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满足NGB网络双改需求的EPON+MoCA解决方案

suansin

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发表于 2011-02-01 14:34:57 只看楼主

满足NGB网络双改需求的EPON+MoCA解决方案

余少波、陈涛、代刚

（北京金桥恒泰科技有限公司，北京，100055）

余少波，博士、教授，yushaobo@bjjqht.com.cn

陈涛，工程师，chentao@bjjqht.com.cn

代刚，工程师，daigang@bjjqht.com.cn

摘要：在三网融合中，广电的关键任务之一是建立NGB网络。采用EPON+EOC来实现广电网络的双向化改造已经成为共识。但相对于NGB来说，由于是一个全业务网络，因此有特定的需求和要求。在这个需求下，不是所有的EOC技术都是能够满足NGB的需求的。本文将提出一种满足NGB需求的EPON+MOCA的广电网络双向化改造方案。并在各个方面与其他的解决方案进行比较。
1、引言在国内近几年迅速发展的各类强势产业中，三网融合和有线电视双向化改造的发展最为迅猛。在未来5年内，仅仅在双向化改造的接入设备上，将带1000亿的产值。将EPON技术和EOC技术相结合、统一网管、组成整体解决方案，可以为广电三网融合NGB的发展提供接入网络的最佳技术。EPON＋EOC可提供数据、视频、语音于一体的三种播放的综合承载，通过一张接入网提供过去多张网络的功能。该方案在开发过程中充分考虑中国国情和当前广电网络的实际情况，在驻地网层面利用广电网已有的CABLE网络作为传输介质，节约了大量的综合布线成本和运维投资，兼具高性能和低成本。EPON＋EOC技术满足广电数字电视的双向改造和国家三网融合的需要，将推动NGB产业在中国的深入发展，是面向广电运营商NGB网络接入层首选技术。

随着国务院对三网融合政策的批复，广电网络向前演进为NGB的浪潮已经不可阻挡，NGB的骨干网和内容平台都已经有相对成熟的解决方案，接入网络的建设由于解决方案的复杂性和占总体投资比例的重要性成为了当前NGB建设的重点和难点。

在现有的EPON+EOC方案中，由于EOC技术模式太多，广电网络公司无从选择。本文将从NGB网络的基本需求出发，分析各种EOC技术，提出EPON+MOCA技术模式是最适合NGB网络需求的技术模式。
2、NGB的基本需求NGB业务：
NGB网络需要对以下四类业务提供支持：
（1）非对称宽带数据
范围：C/S模式下的互联网访问、数据下载、电子邮件收发、办公自动化和在线游戏等应用。
要求：双向通信，下行带宽要求高于上行；对时延、抖动要求不高；系统并发数要求不高。
（2）交互电视回传
范围：为VOD、时移电视等互动电视业务提供上行回传通道。
要求：双向通信，上下行用于传输窄带数据、信令，对带宽要求不高，对时延和抖动有一定的要求。
（3）对称宽带数据
范围：基于P2P模式下的文件下载等相关应用业务。
要求：对上下行带宽要求均较高
（4）实时多媒体
范围：包括VOIP、视频通信、视频监控等实时多媒体通信业务
要求：承载传输视频的流向对带宽、时延和抖动的有较高的要求，对承载音频的流向对时延有较高的要求。

带宽需求：

应用	数量	速度	合计
SD TV (MPEG-2)	2	3.5 Mbps	7Mbps
HD TV (H264)	1	8Mbps	8Mbps
IP 数据	2	1 Mbps	2Mbps
IP 电话	4	0.12Mbps	0.48Mbps
语音	4	0.2Mbps	0.8Mbps
合计			~19Mbps

延迟与抖动的需求：
研究表明用户的需求是:

1、100ms 对用户来说可以接受，但感觉上是不实时的。
2、1 second = 延迟太大，感觉上有终端现象。
3、10 seconds = 无法忍受，感觉上一位线路掉线了。

Voice over IP 经验表明最大150ms 延迟，这是指整个网络的延迟。因此，对于EOC接入部分，结合语音和视频，建议的延迟最大 5ms，最大峰值抖动 1ms。
3、各种EoC技术方案支持能力技术发展路线图和带宽支持能力

方案	MOCA	Wi-Fi降频	HomePlug BPL	HomePlug AV	HomePNA
芯片升级	下一代2.0芯片吞吐率达到400Mbps	符合802.11n标准，吞吐率达到120～150Mbps	下一代芯片符合P1901标准，吞吐率达到140Mbps	2010年底推出支持P1901标准芯片吞吐率达到300Mbps	2011年推出支持G.hn标准芯片；支持400M电力载波PLC芯片
芯片厂家	Entropic和 Broadcom	多家，Atheros， Broadcom等	Spidecom	Intellon、Spidecom、Coppergate	Coppergate、 DS2
主要设备厂家	北京金桥，深圳捷能，江苏亿通，成都飞光	雷克通，汤姆逊	康特、波导、杭州初灵、无锡路通	华三、中兴、未来宽带、瑞斯康达、深圳同洲	深圳赛瑞琪、思科、康特、深圳亚威、东方广视

与带宽支持能力相关的是在高负载条件下的实际负载能力。实际上，不同的EOC技术在负载很大的情况下，其吞吐率是要下降的，但不同的EOC技术的下降时不一样的。这就是压力测试的问题。这就带来了下面的影响：
1、为了保证速率，就要增加EOC局端的数量，使每个EOC局端带的终端数量减少，降低负载，从而增加了整个网络的拥有成本。
2、如果不增加EOC局端的数量，就只有降低入户速率，从而达不到入户速率为20Mbps。不能满足网络的需求。

因此，应该要求：压力测试：90%负载情况下，效率大于90%。

延迟与抖动支持能力
由于NGB是一个全业务网络，对延迟和抖动的要求比较严格。按照日本的要求，满足所有业务，延迟不超过5ms，抖动不超过1ms。现在还只有金桥恒泰公司的MOCA技术可以达到这一点。下面是规划院的实际测试结果。

从上面的测试可以知道，MOCA的延迟最大在4ms左右，抖动在0.5ms左右（同样负载时）。其他EOC技术在延迟和抖动上都不能满足NGB的需求，有的延迟甚至高达几百毫秒。

4、如何满足对带宽的需求按照光纤到楼，每个光节点覆盖50户为模型进行测算：
该应用场景中，从有线分前端机房到居民楼之间的网络完全是无源的PON光链路，在楼内则继续使用原有的电缆分配网络。以上述场景为例，在50户场景的组网中，需要用到汇聚路由器，OLT，ONU/缆桥交换机，缆桥MODEM。这些设备的部署关系如下：

1、以一个汇聚路由器可以覆盖6万用户计算，即需要60000个缆桥MODEM；
2、每个ONU/缆桥交换机设备带50个缆桥MODEM，即需要1200个ONU/缆桥交换机；
3、每个OLT有16个PON光口，每个PON光口接1个ONU/缆桥交换机，即需要75个OLT；
4、每个汇聚路由器带75个OLT。
5、按照每个ONU的传输速率为1G计算，50户，每户的传输速率为20M。

第一阶段：每个PON口32分光。

设备	数量	说明
PON口	38	每个PON口32分光。
ONU	1200	每个ONU为31.25Mbps。
EOC局端	1200	如果是10Mbps到户，可以满足3户，入户率为6%。如果并发率为50%，则入户率可以达到12%。
EOC终端

第二阶段：每个PON口16分光。

设备	数量	说明
PON口	75	每个PON口16分光。
ONU	1200	每个ONU为62.5Mbps。
EOC局端	1200X3	如果是10Mbps到户，可以满足6户，入户率为12%。如果并发率为50%，则入户率可以达到24%。
EOC终端

第三阶段：每个PON口4分光。

设备	数量	说明
PON口	300	每个PON口4分光。
ONU	1200	每个ONU为250Mbps。
EOC局端	1200X3（100Mbps局端）	如果是10Mbps到户，可以满足25户，入户率为50%。如果并发率为50%，则入户率可以达到100%。
EOC终端

第四阶段：每个PON口2分光。

设备	数量	说明
PON口	600	每个PON口2分光。
ONU	1200	每个ONU为500Mbps。
EOC局端	1200X5（100Mbps局端）或 1200X2（400Mbps局端）	如果是10Mbps到户，可以满足50户，入户率为100%。如果并发率为50%，则每户的传输速率为20Mbps，入户率可以达到100%。
EOC终端

第五阶段：每个PON口不分光。

设备	数量	说明
PON口	1200	每个PON口不分光。
ONU	1200	每个ONU为1000Mbps。
EOC局端	1200X3（400Mbps局端）	如果是20Mbps到户，可以满足50户，入户率为100%。如果并发率为50%，则每户的传输速率为40Mbps，入户率可以达到100%。如果并发率为50%，则每户的传输速率为80Mbps，入户率可以达到50%。
EOC终端

在这个方案中，需要使用的频率带宽是4X50MHz=200MHz，就可以实现每户20Mbps的全覆盖。

在将来，如果采用10Gbps的EPON技术，采用1Gbps的MOCA技术，可以实现4000Mbps
/50户=80Mbps到户（四个MOCA局端叠加，金桥恒泰公司即将推出400Mbps的MOCA设备）。如果采用八个1G的MOCA局端叠加，可以实现160Mbps到户。而需要使用的频率带宽是4X50MHz=200MHz，或是8X50MHz=400MHz。这个带宽在同轴电缆上是可以提供的。

5、结束语广电运营商采用EPON＋EOC技术有助于综合利用网络资源，快速完成NGB接入层的建设，实现“数字化”、“双向化”改造，减少大量的重复建设，节约建设和运维成本。采用EPON＋EOC方案，用户无需对室内布线做任何更改，只需增加终端设备就可以实现双向、交互、多功能、多业务，享受三网融合带来的丰富内容。EPON＋EOC方案能够全面提升有线电视网络技术水平和业务承载能力，发挥有线电视网频带宽、低成本、易普及的优势，使有线数字电视成为进入千家万户的多媒体信息平台。
在所有的EOC技术中，由于MOCA技术采用TDMA的协议模式，能够最大地满足NGB的需求，其他EOC技术都不能很好地满足这一需求，

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发表于 2011-02-01 15:39:32

嗯，压成一个压缩包更好，方便下载，仍谢谢分享！

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发表于 2011-02-02 14:06:12

学习，学习。。。

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