广电HFC网使用BIOC技术个人心得
1 简介西昌广电宽带网的发展过程及困惑
2000年, 西昌成立城区广电网络公司, 在开展广电有线电视的传统业务的同时, 看见广电HFC网的优势资源, 决定拓展增值业务及向用户提供上网业务, 于2001年对西昌城区网络进行双向改造, 采用了TDMA系统, 即DOCSIS1.0协议的CMTS同轴电缆调制传输技术提供一个回传数据通道, 回传电信号频率选在5MHz～46MHz低端传输频谱, 下行采用64QAM的调制方式, 带宽为6M, 中心频点为196MHz, 总线速率达36Mbps的通道。HFC网的弱点是结构呈树形, 所以当用户增多时, 在低频端的回传噪声积累也相应变大, 另一方面, 树形结构的本质是总线共享型的, 所以当使用CM的用户数增多时, 在单位时间内分配给用户的带宽变窄。由于双向HFC网络的设计和施工的要求都比较高, 低端噪声的汇聚 (称之为漏斗效应) 对回传的传输质量影响很大, 加之考虑到整网改造的投资过大, 所以放慢了HFC网双向改造的进度, 随之采用了LAN技术, 机房将数据信号用光纤收发器点对点的送到各光节点, 中途采用交换机将信号再生以使信号能传送的更远, 对需要上网的用户重新拉5类线入户, 当时的网内光节点所带用户数为2000左右, 线路远的地方采用了延伸光纤的做法, 即将电信号再次进行光转换送到远端再转为电信号接入用户, 这样的做法使的线路的节点太多, 造成故障点也增多, 并且如果有局部断电时会造成几乎所有用户无法上网, 我们引入了PON技术, 但ONU太贵, 也没有大量的使用, 但是对整网进行了重新规划, 增加更多的光节点, 使每个光节点所带用户数为500左右。在对网络进行了改造后发现, 最大的困难是在新修小区的接入中, 由于都是新房子, 用户不愿意对房子穿墙打动重新拉根5类线入户, 如果我们在新房修建时每家每户都铺设5类线, 由于有多家网络运营商的竞争, 使得我们铺设的5类线使用率很低, 这样势必导致安装成本升高, 所以我们在用户接入的最后50米目光又回到了同轴电缆上。
1.1 困惑
(1) 采用Cablemodem的方式, 线路质量要求高, 解决回传噪声需要多台CMTS来分解汇聚噪声, 而CMTS的投资成本太高。 (2) 采用LAN的技术, 在线路过远的地方只有采取光电转换, 用光纤代替过远的五类线, 而这些都是有源器件, 中途停电或者出故障, 会影响该光站所带用户, 造成网络不稳定。并且在新建小区每户都铺设五类线, 也会造成投资成本太高。 (3) 采用EOPN设备, 能取掉很多中途的有源设备, 给维修降低成本, 提高网络的稳定性, EOPN的投资成本也太高。 (4) 虽然现在的增值业务仅仅是为用户提供上网的业务, 用户数量并不是很多, 但考虑到广电未来的增值业务如专网接入、互动点播等等都需要有回传通道, 所以, 双向网络的改造是必须的, 那我们如何做到低投入, 高质量的双向网络改造。
2 BIOC技术原理
BIOC (Broadcasting and Interactivity Over Cable) 广播交互同轴网络接入。
BIOC广播交互同轴网络接入技术是一种基于有线电视同轴电缆分配网的广播交互信号传输技术, 在“三网融合, 光进铜退”的大趋势下, 针对HFC网络光节点最后100米的双向如何接入, 给予了有力的技术支持。完全利用现有的分配网资源, 承载广播电视信号 (模拟/数字电视) 与数据信号。其原理分为两个部分:基带数据信号的OFDM/mQAM调制方式的调制/解调、电视信号与数据调制信号的混合/分离。
根据我国的有线电视传输频谱配置, 5MHz～65MHz是留给广电双向改造的上行通道, 82MHz～108MHz是留给调频广播使用, 110MHz～860MHz频段用于广播电视信号传输, 有线电视网络传输频率特性在1GHz频段有较好指标, 因此我们可以确定在有线电视网860MHz以上频谱资源还没有得到利用。根据有线电视频谱设置, 860MHz～900MHz为电视信号与数据信号频段间的保护频带, 用于隔离两者之间的频谱干扰, 现在市场上有采用低频 (5～65) 和高频 (900～1100) 2类EOC产品。我们现有网络的多数区域采用900MHz～1100MHz频段传输数据信号。
基带数据信号以10/100Base-T的以太数据信号接入, 进行纠错编码/自适应mQAM调制/OFDM调制后的数据信号搬移到900MHz～1100MHz频段, 与电视信号混合后实现广播交互信号在同轴电缆上共缆传输;反之, 接收分离的调制数字信号, 通过OFDM解调/自适应m-QAM解调/纠错解码, 输出以太数据信号。目前, 各个生产厂家采用BIOC技术的产品, 统称为EOC (Ethernet over Coax) 产品 (如图1) 。
3 EOC产品的选用
目前, 市场上的EOC产品, 低频以采用PLC (Home plug power line alliance) 技术标准的EOC产品为主流, 高频有WLAN无线通信联盟技术标准 (Wi-Fi降频至950MHZ) 和同轴电缆多媒体联盟标准 (MoCA-Multimedia over Coax Alliance) 的两种高频产品为主流。我们目前HFC网络的状况是, 老区都是安装的可寻址集线器, 并且光站下都带有一至二级放大器, 集线器和放大器都是预留双向的, 也就是说, 在放大器和集线器里的放大模块前端没有双工滤波器, 而是用直通插片连接。而新建小区几乎没有放大器, 由于新建小区都是只能用机顶盒收看电视, 所以没安装集线器。在实际运用中, 我们在老区选用了低频EOC, 以便于线路的损耗能在可控范围, 新建小区的线路损耗小, 所以选用了高频EOC。
4 EOC实际使用中遇见的问题及解决办法
在实际使用过程中, 低频EOC线路衰减最大的环节就是集线器对它的衰减, 经过测试, 每个集线器对低频信号的衰减在20个dbuv左右, 所以当低频信号经过两级放大器后的效果并不理想。而高频EOC在无放大器的情况下, 使用比较理想, 如果遇到有放大器的地方必须使用有源中继器。
4.1 内部原因
(1) 终端VLAN、MAC、限速等参数配置 (登录局端设备, 根据设备使用说明重新配置) ; (2) 设备硬件故障 (更换局端或者终端设备, 排除故障) ; (3) 配件故障 (F头、电源适配器、网线故障) ; (4) 网络广播风暴、病毒影响 (软件升级到最新软件) ; (5) 系统带宽不够 (带宽扩容, 增加局端设备) 。
4.2 外部原因
(1) HFC线路衰减过大。检查分支分配器是否支持到1G, 分支分配器是否进水老化, 如果是线路过长引起衰减过大, 将局端下移至靠近用户端。 (2) HFC线缆接头问题。检查两根线缆是否有直接拧接的, 如果有, 采用分支分配器连接。 (3) 上联数据设备故障 (交换机、EPON等上层数据设备) 。
4.3 对低频设备使用的总结
因为我们线路上的集线器和放大器是预留双向, 在没加双工滤波器的情况下, 局端和终端的信号都会经过器件里的放大模块, 而电平过高, 引起了放大模块的过载, 导致引起电视效果有干扰。我们采用了安装跨接器或者在放大器和集线器里加装双工滤波器使这一故障得到部分解决。用户端的Modem发射电平因为分支分配器的隔离度不够, 也引起电视效果有干扰, 我们采用了更换分支分配器和降低发射电平的方法, 使问题得到解决。
4.4 对高频设备使用的总结
(1) 覆盖性问题和改造成本问题。高频衰减大, 覆盖范围小, 只能做到楼道覆盖。从而导致成本高。跨接放大器需要考虑有源设备, 网络引入有源设备, 增加了故障点, 并且成本较高。高频滤波器, 信号混合器相比低频成本要高。 (2) 网络适应性问题, 目前国内存在大量的550MHz, 750MHz, 的分支分配器。很难适应高频传输。目前我们公司所用分子分配器都是0～1000MHZ。 (3) 在实际使用过程中, 高频设备报修较少, 几乎没有因安装了EOC引起报修电视效果不好的故障, 所报故障基本出在线路上的分支分配器的损坏和线缆的损坏引起。 (4) 综上所述, 抛开成本的考虑, 在实际应用中, 高频设备的报修及维护相比低频设备少维修也比低频设备的简单。
5 个人心得
在三网融合的大趋势下, 广电网络要在大融合的背景下立于不败之地, 又要在资金短缺的情况下低投入高产出的对网络进行双向改造, 并且还要使网络能稳定运行, 我个人认为, 应该根据网络现状, 能使用LAN技术的继续使用LAN的方式接入在新建小区不便使用LAN技术的使用EOC技术, 根据线路质量的好坏选取EOC高低频的设备, 尤其是在使用低频EOC的产品的时候, 必须有一个全网改造的概念, 也就是说, 当有一个用户有双向需求的时候, 那么, 在该用户所在光站覆盖的范围内, 必须将线路所有需要跨接的有源设备全部跨接, 并且计算所有线路衰减, 做到EOC局端设备有一个合理的发射电平。为了网络的稳定, 应该减少中间的环节, 使光纤到楼栋, 最终光纤到户 (FTTH) 。那么我们应该尽早使用密集波分复用的技术, 鉴于目前EPON产品的价格也在不断下降, 所以现在应该毫不犹豫的使用EPON设备以替代原来机房里的光纤收发器, 用无源光分器取代原来线路上的延伸光纤收发器。这样减少了中间环节的故障点, 出现故障的时候不至于影响大面积用户, 而且在故障排查中也简单很多。而我个人认为PON+EOC+LAN的发展方式应该是广电在以后的双向网络改造的首选模式。
摘要：西昌广电网络公司为拓展增值业务而进行网络双向改造, 在改造中所遇到的问题以及最终决定采用EOPN+LAN+EOC的方案对网络进行双向改造。
关键词：BIOC技术,EOC产品