C-DOCSIS技术在华数的应用

 　　华数杭州市现网在2001年进行大规模网改后网络环境较为稳定，没有太大的变化。其网络架构是典型的广播通道和交互通道相分离的接入网，其中860MHz 的HFC单向网络构成广播通道；EPON+LAN为主构成交互通道。HFC接入网的主要技术参数为：

　　·接入网工作带宽：860MHz ；

　　·光接入网工作波长：1310/1550nm；

　　·光节点密度：100~300户/节点；

　　·放大器类别：单向860MHz放大器，正向增益20/27dB； 

　　·放大器级数：1~2级；同轴电缆网拓扑结构：星型集中分配； 

　　·IP接入网主要技术参数为：

　　·光接入网基于EPON技术标准；

　　·光节点密度：50户/节点；

　　·交换机级数：1~2级；

　　·接入带宽：10Mbps入户；

           

                                图1 改造前华数杭州市接入网结构示意图

　　由于华数杭州市现网架构基本形成于10多年前，网络设计标准已经明显低于业务需求，全网的技术参数也出现老化迹象，因此必须在基本不改变原有网络架构的基础上进行技术升级。在综合论证各类接入技术后，华数最终确定采用C-DOCSIS技术对杭州市区的数字电视接入网进行升级改造。

　　此次网改的技术方案主要包括光网络和电网络两个部分：

　　（1）HFC光接入网：

　　基本保持原有网络结构，网络拓扑采用多级分光、星型分配结构，每光节点占用一对光纤。

　　（2）IP光接入网：采用GE光以太网+粗波分复用技术组网技术来提升IP光接入网的带宽能力，实现每个光点至少1Gbps的接入能力。每光节点占用一对光纤。网络拓扑为多级星型分路结构，每个GE口使用一对芯中的相同波长。

　　光接入网中，HFC光节点和IP光节点同址布局，光点密度为100~300户/光节点。

 

         

                                          图2 改造后华数杭州市接入网光网络结构示意图

　　同轴电缆网的质量对C-DOCSIS的部署至关重要，由于杭州市现网完全是按照纯广播的技术要求建设的，因此需要对网络结构和设备进行全面调整、升级。具体的内容包括：

　　（1）在光点位置部署C-DOCSIS的CMC设备；

　　（2）同轴电缆网工作带宽全部升级为1GHz带宽；

　　（3）同轴电缆网结构由树型调整为星型或短树型，确保回传损耗不均衡度不超过10dB；

　　（4）放大器全部更换为双向放大器，级数控制在2级以内；

　　（5）所有同轴电缆网的连接头全部更换为防水自锁头（-9、-12电缆）或挤压头（-5、-7电缆）；

　　（6）楼道集线箱内布置网关和无线覆盖相关设备，利用已有的入户同轴电缆和五类线完成接入，避免用户户内的布线施工。

 

          

                                  图3 改造后华数杭州市接入网电网络结构示意图

　　华数于2012年年底启动杭州市接入网的改造工作，计划第一阶段完成城区2000个光节点的部署；截至9月下旬，已完成500个光节点的部署和调试，覆盖杭州市区6个城区约8万户数字电视用户。

　　根据近一年来的网络改造工作的实际实施情况来看，C-DOCSIS技术也经历了一个和杭州华数现网的磨合过程，主要体现在以下几个方面：

　　（1）CMC设备

　　CMC设备是C-DOCSIS系统的核心，直接关系到整个双向网的性能和稳定性。经过近一年不断地改进，先后修正了更改配置导致CM重启，频繁死机等问题，目前CMC的运行稳定性已经有了显著改善，但设备本身任然存在价格偏高，体积偏大等问题。

另外CMC设备对回传通道射频参数的限制仍然较大（如对回传损耗不平度的要求等），影响其在无法重新布线的区域的应用。

　　（2）2.0/3.0CM

　　目前2.0CM仅有单端口的终端设备，无法实现端口上的VLAN剥离，对于通过VLAN划分来提供多业务服务的方式有很大限制。3. 0CM虽然有大量的多端口终端设备型号，但价格仍然不具备优势，限制了其的推广使用。

（3）网络改造设计与施工

在网改工作中我们发现，由于目前各波段无线频谱被广泛使用，同时HFC网络的工作带宽也较以前有明显提升，因此对HFC网络的屏蔽要求非常高。无论是同轴电缆接头的施工工艺、设备外壳的接地还是箱体的接地，均必须严格按照双向HFC网络的技术要求进行施工。

频谱的规划。由于中国移动、中国联通等移动运营商已大量部署2G、3G的业务，其信号对数字有线电视信号的高频段（750MHz以上）的部分频率有较强的干扰，因此在选择工作频点时应仔细规划。

应严格按照10/30dB原则设计HFC网络的反向通道，应严格按0dB增益的原则配置双向放大器，以保证全网络具有良好的射频传输特性和抗干扰能力。

（4）城域网

华数杭州市接入网的C-DOCSIS系统工作于数据链路层，与城域网采用2层互联，因此对2层广播泛洪非常敏感。为控制网络的广播域，城域网交换机必须支持QINQ和灵活QINQ。

‚C-DOCSIS系统工作于数据链路层，因此对城域网交换机的MAC表容量的大小有较高要求，在城域网交换机选型时应特别注意。

（5）网络运维

此次网改华数在现网中使用了CWDM技术，一根光纤上同时复用16个波长，每个波长的收/发光模块都工作于不同波长，不能随意替换。

‚基于C-DOCSIS技术的HFC网络虽然其技术要求相对传统大C的双向HFC网络为低，但在网络运维工作中仍然必须严格按照网络的设计结构和参数进行调试与维护，不能随意更换、变动网络设备。

（6）网络演进

　　目前C-CMTS仅有标准中的集成式系统，对已部署有传统CMTS的地区， C-CMTS只能作为独立系统存在，且无法与传统集中部署的CMTS融合演进，对C-CMTS的推广造成影响。

笔者对C-DOCSIS技术下一步发展的思考主要有以下几点：

（1）进一步小型化CMC设备；同时可考虑研发能力减半的低成本版本，以便向已实现光节点小型化的区域推广。

（2）提升C-CMTS设备的射频电气性能，增强其技术适应能力；

（3）研发C-DOCSIS标准中提及的分布式典型系统中的CMC设备（包括射频接口MAC与PHY模块集成和分离两类设备），提高解决方案的灵活性和可扩展性。

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