...sar光模块在广电网络EPON EoC中的应用
朱杰
摘 要：随着网络应用的飞速发展，用户对于使用网络的需求已大大增加，广电传统有线电视业务逐渐萎缩，已无法满足普通用户的需求。对于广电系统而言，急需采用新的技术建设一个质量高、运行稳定的宽带网络。本文主要介绍C-DOCSIS系统结构、特点以及EPON+CCMTS组网方案。本文简要介绍了C-DOCSIS的技术结构特点，并同其他宽带接入技術进行了比较，同时，提出了EPON+CCMTS组网模式在蚌埠广电双向网络建设中的具体应用案例。
关键词：C-DOCSIS；CCMTS头端；宽带；EPON；双向网络
中图分类号：TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0038-03
1 蚌埠广电宽带技术的应用及发展历程
1.1 技术应用及比较
蚌埠广电2006年开始进行宽带技术运用，曾先后采用过光纤收发器+LAN、EPON+EOC、CMTS+CM等模式，期间也取得一定的效果。但是随着网络布局的扩大，随着双向业务的规模化发展，用户数量快速增加，带宽和系统稳定性需求均有大幅提高，上述技术模式存在以下缺点：
（1）CMTS+CM模式，主干光纤资源占用多，带宽低，上行均衡难以控制，工程质量要求高，节点之间相互干扰。
（2）EPON+EOC模式，EOC产品的行业标准与产业化度欠佳，设备兼容性差，网络可管理性相对较弱。
（3）光纤收发器+LAN模式，设备稳定性差，入户线二次施工困难，不支持网管。
1.2 C-DOCSIS技术标准及组网构架
（1）标准的介绍。DOCSIS是成熟的技术标准，该标准定义了利用同轴网络电缆传输数据业务的规范，基于此标准的CMTS和CABLE MOEDEM设备十几年来得到广泛的应用， CMTS覆盖范围大、高QoS、维护方便、后续演进清晰，低带宽、设备投资高，但近年增长乏力。为弥补DOCSIS的不足，2012年8月，国家新闻出版广电总局发布了C-DOCSIS标准，该标准是基于TJ.222协议的边缘同轴接入技术， C-DOCSIS是DOCSIS3.0标准的中国简化版，简化了DOCSIS系统的路由交换功能，这部分由上层路由器完成，C-DOCSIS兼容现有的DOCSIS1.1/2.0/3.0标准的终端。C-DOCSIS系统具有数据转发的功能，它可以同时转发IPV4、IPV6、数据包，支持单播和组播的功能同时具备了风暴抑制功能。一般来说，C-DOCSIS采用上行4个信道捆绑，下行16个信道捆绑，下行带宽可达900M，上行带宽可达160M。
（2）组网构架。C-DOCSIS系统应用组网中包含了业务系统和管理系统，承载网络（核心网，汇聚网和接入网）以及家庭网络几个部分，其中：
业务系统：提供业务内容和控制，包括Internet出口，视频头端以及软交换/IMS语间服务器等；
管理系统：包含设备管理系统（NMS），DOCSIS OSS系统（DHCP Server等）以及运营商的BOSS管理系统
核心网：提供骨干层的业务转发，核心网由核心路由器组成；
汇聚网：汇聚接入层的流量，汇聚网一般由边缘路由器组成
接入网：提供同轴接入，接入网一般由C-CMTS，OLT以及三层交换机/路由器组成；
家庭网络：家庭网络一般由CM、STB、网关、PC、电话等组成；对于企业应用，提供专线接入等应用，还包含交换机、路由器等设备。
2 CCMTS设备介绍及应用优势
2.1 CCTMS设备
CCTMS设备（简称小C头端）是基于C-DOCSIS标准的新型同轴电缆接入设备，一经推出即受到各方面的关注，并且和EPON网络相结合，构成了新的宽带接入组网模式，在国内得到了广泛的应用。C-DOCSIS技术采用点到多点的网络拓扑结构，利用现有的EPON光终端设备（OLT）、通过广电原有的同轴电缆网络提供数据、语音和视频的全业务接入。OLT放在分前端，CCMTS放在小区光节点；CM终放在用户家中，OLT与CCMTS之间通过EPON光分配网络（ODN）连接，CCMTS与CM之间通过同轴电缆分配网连接。
2.2 EPON+CCMTS的组网优势
EPON+CCMTS方案是以C-DOCSIS协议为核心技术，实现“光纤接入，同轴转换”的有线网络传输方案，与其他接入技术相比，具体优势如下：
（1）与CMTS+CM模式比较，CCMTS可减少上行噪声汇聚，提供了系统稳定性，并且可以兼容目前用户端的CM设备，在改造中可以平滑过渡应用。二是带宽大大提高，单路节点带宽可以达1G；三是节省光纤资源，CMTS上行通过点对点光缆传输到前端反向光接收机，而C-CMTS基于EPON网络，可以利用光分路器实现一点对多点的传输（即前端OLT的一个PON口对多个C-CMTS头端），大量节省了主干光纤的应用，也为今后的光纤到户技术搭建了光缆链路。很好避免传统CMTS布网的上行噪声汇聚，也避免了以往不同CMTS端口之间信号不均衡造节点之间的相互干扰。
（2）相对于FTTH技术，CCMTS优势在于可以充分利用目前的同轴电缆资源，不需二次布线，尤其在改造中优势明显。如采用FTTH技术需要重新布线，另外解决互动点播问题又需要解决终端设备兼容匹配，在当前的应用条件下，前端系统改造难度较大。
（3）相对于EPON+EOC技术，CCMTS标准成熟，产业化程度高，可实现网管，在替代CMTS技术的升级中可以利用既有CM终端。
3 蚌埠广电EPON+CCMTS组网方案设计
3.1 网络组网模式及平台规划
（1）骨干网络：总前端机房部署核心路由器，各分前端机房部署边缘路由器，采用双链路光纤环网的方式互联。
（2）汇聚网络：各前端机房部署OLT设备，利用EPON光纤网络将数据信号传输到小区光节点处，数据信号在C-CMTS头端进行调制并与传统电视信号混合，然后传输到同轴分配网络。
（3）分配网络：新建或利用建成同轴电缆分配网络，确保同一设备端口上、下行信号均衡分配，用户端采用CM+STB方式实现宽带、互动电视接入。
3.2 设备选型和部署
蚌埠廣电选用的设备是鼎点和蓝联2个厂家的CCMTS设备，并根据需要可采用分体式和一体化量中CCMTS设备（简称小C头端），具体应用根据不同环境采用两种部署方案。
（1）分体式头端部署：主要应用在网络改造环境中。在建成小区进行双向升级改造时，已建成的光站及分配网线路不需改动，仅需在光节点处安装分体式小C头端，将原光站数字电视信号与数据信号混合后传输至同轴网，以下是分体式头端组网示意图如图1所示。
（2）一体化头端部署：在对新建小区进行双向网络建设时，可采用一体化头端部署方案，小C头端集成了CATV光接收模块，可直接接收下行CATV信号和数据信号，调整混合后传输至同轴网，以下是一体化头端组网示意图如图2所示。
3.3 PON口覆盖规划
为确保用户带宽，并结合蚌埠宽带发展需要，每个PON口覆盖4个小C头端。
3.4 光缆设计要求
（1）为节省光纤资源和统一网络结构，在小区内设置光缆交接箱，EPON网络原在机房的有线电视分路器下移至小区光交箱内。
（2）光交箱至各原光站的光缆采用星型设计，原则上中间不再设置光缆接头盒。
（3）ONU光缆链路衰耗确保在20dB以下，且链路长度小于20KM。如达不到要求，则通过OLT下移解决。
（4）光交箱内的分路器标识，以光交箱位置命名，并进行编号。对于改造的小区要与原机房跳纤标识进行变更对应。
（5）大型小区（2000户以上），应考虑不同路由的接入光缆备份。
（6）光缆系统实行分级规划，分前端---道路一级光交箱—小区二级光交箱—小C头端。
（7）在主干线路的光缆分歧确保在道路光交箱内进行，杜绝在主干光缆加接头盒分歧。
（8）如需从小区光站跳接数据专线纤芯的，改为从小区光交箱连接纤芯。
（9）道路一级光交箱只做干线传输跳纤使用，不得在交接箱内设置分路器（有线电视、数据、监控等业务），如需要设置分路器，则另行设置光交箱。
3.5 同轴网设计要求
（1）射频网络下行按860MHz频道带宽设计，每光节点按覆盖100-200户规模进行设计。
（2）电缆干线网采用分层星型传输结构，只允许使用户外压针连接式分配器作为分路器件，既可以确保器件连接可靠，也能保障网络对称性，分配器件严禁设置在地井内。同一端口末端上行损耗值近似相等。为确保双向信号指标，原则上不使用双向放大器。
（3）用户分配网络严格采用集中分配方式，即在楼栋单元设置集线箱，每户进1根75-5电缆连接至用户家多媒体盒，每个集线箱覆盖10—16户终端信号。
（4）电平设计：多路分配器输出口下行电平70±2dB，多路分配器输出口-小C头端上行衰减为23±2dB。
3.6 系统指标要求
（1）C-CMTS设备与光机输出电平值相差在3dB以内；
（2）C-CMTS的在与光机混合后MER>38dB；
（3）CM的发射电平控制在100-110dBuV之间；
（4）正向衰减在30dB，可用衰减片调整；
（5）反向回传衰减30dB以内，默认小C内部反向衰减为0，可用衰减片调整；
（6）C-CMTS输出：100-105dBuV， mer>38dB；
（7）光机输出：98-103dBuV（数字信号），mer>38dB；
（8）Cm发射电平：36-38dBmV；
（9）用户端CM家的电平数字电视电平确保在58-68 dB。
（10）小C的ONU输入光功率为-15±3dB，光机输入光功率-3～+1dB。
（11）用户家CM的下行电平大于50dB。
（12）楼放：正向输出：90-95dbuv，mer>35dB。
3.7 调试步骤
（1）测试CCMTS安装光节点处，从OLT输出的光功率是否符合CCMTS接收的光功率范围，若接收光功率过高需要增加光衰。
（2）光纤接头建议相同。建议通过跳线转换再接通。
（3）CCMTS和光机各自输出电平、MER是否在混合前各自输出就正常，混合后也正常。尽量保持光机输出电平和CCMTS输出电平一致。
（4）CCMTS和光机输出在CCMTS内部混合，切掉原来连接CMTS的信号，测试混合后的电平和MER是否达预期要求。混合后MER偏低时，可通过微调光机和CCMTS输出电平调整。
（5）楼放处测试时可接入一个CM，先测接入CCMTS之前，接收电平和发射电平、MER等各种参数。然后再测接入CCMTS后，接收电平和发射电平，MER等各种参数，与接入前的对比，看是否基本一致。要是有所偏动，在光机和CCMTS处调节电平，使其达到最佳。
（6）查看CCMTS接入实网后CM、CPE的运行状态。如状态正常，入网成功。
4 结语
2015年3月起进行规模化推广应用C-DOCSIS技术，截止2016年6月份，累计安装OLT设备9个，小C头端1200个，累计覆盖双向网络工程户数22万户，在实际运用中，取得良好的效果。EPOM+CCMTS方案利用目前成熟的以太光网络（EPON）与C-DOCSIS技术相结合的方式实现，具有技术标准成熟，契合HFC线路，保护已有投资，兼容性好，低成本，高带宽，高QOS，节约大量光纤资源，支持网管等诸多优点，是目前比较适合广电当前网络状况和用户规模的双向接入模式。
参考文献
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