满 足 NGB 网 络 双 改 需 求 的 EPON+MoCA 解 决 方 案 成 都 双 信 电 子 新 技 术 开 发 有 限 公 司 地 址 : 成 都 高 新 区 紫 竹 中 街 2 号 电 话 :028-85191840 传 真 :028-85188226
满 足 NGB 网 络 双 改 需 求 的 EPON+MoCA 解 决 方 案 摘 要 : 在 三 网 融 合 中, 广 电 的 关 键 任 务 之 一 是 建 立 NGB 网 络 采 用 EPON+EOC 来 实 现 广 电 网 络 的 双 向 化 改 造 已 经 成 为 共 识 但 相 对 于 NGB 来 说, 由 于 是 一 个 全 业 务 网 络, 因 此 有 特 定 的 需 求 和 要 求 在 这 个 需 求 下, 不 是 所 有 的 EOC 技 术 都 是 能 够 满 足 NGB 的 需 求 的 本 文 将 提 出 一 种 满 足 NGB 需 求 的 EPON+MOCA 的 广 电 网 络 双 向 化 改 造 方 案 并 在 各 个 方 面 与 其 他 的 解 决 方 案 进 行 比 较 1 引 言 在 国 内 近 几 年 迅 速 发 展 的 各 类 强 势 产 业 中, 三 网 融 合 和 有 线 电 视 双 向 化 改 造 的 发 展 最 为 迅 猛 在 未 来 5 年 内, 仅 仅 在 双 向 化 改 造 的 接 入 设 备 上, 将 带 1000 亿 的 产 值 将 EPON 技 术 和 EOC 技 术 相 结 合 统 一 网 管 组 成 整 体 解 决 方 案, 可 以 为 广 电 三 网 融 合 NGB 的 发 展 提 供 接 入 网 络 的 最 佳 技 术 EPON+EOC 可 提 供 数 据 视 频 语 音 于 一 体 的 三 种 播 放 的 综 合 承 载, 通 过 一 张 接 入 网 提 供 过 去 多 张 网 络 的 功 能 该 方 案 在 开 发 过 程 中 充 分 考 虑 中 国 国 情 和 当 前 广 电 网 络 的 实 际 情 况, 在 驻 地 网 层 面 利 用 广 电 网 已 有 的 CABLE 网 络 作 为 传 输 介 质, 节 约 了 大 量 的 综 合 布 线 成 本 和 运 维 投 资, 兼 具 高 性 能 和 低 成 本 EPON+EOC 技 术 满 足 广 电 数 字 电 视 的 双 向 改 造 和 国 家 三 网 融 合 的 需 要, 将 推 动 NGB 产 业 在 中 国 的 深 入 发 展, 是 面 向 广 电 运 营 商 NGB 网 络 接 入 层 首 选 技 术 随 着 国 务 院 对 三 网 融 合 政 策 的 批 复, 广 电 网 络 向 前 演 进 为 NGB 的 浪 潮 已 经 不 可 阻 挡,NGB 的 骨 干 网 和 内 容 平 台 都 已 经 有 相 对 成 熟 的 解 决 方 案, 接 入 网 络 的 建 设 由 于 解 决 方 案 的 复 杂 性 和 占 总 体 投 资 比 例 的 重 要 性 成 为 了 当 前 NGB 建 设 的 重 点 和 难 点 在 现 有 的 EPON+EOC 方 案 中, 由 于 EOC 技 术 模 式 太 多, 广 电 网 络 公 司 无 从 选 择 本 文 将 从 NGB 网 络 的 基 本 需 求 出 发, 分 析 各 种 EOC 技 术, 提 出 EPON+MOCA 技 术 模 式 是 最 适 合 NGB 网 络 需 求 的 技 术 模 式 2 NGB 的 基 本 需 求 NGB 业 务 : NGB 网 络 需 要 对 以 下 四 类 业 务 提 供 支 持 : (1) 非 对 称 宽 带 数 据 范 围 :C/S 模 式 下 的 互 联 网 访 问 数 据 下 载 电 子 邮 件 收 发 办 公 自 动 化 和 在 线 游 戏 等 应 用
要 求 : 双 向 通 信, 下 行 带 宽 要 求 高 于 上 行 ; 对 时 延 抖 动 要 求 不 高 ; 系 统 并 发 数 要 求 不 高 (2) 交 互 电 视 回 传 范 围 : 为 VOD 时 移 电 视 等 互 动 电 视 业 务 提 供 上 行 回 传 通 道 要 求 : 双 向 通 信, 上 下 行 用 于 传 输 窄 带 数 据 信 令, 对 带 宽 要 求 不 高, 对 时 延 和 抖 动 有 一 定 的 要 求 (3) 对 称 宽 带 数 据 范 围 : 基 于 P2P 模 式 下 的 文 件 下 载 等 相 关 应 用 业 务 要 求 : 对 上 下 行 带 宽 要 求 均 较 高 (4) 实 时 多 媒 体 范 围 : 包 括 VOIP 视 频 通 信 视 频 监 控 等 实 时 多 媒 体 通 信 业 务 要 求 : 承 载 传 输 视 频 的 流 向 对 带 宽 时 延 和 抖 动 的 有 较 高 的 要 求, 对 承 载 音 频 的 流 向 对 时 延 有 较 高 的 要 求 带 宽 需 求 : 应 用 数 量 速 度 合 计 SD TV (MPEG-2) 2 3.5 Mbps 7Mbps HD TV (H264) 1 8Mbps 8Mbps IP 数 据 2 1 Mbps 2Mbps IP 电 话 4 0.12Mbps 0.48Mbps 语 音 4 0.2Mbps 0.8Mbps 合 计 ~19Mbps 延 迟 与 抖 动 的 需 求 : 研 究 表 明 用 户 的 需 求 是 : 1 100ms 对 用 户 来 说 可 以 接 受, 但 感 觉 上 是 不 实 时 的 2 1 second = 延 迟 太 大, 感 觉 上 有 终 端 现 象 3 10 seconds = 无 法 忍 受, 感 觉 上 一 位 线 路 掉 线 了 Voice over IP 经 验 表 明 最 大 150ms 延 迟, 这 是 指 整 个 网 络 的 延 迟 因 此, 对 于 EOC 接 入 部 分, 结 合 语 音 和 视 频, 建 议 的 延 迟 最 大 5ms, 最 大 峰 值 抖 动 1ms 3 各 种 EoC 技 术 方 案 支 持 能 力 技 术 发 展 路 线 图 和 带 宽 支 持 能 力 方 案 芯 片 升 级 MOCA 下 一 代 2.0 芯 片 Wi-Fi 降 频 HomePlug BPL 符 合 下 一 代 芯 片 802.11n 标 符 合 P1901 HomePlug AV 2010 年 底 推 出 支 持 HomePNA 2011 年 推 出 支 持 G.hn 标
芯 片 厂 家 主 要 设 备 厂 家 吞 吐 率 达 到 400Mbps Entropic 和 Broadcom 北 京 金 桥, 深 圳 捷 能, 江 苏 亿 通, 成 都 飞 光 准, 吞 吐 率 达 到 120~ 150Mbps 多 家, Atheros, Broadcom 等 雷 克 通, 汤 姆 逊 标 准, 吞 吐 率 达 到 140Mbps Spidecom 康 特 波 导 杭 州 初 灵 无 锡 路 通 P1901 标 准 芯 片 吞 吐 率 达 到 300Mbps Intellon Spidecom Coppergate 华 三 中 兴 未 来 宽 带 瑞 斯 康 达 深 圳 同 洲 准 芯 片 ; 支 持 400M 电 力 载 波 PLC 芯 片 Coppergate DS2 深 圳 赛 瑞 琪 思 科 康 特 深 圳 亚 威 东 方 广 视 与 带 宽 支 持 能 力 相 关 的 是 在 高 负 载 条 件 下 的 实 际 负 载 能 力 实 际 上, 不 同 的 EOC 技 术 在 负 载 很 大 的 情 况 下, 其 吞 吐 率 是 要 下 降 的, 但 不 同 的 EOC 技 术 的 下 降 时 不 一 样 的 这 就 是 压 力 测 试 的 问 题 这 就 带 来 了 下 面 的 影 响 : 1 为 了 保 证 速 率, 就 要 增 加 EOC 局 端 的 数 量, 使 每 个 EOC 局 端 带 的 终 端 数 量 减 少, 降 低 负 载, 从 而 增 加 了 整 个 网 络 的 拥 有 成 本 2 如 果 不 增 加 EOC 局 端 的 数 量, 就 只 有 降 低 入 户 速 率, 从 而 达 不 到 入 户 速 率 为 20Mbps 不 能 满 足 网 络 的 需 求 因 此, 应 该 要 求 : 压 力 测 试 :90% 负 载 情 况 下, 效 率 大 于 90% 延 迟 与 抖 动 支 持 能 力 由 于 NGB 是 一 个 全 业 务 网 络, 对 延 迟 和 抖 动 的 要 求 比 较 严 格 按 照 日 本 的 要 求, 满 足 所 有 业 务, 延 迟 不 超 过 5ms, 抖 动 不 超 过 1ms 现 在 还 只 有 金 桥 恒 泰 公 司 的 MOCA 技 术 可 以 达 到 这 一 点 下 面 是 规 划 院 的 实 际 测 试 结 果
从 上 面 的 测 试 可 以 知 道,MOCA 的 延 迟 最 大 在 4ms 左 右, 抖 动 在 0.5ms 左 右 ( 同 样 负 载 时 ) 其 他 EOC 技 术 在 延 迟 和 抖 动 上 都 不 能 满 足 NGB 的 需 求, 有 的 延 迟 甚 至 高 达 几 百 毫 秒 4 如 何 满 足 对 带 宽 的 需 求 按 照 光 纤 到 楼, 每 个 光 节 点 覆 盖 50 户 为 模 型 进 行 测 算 : 该 应 用 场 景 中, 从 有 线 分 前 端 机 房 到 居 民 楼 之 间 的 网 络 完 全 是 无 源 的 PON 光 链 路, 在 楼 内 则 继 续 使 用 原 有 的 电 缆 分 配 网 络 以 上 述 场 景 为 例, 在 50 户 场 景 的 组 网 中, 需 要 用 到 汇 聚 路 由 器,OLT,ONU/ 缆 桥 交 换 机, 缆 桥 MODEM 这 些 设 备 的 部 署 关 系 如 下 : 1 以 一 个 汇 聚 路 由 器 可 以 覆 盖 6 万 用 户 计 算, 即 需 要 60000 个 缆 桥 MODEM; 2 每 个 ONU/ 缆 桥 交 换 机 设 备 带 50 个 缆 桥 MODEM, 即 需 要 1200 个 ONU/ 缆 桥 交 换 机 ; 3 每 个 OLT 有 16 个 PON 光 口, 每 个 PON 光 口 接 1 个 ONU/ 缆 桥 交 换 机, 即 需 要 75 个 OLT; 4 每 个 汇 聚 路 由 器 带 75 个 OLT 5 按 照 每 个 ONU 的 传 输 速 率 为 1G 计 算,50 户, 每 户 的 传 输 速 率 为 20M 第 一 阶 段 : 每 个 PON 口 32 分 光 PON 口 38 每 个 PON 口 32 分 光 ONU 1200 每 个 ONU 为 31.25Mbps EOC 局 端 1200 如 果 是 10Mbps 到 户, 可 以 满 足 3 户, 入 户 率 为 6% 如 果 并 发 率 为 50%, 则 入 户 率 可 以 达 到 12% EOC 终 端
第 二 阶 段 : 每 个 PON 口 16 分 光 PON 口 75 每 个 PON 口 16 分 光 ONU 1200 每 个 ONU 为 62.5Mbps EOC 局 端 1200X3 如 果 是 10Mbps 到 户, 可 以 满 足 6 户, 入 户 率 为 12% 如 果 并 发 率 为 50%, 则 入 户 率 可 以 达 到 24% EOC 终 端 第 三 阶 段 : 每 个 PON 口 4 分 光 PON 口 300 每 个 PON 口 4 分 光 ONU 1200 每 个 ONU 为 250Mbps EOC 局 端 1200X3 如 果 是 10Mbps 到 户, 可 以 满 足 25 户, 入 户 ( 100Mbps 局 率 为 50% 如 果 并 发 率 为 50%, 则 入 户 率 可 以 端 ) 达 到 100% EOC 终 端 第 四 阶 段 : 每 个 PON 口 2 分 光 PON 口 600 每 个 PON 口 2 分 光 ONU 1200 每 个 ONU 为 500Mbps EOC 局 端 1200X5 如 果 是 10Mbps 到 户, 可 以 满 足 50 户, 入 户
EOC 终 端 ( 100Mbps 局 端 ) 或 1200X2 ( 400Mbps 局 端 ) 率 为 100% 如 果 并 发 率 为 50%, 则 每 户 的 传 输 速 率 为 20Mbps, 入 户 率 可 以 达 到 100% 第 五 阶 段 : 每 个 PON 口 不 分 光 PON 口 1200 每 个 PON 口 不 分 光 ONU 1200 每 个 ONU 为 1000Mbps EOC 局 端 1200X3 如 果 是 20Mbps 到 户, 可 以 满 足 50 户, 入 户 ( 400Mbps 局 率 为 100% 如 果 并 发 率 为 50%, 则 每 户 的 传 端 ) 输 速 率 为 40Mbps, 入 户 率 可 以 达 到 100% 如 果 并 发 率 为 50%, 则 每 户 的 传 输 速 率 为 80Mbps, 入 户 率 可 以 达 到 50% EOC 终 端 在 这 个 方 案 中, 需 要 使 用 的 频 率 带 宽 是 4X50MHz=200MHz, 就 可 以 实 现 每 户 20Mbps 的 全 覆 盖 在 将 来, 如 果 采 用 10Gbps 的 EPON 技 术, 采 用 1Gbps 的 MOCA 技 术, 可 以 实 现 4000Mbps /50 户 =80Mbps 到 户 ( 四 个 MOCA 局 端 叠 加, 金 桥 恒 泰 公 司 即 将 推 出 400Mbps 的 MOCA 设 备 ) 如 果 采 用 八 个 1G 的 MOCA 局 端 叠 加, 可 以 实 现 160Mbps 到 户 而 需 要 使 用
的 频 率 带 宽 是 4X50MHz=200MHz, 或 是 8X50MHz=400MHz 这 个 带 宽 在 同 轴 电 缆 上 是 可 以 提 供 的 5 结 束 语 广 电 运 营 商 采 用 EPON+EOC 技 术 有 助 于 综 合 利 用 网 络 资 源, 快 速 完 成 NGB 接 入 层 的 建 设, 实 现 数 字 化 双 向 化 改 造, 减 少 大 量 的 重 复 建 设, 节 约 建 设 和 运 维 成 本 采 用 EPON+EOC 方 案, 用 户 无 需 对 室 内 布 线 做 任 何 更 改, 只 需 增 加 终 端 设 备 就 可 以 实 现 双 向 交 互 多 功 能 多 业 务, 享 受 三 网 融 合 带 来 的 丰 富 内 容 EPON+EOC 方 案 能 够 全 面 提 升 有 线 电 视 网 络 技 术 水 平 和 业 务 承 载 能 力, 发 挥 有 线 电 视 网 频 带 宽 低 成 本 易 普 及 的 优 势, 使 有 线 数 字 电 视 成 为 进 入 千 家 万 户 的 多 媒 体 信 息 平 台 在 所 有 的 EOC 技 术 中, 由 于 MOCA 技 术 采 用 TDMA 的 协 议 模 式, 能 够 最 大 地 满 足 NGB 的 需 求, 其 他 EOC 技 术 都 不 能 很 好 地 满 足 这 一 需 求,