【摘要】CCAP（Converged Cable Access Platform, 有线电视融合接入技术平台）是美国及欧洲有线电视接入网技术体制的重要发展方向。在城域接入网中引入SDN（软件定义网络）/NFV（网络功能虚拟化）技术，可以大大简化接入网的运维，并可实现方便、灵活、快速部地署新的业务。目前，已经有软件定义的CCAP解决方案。本文介绍CCAP的发展背景、技术原理、系统组成、发展现状，最后介绍软件定义的CCAP解决方案，并介绍软件定义的CCAP解决方案与传统CCAP解决方案的一些对比。
一 背景
为实现视频IP化及网络DVR业务，美国有线电视运营商将越来越多的QAM频道用于窄播业务，由此，需要新部署更多的设备（如CMTS、边缘QAM调制器等），并需要对众多的业务进行灵活管理。这就给机房空间、电力供应、网络管理等带来巨大压力。据测算，如按照现有网络架构（CMTS+边缘QAM），则：
（1）机房面积每年应增长1.5倍；
（2）电力供应每年要增长1.5倍；
（3）机房空间、电力消耗的增加及设备散热等均需大笔投资，而且在很多地方，机房空间无法扩展；
（4）CMTS的单位带宽成本将居高不下，而有线电视运营商则希望能够持续下降。
为解决上述问题，有线电视运营商需要有密集型的边缘QAM设备，并在一个平台中融合各种有线、无线接入网络技术。于是，Comcast、Cablevision、Charter、Cox、欧洲有线电视实验室、欧洲有线电视运营商等提出并发展了CMAP（Converged Multiservice Access Platform，多业务融合接入平台）方案，TWC提出了CESAR（Converged Edge Services Access Router，融合业务接入边缘路由器平台）方案。
CMAP与CESAR的功能基本相同，均是将视频、语音、数据融合到边缘QAM并能由此提高带宽利用率。二者主要不同点在于：
（1）CAMP可选实施视频内容加密，而CESAR则不支持；
（2）CESAR只定义了集成式架构，而CMAP则定义了集成式与模块化两种架构；
（3）CESAR可选支持各种接入技术，而CMAP则只支持同轴接入技术。
设备供应商们认为同时生产两套系统设备很不方便，MSOs则认为CAMP与CESAR两者是可以互为补充的。
于是，CableLabs于2011年6月14日发布了“CCAP（Converged Cable Access Platform，有线电视融合接入技术平台）架构技术报告”。
CCAP合并了CMAP与CESAR的核心接口需求，集成了广播QAMs、窄播QAMs、DOCSIS 3.0上/下行接口，并可选支持10G-DPoE等接入网系统，将交换、路由、CMTS、QAM视频、DPoE等进行融合；可实现传统视频传输方式向下一代视频传输方式（通过DOCSIS或其他接入技术的可管理IP视频传输）有效转换。
多项技术资料显示，相对现有网络，CCAP可以节约一半的机房空间、50%~60%的电力消耗和部分散热成本，使容量增大4倍，并可望减少3/4的单位带宽成本。
二 架构
根据已部署的DOCSIS架构（I-CMTS、M-CMTS），CCAP相应定义了两种参考架构：I-CCAP（Integrated CCAP，集成式CCAP）、M-CCAP（Modular CCAP，模块化CCAP）。
I-CCAP与M-CCAP均支持IPv4与IPv6、MPLS、VPN组播、IP路由与转发功能；支持RIPv2、IS-IS、OSPFv2、BGPv4等路由协议和边缘QAM数字视频（广播、窄播）业务、DOCSIS业务；支持DPoE。
1、I-CCAP
I-CCAP参考架构如图1所示，拥有多个视频信号输入接口，输入格式为以UDP/IP协议经以太网传输的MPEG SPTSs或者MPTSs。输入信号经处理后，从I-CCAP的射频接口输出。
图1 I-CCAP参考架构
1.1 数字视频传输
ERM（Edge Resource Manager，边缘资源管理器。可以内置于I-CCAP，也可以是I-CCAP外部的一个控制接口）用于管理HFC网络中QAM端口及下行频率的使用，并向SRM（Session Resource Manager，会话资源管理器）报告拥有足够带宽且与STB服务组有连接的I-CCAP射频输出接口。
I-CCAP拥有多个视频信号输入接口，输入格式为以UDP/IP协议经以太网传输的MPEG SPTSs或者MPTSs。输入信号经处理后从I-CCAP的射频接口输出。
1.1.1 窄播业务的传输
1.1.1.1 VoD业务的传输
当用户点播某一个节目时，STB上的VoD客户端便向位于有线电视前端的VoD SRM发送请求信息，当查询到视频资源后，视频流便以恒定码率（目前还不支持可变码率）的单播SPTS传送至I-CCAP，再通过UDP端口映射或者在ERM的控制下，找到有足够带宽的QAM端口与RF频率，将输入的多个SPTS进行复用（形成MPTS）、加扰、QAM调制、上变频等处理，然后从射频端口输出。
1.1.1.2 SDV业务的传输
当用户换台（切换到另一个频道）时，STB（支持SDV功能）向位于有线电视前端的SDV SRM发送请求信息，SRM将节目所在的多播组告知ERM，ERM再指配相应的I-CCAP。然后，交换式数字视频多播源便将预先处理好（如加密）的恒定码率SPTS传送至指定的I-CCAP，I-CCAP将输入的多个SPTS进行复用（形成MPTS）、QAM调制、上变频等处理，然后从射频端口输出。
1.1.2数字广播业务的传输
I-CCAP的每个下行线卡可支持多个频道（每个模拟频道里复用了多套数字广播节目）的视频传输。
（未完待续）
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