双向接入网技术培训材料5

双向接入网技术培训材料1 前言交互数字电视业务的基础是双向有线电视网络，数字电视增值业务的基础也是双向有线电视网络。

没有宽带、安全可靠和可控可管理的双向网络，就没有交互数字电视业务，更谈不上其它数字电视的增值业务。

因此，广电总局要求将构建完善现代传播体系，提高广播影视的传播力和影响力作为近几年的重点任务，要求各地加快实现有线电视网络的双向化，并向下一代数字广播电视网迈进。

省网整合给江苏广电网络带来了前所未有的生机和活力，国务院2008年1号文件又给广电网络的发展带来了政策支持，认真贯彻落实总局构建完善现代传播体系的要求，为江苏广电网络腾飞，我们必须抓住机遇，奋力进取，打造国内领先、世界一流的精品网络，传播文明，提升市场占有率和竞争力，更好地党和政府服务，为人民群众服务。

面对广电网络仍以单向广播网络架构为主的现状，面对全省网络参差不齐的状况，加快接入网双向化建设的步伐成为我省网络建设工作的当务之急。

着力推进“互动电视市场化”，从实际出发，因地制宜，构建以广播电视网络为基础、满足“三网融合”要求的双向综合业务网络，为下一代广电网络打好物理网络建设的基础，为江苏广电网络提升整体核心竞争力，实现跨越式发展提供基础的网络支撑，是现阶段工作的重点目标。

2 设计目标将广电网络打造成为高可靠、高带宽、高承载力、可管理、可运营的双向网络，为下一代广电网络提供网络基础，满足未来网络对交互业务的发展要求。

3 实施原则网络双向化建设和改造应遵循以下原则：3.1 基础设施先行原则光缆和管道设施是接入网的发展基础，重视光缆、管道基础设施的提前投入和建设，将为网络双向化建设工程的实施打好基础。

3.2 技术体制一致性原则为保证各项技术规划和业务发展的顺利实施，应按照统一的技术方案实施网络建设和改造，并根据各自具体的网络现状选择合适的技术体制。

对于城区，可完全按照光纤到楼的双向化网络要求实施网络新建和改造；对于乡镇（含农村），根据当地实际条件实施光纤到楼或者光纤到小区，按照乡镇建设规模和特点选择组网方案。

3.3 投资保护原则应充分利用现有网络资源，充分考虑投资与效益的均衡，注重投资成本的整体回报。

3.4 可靠性原则应遵循低故障、易维护、可控制、可管理、可持续发展的原则，在物理网建设和设备部署上确保系统安全和可靠运行，达到电信级的可靠性。

3.5 分步实施原则在明确总体建设和改造目标的基础上，应考虑到各地的实际情况，充分分析现有网络的现状和各项网络业务开展的情况，进行总体规划，确保规划的完整落实，同时可分步实施，做出实施计划和步骤，以求得最大的社会效益和经济效益。

4 总局双向化改造指导意见介绍4.1 指导意见主要内容加快有线电视网络双向化改造步伐，构建以广播电视网络为基础、满足“三网融合”要求的下一代数字电视网。

4.2 实施原则标准性、可靠性、适用性、可扩展性。

4.3 任务目标主要内容“光进铜退”是发展趋势；基本目标是实现光纤到楼，逐步向光纤到户发展；充分利用入户线路的同轴电缆资源，采用适合当地的宽带双向接入技术，使有线电视网络具备承载多种业务的能力。

4.4 双向化改造技术光传输网络建议采用无源光网络（PON）技术；用户接入网可采取多种方式，主要分为分为HFC网络用户接入技术、基于以太网协议的用户接入技术、其它用户接入技术。

5 双向接入网技术简介双向化改造可以采用CMTS技术、无源光网络技术、点对点光以太网技术以及EOC等双向接入技术。

5.1 CMTS技术CMTS技术基于HFC网络，以数字调制方式传送数据及音视频信号，向用户提供宽带IP 接入服务。

CMTS接入支持各种IP宽带业务，如互联网接入、局域网互连和IP语音、视频、数据多媒体应用等宽带IP增值业务。

CMTS是数据网和HFC网之间的连接设备，主要完成数据转发、协议处理和射频调制解调等功能。

CM是连接HFC和用户终端的设备，完成数据转发、协议处理和射频调制解调等功能。

图1 CMTS宽带接入系统结构图Cable Modem技术是专门为有线电视网络设计的，主要有3个标准，分别是美国MCNS制定的DOCSIS标准、欧洲DVB/DAVIC联合制定的DVB-RCC标准和IEEE制定的802.14标准。

目前主要使用的是DOCSIS标准。

DOCSIS标准由Cablelabs组织制定。

DOCSIS 1.0 确立了CMTS-CM的体系结构，制定了基于TDMA的MAC层和物理层协议。

最初使用的DOCSIS 1.0上行采用QPSK/16QAM，下行采用64QAM/256QAM。

DOCSIS 1.1 在1.0的基础上增加了QoS动态分配机制和有效负载包头抑制技术。

为提高上行信道的传输速率和抗噪性能，在DOCSIS 1.0和DOCSIS 1.1的基础上推出了DOCSIS 2.0，增加了上行通道的流量，基本形成了上下行对称的传输能力，同时增加了用于抵抗干扰和噪声的两种调制技术，即同步码分多址S-CDMA和增强型时分多址技术A-TDMA。

2006年8月CableLabs正式推出DOCSIS 3.0标准，并将在2007年4季度出台DOCSIS 3.0的前端和CM标准，组织互通测试。

DOCSIS 3.0标准包括物理层规范、MAC层及上层规范、安全规范和运营支撑系统接口规范。

DOCSIS 3.0主要具备的新功能包括：●通过信道绑定,取得比DOCSIS 1.x/2.0要高得多的带宽，最小下行带宽为160 Mbps，最小上行带宽为120 Mbps，并可向上增加。

多个6 MHz或8 MHz信道被绑定在一块，在逻辑上被视为一个信道。

●DOCSIS3.0用M-CMTS架构来实现更灵活、扩展性更强的网络架构。

在功能上将MAC 信息处理及边缘QAMs分离，利用相对比较便宜的Edge QAMs，以减少设备的投资。

●DOCSIS 3.0频道捆绑后进行资源的统计复用，提高了带宽效率。

●DOCSIS 3.0支持IPv6，支持组播技术以及组播业务的QOS ，并支持更先进的安全策略AES。

CMTS接入的优点有：在网络线路达到标准的前提下，其性能稳定、安装方便、使用简单、不需要在用户家庭重新布线；技术标准及产品比较成熟，在欧美和国内都已经大量使用；广电网络开展CMTS业务具有在达到一定的接入率时具有明显的成本效益。

CMTS业务利用现有的HFC网络资源，具有覆盖广、成本较低的特点，可以面向全市用户开展业务，能够迅速发展用户，抢占宽带接入市场份额。

CMTS接入缺点是：上行的漏斗效应导致噪声汇聚，对传输性能和带宽影响较大，将增加相关维护工作量，因此对于一些网络状况较差的地区，CMTS上行端口只能采用较小的上行带宽和较低的调制方式，导致CMTS下行通道传输速率有限，64QAM@8M方式只能达到38Mbps，但覆盖用户数多，接入率高的情况下，用户所能得到的带宽非常有限，只能进行浏览型业务，对带宽超过1Mbps的流媒体业务已经表现得难以承受。

CMTS技术正在向DOCSIS3.0标准发展，将解决目前带宽不足的问题，但是由于捆绑的频道数只有4个且预计会不低于目前的产品价格，因此其发展的前景不被看好。

受网络状况影响，CMTS上下行带宽和调制方式受限制，DOCSIS1.X和DOCSIS2.0并没有起到使用电缆有效的带宽资源的优势。

目前通常采用的方式是上行采用QPSK@1.6M方式，下行采用64QAM方式。

通过优化网络性能，上行可采用16QAM@3.2M方式，下行采用256QAM 方式，这样能缓解用户日益增长的带宽需求。

DOCSIS3.0 标准采用频道捆绑技术解决了带宽瓶颈问题，但这有待于技术和商用产品的成熟以及设备的投入。

5.2 PON技术无源光网络(PON)技术是为了支持点到多点应用发展起来的光接入网技术。

无源光网络（PON）的接入技术目前已经投入使用的主要有三种，如以ATM协议为传输平台的APON/BPON和以以太网技术为传输平台的EPON/GEPON以及以通用帧结构为传输平台的GPON。

其它技术的PON，如WDM-PON、CDMA-PON正在研制和发展之中，以适应不断扩大的市场要求。

APON/BPON技术比较复杂，成本较高，速率有限，IP业务映射效率低，现在已经被淘汰。

GEPON是将以太网与无源光网络结合在一起形成的能很好适应IP数据业务的接入方式。

与以往基于ATM技术的APON/BPON相比，GEPON实现在用户接入网中利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就可以承载目前的IP业务。

GPON在帧结构设计上与MSTP 相同，为通用帧技术，设计目标是高效承载包括TDM业务在内的各种高速数据业务。

GPON 是由运营商根据业务的要求而设计的，因此在效率和可控制、可管理等方面要更加完善。

GEPON 系统基本成熟，能够满足当前主要宽带业务的要求，是近期宽带光接入及FTTH 的主要实现方式。

GPON目前还不具备规模商用部署的条件。

总体来看，GEPON/GPON的规模应用主要依赖于设备成本的继续降低和技术标准的不断成熟。

5.3 点对点光以太网技术点对点光以太网与FTTLan方式是都是采用“媒质转换器（MC）+以太网交换机”的组网方案，其中媒质转换器（MC）将电信号和光信号相互转换，以利于采用光纤媒质进行长距离传输，对于点对点光以太网我们将媒质转换器（MC）也理解成光纤收发器。

采用光信号的点到点传输方式，从机房到每个接入点都用一根独立的光纤，机房和接入点各需要一个光纤收发器。

单纤双向点对点系统可以节约一半的光纤消耗，节约系统建设成本，并可改善传统的光纤收发器系统网管能力弱的问题。

IEEE 802.3-2005定义了速率100 Mbit/s、传输距离10 km和速率1000 Mbit/s、传输距离10 km两种新的点对点标准，采用WDM（波分复用）方式实现单纤双向传输，上、下行分别选用1310 nm和1550 nm。

标准中引入了光接口的物理参数要求，同时定义了基于以太网的链路监控和环回测试的OAM（操作、维护和管理）功能，增强了网络的管理功能。

目前相关的点对点光接口器件也已经成熟，供应商较多，成本也不高，市场上的相关光模块已能满足IEEE 802.3-2005标准中相应的指标要求，但是适合野外安装的产品还不成熟。

点对点光以太网以其价格比较低廉，运维管理比较简单，独享带宽等特点，特别适用于初期局部地区或企事业单位的联网需求。

5.4 EOC技术EoC(Ethernet over Coax)是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，主要将机房传送至小区或大楼的宽带数据信号通过电缆向用户传输，满足用户端多业务开展带来的高带宽需求。

根据数据信号分为基带和调制两种传输方式，EoC也主要分为基带EoC和调制EoC。