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當前EOC技術簡單分析及在臺州的應用

文章來源:五年飛飏之創新之源(上) 發布于:2012-09-13 閱讀:10408次

  摘要:本文首先對HFC網絡雙向改造中的EOC技術發展背景、現狀作了簡單介紹,再對當前主要的EOC技術進行比較,分析各自適用的網絡環境。最后介紹了本地選用的HomePlugAV技術方案在實際工程中的應用情況、注意事項。
  關鍵詞:EOC;雙向改造;HomePlugAV
  
  EPON(以太無源光網絡)是一種新型的光纖接入網技術,它采用點到多點結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業務。
  EPON解決了光網絡中的數據信號傳輸問題,但是數據信號如何入戶是廣電網絡改造的難點。目前入戶方式分EPON+LAN和EPON+EOC兩種。EPON+LAN方式利用五類線傳輸數據信號,技術成熟,網絡穩定,但是改造量大,初期投入成本高,而且用戶不一定允許重新布置五類線入戶。EPON+EOC方式利用原有同軸電纜網絡傳送數據信號,對網絡改造量小,初期投入小,方便實施。EOC(基于同軸電纜的以太網)的缺點是目前沒有統一標準,多種技術并存,各有優缺點。全國各地的廣電網絡不盡相同,只有經過充分分析比較才能選擇出適合自己的EOC方案。
  一、EOC技術簡介
  EOC:基于同軸電纜的以太網。目前EOC技術可以簡單分為:有源EOC和無源EOC兩種。
  無源EOC:通過無源器件對數據信號進行處理,數據信號從雙極性(差分)信號(便于雙絞線傳輸)轉換成單極性信號(便于同軸電纜傳輸),原有以太網絡數據信號的幀格式和MAC層都沒有改變。因為信號沒有經過調制,通常也稱為:基帶EOC。目前無源EOC產品的數據信號工作頻帶通常標稱在0~25M,按照有線電視規劃,65M以下的頻帶其實都可以用作數據傳輸。
  有源EOC:將數據信號調制后通過同軸電纜輸出。有源EOC按調制信號所在頻帶可以簡單分為低頻方式和高頻方式。目前的有源EOC技術主要有:HomePNA、HomePlug、WiFi、BIOC、HiNOC和MoCA等。有源EOC可以實現點到多點傳輸,其中HomePNA、HomePlug方式工作在低頻段,WiFi、BIOC、HiNOC和MoCA方式工作在高頻段。下面對它們分別簡單介紹。
  HomePNA:工作頻段4-28MHz,調制方式為FDQAM(頻率分集正交幅度調制),最新的是HomePNA3.1標準,物理層速率達到320M,MAC層速率達到160M,傳輸距離為300M。
  HomePlug:工作頻段2-30MHz,調制方式為OFDM(正交頻分復用),最新的是HomePlugAV標準,物理層速率200M,MAC層速率100M,傳輸距離300M。
  WiFi:原工作頻段為2.4GHz,考慮到電纜損耗以及分支分配器件的通過性,目前有降頻到1GHz附近頻率的產品。調制方式為OFDM。最新的IEEE的802.11n標準,物理層速率達到108M,最大支持3個無干擾信道情況下傳輸速率可以達到320M,傳輸距離可達到1000M。
  BIOC:屬于WiFi降頻的一種。占用頻段:900-1100MHz。
  HiNOC:占用860MHz以上的頻段。每個信道帶寬16MHz。調制方式多載波OFDM。MAC層速率能達到40M。傳輸距離300M。
  上述的速率和傳輸距離等參數是根據資料的參考值,實際產品種類繁多性能日新月異,以實物為準。
  二、對各種EOC技術的分析比較
  無源EOC的數據信號只能點到點傳輸,無法通過分支分配網絡。光纜到樓,并且集中分配的網絡可以采用這種模式。無源EOC的優點是頭端、終端價格便宜,終端用戶盒實現高低通分配后,將單極性信號轉換回雙極性信號,通過網線連接網口實現數據通信。不能通過分支分配器讓無源EOC應用局限性比較大,有地方反應他們采用的無源EOC方式穩定性不太好。
  有源EOC將數據信號調制后,能夠通過分支分配網絡實現點到多點傳輸。但調制后的數據信號不能通過普通放大器,需要橋接器件(HPNA技術的除外)進行跨接。數據信號鏈路損耗過大時,需要專門的數據中繼設備。使用有源EOC進行網改,初期投入較小,每個有源EOC局端可以先覆蓋較多用戶,隨著開通率的提高逐步增加EOC頭端,減少每個頭端覆蓋用戶數量。
  低頻有源EOC的優點是低頻信號在電纜網絡中衰減較小,并且能通過當前的分支分配器件,無需更換。由于送出電平、接收門限、接收時延等參數差異,同類技術產品的傳輸距離也不盡相同,以實際產品提供數據為準。低頻有源EOC技術的缺點在于低頻段干擾信號、噪聲較多,對有源EOC的抗干擾技術要求較高。基本上使用CMTS方式網絡改造遇到的噪聲匯聚和回傳電平均衡問題在這里也需要考慮,但影響比較小。由于低頻干擾以及改造成本等原因,當前應用較多的是采用HomePlugAV技術的產品。HomePlugAV技術的芯片主要有英特龍和速比特兩種,在速率、抗干擾性等方面分別有各自特點,采用哪種芯片產品根據本地網絡而定。
  高頻有源EOC的優點是網絡中干擾小,高頻段空余頻帶寬,擴展性較強;主要的缺點是高頻信號在電纜網絡中衰減大,當傳輸距離長較長時需要數據中繼設備,增加了網改的工作量和成本。其中WiFi技術如果不采用降頻方式,那么網絡中的分支分配器件需要更換。移動通訊設備會對高頻數據信號產生干擾,采用高頻有源EOC時要避開這些頻段。WiFi和MoCA技術比較成熟,BIOC和HiNOC技術出現比較晚。HiNOC技術為國家高技術研究發展計劃(863計劃)項目。
  根據原有的資料,各種技術的有源EOC頭端下面都至少能帶32個用戶端,因產品更新很快,可帶最大用戶端數量不斷提升,只能以產品資料為準。本地網絡改造時,結合現在光節點覆蓋情況以及網絡特點,選用了HomePlugAV技術的產品,每個局端可以帶63個終端。有廠家已經能提供帶250多個終端的產品。
  三、EOC技術在本地網絡的應用
  目前本地網絡大部分光節點覆蓋用戶在300-400戶之間,下帶放大器不超過兩級,電纜長度在300M以內。少量光節點覆蓋用戶較多,帶了兩級以上放大器,光節點到用戶家電纜300M以上。針對目前網絡現狀,考慮到改造的工程量、難度以及資金投入,決定先在當前光節點處架設EOC頭端,每個頭端覆蓋300戶左右,隨著用戶開通率提高再增加頭端,減少每個頭端的覆蓋用戶數量。以上網絡環境及規劃綜合網絡改造后的抗干擾、穩定性等各方面原因,本地選用HomePlugAV技術的產品。采用這種技術方案,大部分網絡無需改造,只有前面提到的少量光節點需要細分,并且改造電纜網絡。
  HomePlugAV在2-28MHz頻段使用917個子載波,每個子載波可以單獨進行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM調制,采用TDMA保證Qos,采用CSMA(子載波偵聽)技術,識別并避開頻段內干擾嚴重、影響數據傳輸的頻點,減少干擾。
  HomePlugAV頭端上聯EPON系統,將數據信號調制后輸出,在DATA/TV混合器中與TV信號混合后輸出到電纜網絡。典型組網方式如圖A:


                           
  由于HomePlug AV技術調制的數據信號無法通過放大器,所以在放大器處需要進行跨接。目前有三種方案可以實現跨接:1、使用數據橋接器件,在放大器處跨接(圖一);2、使用數據混合分離器在放大器之前對混合信號進行分離,TV信號進入放大器,數據信號與放大器輸出的TV信號通過數據混合器混合(圖二);3、采用高低分頻的放大器,高端放大,低頻直通(圖三)。三種方式原理相同,主要是看當地設備以及網絡需要情況而定。本地采用第三種方式進行跨接,優點是減少了接頭,網絡簡化,缺點是需要更換原有放大器,成本較高。


   


   
  目前本地已有部分網絡進行了雙向化改造,效果不錯,改造工程量較小,網絡穩定,還沒出現無法解決的問題。在改造過程中碰到最多是HFC網絡的接頭、分支分配器件損壞和用戶家里網絡雜亂等有線電視網絡的老問題。曾有廠商的設備在傳輸距離超過100多米以后就通信中斷,經過測試分析,判斷為該設備的一個傳輸時延參數設置錯誤,經改正后解決。
  為方便工程維護,我們要求EOC局端在27MHz處提供可開關測試信號,調試維護時使用場強儀分析此測試信號電平得到數據信號的鏈路損耗。此外在工程中要注意的是設備供電問題。本地網絡有源設備通過同軸電纜集中60V供電,所以選用了60V供電的EOC局端設備,數據/TV混合器也是過電型。因供電、數據/TV信號共纜傳輸,在規劃線路的時候必須充分考慮供電線路安全。
  參考文獻:
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