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当前EOC技术简单分析及在台州的应用

文章来源:五年飞飏之创新之源(上) 发布于:2012-09-13 阅读:9503次

  摘要:本文首先对HFC网络双向改造中的EOC技术发展背景、现状作了简单介绍,再对当前主要的EOC技术进行比较,分析各自适用的网络环境。最后介绍了本地选用的HomePlugAV技术方案在实际工程中的应用情况、注意事项。
  关键词:EOC;双向改造;HomePlugAV
  
  EPON(以太无源光网络)是一种新型的光纤接入网技术,它采用点到多点结构、无源光纤传输,在以太网之上提供多种业务。
  EPON解决了光网络中的数据信号传输问题,但是数据信号如何入户是广电网络改造的难点。目前入户方式分EPON+LAN和EPON+EOC两种。EPON+LAN方式利用五类线传输数据信号,技术成熟,网络稳定,但是改造量大,初期投入成本高,而且用户不一定允许重新布置五类线入户。EPON+EOC方式利用原有同轴电缆网络传送数据信号,对网络改造量小,初期投入小,方便实施。EOC(基于同轴电缆的以太网)的缺点是目前没有统一标准,多种技术并存,各有优缺点。全国各地的广电网络不尽相同,只有经过充分分析比较才能选择出适合自己的EOC方案。
  一、EOC技术简介
  EOC:基于同轴电缆的以太网。目前EOC技术可以简单分为:有源EOC和无源EOC两种。
  无源EOC:通过无源器件对数据信号进行处理,数据信号从双极性(差分)信号(便于双绞线传输)转换成单极性信号(便于同轴电缆传输),原有以太网络数据信号的帧格式和MAC层都没有改变。因为信号没有经过调制,通常也称为:基带EOC。目前无源EOC产品的数据信号工作频带通常标称在0~25M,按照有线电视规划,65M以下的频带其实都可以用作数据传输。
  有源EOC:将数据信号调制后通过同轴电缆输出。有源EOC按调制信号所在频带可以简单分为低频方式和高频方式。目前的有源EOC技术主要有:HomePNA、HomePlug、WiFi、BIOC、HiNOC和MoCA等。有源EOC可以实现点到多点传输,其中HomePNA、HomePlug方式工作在低频段,WiFi、BIOC、HiNOC和MoCA方式工作在高频段。下面对它们分别简单介绍。
  HomePNA:工作频段4-28MHz,调制方式为FDQAM(频率分集正交幅度调制),最新的是HomePNA3.1标准,物理层速率达到320M,MAC层速率达到160M,传输距离为300M。
  HomePlug:工作频段2-30MHz,调制方式为OFDM(正交频分复用),最新的是HomePlugAV标准,物理层速率200M,MAC层速率100M,传输距离300M。
  WiFi:原工作频段为2.4GHz,考虑到电缆损耗以及分支分配器件的通过性,目前有降频到1GHz附近频率的产品。调制方式为OFDM。最新的IEEE的802.11n标准,物理层速率达到108M,最大支持3个无干扰信道情况下传输速率可以达到320M,传输距离可达到1000M。
  BIOC:属于WiFi降频的一种。占用频段:900-1100MHz。
  HiNOC:占用860MHz以上的频段。每个信道带宽16MHz。调制方式多载波OFDM。MAC层速率能达到40M。传输距离300M。
  上述的速率和传输距离等参数是根据资料的参考值,实际产品种类繁多性能日新月异,以实物为准。
  二、对各种EOC技术的分析比较
  无源EOC的数据信号只能点到点传输,无法通过分支分配网络。光缆到楼,并且集中分配的网络可以采用这种模式。无源EOC的优点是头端、终端价格便宜,终端用户盒实现高低通分配后,将单极性信号转换回双极性信号,通过网线连接网口实现数据通信。不能通过分支分配器让无源EOC应用局限性比较大,有地方反应他们采用的无源EOC方式稳定性不太好。
  有源EOC将数据信号调制后,能够通过分支分配网络实现点到多点传输。但调制后的数据信号不能通过普通放大器,需要桥接器件(HPNA技术的除外)进行跨接。数据信号链路损耗过大时,需要专门的数据中继设备。使用有源EOC进行网改,初期投入较小,每个有源EOC局端可以先覆盖较多用户,随着开通率的提高逐步增加EOC头端,减少每个头端覆盖用户数量。
  低频有源EOC的优点是低频信号在电缆网络中衰减较小,并且能通过当前的分支分配器件,无需更换。由于送出电平、接收门限、接收时延等参数差异,同类技术产品的传输距离也不尽相同,以实际产品提供数据为准。低频有源EOC技术的缺点在于低频段干扰信号、噪声较多,对有源EOC的抗干扰技术要求较高。基本上使用CMTS方式网络改造遇到的噪声汇聚和回传电平均衡问题在这里也需要考虑,但影响比较小。由于低频干扰以及改造成本等原因,当前应用较多的是采用HomePlugAV技术的产品。HomePlugAV技术的芯片主要有英特龙和速比特两种,在速率、抗干扰性等方面分别有各自特点,采用哪种芯片产品根据本地网络而定。
  高频有源EOC的优点是网络中干扰小,高频段空余频带宽,扩展性较强;主要的缺点是高频信号在电缆网络中衰减大,当传输距离长较长时需要数据中继设备,增加了网改的工作量和成本。其中WiFi技术如果不采用降频方式,那么网络中的分支分配器件需要更换。移动通讯设备会对高频数据信号产生干扰,采用高频有源EOC时要避开这些频段。WiFi和MoCA技术比较成熟,BIOC和HiNOC技术出现比较晚。HiNOC技术为国家高技术研究发展计划(863计划)项目。
  根据原有的资料,各种技术的有源EOC头端下面都至少能带32个用户端,因产品更新很快,可带最大用户端数量不断提升,只能以产品资料为准。本地网络改造时,结合现在光节点覆盖情况以及网络特点,选用了HomePlugAV技术的产品,每个局端可以带63个终端。有厂家已经能提供带250多个终端的产品。
  三、EOC技术在本地网络的应用
  目前本地网络大部分光节点覆盖用户在300-400户之间,下带放大器不超过两级,电缆长度在300M以内。少量光节点覆盖用户较多,带了两级以上放大器,光节点到用户家电缆300M以上。针对目前网络现状,考虑到改造的工程量、难度以及资金投入,决定先在当前光节点处架设EOC头端,每个头端覆盖300户左右,随着用户开通率提高再增加头端,减少每个头端的覆盖用户数量。以上网络环境及规划综合网络改造后的抗干扰、稳定性等各方面原因,本地选用HomePlugAV技术的产品。采用这种技术方案,大部分网络无需改造,只有前面提到的少量光节点需要细分,并且改造电缆网络。
  HomePlugAV在2-28MHz频段使用917个子载波,每个子载波可以单独进行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM调制,采用TDMA保证Qos,采用CSMA(子载波侦听)技术,识别并避开频段内干扰严重、影响数据传输的频点,减少干扰。
  HomePlugAV头端上联EPON系统,将数据信号调制后输出,在DATA/TV混合器中与TV信号混合后输出到电缆网络。典型组网方式如图A:


                           
  由于HomePlug AV技术调制的数据信号无法通过放大器,所以在放大器处需要进行跨接。目前有三种方案可以实现跨接:1、使用数据桥接器件,在放大器处跨接(图一);2、使用数据混合分离器在放大器之前对混合信号进行分离,TV信号进入放大器,数据信号与放大器输出的TV信号通过数据混合器混合(图二);3、采用高低分频的放大器,高端放大,低频直通(图三)。三种方式原理相同,主要是看当地设备以及网络需要情况而定。本地采用第三种方式进行跨接,优点是减少了接头,网络简化,缺点是需要更换原有放大器,成本较高。


   


   
  目前本地已有部分网络进行了双向化改造,效果不错,改造工程量较小,网络稳定,还没出现无法解决的问题。在改造过程中碰到最多是HFC网络的接头、分支分配器件损坏和用户家里网络杂乱等有线电视网络的老问题。曾有厂商的设备在传输距离超过100多米以后就通信中断,经过测试分析,判断为该设备的一个传输时延参数设置错误,经改正后解决。
  为方便工程维护,我们要求EOC局端在27MHz处提供可开关测试信号,调试维护时使用场强仪分析此测试信号电平得到数据信号的链路损耗。此外在工程中要注意的是设备供电问题。本地网络有源设备通过同轴电缆集中60V供电,所以选用了60V供电的EOC局端设备,数据/TV混合器也是过电型。因供电、数据/TV信号共缆传输,在规划线路的时候必须充分考虑供电线路安全。
  参考文献:
  [1] 国家广播电影电视总局科技司.《有线电视网双向化改造指导意见》.2007.12
  [2] 赵培忠.HFC网络最后100m的双向宽带接入方案——EOC技术[J].中国有线电视,2007,(6):546
  [3] 杨明亮.HomePlug Over Coax——基于电力线接入技术的EOC方案[J].中国有线电视,2007,(21):1977
 

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