浅析NGB接入网的改造与实现

陈爱芳

良图科技（上海）有限公司201208

摘要：本文通过对相关接入网技术进行研究，以东方有线广电接入网现状，详细分析了几种接入网技术应用，实现下一代广播电视网（NGB）接入网的改造建设，满足开展相关增值业务的要求。最后得出采用EPON+EOC技术，其改造广电网络具有建设成本低，维护简单，并且能充分利用现有的HFC网络资源，是接入网改造最佳改造选择。

关键词：三网融合；NGB（下一代广播电视网）；EPON+EOC

一、引言

2010年1月13日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合，会议上明确了三网融合的时间表，并于同年7月1日公布了第一批12个试点城市（地区）名单。

面对“三网融合”的大趋势，电信运营商正加速推进光纤宽带建设，推出了诸如IPTV和手机电视等多种业务，逐步进入广电的传统固有领域，彻底打破了由广电垄断视频业务的局面。而广电运营商由于目前的网络结构和特点，很难在现有网络基础上进一步开展除传统有线电视业务外的其它增值业务。随着电信运营商的步步紧逼，对于广电运营商来说，想要在激烈的市场竟中处于不败之地，必需加快推进下一代广播电视网（NGB）的建设，对目前的接入网络进行彻底改造，使现有网络从单向的广播式的模拟传输网络升级成为双向的互动数字综合业务网络。在综合考虑各种情况下，如何选择一种更优的组网改造方案，成为了首要解决的一个问题。

二、现有网络存在的问题分析

虽然我国有线电视用户覆盖率全球第一，但由于全国各地的经济发展状况极不平衡以及其它历史和客观原因，各地的有线电视广播存在很大差异，尤其是随着视频压缩技术的发展和Internet的普及，音视频节目的覆盖与传输格局已经发生了巨大的变化，传统的广电网络公司无论从技术体系和运营架构上都存在很多问题。主要体现在以下三个方面。

1、技术体系落后

长期以来，中国的有线电视网络承担了过多的公益责任，技术发展缓慢、业务单一，整个平台存在资源不中、技术落后等问题。

（1）技术体系的局限。传统的有线电视架构为单向的广播式网络，若要开展基于点到点的信息服务，整个网络需要进行比较大的改造。

（2）服务内容单一。广电网以广播电视节目的覆盖为主，数字化后，虽然释放了网络的频率资源，但服务内容仍然是以单向的广播电视节目覆盖为主；开展数据业务的部分地区也由于技术条件限制等因素，服务也仅能以Internet接入为主。整个网络还不是一个真正意义上的信息交互平台。

（3）数据网络技术落后，网络资源匮乏，运营相对封闭。近年来许多地方虽然建设了自己的数据网络，但大多数数据网络均以千兆城域网技术为主，安全性低，只能承载简单的Internet接入等公共服务，无法开展附加值高的专网等高端应用；此外各地方的数据网络相对独立，没有实现互联互通，无法充分发挥已有接入用户优势进行大规模运营，并且Internet资源（如IP地址、出口等）严重匮乏，无法实现真正的端到端的Internet应用，业务的深入发展受限。

（4）网络技术落后，数字化程度低，管理性能差。除了一些比较发达的地区采用了较先进的双向HFC技术实现了数字电视整体转换外，目前还有许多地区的广电网络还是单向的模拟系统，物理带宽窄、设备陈旧、网络性能差，无法满足当前信息网的需求。同时由于是广播式的网络，目前的HFC网还无法实现统一的网管或者基本没有网管，问题的发现和处理均以人工方式，无法实现通信网的可管理要求。

2、用户增长潜力小、终端重要性弱化

广电网的终端用户主要为电视用户，其终端设备主要为电视机。随着音视频节目的数字化和传输的IP化，人们已经逐渐开始通过Internet进行音视频资源的获取、交流和消费。此外随着4G网络的推广和移动智能终端的普及，移动终端用户的可用带宽也日益增大，移动终端，如智能手机和平板电脑，已然成为Internet的最大用户群，也将是音视频业务的新媒体的终端主体。

3、电视机作为视频终端的主体已逐渐弱化

随着视频压缩技术的发展，特别是H.264、Real和VC1等标准的发布和商业化，通过IP传输音视频节目已经借助Internet平台进入千家万户，电视机作为视频服务终端的主体已逐渐弱化。

三、应对策略——加快下一代广播电视网（NGB）建设

因此加强宽带通信网、数字电视网和一下代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合，健全信息安全保障体系，加快建设新一代有线数字电视网络不仅是有线网络自身升级换代、实现可持续性发展的内在要求，更是推进国家信息化的必要要求。因此提出了下一代广播电视网（NGB）的概念并且必需加快改造建设的速度。

NGB是以自主知识产权技术标准为核心的、可同时传输数字和模拟信息的、具备双向交互、组播、推送播存和广播四种工作模式的、可管可控可信的、全程全网的宽带交互式下一代广播电视网络。

NGB支持三网融合基础业务和融合创新业务,支持现有技术体制向高级阶段的平滑过渡,支持广播、组播、双向交互和推送播存四种模式并用的工作机制,具有网络和业务安全管控机制，具备与现有运维和管理流程与机制、运营队伍和经验、和网络资源相匹配的综合支撑环境。

NGB的骨干网速率达到每秒1000千兆，接入网用户端速率达到每秒100兆，比现有用户上网速度快100倍，可以为广大人民群众提供高清晰度电视、数字音频节目、高速数据接入和话音等三网融合业务，为科技、教育、文化、卫生、商务等行业搭建综合信息服务平台，使信息服务如同水、电、暖、气等基础消费一样遍及千家万户。

随着国家对于“三网融合”的推进，原有的以铜线为主，光缆为辅的网络结构已经无法满足网络技术发展，尤其是高带宽的需要，“光进铜退”已然成为网络技术发展无法阻挡的趋势。现有的有线电视网络是以光纤为干线的光缆-同轴电缆混合网（HFC），要将将现有的HFC网络升级为下一代有线电视网（NGB）而言，主要涉及光传输改造技术和用户接入改造技术两部分。

在光传输改造方面，相比有源光网络（AON）技术，无源光网络（PON）技术具体拓扑结构简单、设备成本低，并且其网络拓扑结构与HFC网光纤部分的拓扑结构相类似，因此在现有的HFC网络中采用PON技术，不需对现有HFC网络进行大幅度改造，可以在较短时间内完成网络的升级。

用户接入改造技术方面，对于广电运营商而言，主要的接入技术有DOCSIS（CMTS+CableModem）、FTTH、LAN和EOC等。其中DOCSIS引入国内多年，在上海中心城区的有线电视网络中已经大量使用，但由于单位成本、维护成本较高，一直没有大规模普及，同时也不符合“光进铜退”的历史趋势。因此，FTTH、LAN和EOC等技术成为了主流选择。

四、三种接入网技术方案

公司在面临NGB网络改造初期，对于网络的改造方案进行大量的研究对比。在基于EPON技术的广电NGB接入网改造建设中，其本质是保留原有的HFC网络用于广电传统的模拟/数字广播的业务传输，所有的增值业务所产生的双向数据，如VOD、宽带数据传输以及VoIP数据均由新建的EPON网络代替原CMTS网络进行承载。因此接入网技术方案的选择，则根据最后入户载体的不同，即光缆、超五类线或同轴电缆，可分为EPON+FTTH、EPON+LAN和EPON+EoC三种。

1、EPON+FTTH

FTTH(FiberToTheHome)，顾名思义就是一根光纤直接到家。该网络结构的拓扑是将光网络单元(ONU)安装在用户家里或企业用户处，局端的OLT至终端ONU间的光分配网ODN中，除无源光分路器外，无任何有源设备。用户通过安装于用户端的ONU对EPON信号进行转换，将以太网信号接入用户终端设备或用户网络。

该方案一般采用两级分路的方式，即在小区的机房或野外的光缆交接箱中安装一级分路，在楼道中安装二级分路。一级分路上联局端OLT设备，下联楼道中的二级分路，最后由二级分路引出的光缆直接入户。两级分路的光分比需控制在PON网结构所允许的1：32的最大分路范围区间内，一般一级分路建议采用1：2或1：4的光分路器，二级分路则建议采用1：16或1：8的光分路器。

该方案的显著技术特点是能够提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装，网络升级改造方便。但该方案对于已布线的老小区需要重建入户光缆，存在入户施工困难、工作量大、前期投入成本相对较高等缺点，因此较适合于新建小区或楼宇。

2、EPON+LAN

EPON+LAN的组网方式，其干线传输部分与FTTH一样，同样采用EPON网络的结构，不过是最后100米入户线部分采用LAN技术，以超五类线入户。ONU安装于楼道中，同时还需为每个ONU配备1台以太网交换机。一般采用一级分路的方式。

该方案带宽大、成本低、运营商不承担用户终端的投入，网络未来升级改造方便。但是缺点也是显而易见的，就是是对于已经布线的老小区需要重新铺设五类线，在楼道中安装网络交换机，施工困难，工作量大，投入成本相对较高，但对于新建小区则比较适合。

3、EPON+EOC

EoC（EthernetoverCoax）技术是在同轴电缆上传输以太数据信号的技术，即以以太网系列技术为基础的数据接入技术，物理传输介质是同轴电缆，数据传输可以使用基带传输技术也可以使用调制传输技术，也是最适用于有线HFC网络改造的最后100米的接入技术。

EoC技术根据其调制方式又分为基带EoC技术与调制EoC技术。

基带EoC技术（又称无源EoC技术）直接将基带信号混入有线电视系统，不需要进行调制，一般为无源设备，不能通过分支分配器，仅适用于点对点的集中分配型电缆网，无法适用于网络中普遍存在的树型电缆网络，因此该EoC技术无法适用于广电现有网络，改造成本非常大，除了利用进户电缆外，等于重建整个网络。

调制EoC技术（又称有源EoC技术）采取各种数据调制技术把数据信号混入有线电视系统，是点到多点的系统，适用于树型和集中分配型电缆网络，调制EoC技术根据信号传输又可分为低频EoC（0~87MHz）和高频EoC（860~1100MHz）两种技术。低频EoC技术主要有基于电力线的HomePlugAV和基于电话线的HomePNA。高频EoC技术主要有基于同轴电缆的MoCA和源自无线接入的WiFi降频技术。

采用EPON+EoC技术进行广电双向网络改造，相对于前文介绍的EPON+FTTH和EPON+LAN的方式，该组网方案的最后100米入户依然采用HFC网络的同轴入户电缆。一个完整的EoC网络由EoC局端设备（又称缆桥交换机）和EoC终端设备组成，一台EoC局端设备可以连接多个EoC终端设备。EoC局端设备由EPON终端ONU与信号合路器组成，主要作用是将HFC网络与EPON网络信号进行混频并输出，通过原有HFC网络的分支分配器与入户电缆将混合后的RF信号传输至用户端。EoC终端设备（又称EoC猫），其主要的作用是将混频的RF信号进行分离，将分离的HFC信号传输给电视或机顶盒，而EPON信号则由EoC猫上各端口的网络定义，分别传送给电脑、机顶盒的VOD端口或电话。

EPON+EoC组网方案的优点非常明显，可以充分利用现有HFC网，不需重新布线，节省驻地网资源，入户施工难度非常小，改造成本最低。EoC有效物理带宽普遍高于100M，在合理组网的情况下，完全可以开展宽带业务。

五、三种接入网技术的比较

六、结论

综上所述，在公司NGB接入网改造中，通过大量的实验环境搭建，采集相关数据后，EPON+EoC方案相比EPON+FTTH和EPON+LAN方案具有非常明显的成本优势，改造简单，施工较快，业务开展迅速，符合广电双向改造的低成本、高带宽、可升级、保护现有投资的需求。

因此可以得到如下结论：EPON+EoC技术是NGB接入网改造，适应三网融合需求的最佳解决选择。

参考文献

[1]毛亚安,李文,刘进.EPON+EOC技术打造有线电视网络双向业务运营新模式[J].中国有线电视,2007

[2]李玉行,姜涛,金智慧,等.EPON在FTTH中的应用优势[J].电信快报,2010

[3]唐明光.有线电视网络双向化改造中的HFC网络与EPON网络[J].中国有线电视,2009