C—DOCSIS技術在蚌埠廣電雙向網絡建設中的應用

朱杰

摘 要：隨著網絡應用的飛速發(fā)展，用戶對于使用網絡的需求已大大增加，廣電傳統(tǒng)有線電視業(yè)務逐漸萎縮，已無法滿足普通用戶的需求。對于廣電系統(tǒng)而言，急需采用新的技術建設一個質量高、運行穩(wěn)定的寬帶網絡。本文主要介紹C-DOCSIS系統(tǒng)結構、特點以及EPON+CCMTS組網方案。本文簡要介紹了C-DOCSIS的技術結構特點，并同其他寬帶接入技術進行了比較，同時，提出了EPON+CCMTS組網模式在蚌埠廣電雙向網絡建設中的具體應用案例。

關鍵詞：C-DOCSIS；CCMTS頭端；寬帶；EPON；雙向網絡

中圖分類號：TN943.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0038-03

1 蚌埠廣電寬帶技術的應用及發(fā)展歷程

1.1 技術應用及比較

蚌埠廣電2006年開始進行寬帶技術運用，曾先后采用過光纖收發(fā)器+LAN、EPON+EOC、CMTS+CM等模式，期間也取得一定的效果。但是隨著網絡布局的擴大，隨著雙向業(yè)務的規(guī)模化發(fā)展，用戶數(shù)量快速增加，帶寬和系統(tǒng)穩(wěn)定性需求均有大幅提高，上述技術模式存在以下缺點：

（1）CMTS+CM模式，主干光纖資源占用多，帶寬低，上行均衡難以控制，工程質量要求高，節(jié)點之間相互干擾。

（2）EPON+EOC模式，EOC產品的行業(yè)標準與產業(yè)化度欠佳，設備兼容性差，網絡可管理性相對較弱。

（3）光纖收發(fā)器+LAN模式，設備穩(wěn)定性差，入戶線二次施工困難，不支持網管。

1.2 C-DOCSIS技術標準及組網構架

（1）標準的介紹。DOCSIS是成熟的技術標準，該標準定義了利用同軸網絡電纜傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務的規(guī)范，基于此標準的CMTS和CABLE MOEDEM設備十幾年來得到廣泛的應用， CMTS覆蓋范圍大、高QoS、維護方便、后續(xù)演進清晰，低帶寬、設備投資高，但近年增長乏力。為彌補DOCSIS的不足，2012年8月，國家新聞出版廣電總局發(fā)布了C-DOCSIS標準，該標準是基于TJ.222協(xié)議的邊緣同軸接入技術， C-DOCSIS是DOCSIS3.0標準的中國簡化版，簡化了DOCSIS系統(tǒng)的路由交換功能，這部分由上層路由器完成，C-DOCSIS兼容現(xiàn)有的DOCSIS1.1/2.0/3.0標準的終端。C-DOCSIS系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)轉發(fā)的功能，它可以同時轉發(fā)IPV4、IPV6、數(shù)據(jù)包，支持單播和組播的功能同時具備了風暴抑制功能。一般來說，C-DOCSIS采用上行4個信道捆綁，下行16個信道捆綁，下行帶寬可達900M，上行帶寬可達160M。

（2）組網構架。C-DOCSIS系統(tǒng)應用組網中包含了業(yè)務系統(tǒng)和管理系統(tǒng)，承載網絡（核心網，匯聚網和接入網）以及家庭網絡幾個部分，其中：

業(yè)務系統(tǒng)：提供業(yè)務內容和控制，包括Internet出口，視頻頭端以及軟交換/IMS語間服務器等；

管理系統(tǒng)：包含設備管理系統(tǒng)（NMS），DOCSIS OSS系統(tǒng)（DHCP Server等）以及運營商的BOSS管理系統(tǒng)

核心網：提供骨干層的業(yè)務轉發(fā)，核心網由核心路由器組成；

匯聚網：匯聚接入層的流量，匯聚網一般由邊緣路由器組成

接入網：提供同軸接入，接入網一般由C-CMTS，OLT以及三層交換機/路由器組成；

家庭網絡：家庭網絡一般由CM、STB、網關、PC、電話等組成；對于企業(yè)應用，提供專線接入等應用，還包含交換機、路由器等設備。

2 CCMTS設備介紹及應用優(yōu)勢

2.1 CCTMS設備

CCTMS設備（簡稱小C頭端）是基于C-DOCSIS標準的新型同軸電纜接入設備，一經推出即受到各方面的關注，并且和EPON網絡相結合，構成了新的寬帶接入組網模式，在國內得到了廣泛的應用。C-DOCSIS技術采用點到多點的網絡拓撲結構，利用現(xiàn)有的EPON光終端設備（OLT）、通過廣電原有的同軸電纜網絡提供數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(yè)務接入。OLT放在分前端，CCMTS放在小區(qū)光節(jié)點；CM終放在用戶家中，OLT與CCMTS之間通過EPON光分配網絡（ODN）連接，CCMTS與CM之間通過同軸電纜分配網連接。

2.2 EPON+CCMTS的組網優(yōu)勢

EPON+CCMTS方案是以C-DOCSIS協(xié)議為核心技術，實現(xiàn)“光纖接入，同軸轉換”的有線網絡傳輸方案，與其他接入技術相比，具體優(yōu)勢如下：

（1）與CMTS+CM模式比較，CCMTS可減少上行噪聲匯聚，提供了系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且可以兼容目前用戶端的CM設備，在改造中可以平滑過渡應用。二是帶寬大大提高，單路節(jié)點帶寬可以達1G；三是節(jié)省光纖資源，CMTS上行通過點對點光纜傳輸?shù)角岸朔聪蚬饨邮諜C，而C-CMTS基于EPON網絡，可以利用光分路器實現(xiàn)一點對多點的傳輸（即前端OLT的一個PON口對多個C-CMTS頭端），大量節(jié)省了主干光纖的應用，也為今后的光纖到戶技術搭建了光纜鏈路。很好避免傳統(tǒng)CMTS布網的上行噪聲匯聚，也避免了以往不同CMTS端口之間信號不均衡造節(jié)點之間的相互干擾。

（2）相對于FTTH技術，CCMTS優(yōu)勢在于可以充分利用目前的同軸電纜資源，不需二次布線，尤其在改造中優(yōu)勢明顯。如采用FTTH技術需要重新布線，另外解決互動點播問題又需要解決終端設備兼容匹配，在當前的應用條件下，前端系統(tǒng)改造難度較大。

（3）相對于EPON+EOC技術，CCMTS標準成熟，產業(yè)化程度高，可實現(xiàn)網管，在替代CMTS技術的升級中可以利用既有CM終端。

3 蚌埠廣電EPON+CCMTS組網方案設計

3.1 網絡組網模式及平臺規(guī)劃

（1）骨干網絡：總前端機房部署核心路由器，各分前端機房部署邊緣路由器，采用雙鏈路光纖環(huán)網的方式互聯(lián)。

（2）匯聚網絡：各前端機房部署OLT設備，利用EPON光纖網絡將數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)叫^(qū)光節(jié)點處，數(shù)據(jù)信號在C-CMTS頭端進行調制并與傳統(tǒng)電視信號混合，然后傳輸?shù)酵S分配網絡。

（3）分配網絡：新建或利用建成同軸電纜分配網絡，確保同一設備端口上、下行信號均衡分配，用戶端采用CM+STB方式實現(xiàn)寬帶、互動電視接入。

3.2 設備選型和部署

蚌埠廣電選用的設備是鼎點和藍聯(lián)2個廠家的CCMTS設備，并根據(jù)需要可采用分體式和一體化量中CCMTS設備（簡稱小C頭端），具體應用根據(jù)不同環(huán)境采用兩種部署方案。

（1）分體式頭端部署：主要應用在網絡改造環(huán)境中。在建成小區(qū)進行雙向升級改造時，已建成的光站及分配網線路不需改動，僅需在光節(jié)點處安裝分體式小C頭端，將原光站數(shù)字電視信號與數(shù)據(jù)信號混合后傳輸至同軸網，以下是分體式頭端組網示意圖如圖1所示。

（2）一體化頭端部署：在對新建小區(qū)進行雙向網絡建設時，可采用一體化頭端部署方案，小C頭端集成了CATV光接收模塊，可直接接收下行CATV信號和數(shù)據(jù)信號，調整混合后傳輸至同軸網，以下是一體化頭端組網示意圖如圖2所示。

3.3 PON口覆蓋規(guī)劃

為確保用戶帶寬，并結合蚌埠寬帶發(fā)展需要，每個PON口覆蓋4個小C頭端。

3.4 光纜設計要求

（1）為節(jié)省光纖資源和統(tǒng)一網絡結構，在小區(qū)內設置光纜交接箱，EPON網絡原在機房的有線電視分路器下移至小區(qū)光交箱內。

（2）光交箱至各原光站的光纜采用星型設計，原則上中間不再設置光纜接頭盒。

（3）ONU光纜鏈路衰耗確保在20dB以下，且鏈路長度小于20KM。如達不到要求，則通過OLT下移解決。

（4）光交箱內的分路器標識，以光交箱位置命名，并進行編號。對于改造的小區(qū)要與原機房跳纖標識進行變更對應。

（5）大型小區(qū)（2000戶以上），應考慮不同路由的接入光纜備份。

（6）光纜系統(tǒng)實行分級規(guī)劃，分前端---道路一級光交箱—小區(qū)二級光交箱—小C頭端。

（7）在主干線路的光纜分歧確保在道路光交箱內進行，杜絕在主干光纜加接頭盒分歧。

（8）如需從小區(qū)光站跳接數(shù)據(jù)專線纖芯的，改為從小區(qū)光交箱連接纖芯。

（9）道路一級光交箱只做干線傳輸跳纖使用，不得在交接箱內設置分路器（有線電視、數(shù)據(jù)、監(jiān)控等業(yè)務），如需要設置分路器，則另行設置光交箱。

3.5 同軸網設計要求

（1）射頻網絡下行按860MHz頻道帶寬設計，每光節(jié)點按覆蓋100-200戶規(guī)模進行設計。

（2）電纜干線網采用分層星型傳輸結構，只允許使用戶外壓針連接式分配器作為分路器件，既可以確保器件連接可靠，也能保障網絡對稱性，分配器件嚴禁設置在地井內。同一端口末端上行損耗值近似相等。為確保雙向信號指標，原則上不使用雙向放大器。

（3）用戶分配網絡嚴格采用集中分配方式，即在樓棟單元設置集線箱，每戶進1根75-5電纜連接至用戶家多媒體盒，每個集線箱覆蓋10—16戶終端信號。

（4）電平設計：多路分配器輸出口下行電平70±2dB，多路分配器輸出口-小C頭端上行衰減為23±2dB。

3.6 系統(tǒng)指標要求

（1）C-CMTS設備與光機輸出電平值相差在3dB以內；

（2）C-CMTS的在與光機混合后MER>38dB；

（3）CM的發(fā)射電平控制在100-110dBuV之間；

（4）正向衰減在30dB，可用衰減片調整；

（5）反向回傳衰減30dB以內，默認小C內部反向衰減為0，可用衰減片調整；

（6）C-CMTS輸出：100-105dBuV， mer>38dB；

（7）光機輸出：98-103dBuV（數(shù)字信號），mer>38dB；

（8）Cm發(fā)射電平：36-38dBmV；

（9）用戶端CM家的電平數(shù)字電視電平確保在58-68 dB。

（10）小C的ONU輸入光功率為-15±3dB，光機輸入光功率-3～+1dB。

（11）用戶家CM的下行電平大于50dB。

（12）樓放：正向輸出：90-95dbuv，mer>35dB。

3.7 調試步驟

（1）測試CCMTS安裝光節(jié)點處，從OLT輸出的光功率是否符合CCMTS接收的光功率范圍，若接收光功率過高需要增加光衰。

（2）光纖接頭建議相同。建議通過跳線轉換再接通。

（3）CCMTS和光機各自輸出電平、MER是否在混合前各自輸出就正常，混合后也正常。盡量保持光機輸出電平和CCMTS輸出電平一致。

（4）CCMTS和光機輸出在CCMTS內部混合，切掉原來連接CMTS的信號，測試混合后的電平和MER是否達預期要求。混合后MER偏低時，可通過微調光機和CCMTS輸出電平調整。

（5）樓放處測試時可接入一個CM，先測接入CCMTS之前，接收電平和發(fā)射電平、MER等各種參數(shù)。然后再測接入CCMTS后，接收電平和發(fā)射電平，MER等各種參數(shù)，與接入前的對比，看是否基本一致。要是有所偏動，在光機和CCMTS處調節(jié)電平，使其達到最佳。

（6）查看CCMTS接入實網后CM、CPE的運行狀態(tài)。如狀態(tài)正常，入網成功。

4 結語

2015年3月起進行規(guī)模化推廣應用C-DOCSIS技術，截止2016年6月份，累計安裝OLT設備9個，小C頭端1200個，累計覆蓋雙向網絡工程戶數(shù)22萬戶，在實際運用中，取得良好的效果。EPOM+CCMTS方案利用目前成熟的以太光網絡（EPON）與C-DOCSIS技術相結合的方式實現(xiàn)，具有技術標準成熟，契合HFC線路，保護已有投資，兼容性好，低成本，高帶寬，高QOS，節(jié)約大量光纖資源，支持網管等諸多優(yōu)點，是目前比較適合廣電當前網絡狀況和用戶規(guī)模的雙向接入模式。

參考文獻

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