【编者按】今年8月23日,BIRTV期间,广电总局科技司主办的“广播电影电视行业标准——NGB宽带接入系统技术规范标准发布暨宣贯会”在国展中心综合楼226会议室召开。C-DOCSIS、C-HomePlug AV、HiNoC三大接入网标准在会上正式发布,对我国有线电视网络的双向化改造具有较强的指导意义。
1、我国有线电视网络双向化改造的紧迫性
2010 年,我国“三网融合”总体方案和第一批试点方案发布,确定了12 个试点城市/地区,“三网融合”进入了实质性推进阶段。2011 年底,国务院办公厅公布了“三网融合”第二阶段试点地区名单,共有天津、重庆等42 个城市入选,“三网融合”进入了扩大试点阶段。
在“三网融合”大背景之下,我国有线电视网络面临异常严峻、内忧外患的大形势,而其自身也在勇于改革、不断创新、锐意进取,DVBCN数字电视中文网一直在进行这方面的观察与报道,典型者可参见今年8月2日的一篇相关报道:《从Comcast最新财报再看中国有线电视危机四伏》https://www.asiaott.net/2012-08/02-91967.html,这篇文章的中心思想就在于双向化的宽带网络与业务之于有线电视运营商具有很大的重要性(由此可见迅速进行网络双向化改造及解决其他历史遗留问题的重大意义)。
2、我国有线电视网络双向化改造的现状
为指导和规范有线电视网络三网融合试点工作,积极稳妥的推进三网融合,广电总局曾经发布了《有线电视网络三网融合试点业务指导和总体技术要求》(文件编号:广发[2010]86 号)。另外,“十二五”规划明确要求在“十二五”期间实现电信网、广播电视网、互联网三网融合,构建宽带、融合、安全的下一代国家信息基础设施。为了满足三网融合的需要,有线电视网络要加速实现数字化和双向化。截至目前,全国有线电视用户数已经超过2 亿户,其中有线数字电视用户超过1 亿户,但双向交互用户只有1000 多万户,有线电视网络双向化改造的任务仍然十分艰巨(我国有线电视网络双向化改造现状的更多详情,请查阅《广电信息通信网络》月刊于今年7月刊发的文章《2012中国有线电视双向网络改造进展》:https://www.asiaott.net/magazine/201207/online.html)
3、EPON+EoC已成为我国有线电视网络双向化改造公认的主流应用方案之一
对于我国有线电视网络的双向化改造而言,利用好HFC网络中的同轴电缆、充分挖掘同轴电缆的潜在RF带宽应用是关键之中的关键,对此,下面这幅图非常形象,请展开您那丰富的联想吧,请见下页的图1:
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图1 同轴当利剑:应用同轴是“三网融合”背景下,我国有线电视网络网络双向化改造的关键
(您也可以有其他衍生联想,比如:同轴当利剑,利剑已出鞘,扬有线之威)
EoC 技术能够充分利用广电同轴接入网络资源,通过对现有网络的改造实现双向通信,承载以太网业务,实现数据、视频、语音等多种业务的融合,此处说的EoC是广义的EoC(比如包括DOCSIS),如果具体到狭义的EoC的话,EPON +EoC的组合应用已成为有线电视网络双向改造的主流接入技术之一。广发[2010]86 号文件中接入网络部分提出低频EoC 技术推荐HomePlug AV 方案,高频EoC 技术推荐HINOC方案。
然而,EoC种类众多,采用哪种EoC来实现网络的双向化一度成为有线运营商最“揪心”的疑虑之处。很多有线电视网络公司根据自身网络的特点,采购了不同技术标准的EoC 产品,天津广播电视网络有限公司采购了高频MoCA 和Wi-Fi 降频标准的EoC 设备,贵州省广播电视信息网络股份有限公司采购了低频HomePlug AV 和高频MoCA 标准的EoC 设备,江苏省广播电视信息网络股份有限公司采购了低频HomePlug AV 标准的EoC 设备,东方有线网络有限公司采购了低频HomePlug AV 标准的EoC 设备。
4、EoC及时收敛:今年8月末正式发布下一代广播电视网(NGB)3大接入网技术标准
BIRTV期间,2012年8月23日下午,由国家广播电影电视总局科技司主办的“广播电影电视行业标准——NGB宽带接入系统技术规范标准发布暨宣贯会”在国展中心综合楼226[page]会议室召开。C-DOCSIS、C-HomePlug AV、HiNoC三大接入网标准在会上正式发布,总局科技司、有线运营商、产业链厂商以及相关专家学者在会上就相关情况进行演讲,图2给您带来会议现场之一瞥:
图2 NGB宽带接入系统技术规范标准发布暨宣贯会现场
5、C—DOCSIS
2012年8月8日,广电总局科技司和全国广电标委员会在北京召开了广播电视行业标准《NGB(下一代广播电视网)宽带接入系统C-DOCSIS技术规范》审查会。审查委员会专家听取了标准起草小组关于标准编制说明和征求意见处理情况、知识产权报告、测试报告的介绍,对标准送审稿进行了逐章逐条的审查并对有关内容提出修改意见。与会专家认为该标准的制定对于加快推进三网融合和NGB宽带接入的发展具有重要意义,一致同意该标准通过审查。
C-DOCSIS可以达到下行16个频道捆绑,800Mbps吞吐量(256QAM调制,每8MHz 50Mbps吞吐量);上行4个频道捆绑,160Mbps吞吐量(S-CDMA调制,每6MHz 40Mbps吞吐量)。这种技术的核心在于CMC(同轴介质转换器),它提供了包括网络管理、QoS在内的PHY层转换和MAC层桥接,实际上是集成了ONU和EoC局端以及它们之间转换的桥梁。
C-DOCSIS完全是DOCSIS与现有基于家庭网络技术的EoC竞争的产物(但是很值得一提的是,C-DOCSIS与现有其他各种EoC的应用场景是有差异的,笔者认为,C-DOCSIS最适合于已经[FS:Page]大规模部署DOCSIS的有线电视网络,而对于绝大多数之前没有部署DOCSIS的有线电视网络,则不大适合于考虑运用C-DOCSIS来进行网络的双向化改造)比现有的EoC有更成熟的标准体系,比现有的EPON+EoC系统有更好的端到端管[page]理,同时比现有的DOCSIS体系有更低的成本(但C-DOCSIS系统本身的成本也并不低),还能兼容DOCSIS2.0、3.0 的Cable Modem。但C-DOCSIS相对于DOCSIS增加了转换层次,把单一的DOCSIS分成了PON和DOCSIS两段,最有争议的是把DOCSIS重要的路由汇聚功能改由系统提供商在OLT侧集成。另外,在现有频谱规划条件下,和原DOCSIS体系一样无法解决上行带宽的短板(除非采用新的PHY,但又会产生很多新的问题,请等待笔者以后要写的相关文章)。
6、C—HomePlug AV
NGB宽带接入系统3大技术之中,就有两个是“C”字头:C-DOCSIS、C-HomePlug AV。何为“C”?China的缩写是也。C-HomePlug AV就是China-HomePlug AV,所以是否就可以理解为“适应中国有线电视网络应用场景的HomePlug AV”?本来可以就此写一个长篇,但笔者在此处不想多说了。
另外据DVBCN数字电视中文网了解,C-DOCSIS、C-HomePlug AV、HiNoC三大接入网标准之中,C-HomePlug AV的行业标准目前还未通过专家审查。
7、HiNoC
1)HiNoC行业标准已于8月完成
据DVBCN数字电视中文网8月份的报道《HiNoC传输和媒质接入控制技术规范通过审查》https://www.asiaott.net/2012-08/08-92162.html,今年8月3日,广电总局科技司和全国广电标委会在北京召开了广播电视行业标准《NGB宽带接入系统HiNoC传输和媒质接入控制技术规范》审查会,与会专家一致同意该标准通过审查。据数字电视中文网了解,此次通过审查的是HiNoC 1.0规范。今年3月之前的发展历程及HiNoC今年的发展规划请详见
图3
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DVBCN数字电视中文网之前的相关报道《HINOC发展现状》https://www.asiaott.net/2012-03/08-86210.html。
2)HiNoC概述
HINOC 使用750~1006MHz进行以IP 为主的数据信号传输,保留更低频段和更高频段的可扩展性,工作频带满足现有及未来有线电视网络频率规划要求;采用16MHz(8MHz 可选(不要求高流量时))频带作为一个数据传输信道,符合我国广播电视频带规划的要求;为避免多径引发码间干扰、提高信道利用率,采用多载波OFDM 体制传输数据,总子载波数为256,有效子载波数为210,循环前缀长度16,每个子载波可根据电缆的噪声、衰减等情况自适应选择QPSK 到1024QAM(考虑未来扩充至4096QAM 的空间)的调制技术,以便提供信道包络内最大的传输能力;纠错码采用高编码速率、实现复杂度低的(508,472)和(504,432)BCH 截短码;在16MHz 信道带宽上物理层传输数据率可达100Mbps,在有效频带上达到7bit/Hz。
HINOC 的MAC 层逻辑拓扑采用点到多点星型结构,服务端(HB)处于中心控制地位,各终端(HM)可与HB 通信并受其控制,各HM 之间不能直接通信;复用机制采用TDD/TDMA,利用时分双工(TDD)和基于预约/许可的时分多址(TDMA)方式动态分配信道资源,实现无冲突的信道接入和灵活的带宽分配;能提供基于优先级的服务质量(QoS)保证机制。
图4 HINOC网络内终端数目8~32时的MAC速率、PHY速率、效率
3)HINOC的创新特性:
(1)实现了基于同轴电缆的在860MHz 以上频带的高速数据传输,工作频带满足现有及未来有线电视网络频率规划要求;
(2)技术上采用16MHz 的单信道频带(8MHz 可扩展),符合我国广播电视频带规划的要求;
(3)技术方案具备邻信道抑制性能(隔离度),相邻信道能够同时使用;
(4)技术上采用TDD 灵活分配上下行带宽,利用全协调的基于预约/许可的[page]TDM/TDMA 多址方式实现无冲突的信道接入和信道资源的动态分配,保证较高的信道传输效率和用户接入速率,满足实时视频在内的多种业务的服务质量需求。
另外,HINOC的HIPHY、HIMAC等也很有特色,请查阅https://www.asiaott.net/2012-03/08-86210.html。
4)HINOC的“国际之旅”
请见DVBCN数字电视中文网8月22日的相关报道《广电NGB接入网标准HiNoC通过ITU走向国际》https://www.asiaott.net/2012-08/22-92764.html。
8、其他主流EoC技术
1)MoCA EoC
MoCA EoC相较于其他基于家庭网络技术的EoC有一定的优势。在网络双向化改造的过程中,有线电视网络同轴电缆高频段链路衰减较大,对于同轴电缆距离很长的有线电视网络来说,MoCA 系统工作于高频段,在无中继情况下,传输距离比较短,网络末端用户的系统稳定性受到影响,用中继器的话,成本大为增加,且还涉及到供电、网络可靠性等问题;另外,目前芯片价格较高,相关产品价格也较高。
2)降频Wi-Fi
降频Wi-Fi也是目前可供选择的主流EoC技术之一。根据规划院今年5月发布的结果,在实际网络应用中,各厂家使用的频段不同,设备大多不能互联互通;一个局端下的用户数比较多,上[FS:Page]网速度慢,也没有多信道捆绑工作机制提高传输速率。另外,终端设备断电重启后,上线时间比较长。
9、新兴的EoC技术——EPoC
EPoC是EPONoC系列技术的终极代表,IEEE和全球有线电视业界人士正在努力,希望能把EPON+EPoC打造成具有端到端的管理、调控、调度、QoS能力的有线电视接入网络架构,被广泛认为是很有潜力的下一代有线接入技术。请详见DVBCN数字电视中文网的最新报道;《EPoC最新进展(7月)及焦点》https://www.asiaott.net/fxb/10/index.html。
10、其他
每种技术均有其优点和缺陷,而各地的网络情况各不相同,技术种类众多,增大了有线运营商的可选空间,有利于运营商选择最适合自身的网络双向改造技术。MoCA 、降频Wi-Fi、C-DOCSIS、C-HomePlug AV、HiNoC等EoC技术将长期共存。