NGB一体机方案详解.ppt

NGB一体机方案详解 1 一 NGB 1 1NGB概念中国下一代广播电视网 NGB 是以有线电视数字化和移动多媒体广播 CMMB 的成果为基础 以自主创新的 高性能宽带信息网 核心技术为支撑 构建的适合我国国情的 三网融合 的 有线无线相结合的 全程全网的下一代广播电视网络 2 3 1 1NGB概念 续 NGB是2008年3月4日广电总局王太华局长和科技部万钢部长共同签署了国家高性能宽带技术网和中国下一代广播电视网继续创新合作协议 这次协议中首次提出了中国下一代广播电视网NGB的概念 科技部和广电总局将联合组织开发建设 计划用三年左右的时间建设覆盖全国主要城市的示范网 预计用十年左右的时间建成中国下一代广播电视网 NGB 使之成为以 三网融合 为基本特征的新一代国家信息基础设施 4 1 2NGB特点NGB核心传输带宽将超过每秒1千吉比特 保证每户接入带宽超过每秒40兆比特 可以提供高清晰度电视 数字视音频节目 高速数据接入和话音等 三网融合 的 一站式 服务 使电视机成为最基本 最便捷的信息终端 使宽带互动数字信息消费如同水 电 暖 气等基础性消费一样遍及千家万户 NGB还具有可信的服务保障和可控 可管的网络运行属性 其综合技术性能指标达到或超过国际先进水平 能够满足未来20年每个家庭 出门就上高速路 的信息服务总体需求 5 1 3NGB技术核心NGB的核心 骨干 城域 网 3TNet 即Tbit传输 Tbit路由 Tbit交换1 Tbit级波分复用干线 WDM 采用双纤双向传输方式 支持2 5Gb s和10Gb s 今后可升级到40Gb s 最大传输容量可达160 10Gb s 今后可升级到240 10Gb s甚至240 40Gb s 6 1 3NGB技术核心 续 2 Tbit级城域网核心 智能光网 ASON 核心交换能力为1 28Tbps的疏导型光交换机 交换粒度为VC 4 155Mb s 端口速率为STM 16 622Mb s 和STM 64 2 5Gb s 端口波长符合ITU T标准 控制平面基于GMPLS协议栈 支持多种类型的保护和恢复方案 3TNet是高速传送 路由 交换的集合 核心是智能光网 ASON 这主要属于干线网和城域网的范畴 7 1 3NGB技术核心 续 3 边缘 智能光多业务平台汇聚层的基于下一代SDH 10G以太网和弹性分组环 RPR 技术的新一代多业务平台 具有灵活的多业务接口 大容量的数字交叉连接矩阵 大容量 支持三层功能的分组交换结构 采用GFP的映射协议的支持10G以太网和弹性分组环的线路卡 具备电路分插复用 业务疏导 分组交换 电路交叉连接等功能 具备多粒度的带宽交换和管理 8 1 3NGB目前的难点以3TNet为核心技术来支持NGB 能解决为中国广电建设高速干线网和先进城域网的问题 但并不能解决涉及千家万户的接入网问题 接入网 accessnetwork 按ITU T定义是联接业务交换机与最终用户的网络 被称为信息高速公路的最后一英里 由于涉及千家万户 在技术上受经济条件的制约比骨干网 城域网都更厉害 9 1 3NGB目前的难点 续 典型的宽带业务每户带宽需求约为下行20 30Mbps 2路标清节目5Mbps 1路高清节目8Mbps 高速上网8Mbps IP语音0 4Mbps 合计约22Mbps 这对广电HFC网络提出了很高的要求 从目前来看 较为适合广电HFC网大规模宽带接入的方式为EPON EOC和EPON LAN方案 二 广域网络技术 2 1OSI RMOSI RM即开放系统互连参考模型 是国际标准化组织ISO为了实现不同计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信 于1981年提出的一个网络体系结构模型 OSI规定了可以互联的计算机系统之间的通信协议 遵从OSI协议的网络通信产品都是所谓的开放系统 而符合OSI标准的网络也被称为第三代计算机网络 10 11 OSI的分层模型 12 2 1OSI RM 续 1 物理层 负责原始比特流的传输 电子信号传输和硬件接口 数据传输单位是比特 关键词 信号 介质 2 数据链路层 负责信息可靠地在物理链路上传输 和这层相关的有物理地址 网络拓扑结构 网络存取 错误通报 数据包顺序 流量控制 数据传输单位是帧 关键词 数据帧和介质存取控制 3 网络层 负责提供连通性和路径的选择 数据传送单位是分组或包 关键词 路径选择 路由 编址 13 2 1OSI RM 续 4 传输层 把要传输出去的信息分成细的分段 把收到的分段整合成原信息 常规数据递送 面向连接或无连接 包括全双工或半双工 流控制和错误恢复服务 数据传送单位是报文 关键词 服务质量 可靠性 5 会话层 负责建立 管理 结束两部计算机间的通信会话 会话层给表示层提供服务 会话层及其以上层次的数据传送单位一般都统称为报文 关键词 会话 交谈 6 表示层 为应用层提供信息表示方式的服务 主要为上层用户解决用户信息的语法问题 关键词 一种通用格式 7 应用层 是最接近用户的一层 它给用户应用软件提供了网络服务 它与其它六层的不同是它不提供服务给另一层 只提供服务给七层外的软件 如浏览器 QQ等 14 2 2TCP IPOSI参考模型研究的初衷是希望为网络体系结构与协议的发展提供一种国际标准 但由于Internet在全世界的飞速发展 使得TCP IP协议得到了广泛的应用 虽然TCP IP不是ISO标准 但广泛的使用也使TCP IP成为一种事实上的标准 ISO的OSI参考模型的制定 也参考了TCP IP协议集及其分层体系结构的思想 而TCP IP在不断发展的过程中也吸收了OSI标准中的概念及特征 15 2 2TCP IP 续 TCP IP体系的特点 开放的协议标准 可以免费使用 并且独立于特定的计算机硬件与操作系统 独立于特定的网络硬件 可以运行在局域网 广域网 更适用于互连网中 统一的网络地址分配方案 使得整个TCP IP设备在网中都具有唯一的地址 标准化的高层协议 可以提供多种可靠的用户服务 16 2 2TCP IP 续 TCP IP分为四个层次 分别是网络接口层 网际层 传输层和应用层 TCP IP的层次结构与OSI层次结构的对照关系如下图所示 17 2 2TCP IP 续 TCP IP各层功能 1 网络接口层 也被称为网络访问层 它不包含物理层和数据链路层协议 只定义了能使用TCP IP与物理网络进行通信的网络接口 这种物理网络包括多种广域网 如ARPANET ATM X 25共用数据网等 以及各种局域网 如以太网 令牌环网等 18 2 2TCP IP 续 TCP IP各层功能 2 网际层 是在TCP IP标准中正式定义的第一层 又称为IP层 主要功能是处理来自传输层的分组 将分组形成数据包 IP数据包 并为该数据包进行路径选择 最终将数据包从源主机发送到目的主机 在网际层中 最常用的协议是网际协议IP 其他一些协议用来协助IP的操作 网际层另一个重要服务是在互相独立的局域网上建立互联网络 互联网络中 连接两个以上网络的节点称为路由器 在TCP IP中 有时也叫网关 网间的报文根据它的目的地址通过路由器传送到另一个网络 19 2 2TCP IP 续 TCP IP各层功能 3 传输层 也被称为主机至主机层 又称TCP层 与OSI的传输层类似 主要负责主机到主机之间的端对端通信 该层使用了两种协议来支持两种数据的传送方法 即TCP协议和UDP协议 TCP 传输控制协议 是一个可靠的面向连接的数据传送协议 UDP 用户数据报协议 是一个不可靠的 无连接的 直接面向多种应用业务的数据传送协议 20 2 2TCP IP 续 TCP IP各层功能 4 应用层 是最高层 它与OSI模型中的高三层的任务相同 用于提供网络服务 比如文件传输 远程登录 域名服务和简单网络管理等 21 2 3局域网模型局域网采用的标准主要为美国电气与电子工程师协会IEEE802标准 IEEE802LAN参考模型与ISO OSI参考模型的对应关系 22 2 3局域网模型 续 局域网数据链路层划分为两个子层 逻辑链路控制子层 LLC 和介质访问控制子层 MAC MAC子层主要完成于具体传输媒介有关的功能 如将上层交下来的数据封装成帧进行发送 接收时相反 实现和维护MAC协议 比特差错检测 寻址等 LLC子层主要完成于媒体访问无关部分的主要功能 如建立和释放数据链路层的逻辑连接 提供与高层的接口 差错控制 给帧加上序号等 23 2 3局域网模型 续 IEEE802规定了局域网中最常用的介质访问控制方法 载波监听多路访问 冲突检测 CSMA CD 它是一种随机争用型的介质访问控制方法 CSMA CD协议的工作过程通常可以概括为 先听后发 边听边发 冲突停发 随机重发 在采用CSMA CD协议的总线LAN中 各节点通过竞争的方法强占对媒体的访问权利 出现冲突后 必须延迟重发 因此 节点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不能确定的 它不适合传输对时延要求较高的实时性数据 24 2 4网络互联网络互连的类型分以下几种 局域网 局域网互连同构网互连 具有相同协议的局域网互连 异构网互连 不同协议的局域网互连 局域网 广域网互连 广域网 广域网互连 网络互连需解决的问题 处理互连网络的帧 分组 报文和协议的差异问题 25 2 4网络互联 续 网络互连从通信协议的角度来看可以分成四个层次 26 2 4网络互联 续 1 物理层的连接设备主要是中继器 中继器是最低层的物理设备 用于在局域网中连接几个网段 只起简单的信号放大作用 用于延伸局域网的长度 严格地说 中继器是网段连接设备而不是网络互连设备 2 数据链路层互连的主要设备是网桥 网桥在网络互连中起到数据接收 地址过滤与数据转发的作用 它用来实现多个网络系统之间的数据交换 网桥可以实现局域网互联 27 2 4网络互联 续 3 网络层互连的主要设备是路由器 可以实现多个网络之间互连 功能包括路由选择 拥塞控制 差错处理与分段技术等 路由器要求节点在网络层以上的各层使用相同或兼容的协议 4 传输层及以上各层协议不同的网络之间的互连属于高层互连 实现高层互连的设备是网关 网管又叫网间协议变换器 一般用于不同类型 差别较大的网络系统之间的互连 三 EPON技术 3 1EPON概念PON 即无源光网络 是一种点到多点的光纤接入技术 它由局侧的OLT 光线路终端 用户侧的ONU 光网络单元 以及ODN 光分配网络 组成 所谓 无源 是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源 全部由光分路器等无源器件组成 因此其管理维护的成本较低 EPON 就是基于以太网技术的无源光网络 28 29 3 1EPON概念 续 最初PON标准是基于ATM的 并由ITU FSAN定义了相应G 983建议 即APON 目前则有两个颇为引人注目的新的PON标准 其一是由ITU FSAN负责制定的用来替换APON标准的GigabitPON GPON 标准 其二是由IEEE802 3ah工作组负责制定的EthernetPON EPON 标准 30 3 1EPON概念 续 IEEE1998年发布完千兆以太网标准后 致力于研究如何支持三种接入网拓扑以及相应的物理层 a 铜线上以太网 EoVDSL 在750m上传送10Mbit s b 点到点光纤上的以太网 在最长80km上传送1000Mbit s c 点到多点光纤上的以太网 EPON 在最长20km上传送1000Mbit s 此外 该工作组还将定义以太网的运行 管理 维护 OAM 使它具有远端故障显示 远端环回和链路监测等功能 31 3 1EPON概念 续 目前 IP Ethernet应用占到整个局域网通信的95 以上 EPON由于使用了经济和高效的结构 是连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法 10G以太主干和城域环的出现也将使EPON成为未来全光网中最佳的最后一英里的解决方案 32 3 2EPON原理 33 3 2EPON原理 续 按ONU安放的位置 可以将EPON分为三种接入方式 FTTH FTTO ONU安置在用户家中或办公室中 即光纤入户 此时ONU称为ONT FTTB ONU安置在楼棟或楼棟单元 即光纤到楼 FTTC ONU安置在街边 即光纤到街边 除了FTTH FTTO是光纤入户外 从ONU到用户采用双绞线或铜轴电缆接入用户 34 3 2EPON原理 续 一套典型的EPON系统由硬件和软件两大部分构成 1 硬件部分主要包括有源网络设备和无源光分配网两大部分 有源设备包括 光线路终端OLT 光网络单元 光网络终端ONU ONT 无源光分配网 由局端到用户端的光纤和无源光分配器组成 称为无源光网络 光分配网PON ODN 35 3 2EPON原理 续 a 光线路终端OLT OLT位于根节点 通过PON ODN与各个ONU相连 在下行方向 即向ONU方向 OLT提供面向无源光纤网络的光纤接口 在上行方向 即向城域骨干网方向 OLT将提供GE GigabitEthernet 接口 将来 OLT也会支持10Gbit s以太网的高速接口 OLT通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入 在EPON的统一网管方面 OLT是主要的控制中心 实现网络管理的主要功能 36 3 2EPON原理 续 b PON ODN 由光纤 无源光纤分配器组成 它是一个连接OLT和ONU的无源设备 c ONU 放在用户驻地侧 接入用户终端设备 37 3 2EPON原理 续 在网络层次结构中EPON增加了MPCP 多点控制协议 协议功能 它是MAC控制子层MAC C的一部分内容 如下图所示 MPCP是MAC控制层的组件 MPCP主要完成两种功能 ONU自动发现 注册和测距 38 3 2EPON原理 续 EPON的光纤网络结构 OLT和ONU之间的无源光网络可以灵活组建成树形 环形 总线形 以及混合型 树型拓扑 39 3 2EPON原理 续 EPON的光纤网络结构 总线型拓扑 40 3 2EPON原理 续 EPON的光纤网络结构 环型全保护的拓扑结构 41 3 2EPON原理 续 EPON的光纤网络结构 主干路带保护的树型拓扑 42 3 2EPON原理 续 EPON的光纤网络结构 主 支路带保护的树型拓扑 43 3 2EPON原理 续 EPON传输距离 OLT到ONU ONT的最远距离受两个因素影响 第一 它由光线路终端 OLT 的发射光功率 ONU的光接收灵敏度和ODN的损耗决定 第二 是光网络单元ONU同时发射的风险 因为光网络终端共享光纤馈线和光线路终端的端口 所以 所有的设备都必须有一套复杂的算法以避免一个以上的ONU同时发射 如果发生了同时发射的情况 就会导致业务流发生碰撞 影响大多数业务无法继续 PON标准将这个最大距离定为20km 44 3 2EPON原理 续 EPON传输距离 对PON来说 在选择光分路器的位置时必须考虑OLT和ONU之间的最大距离限制 光分路器到OLT的距离决定了ONU到分路器的距离 二者之和不能超过20km 两个例子 一个是分路器距离OLT19km 因而其服务半径只有1km 二是光分路器距离OLT10km 因而其服务半径为10km 在两个服务区域内都有32个ONU 45 3 2EPON原理 续 这就导致需要进行复杂的权衡 并且需要评估下列情况 如果在ONU的服务半径内少于32个用户 每用户分摊的OLT成本就很高 如果在ONU的服务半径内多于32个用户 仅仅为了支持第33个用户 就需要增加OLT端口 结果导致每用户分摊的OLT成本陡增 如果在OLT的20km服务半径以外有新客户 就需要在一个新地点安装一个完整的OLT设备 结果导致每用户分摊的OLT成本非常高 因此 在规划设计EPON网络的时候 一定要预先将网络覆盖的用户合理地按1 32 64进行分配 使其不出现上述情况 46 3 2EPON原理 续 EPON系统的信号传输 EPON采用单纤波分复用技术上行1310nm 下行1490nm 数字 模拟电视1550nm 47 3 2EPON原理 续 EPON系统的信号传输 下行方向 由OLT到ONU 采用广播方式 每一个ONU将接收到所有下行信息 根据其MAC地址提取有用信号 上行方向 由ONU到OLT 采用时分方式共享系统 为了避免数据碰撞和公平的信道共享 采用OLT分配静态或者动态带宽的方式 给每个ONU分配一个时间没有重叠 时隙可变的传输窗口 用于ONU数据的传递 48 3 2EPON原理 续 EPON系统的信号传输 为了实现时隙的管理 IEEE802 3ah中采用了多点控制协议 MPCP 采用Report和GATE两个MAC控制消息来实现 OLT发送 门 GATE 消息 给ONU用来分配时隙 而ONU采用 报告 Report 消息 向OLT获取时隙或者请求时隙 通过接入控制机制将各个ONU有序接入 EPON的上 下行信息速率均为1Gb s 由于其物理层编码方式为8B 10B码 所以其线路码速率为1 25Gb s 由一根光纤采用波分复用实现全双工通信 其结构示意图如下图所示 49 3 2EPON原理 续 EPON系统的信号传输 50 3 2EPON原理 续 EPON网络每用户平均带宽 在EPON中 因为所有用户终端共享OLT和光纤 所以每个用户终端的可用带宽也是共享的 可共享的总带宽取决于分光器的分支比 例如 EPON的分支比为1 32时 每个ONU的平均可用带宽是32Mb s 当需要提高带宽时 EPON可以降低光分支比来提高每用户的带宽 例如 EPON的分支比从1 32降到1 16 可使每用户的带宽增至64Mb s 当业务带宽需求与成本相比居于主要考虑时 降低分支比来提高每用户带宽就成为必需的技术措施 51 3 3EPON优点系统简单 节约投资 组网灵活 支持多种拓扑结构 安装方便 基本无需设计与调试 无需远端供电 适用于点对多点通信 无电磁干扰和雷电影响 扩容简单 用户投资得到保证 EPON具有同时传输TDM IP数据和视频广播的能力 辅以电信级的网管系统 足以保证传输质量 52 3 4EPON设备功能1 OLTOLT主要具有网络集中和接入的功能 向上的接口有 TDM PSTN接口 IP网接口 电视信号接口 其它网络接口 向下的接口有 波分复用器 WDM 接口 网络管理接口 OLT支持的业务和功能有 IP ATM FR TDM话音业务 视频点播和T1 E1业务 带宽分配 QoS OAM 网络安全等 53 3 4EPON设备功能 续 2 PONPON是一个简单的无源设备 它由光纤分路器组成 用于连接OLT和多个ONU 并进行光功率分配 通常 一个分光器的分支比为2 4 8 16 32 并可以多级连接 3 ONU功能ONU接收从WDM来的光信号 向下提供各种应用接口 如10 100Mbit s以太网接口 电话接口和有线电视接口 支持数据 话音和视频等业务 负责将上行数据传送到OLT 提供以太网第二层和第三层的交换功能 实现内部的路由选择 54 3 4EPON实际应用 55 3 4EPON实际应用系统采用单光纤3个波长来传输全业务 OLT上 下行波长 1310 1490nm 通过波分复用 用于传输数据 语音和视频点播等双向业务 第三个波长 1550nm 用于下行CATV射频信号传输 采用这种设计 PON可以覆盖20km以内32个光节点 主干光纤上同时传输1490 1550 1310nm三个波长 节省一芯主干光纤 但是增加了两个高隔离度的WDM器件 同时 使CATV光节点缩小到一栋楼 56 3 4EPON实际应用 续 当主干光纤上同时传输1490 1550 1310nm三个波长时 节省了一芯主干光纤 但是增加了两个高隔离度的WDM器件 同时使CATV光节点缩小到一栋楼 57 3 4EPON实际应用 续 现在可采用独立的两个网络 即建设EPON网络时 可以不需要更动原有的HFC网络 HFC网络的光波长既可以用1550nm 也可以用1310nm 保护原有1310nm网络资源 1 EPON CATV1550nm光纤系统 58 3 4EPON实际应用 续 2 EPON CATV1310nm光纤系统 59 3 4EPON实际应用 续 1 OLT每千兆光口可带用户数 OLT既是一个交换机或一个路由器 又是一个多业务提供平台 它为PON提供光纤接口 根据以太网向城域网及广域网发展的态势 OLT在提供千兆光口的同时 还提供多个Gbit s和10Gbit s的以太网接口 在目前的系统中 每个OLT提供2 4个千兆光口 每个千兆光口可带的用户数目计算如下 60 3 4EPON实际应用 续 1 OLT每千兆光口可带用户数 按4Mbps 户计算 每千兆光口可带250个用户 按20 的使用率计算 可覆盖用户1250户 按每楼栋 6层 4单元 一层2户 50户计算可覆盖25栋楼 如果考虑同时使用率 其覆盖范围还将扩大 例如 同时使用率为50 则可覆盖50栋楼 61 3 4EPON实际应用 续 2 OLT的最佳安装位置OLT以放置在城域网络的分前端机房为佳 它上联汇聚交换机 下联无源光网络 通过光纤连接到小区后 再经过光分路器连接到多个ONU 把OLT放置在分前端机房 则可以通过OLT连接多个小区 充分利用OLT的端口和分前端的大量光纤资源 3 光分配网 ODN 的设计与应用在ODN的设计中主要涉及到光缆布线 安全保证 光分路器的级联等问题 ODN系统的设计主要与城市居民小区的物理分布有关 62 3 4EPON实际应用 续 4 ONU ONT设计中的注意点1 在EPON FTTB LAN的系统应用中 以楼为单位安装ONU 即每栋楼一个ONU ONU一般安装在楼栋中间单元 这样布局有利于对其它单元交换机的业务进行汇聚 因为楼内的LAN系统采用5类线 最远传输距离为100米 63 3 5EPON发展光纤到户 FTTH 是光纤接入的最终发展方向 但由于技术成熟度 成本 业务需求等原因 FTTH的大规模实现还需要经历较长的时间 光纤接入将以FTTB LAN FTTB EOC FTTN ADSL2 FTTN B VDSL2等方式长期存在 EPON将在一个较长时期与DSL 数字用户线环路 LAN 局域网 和其他接入方式互为补充 共同促进发展 四 EOC 4 1EOC概念EoC源于欧洲一些厂家 原文是 EthernetoverCoax 也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术 原有以太网络信号的帧格式没有改变 我们称之 无源EoC 现在涌现出很多的技术和解决方案 将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输 但信号不再保持以太网络信号的帧格式 严格地从技术的角度讲是不可称之为 EoC 的 这类技术主要有以下四种 HomePNAoverCoax HomePlugoverCoax WiFioverCoax MoCA MultimediaoverCoaxAlliance 我们总称之 有源EoC 或 调制型EoC 64 65 4 2EOC工作原理广电城域网的接入网采用EPON到楼的结构时 OUN输出的以太网信号如何入户就成为需要解决的问题 解决方案有两种 a 多个用户共用一个ONU 五类线入户方案 采用多用户输出端口的ONU 一个ONU平均带宽32Mbps 一个24口ONU可供24个用户共享32Mbps ONU每个输出端口 RJ45 用五类线直接接入用户 采用单用户输出端口的ONU 在ONU输出端口接以太网交换机 多个用户共享一个OUN 用五类线直接接入用户 66 4 2EOC工作原理 续 b 多个用户共用一个ONU 同轴电缆入户方案这种方案的实质是将五类线上的以太网信号通过转换 使其能在同轴电缆中传输 这种变换称为EOC EOC通过一种介质变换器来实现 介质变换器分为 无源的EOC 基带型有源的EOC 调制型实现方法可采用EPON到楼 或光节点 EoC 无源同轴网接入方案 67 4 2EOC工作原理 续 无源EOC工作原理 无源EOC是基于同轴电缆上的一种以太网信号传输技术 其原有的以太网信号的帧格式没有改变 改变的是从双绞线上的双极性 差分 信号转换成为适合同轴电缆传输的单极性信号 68 4 2EOC工作原理 续 基带EOC传输技术基本原理 利用有线电视信号在111 860MHz频率传输 基带数据信号在0 20MHz频率传输的特性 可以使两者在一根同轴电缆中传输而互不影响 把电视信号与数据信号通过合路器 利用有线电视网络送至用户 在用户端 通过分离器将电视信号与数据信号分离开来 接入相应的终端设备 69 4 2EOC工作原理 续 基带EOC主要由二四变换 高 低通滤波两部分实现 由于采用基带传输 无需调制解调技术 楼道端 用户端设备均是无源设备 现有的以太网技术是收发共两对线 而同轴电缆在逻辑上只相当于一对线 所以在无源滤波器中需要进行四线到两线的转换 70 无源EOC网络架构图 71 4 2EOC工作原理 续 基带EOC技术的特点 漏斗噪声效应极低 系统稳定可靠 维护量小 带宽大 每户独享10Mb s 支持VOD IPTV Internet业务等 标准化程度高 能有效地解决楼内重新敷设五类线的困难 用户家庭为无源终端 安装方便 价格低 只适用于星形结构的无源分配同轴网 72 4 2EOC工作原理 续 使用无源EOC注意点 1 自环问题与五类线采用两对线收发分离不同 无源基带技术在链路中引入了不平衡的传输介质同轴电缆 使得收发均要靠一对线来完成 当链路空载时 很容易形成环路即自环 由于存在自环 在使用无源基带器件时 首先要考虑上联交换机的兼容性 交换机如具备环路检测能力 关断自环端口后仍可正常工作 否则 交换机的MAC地址表很快将通过广播包的收发而改变 表中所有下联设备的MAC地址最终将被自环端口 劫持 整个交换机瘫痪 还会影响上一级设备的稳定 73 4 2EOC工作原理 续 2 传输距离无源基带产品的另一个问题是对传输距离的影响 由于同轴电缆的介入 无源基带的信号传输实际是分为三段的 中间为同轴电缆 同轴电缆两侧均为五类线连接 通常 五类线的传输距离一般可达100米 引入同轴电缆作为中间传输介质后 虽然同轴电缆本身传输性能优良 不会对以太网信号造成太大衰减 但由于在两端经过了两次介质耦合 信号受到一定损失 因此 同轴无源基带系统中五类线的最大传输距离小于100m 74 4 2EOC工作原理 续 有源EOC工作原理 有源EOC的头端将ONU输出的以太网数据信号对射频载波 该射频载波的频率与有线电视频谱不重叠 进行调制 已调制的射频载波与有线电视射频信号在EOC头端频分复用后 输入同轴分配网传输到用户 用户的上传数据信号在EOC的用户端设备EOC MODEM对上行射频载波进行调制后 通过同轴分配网上传到有源EOC的头端 在此解调为数据信号输出到OUN 再由EPON系统完成数据上传 75 4 2EOC工作原理 续 现有的有源EOC 由于不同生产厂家采用的调制技术不同而有多种产品 按调制载波频率又可以分为高频调制和低频调制两大类 高频调制EOC采用标准的WLAN MoCA技术以及非标准的如雷科通BIOC技术 低频调制EOC采用标准的PLC或HPNA技术以及非标准的如H3CEPCN技术 76 77 4 2EOC工作原理 续 1 采用WLAN WiFi 的EOCWLAN的优点 价格低 标准化程度高 越来越多的终端内置了WLAN模块 WLAN采用OFDM调制技术 动态范围大 抗多径干扰 因此十分强壮 WLAN的缺点 频率高 2 4GHz 损耗大 如果有线入户 同轴分配系统的无源器件需要更换 布线长时不能保证可靠通信 78 4 2EOC工作原理 续 1 采用WLAN WiFi 的EOC同轴WiFi系统工作于2 4GHz 典型应用见下图 79 4 2EOC工作原理 续 1 采用WLAN WiFi 的EOC此类技术在入户的最后一段距离内 将WIFIAP的2 4GHz微波信号经阻抗变换后 送入同轴电缆传输 接入端既可使用专用的接收设备 也可使用市场上普遍销售的802 11系列无线网卡 无线网卡接收既可以使用无线方式 也可用同轴电缆有线连接 采用802 11g标准 PHY速率可达54Mbps 实际吞吐量可达22Mbps 80 4 2EOC工作原理 续 2 采用MoCA 同轴电缆多媒体联盟 的EOCMoCA每个频道占用带宽50MHz 物理层速率可达到270Mbps 吞吐量达到100Mbps 使用工作频带 因地区而异 如美国使用860 1550MHz 日本使用770 1030MHz 如果选择1GHz以下频段可以使用有线电视网络 目前只有一个芯片厂家 Entropic 芯片价格还较高 产品c LINK已经问世 81 4 2EOC工作原理 续 2 采用MoCA 同轴电缆多媒体联盟 的EOC特点 在800 1550MHz带宽内 每个50MHz频道理论上最大物理数据速率270Mpbs 最大有效数据速率130Mpbs 实际吞吐量 80Mpbs MOCA不影响原来的电视信号 与CATV DBS及HDTV并存 QoS保证 安全性高 高可靠性 安装方便 设备典型发送电平 112dB v 接收电平范围 109dB v 63 75dB v 接收电平动态范围45dB 系统动态范围48dB 典型时延 3ms 82 MOCA技术在同轴电缆上传输交互数据原理如下图 MOCA能够通过分支分配器 但工作频率高 超过1000MHz需要更换分支分配器和电缆 对网络适应能力较差 家中还需安装MOCAModem 价格高 一个MOCA主机 可带31个MOCAModem 83 4 2EOC工作原理 续 3 采用PLC技术的EOCPLC 电力线通信 技术近来发展很快 HomePlugAV标准物理层速率已达到200Mbps 吞吐量也达到80Mbps 理论可达100Mbps 它和WLAN的调制技术 MAC层协议都很相似 但由于使用低频段 从技术上有比较优势 适用于最后100米是完全可行的 84 4 2EOC工作原理 续 HomeplugAV技术既可以用于同轴星形分配网 也可以用于同轴树形分配网 这就使交互数据入户有更灵活的选择 HomeplugAV工作在低频段 分为两个频段 2 30MHz 34 62MHz 每个频段使用917个子载波 每个子载波单独进行BPSK QPSK 8QAM 16QAM 64QAM 256QAM调制 采用TurboFEC纠错 物理层速率达到200Mb s 净荷150Mb s 实际吞吐量仅100Mb s 一个HomeplugAV设备头端支持的CPE最多可达64个 85 4 2EOC工作原理 续 HomeplugAV在同轴电缆上传输数据原理如下图 86 4 2EOC工作原理 续 采用PLC技术的EOC使用中注意点 由于工作在2 30MHz 34 62MHz频段 必须注意回传信号受汇聚噪声的影响 特别要注意个别用户家里的噪声对整个PLC头端覆盖用户的影响 要像在运行Cablemodem系统一样 将非数据用户用高通滤波器隔离 PLC EOC产品要能实现以太网的通信协议和用户业务管理 87 4 2EOC工作原理 续 4 采用HPNA的EOCHPNA是国际上一些计算机和半导体器件制造公司发起并成立于1998年的标准组织 其最初目的是利用现有电话线路 以类似于以太网的技术提供一种低成本高宽带网络的解决方案 现在已经发展到针对同轴电缆线路的解决方案 HomePNA3 0是国际 ITU T 标准 G 9954 现已升级到3 1版本 88 4 2EOC工作原理 续 4 采用HPNA的EOCHomePNA采用QAM FDQAM调制方式 FDQAM增加了信噪比边界 有较好的抗扰性 目前HomePNA系统主要工作在三个频段 4MHz 21MHz 12MHz 28MHz 36MHz 52MHz 其大部分频点可以采用256QAM调制技术 并可根据信道实际的SNR要求自适应地使用128QAM 64QAM 32QAM 16QAM 8QAM 89 4 采用HPNA的EOCHomePNA3 0的覆盖能力及规划 主要依据为其传输距离和带宽的分配 目前HomePNA3 0的传输距离为300米 最大电平衰减 61dbm 最大提供带宽128Mbps 根据实际测试结果 在300米传输距离的前提下 一般可以覆盖2 3栋住宅楼 按照带宽分配计算 每用户可提供最大吞吐90Mbps 考虑同时在线率因素 每个在线用户可提供带宽2Mbps以上 在HomePNA3 1标准中 调制带宽将提高到160 320Mbps 90 HPNA3 0系统配置图CLT为同轴电缆线路终端 CNU为同轴网络单元 91 4 2EOC工作原理 续 4 采用HPNA的EOC使用中注意点 1 由于现有产品工作在4 28MHz频段 必须注意回传信号受汇聚噪声的影响 2 特别要注意个别用户家里的噪声对整个HPNA3 0头端覆盖用户的影响 要像在运行DOCSIS系统一样 将非数据用户用高通滤波器隔离 3 对于串接分支分配器系统 需要进行损耗均衡 92 93 各类型EOC使用注意点 高频段工作的EOC产品 使用这类产品的问题主要考虑是同轴分配网系统的高频损耗 因为无论是WiFI还是MoCA产品 它们都工作在900 1100MHz频段 使用低频调制EOC产品时要注意两点 一是要仔细设计和调试送入无源同轴分配网的数据调制信号电平 二是须对串接式分支分配无源同轴分配网进行损耗均衡 对于没有数据业务的用户 都要用高通滤波器将其隔离 以保证数据用户稳定工作 94 4 3EOC应用建议目前符合广电快速部署的主流技术包括了FTTB LAN模式和FTTB 有源EOC模式 对于已完成集中网改的小区 建议采用 EPON EOC 解决方案 对于已完成五类线入户或新小区 建议采用 EPON LAN 解决方案 谢谢 95