16=75dB(CNU输出端)或PCNUZ≤25dB(分割滤波器混合端)是合理的。

  分割滤波器工艺不好时会产生CNU端口和TV端口之间的直接耦合,为此,应该对分割滤波器增加一项指标:当混合端终端匹配电阻时,CNU端口与TV端口之间在TV通带内的隔离度≥50+1+16(直接耦合代替了滤波器损耗和反射损耗之和)=67dB。

以上只讨论了数字电视的情况,模拟电视类似,只不过C/N标准≥43dB,最低接收电平要求≥57dBμ,因此PCNUZ≤57-43+1+50+16=81dB(CNU输出端)或PCNUZ≤31dB(分割滤波器混合端)。

  2 、电视机射频端口反馈的低频噪声对CNU的影响

如图2所示,电视机射频端口的反馈噪声通过分割滤波器TV通带滤波器到达混合端口,由于端口存在反射,有部分信号反射回分割滤波器。其中与CNU同频带的部分通过CNU通带到达CNU端口,这部分信号电平=PTVZ-LHZ-2×Ll-16-LLT。其中PTVZ是电视机射频端口反馈的低频噪声,LHZ是高通(TV通带)阻带损耗,16是连接电视机的第一个分支分配器端口反射损耗,LLT是低通(CNU通带)通带损耗。

  按照C/N标准≥32dB考虑,PCNUI-(PTVZ-LHZ-16-LLT)≥32dB。即应做到PTVZ≤PCNUI-32+LHZ+16+LLT。当LHZ≥50dB、LLT≤1dB、CNU最低接收电平=40dBμ/8MHz时,应做到PTVZ≤40-32+50+16+1=75。

  根据实测,部分电视机射频端口反馈的低频噪声在15MHz以下某些频点高达90dBμ,8MHz带宽内噪声功率也达到90dBμ。因此,在上述条件下指标有15dB缺口。要想满足条件,一是提高接收电平(到55dBμ/8MHz),二是提高滤波器阻带损耗LHZ。第一条比较简单,第二条要增加设备成本。

  CNU输入电平PCNUI=PCBATO-L,其中PCBATO是CBAT(EoC局端)输出电平,L是分配链路损耗。因此提高CNU输入电平也有两条途径:提高CBAT输出电平或降低分配链路损耗。提高输出电平会增加辐射和干扰,也会提高设备成本。数字信号输出电平一般应控制在110dBμ/8MHz以下,因此分配链路损耗应控制在55dB以内。对于50户的节点应该是没有问题的。

  此处同样需要注意TV端口与CNU端口通过分布参数的直接耦合,当CNU接收电平=40dBμ/8MHz时,如果C/N=40-(90-隔离度)≥32dB,则要求两个端口在CNU带内隔离度≥32+90-40=82。这个要求比较高,不容易满足。如果CNU接收电平提高15dB,则要求隔离度≥67dB,这就比较容易实现了。

  电视机射频端口反馈的干扰信号既有白噪声,又有单频和调制波,还有脉冲和电源(目前有许多建筑物保护地线是和电源零线接在一起的,这就导致电视机射频端口外导体跟电源0线相连而带电),这些干扰对CNU的影响是不同的。单频、调制波和脉冲对OFDM调制方式只影响部分子载波,高电平电源干扰可能造成CNU信道过载而产生大量非线性,严重时甚至造成阻塞。因此电视终端盒必须加隔离。


3 、CBAT对电视机的干扰

如图3所示,CBAT输出的带外杂散通过分割滤波器的CBAT通带(对带外杂散是阻止的),经过同轴分配网到达终端分割滤波器,再通过分割滤波器的TV通带到达电视机射频端口干扰电视机。

  由于局端分割滤波器输出端的TV信号与CBAT干扰信号同频段,链路损耗相同,因此局端滤波器输出端TV输出电平与CBNT干扰电平的差值跟用户端电视机

输入端是相等的,因此C/N=PTVO-LT-PCBATZ+LZ。其中PTVO是局端分割滤波器TV输入电平,LT是TV通带损耗,PCBATZ是带外杂散,LZ是CBAT通带滤波器的阻带损耗。当PTVO=104dBμ/8MHz、LT=1dB、LZ=50dB、要求C/N标准≥32dB时,需满足PCBATZ≤PTVO-LT-C/N标准+LZ=104-1-32+50=127dBμ/8MHz。这是完全可以做到的。这说明局端分割滤波器的阻带指标和CBAT的带外杂散指标可以大大降低。

  4、 电视机射频端口反馈的低频噪声对CBAT的影响

如图4所示,电视机射频端口反馈的低频噪声通过分割滤波器、经过同轴分配网上行到达局端分割滤波器,再通过分割滤波器CBAT通带干扰CBAT。由于终端分割滤波器混合端的电视机 射频端口反馈的低频噪声与CNU信号是同频段,因此终端分割滤波器混合端CNU输出电平与电视机射频端反馈的低频噪声干扰电平的差值跟局端端CBAT输入端是相等的。因此C/N=PCNUO-LL-(PTVZ-LHZ)-10lgN

其中PCNUO是CNU输出电平,LL是低通通带损耗,PTVZ是电视机射频端口反馈的低频噪声,LHZ是高通滤波器的阻带损耗,N是CBAT覆盖用户数,10lgN反映了汇聚。如果终端分割滤波器高通阻带损耗LHZ=50dB,电视机射频端口反馈的低频干扰电平PTVZ=90dBμ/8MHz,覆盖用户N=50,CNU输出电平PCNUO=110dBμ/8MHz,则C/N=110-1-90+50-10lg50=52dB。

当高通阻带损耗LHZ=30dB时仍可满足C/N≥32dB的要求。在此,前提是每个覆盖用户都安装了分割滤波器或高通。当不开通的用户没有加装高通时,电视机射频端口反馈影响是十分严重的,因为高通阻带损耗至少有30dB。

如果有10户没有装滤波器,则C/N=110-90-10lg10=10dB。

如果有1户没有装滤波器,则C/N=110-90=20dB,CBAT已经不能全速工作了。

四、动态范围

当EoC应用于50户节点时链路损耗较小,局端发送电平可控制在90dBμ~110dBμ/8MHz之间,根据应用环境可编程调整;终端发送电平自适应,由于双向链路损耗相同,因此范围与局端相同;接收电平40dBμ~60dBμ/8MHz。因此链路损耗范围30~70dB。

  五、几种组网方式

  1、GEPON+EoC
  这是目前正在采用的组网方式,到下一代,在某些业务量少的节点仍然可以采用。

  2、GEPON到户
  这种组网方式适合有高带宽需求的地方,但这种方式要求分前端到楼头有直达光纤,因此目前已建小区一般不具备这个条件。而当具备这一条件时,如果采用1G光纤收发器+多端口交换机也许更有成本优势。除非是别墅区,不适合集中交换,采用这种模式是恰当的。

 
  3、10GEPON+1GEoC
  这种组网方式在前面已有比较详细的描述。

  4、10GEPON+1GEPON到户
  这种方式解决了第二种方式分前端到小区光纤不足的问题,但增加了一个层次——是10G和1G两级EPON的叠加。比较适合原来已经部署了GEPON到楼(FTTB)的地方做FTTH升级改造。

  5、10GEPON到户
  10GEPON总分路比可以做到1:128或1:256,因此比GEPON更适合直接到户,因为到小区的光纤可以更省(4到8倍)。

这种方式是光纤到户的终极方式,最少运维,但初期部署成本较高,适合于有高带宽需求的、居住分散的别墅区。当10GEPON ONT的价格降到低于ADSL时,密集居住区也到了光纤直接到户的时代。到那时,EoC还可以在家庭联网中发挥作用。

6、10GEPON到户+GEPON+EoC到户
由于10GEPON和GEPON可以共纤,因此可以用一根光纤把10GEPON和GEPON同时与小区联通,在小区用波分技术分离10GEPON和GEPON。10GEPON每栋楼设一个分路器,根据宽带用户多少设置分路比。GEPON通过EoC接入每个用户。这种方式兼顾了密集居住区部分用户高带宽的需求,又降低了不需要高带宽的用户的接入成本。这种方式可以作为早期部署了GEPON的区域的升级方案——在GEPON的基础上增加10GEPON。当然,如果早期没有部署GEPON,也可以在楼头用一个10GEPON ONU+EoC接入不需要光纤到户的用户,使得这部分用户也能享受更高的带宽。具体如何选择,需要做成本核算。


六、讨论两个问题

  1、FTTH还是EPON+EoC?

  前面已经说明,GEPON到户不能普遍适用,只有在分前端到小区的光纤足够多、居住足够分散的情况下才比较合理;GEPON+EoC是目前正在应用的模式,到下一代有些业务量少的地区还可以继续使用;10GEPON+1GEPON到户和10GEPON+1GEoC是两种下一代普遍适用的模式,在速率等级和性能上没有本质差别,关键要看建设成本和运维成本。详细情况需要作出模型来分析对比,还需要做些预测。因此这是一个新的课题,应该专题研究。本文只能大体测算一下,做个简单评估。两种模式中10GEPON部分是相同的,只要对比GEPON和1GEoC即可。假定GEPON的OLT和1GEoC局端造价相当(5000元左右),ONT和EoC终端(1GEoC和目前的EoC按笔者前面的分析可以设定终端速率等级相当,因此价格相近)价格相当(200元左右,对于EoC这应该比较现实,目前已经基本达到;ONT做到300元以下应该也没有问题),由于FTTH还要增加ODN部分的造价和运维成本,因此显然后者有成本优势。再者,还可以有80%左右的窄带终端,EoC终端造价可以做到50元左右,那么成本优势就更明显了。但是由于EoC只适合最后100米的情况,因此当居住分散(比如别墅区)时就体现出FTTH的优势来了。总之,笔者的结论是:当居住比较集中时采用10GEPON+1GEoC比较合理,当居住比较分散时采用FTTH比较合理。

  2、FTTH的ONT是集中安装还是分散到户?布线采用皮线光缆?塑料光纤?还是CAT5(5类线)?

  分散安装是指ONT安装在用户家中,集中安装是指ONT集中安装在楼头。传统的观念一般认为FTTH就是要把OUT安装在用户家中,不然就不叫FTTH。电信运营商早期为了减少入户维修,把ONT和后备电池安装在用户门口的安装箱里。笔者认为,根据中国大多数城市居民的居住环境,还是集中安装为好。主要理由如下:

  第一,便于维护管理——设备集中在一起显然比分散更便于管理和维护,切换备倒比较方便,调度也比较灵活。安装在用户门口的方式显然不安全。
  第二,便于集中供电。这点十分重要——现在越来越多的终端设备都是电池供电的,用户要求交流电停电以后运营商能够提供不间断服务,因此接入设备必须保证不间断供电。而集中后备比分散后备显然更经济、更安全。
  第三,有利于提高质量、降低成本。首先,集中安装可以把设备做成机架插卡式,安装在楼梯间。集中维护管理、集中供电、集中后备,必然会提高质量、降低成本、更加安全可靠。其次,从工程角度,集中安装的成本也比分散安装的低。

  正因为如此,笔者在画图的时候都把ONT集中在楼头。但是在居住分散的情况下,无法实施集中安装,这主要受限于5类线(塑料光纤同样)的传输距离。

  当采用分散安装方式时,只能选用单模光纤,因为现在设备接口都是单模光纤的,转换成其它接口除了增加成本没有任何好处。而单模光纤中最适合室内布线的是皮线光缆——线径细、弯曲半径小,便于施工。当采用分散安装方式时,由于接口是RJ45的,因此最简单的方式就是直接选用CAT5(5类线)。但考虑到3-5年后塑料光纤造价可能低于CAT5(大概可以做到1元/米,一对塑料光纤收发器50元),又有施工简便(线径细、不需要专用工具、对线方便)和抗雷击的优点,因此塑料光纤也许是一种不错的选择。皮线光缆由于收发器造价较高,而且接头连线需要熔接,因此此处不宜采用。

  总之,对上述问题必须提前研究,制订工程规范,做好规划设计,这对将来的接入网建设、甚至房建布线都有指导意义。建议总局组织力量,进行专项研究。


  五、如何对待下一代?


  7月29日,广电总局向各省、自治区、直辖市广播影视局,新疆生产建设兵团广播电视局发出《广电总局关于印发<关于加快广播电视有线网络发展的若干意见>的通知》,《通知》要求,“加快有线网络向下一代广播电视网的演进,已经完成数字化整体转换的有线网络要加快网络双向化改造,尚未完成整体转换的有线网络,网络建设和改造要直接向双向化过渡。2010年底,全国大中城市城区有线网络的平均双向用户覆盖率要达到60%以上;2011年底,大中城市城区平均双向用户覆盖率要达到95%以上,其它城市平均双向用户覆盖率达到50%以上;2012年底,全国城市有线网络平均双向用户覆盖率要力争达到80%以上。”这些都是这一代需要完成的艰巨任务。只有完成这些任务才谈得上向下一代演进。

  下一代都是从这一带发展得到的。如果没有这一代积累的经验教训,下一代不会进步。因此积极对待下一代的态度应该是首先积极做好这一代,消极等待没有出路。人类社会不断前进,科学技术不断发展进步,下一代,再下一代......永无止境。如果不抓住眼前,就会应了一句老话:明日复明日,明日何其多!

  以上只是笔者近几年的研究心得,不是全面论述,愿与同行共享。同时,希望得到批评指正。

责任编辑:DVBCN编辑部

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