應用HINOC技術實施有線電視接入網(wǎng)改造技術規(guī)范與工程實踐

摘要：HINOC是我國具有自主知識產權的一種高頻EOC技術，文章提出了應用HINOC技術的廣電接入網(wǎng)改造設計規(guī)范，給出了工程實例和對比分析。

關鍵詞：HINOC；接入網(wǎng)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.07.035

中圖分類號：TN 915.62 " " " " " " " 文獻標志碼：B " " " " " " " 文章編碼：1672-7274（2023）07-0-04

The Design Code and Application of HINOC in Cable TV Network Reconstruction

TAN Shirong， ZHOU Xin， LIU Dan， ZHAO Qiang， LIU Guang

（Beijing Gehua CATV Network Co.， Ltd.， Beijing 100007， China）

Abstract： HINOC is a high-frequency EOC Technology with independent intellectual property rights in China. This paper presents the design code of radio and television access network using HINOC technology， and gives an engineering example and comparative analysis..

Key words： HINOC; access network

0 " 引言

當前，廣電運營商在業(yè)務和技術兩個層面受到了電信運營商和OTT的競爭壓力。在業(yè)務上，廣電運營商在視頻領域的原有優(yōu)勢逐漸喪失；在技術上，電信運營商光纖接入網(wǎng)比廣電運營商同軸接入網(wǎng)在技術的優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)[1]。因此，業(yè)務轉型、網(wǎng)絡改造迫在眉睫。本文結合廣電接入網(wǎng)絡的實際情況，提出了利用HINOC技術對接入網(wǎng)進行改造的方案思路，既可以實現(xiàn)接入能力快速提升，又能為接入網(wǎng)絡持續(xù)IP化演進奠定基礎。

1 " HINOC技術簡介

HINOC技術是具有我國自主知識產權的下一代廣播電視網(wǎng)絡（NGB）關鍵技術之一，由北京大學、廣播科學研究院、西安電子科技大學和瀚諾半導體公司歷經(jīng)10多年的研究至今，是一款高頻EOC技術，已經(jīng)被確定為廣電行業(yè)標準。目前，HINOC2.0技術可以達到700 Mbps帶寬，可以達到與光纖到戶同等級寬帶、時延和管控能力。目前HINOC2.0芯片及產品已經(jīng)進入商用階段，其主要性能指標如表1所示。

目前，HINOC2.0技術單信道局端設備最大可帶64個終端設備，雙信道局端最大可帶128個終端設備，單用戶帶寬接入能力可以達到500 Mbps以上。

2 " 接入網(wǎng)現(xiàn)狀

當前，廣電城區(qū)接入網(wǎng)絡屬傳統(tǒng)的同軸接入網(wǎng)絡，主要采用傳統(tǒng)CMTS方式，目前覆蓋用戶數(shù)量約1 000萬戶，高清交互用戶600余萬戶，寬帶用戶約50萬。CMTS與CATV前端、IPQAM混合，通過1310＼1550光發(fā)射機將信號，經(jīng)過1∶4分光器送至小區(qū)光站，光站平均承載用戶約350戶/站。雙向光站為1/2/4輸出，后接放大器，每個放大器約帶60戶。其中CMTS采用上下行1∶4結構，每個光節(jié)點通過點對點回傳光纖經(jīng)過機房回傳光接收機連接至CMTS的1個上行端口[1]。如圖1所示。

3 " 采用HINOC技術接入網(wǎng)改造技術規(guī)范

3.1 組網(wǎng)模式介紹

組網(wǎng)方式分為獨立組網(wǎng)模式和疊加網(wǎng)模式。獨立組網(wǎng)模式網(wǎng)絡內不存在DOCSIS信號；疊加網(wǎng)模式對傳輸DOCSIS信號的HFC網(wǎng)絡升級改造，通過HINOC局端在HFC網(wǎng)絡內疊加HINOC2.0信號，網(wǎng)絡內DOCSIS信號和HINOC信號共存[2]。

3.1.1 獨立組網(wǎng)模式

圖2 獨立組網(wǎng)模式結構圖

（1）上聯(lián)機房：安裝匯聚交換機，向上通過城域網(wǎng)連接數(shù)據(jù)后臺系統(tǒng)、IP化有線電視前端與網(wǎng)管系統(tǒng)；安裝1 550 nm EYDFA設備對1 550 nm光信號（有線電視光信號）進行放大輸出。

（2）光纜干線網(wǎng)：上聯(lián)機房到光分點的光纜干線網(wǎng)絡。其中，數(shù)據(jù)光纜干線網(wǎng)絡部分需要安裝野外萬兆光交換機（16端口），同時在光分點位置增加16光分路器傳輸1 550 nm光信號至HINOC局端。

（3）光纜分配網(wǎng)：光分點到HINOC局端的光纜分配網(wǎng)絡，在HINOC局端分別接入數(shù)據(jù)交互和1 550 nm光信號。

（4）電纜分配網(wǎng)絡：在HINOC局端混合數(shù)據(jù)交互和1 550 nm信號，輸出全業(yè)務射頻信號。

3.1.2 疊加網(wǎng)模式

圖3 疊加網(wǎng)模式結構圖

在傳輸DOCSIS信號的HFC網(wǎng)絡上并行傳輸HINOC2.0信號，保留原有1 310 nm光平臺系統(tǒng)用來傳輸原有信號，額外在電纜分配放大器位置增加HINOC局端設備，使原有射頻信號與HINOC射頻信號混合后，注入電纜分配網(wǎng)絡。

（1）上聯(lián)機房：安裝匯聚交換機，向上通過城域網(wǎng)連接數(shù)據(jù)后臺系統(tǒng)、IP化有線電視前端與網(wǎng)管系統(tǒng)；保留原有1 310 nm光平臺、CMTS系統(tǒng)傳輸原有上下行信號。

（2）光纜干線網(wǎng)：上聯(lián)機房到光分點的光纜干線網(wǎng)絡，并在光分點位置安裝野外萬兆光交換機。

（3）光纜分配網(wǎng)：光分點到HINOC局端的光纜分配網(wǎng)絡，在HINOC局端接入數(shù)據(jù)交互光信號。

（4）電纜分配網(wǎng)絡：HINOC局端混合數(shù)據(jù)交互光信號和電纜放大器信號后，輸出全業(yè)務射頻信號。

3.2 建設原則

3.2.1 光纜干線網(wǎng)

從上聯(lián)機房到光分點位置的光纜干線設計需滿足以下要求。

（1）如上聯(lián)機房為二級機房，應自機房向光分點位置敷設不低于4芯光纜，以便安裝16光分路器或野外萬兆交換機（16端口）。

（2）如上聯(lián)機房為三級機房或接入機房，且由機房直帶HINOC局端，應自機房向HINOC局端敷設不低于4芯光纜，同方向僅敷設一根光纜。

（3）如上聯(lián)機房為三級機房或接入機房，由機房通過光分路器或者野外萬兆交換機（16口）連接HINOC局端，應自機房向光分點位置敷設不低于4芯光纜。

（4）在光分點位置應使用中型熔接包或交接箱，以滿足多條光纜接入及未來光傳輸演進的安裝要求。

（5）在光分點的上聯(lián)光纜第一芯為1 550 nm光信號，其余光芯為數(shù)據(jù)交互光信號。

光纜干線網(wǎng)絡設計包括光纜設計、熔接設計、光分路器安裝連接設計，參考廣電網(wǎng)絡光纜線路工程勘察設計規(guī)范。

3.2.2 光纜分配網(wǎng)

從光分點位置到HINOC局端的光纜分配網(wǎng)設計需滿足以下要求。

（1）從光分點位置向每個HINOC局端設備敷設不少于4芯光纜，其中一芯光纖傳輸1 550 nm光信號（疊加網(wǎng)模式無1 550 nm光信號），一芯光纖傳輸數(shù)據(jù)信號，其余光芯為今后系統(tǒng)升級服務預留；

（2）HINOC局端隨機配置一條尾纜，在光纜施工中需要先將尾纜進行熔接。

光纜分配網(wǎng)絡設計包括光纜設計、熔接設計、野外萬兆交換設備設計和安裝調試、光分路器安裝連接設計和HINOC局端光纜連接設計，參考廣電網(wǎng)絡光纜線路工程勘察設計規(guī)范。

3.2.3 電纜分配網(wǎng)

3.2.3.1 獨立組網(wǎng)模式

HINOC局端具有1或2個射頻輸出端口，根據(jù)分配網(wǎng)設計來選用局端設備，接入電纜分配網(wǎng)絡的主分配器。

根據(jù)HINOC局端內HINOC射頻模塊數(shù)量，使用方式如下：每臺單模塊HINOC局端覆蓋不超過64戶；每臺雙模塊HINOC局端覆蓋不超過128戶；每臺三或四模塊HINOC局端覆蓋不超過128戶（注：電纜分配網(wǎng)絡參照標準雙向網(wǎng)絡設計、建設）。

3.2.3.2 疊加網(wǎng)模式

在現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡中進行HINOC信號疊加時，基本不需要對原有分配網(wǎng)結構進行調整，僅在電纜分配放大器后串接安裝HINOC局端設備（延長放大器不帶用戶端口則不需要安裝局端設備，光站有直帶用戶端口也需要串接安裝HINOC局端設備），將電纜分配放大器每路輸出電纜分別接至HINOC局端輸入端口，經(jīng)過內部頻率混合后再輸出至分配網(wǎng)主分配器。

HINOC局端設備僅負責高帶寬業(yè)務用戶，以原有電纜分配放大器為單位，串聯(lián)安裝HINOC局端，電纜分配放大器為單口則默認使用單進單出HINOC局端設備；電纜分配放大器為雙口則默認使用雙進雙出HINOC局端設備。改造初期HINOC配置一個HINOC模塊，根據(jù)寬帶用戶流量帶寬使用情況可最大擴容至四個HINOC模塊。由于廣播電視信號與HINOC射頻信號混合造成的插損問題，務必重新調試原有雙向電纜分配放大器內部衰減和均衡。

在啟動網(wǎng)絡設計之前，首先要對現(xiàn)有的電纜分配網(wǎng)絡質量、各項雙向網(wǎng)指標和故障報修情況進行一次全面評估，通過網(wǎng)絡評估情況來確定電纜分配網(wǎng)改造程度，主要有四種：重建模式、部分改造網(wǎng)絡模式、部分優(yōu)化調整模式和分配網(wǎng)滿足要求不需改造。

3.2.4 供電設計

考慮到網(wǎng)絡施工難度、運維工作及未來網(wǎng)絡發(fā)展，獨立組網(wǎng)HINOC局端宜優(yōu)先采用220 V取電模式，改造網(wǎng)根據(jù)原網(wǎng)情況來選擇，供電應遵循如下原則。

（1）220 V供電方式。HINOC局端處應具有取電條件，采取本地220 V供電。

（2）60 V供電方式。在每個光分點設立供電點，安裝60 V供電器。

獨立組網(wǎng)模式HINOC局端如果采用60 V集中供電模式，應自供電點新敷設干線電纜，通過電分支分配器至HINOC局端作為供電網(wǎng)絡；60 V供電器通過電纜來連接各局端設備，電纜在HINOC系統(tǒng)中只負責供電，不承擔信號傳輸功能。電纜干線應選擇-9電纜，同方向只敷設一條電纜，通過過電分支分配器連接至各HINOC局端。

疊加網(wǎng)模式應盡量利用原有電纜干線系統(tǒng)作為供電網(wǎng)絡，提前對原有供電器及電纜網(wǎng)絡進行復核計算，避免原供電器發(fā)生過載情況。

當原網(wǎng)中60V6A或60V10A供電器不能滿足要求時，則需要升級至60V15A供電器，如供電網(wǎng)絡功率或線路壓降無法滿足局端正常運行，則需要拆分供電網(wǎng)絡增加新的供電器。

4 " 工程實例及對比分析

4.1 工程實例

北京市石景山區(qū)疊翠庭苑小區(qū)HINOC技術應用項目是國家科技部《同軸寬帶接入關鍵技術研究及規(guī)模應用示范》課題支持項目。該小區(qū)位于北京市石景山區(qū)皇姑寺街道，現(xiàn)有住戶約3 000戶，目前，在小區(qū)機房內安裝了機架式千兆交換機和EDFA設備，在小區(qū)各樓棟弱電間內安裝73臺HINOC局端，目前共開通用戶1 035戶。

交換機和EDFA向上分別連接BRAS和廣發(fā)設備，向下通過兩根光纖直連至HINOC局端，一根用于傳輸數(shù)據(jù)信號、一根傳輸電視信號。HINOC局端內含以太網(wǎng)接收模塊負責傳輸數(shù)據(jù)信號，光接收機模塊負責傳輸電視信號，HINOC模塊負責將數(shù)據(jù)信號轉換到968～1 096 MHz，與電視信號共纜傳輸。HINOC局端采用60 V供電，部署在小區(qū)樓棟弱電井中，利用小區(qū)原有的接入電纜，接入用戶家中的HINOC終端。當前使用的HINOC終端配置了4個以太網(wǎng)口和2個RF接口，分別提供數(shù)據(jù)接口和電視接口，當前配置了DVB+IP的機頂盒供用戶使用。

項目建設始于2019年6月，同年底完成建設交付使用。項目交付使用后，相較傳統(tǒng)DOCSIS網(wǎng)絡，網(wǎng)絡品質明顯提升，故障率明顯降低，寬帶業(yè)務開展良好。

4.2 對比分析

4.2.1 帶寬對比

HINOC單信道系統(tǒng)帶寬為700 Mbps，典型配置服務50戶，為用戶提供戶均14 Mbps交互帶寬，基本可以等效于EPON FTTH網(wǎng)絡；而DOCSIS系統(tǒng)按15個IPQAM頻點、16個CMTS頻點計算，可提供帶寬為1.4 Gbps，但其覆蓋4個光節(jié)點，服務約1 200戶，戶均帶寬才1.2 Mbps，低于HINOC網(wǎng)絡。

4.2.2 穩(wěn)定性對比

HINOC系統(tǒng)上下行全部采用高頻傳輸，目前使用頻點為970～1230 MHz，高頻端外界干擾頻率少。另外在出現(xiàn)電纜接頭虛接現(xiàn)象時，低頻要衰減10幾個dB，而高頻只衰減1～2 dB，不影響HINOC網(wǎng)絡用戶使用，其網(wǎng)絡運行穩(wěn)定性相對比較高。DOCSIS系統(tǒng)的上行是5～65 MHz的低頻信號，最大的問題是用戶家庭噪聲干擾匯聚問題，一旦個別用戶產生噪聲干擾會影響整個通道用戶使用，這是DOCSIS系統(tǒng)比較難克服的弊端。HINOC系統(tǒng)每個通道服務用戶為50戶左右，而DOCSIS系統(tǒng)每個上行通道服務用戶為400戶左右，一旦出現(xiàn)問題，用戶影響范圍相差較大。

5 " 結束語

HINOC技術是一種自主可控的高頻EOC接入網(wǎng)技術，與傳統(tǒng)的廣電接入網(wǎng)技術相比有一定的優(yōu)越性，但在技術成熟度、產業(yè)鏈支撐等方面也有些不足[3]。本文結合工程實例對應用HINOC技術對接入網(wǎng)改造進行探討研究，希望能為廣電行業(yè)，特別是使用傳統(tǒng)EOC接入技術的區(qū)域提供借鑒參考。

參考文獻

[1] 劉光，滿全安．應用PON+CMC方式實施有線電視接入網(wǎng)改造的技術方案與工程實踐[J]．廣播與電視技術，2017（12）：106-109.

[2] 黃國安，董悅．基于HFC網(wǎng)絡的HINOC改造方案[J]．廣播電視網(wǎng)絡，2020（05）：77-79.

[3] 劉兆龍，張國圓．EoC演進方案探討[J]．有線電視技術，2019（03）：65-67.