摘要：在寬帶競爭,、FTTH成為國家強制標準的形勢下，業(yè)界產(chǎn)生了一個疑問：同軸接入網(wǎng)還能堅持多久,？本文作者對這個問題進行了深入思考，認為同軸接入網(wǎng)至少還會延續(xù)20-30年,。作者指出，同軸接入網(wǎng)要繼續(xù)向前演進,，需要轉變思路：在標準,、設計,、施工,、維護等一系列環(huán)節(jié)作出相應改變，以適應網(wǎng)絡光纖化,、數(shù)字化,、寬帶化的新形勢,；作者還指出,，當前HFC接入的瓶頸在光纖，需要推動10GEPON盡快規(guī)模商用,。同時,，作者對如何挖掘同軸資源潛力、提升HFC網(wǎng)絡價值提出了一些思路和具體建議,。
0. 前言
這是一個飛速發(fā)展的年代,，摩爾定律、超摩爾定律擴展到整個信息技術領域,。昨天還是正確的觀念，今天就可能變成悖論,。在這樣的年代，我們必須緊跟時代發(fā)展步伐,，隨時調整自己的思路,。
光傳輸是發(fā)展最快的領域之一,，光纖化——從廣域網(wǎng)到城域網(wǎng)、到接入網(wǎng),、甚至到桌面已經(jīng)成為現(xiàn)實,。光纖到戶成為電信行業(yè)接入網(wǎng)建設的主流模式，并已成為國家強制標準,。接入帶寬從1M-2M一下子跳躍到8M-20M,、20M-100M，甚至1G-2G,！在這樣的形勢下,，有線電視業(yè)界都在思考：同軸接入網(wǎng)還有沒有價值？同軸介質還能存在多久,？應該如何對待FTTH,？同軸接入技術往何處去？本文試圖和業(yè)界同仁共同探討這些問題,。
1. 同軸接入網(wǎng)還有沒有價值,？
回答這個問題首先要看同軸是否能夠滿足日益增長的帶寬需求，其次要衡量滿足帶寬需求的代價——和FTTH比,。
1.1 同軸帶寬資源
根據(jù)**公司提供的電纜測試數(shù)據(jù)和3GHz分配器參數(shù)計算得出的最后100米無源同軸分配網(wǎng)損耗如表1所示,。據(jù)此推算，48戶2GHz同軸分配網(wǎng)AWGN信道SNR可以做到35dB以上（LDPC編碼對應4096QAM ）,，3GHz同軸分配網(wǎng)AWGN信道SNR可以做到24dB（LDPC編碼對應256QAM ）以上,。因此，總帶寬資源≥2GHz×12bit/s/Hz+0.5GHz×10bit/s/Hz+0.5GHz×8bit/s/Hz=33Gbps,，考慮網(wǎng)絡中實際存在的各種干擾以及PHY-MAC接口效率,，按70%可用計算還有23.1Gbps，滿足雙向10Gbps有余,。
目前可以看得到的光纖入戶技術是10Gbps等級,，盡管XG-PON2和NGEPON都把速率目標定在40Gbps或100Gbps速率，但是XG-PON2和NGEPON都不打算定義單用戶單元的場景和設備,，ONU將位于多用戶單元（樓頭）,。即便是10GPON或10GEPON，ONU直接入戶的應用可能也不多,。根據(jù)以上分析,，同軸實現(xiàn)雙向10Gbps速率是沒有問題的，用同軸代替光纖入戶,，帶寬資源足夠,。
IEEE802.3 EPOC標準組已將同軸頻譜上限擴展到5GHz，因此同軸帶寬擴展還有很大潛力。
1.2 同軸接入與FTTH對比
1.2.1 帶寬
目前FTTH和同軸接入網(wǎng)基本上都處于總線速率1Gbps階段,，下一代同軸接入技術EPoC,、DOCSIS3.1都可以達到10G光網(wǎng)絡同等水平，超過1G的入戶帶寬尚未看到需求,。光進銅退將會延續(xù)20-30年,，甚至更長。
1.2.2 無源分配網(wǎng)投資
按照電信的核算,，PON每線ODN分攤成本約500-600元,，CDN（無源同軸分配網(wǎng)）分攤成本不會超過300元。
1.2.3 分配網(wǎng)工程,、維護難易程度
光纖工程,、維護技術難度大，人員需要專業(yè)培訓,；需要專用工具和儀表,，工具、儀表投入大,。
1.2.4 無源分配網(wǎng)維護量
理論上ODN在器材,、工程質量有保障的前提下基本是免維的；CDN（無源同軸分配網(wǎng)）由于接頭多,、電纜老化維護量大,。但從目前電信行業(yè)FTTH的實踐看，前期ODN的器材和工程質量恰恰沒有保障,，因此維護量反而比同軸還大,。
1.2.5分配網(wǎng)壽命
同樣的，雖然理論上ODN壽命長,，但現(xiàn)階段并不完全如此。
1.2.6設備投資
由于集團采購,，電信行業(yè)目前把PON的設備價格壓得很低,，以至于今年出現(xiàn)反彈。但廣電行業(yè)的PON采購價遠遠超過電信,，也遠高于CM和EoC,。
1.2.7設備維護量
由于同軸接入比FTTH多增加了同軸中的有源設備（即使是N+0網(wǎng)絡，也有樓頭數(shù)據(jù)插入設備）,，因此設備維護量一般高于FTTH,。但真的到了1G帶寬入戶的時代，到樓的速率等級必然要達到10G以上,，而10G級別的ONU入戶成本是否可以降到合理價位,？也許樓頭還需要一次10G-1G的速率等級轉換？那就不可避免地要有有源設備（1G OLT）。
1.2.8供電條件
FTTH只能分散由用戶供電,，同軸接入既可以分散供電也可以集中供電,，這是FTTH無法做到的。這點在提供高等級業(yè)務（比如電話）時是個顯著優(yōu)勢：集中供電便于集中后備,，可降低運維成本,。
1.2.9耗電
這點和1.2.7一樣，同軸接入耗電一般大于FTTH,。
為了更直觀,，筆者把以上對比歸納為表2：
由表2可以看到，同軸接入和光纖入戶各有優(yōu)劣,，在現(xiàn)階段實際情況下同軸略優(yōu),；從長遠看，F(xiàn)TTH更有發(fā)展優(yōu)勢,。美國MSO預測同軸接入將延續(xù)到2040年,。中國應用條件優(yōu)于美國——居住密集；競爭環(huán)境劣于美國——政策環(huán)境不如美國,，網(wǎng)絡基礎不如美國,；同軸接入應該有更長生命周期。
現(xiàn)在關鍵是要解決同軸接入不如FTTH的幾個問題：電纜和接頭的壽命以及樓頭設備運維成本（包括耗電）,。其中最關鍵的是接頭,。目前同軸分配網(wǎng)的最大問題是-5電纜接頭數(shù)量多、質量差,，經(jīng)常發(fā)生接觸不良,、不密封、接頭氧化等故障,，進而影響電纜壽命——電纜滲漏,、外導體氧化。是否可以生產(chǎn)一種-5同軸電纜的密封連接器,？同時在工程上用熱縮管把整個接頭套住密封,？
2. 如何應對FTTH？
電信行業(yè)FTTH的形勢：2012年光纖到戶覆蓋用戶新增4900萬戶,，達到9400萬,，2013工信部下達任務新增3500萬。也就是電信行業(yè)FTTH覆蓋的用戶已經(jīng)大大超過廣電行業(yè)雙向改造覆蓋范圍,。
但現(xiàn)階段中國有線運營商FTTH沒有優(yōu)勢：整體光纖資源不如電信多,，技術積累比電信差，采購成本比電信高,，寬帶出口資源差距就更大了,。因此，中國有線運營商近期不宜大規(guī)模開展FTTH，不能盲目在FTTH上跟電信競爭,。其實電信在FTTH上也有很多教訓：前期投入太大,，開通用戶太少（不足20%），資本沉淀嚴重,；ODN建設問題較多,。為此，從2012年開始已經(jīng)調整了策略,，將全覆蓋改為薄覆蓋,；從FTTH為主改為FTTB和FTTH并重。但這樣一來又帶來戶均工程成本的增加,。住建部2012.12發(fā)布公告（GB 50846/7-2012標準）,，F(xiàn)TTH從2013年4月1日起成為住房開發(fā)的公共設施，產(chǎn)權為業(yè)主所有,，任何一個運營商想壟斷FTTH都不可能,。反過來說，要想為全部用戶提供服務,，只能依靠獨有資源——同軸恰恰是中國有線運營商的獨有資源,。因此現(xiàn)階段放棄同軸、全面開展FTTH是不明智的——同軸是有線運營商安身立命之本——100%服務的手段,。中國有線運營商應該做好FTTB——這是在新形勢下FTTH的基礎,，加上公共開發(fā)的入戶光纖（沒必要、也不可能自己做）就可以實現(xiàn)FTTH,。在這樣的形勢下,，也許有線運營商很長時期都不能放棄同軸。
現(xiàn)階段中國有線運營商主要應該研究如何利用同軸替代光纖入戶,。但FTTH畢竟是發(fā)展方向,，我們不能置身事外，更不能排除在外,；必須積極進行試點,、掌握技術、學習電信,、積累經(jīng)驗、隨時準備實施FTTH,。這也可以避免重復電信在FTTH初期走過的彎路,，可以走捷徑。
3. 新形勢下HFC的新問題
光纖化,、數(shù)字化,、寬帶化和用戶應用（接入）環(huán)境變化給HFC接入技術提出了許多新課題：
3.1光纖化（光進銅退）帶來系統(tǒng)指標分配的變化——放大器取消或大大減少了，同軸分配網(wǎng)的指標應該而且可以大大提高。理論上AWGN無源同軸網(wǎng)只有基底噪聲,，SNR取決于接收設備的接收電平和噪聲系數(shù),。
3.2數(shù)字化改變了調制方式，帶來接口指標,、電平,、均衡等一系列指標相應調整的需求：
數(shù)字調制后的信號無載波，因此不存在CSO,、CTB,，非線性產(chǎn)物表現(xiàn)為噪聲。如何調整使得系統(tǒng)總噪聲最低（圖1所示SNR最高點,，白噪聲=非線性噪聲）,？
在模擬通道加載數(shù)字調制信號，由于數(shù)字調制信號峰均比高于模擬調制信號,，因此發(fā)送電平需要相應降低,，否則會造成系統(tǒng)過載。根據(jù)**公司的測試,，64QAM調制信號峰均比比模擬信號高14dB的概率是1%左右,；高9dB的概率大約10%左右。但是數(shù)字信號對非線性的指標要求低于模擬（相當于噪聲）,，從這個角度,，數(shù)字信號又可以提高發(fā)送電平。究竟數(shù)模信號電平應該相差多少,？不同調制方式的數(shù)字信號電平又應該相差多少,？理論值？實測值,？概率與BER的關系,？概率取多少合理？過去曾有一個說法：64QAM調制信號比模擬低10dB左右,，256QAM低6dB左右,。這主要是從數(shù)字信號和模擬信號相互干擾角度考慮的——如何使得模擬和數(shù)字信號綜合指標最好。這個規(guī)定是很粗糙的?，F(xiàn)在模擬信號大大減少了,，將來還會全部取消，應該有新的規(guī)范,。
3.3見圖1,，數(shù)字化對非線性指標要求降低帶來非線性產(chǎn)物組成的變化——原來主要考慮二階、三階產(chǎn)物,，現(xiàn)在可能高階上升為主要產(chǎn)物 ,，原有的預失真補償是否需要改變,？
3.4模擬調制和數(shù)字調制對均衡的要求也不相同。如圖2所示,，模擬調制要把全頻段（f1到f3）均衡成平坦的,。但在數(shù)字調制的情況下，可以只均衡f1到f2（可以在發(fā)送端均衡）,，使得這一段頻譜的信道在降低發(fā)送電平的前提下可以達到最高需求的信噪比,，從而實現(xiàn)最高頻譜效率；而f2到f3雖然達不到最高需求的信噪比,，但仍然可以通過降低調制率在低信噪比條件下應用,。特別是OFDM調制，每個子載波寬度都比較窄,，每個子載波可以自適應調制,，更降低了平坦度均衡的要求——均衡的目標不再是全頻段的平坦，而是總的頻譜效率最高,、總發(fā)送電平和功耗最低,。今后可以通過信道探測、編程自適應調整每個子載波的發(fā)送電平——在滿足最高調制指數(shù)要求的前提下,，降低子載波發(fā)送電平,；在發(fā)送電平限額之內不能滿足最高調制指數(shù)要求的子載波保持最高發(fā)送電平。
3.5寬帶化對頻譜提出了更高要求：單信道帶寬大大提高,，必須采用多載波自適應調制：信噪比,、調制指數(shù)、子載波數(shù)量都可以自適應,。這和模擬信道以及單載波固定調制指數(shù)調制完全不同：頻譜帶寬,、信噪比、速率是一組對應的可變參數(shù),，信道基本要求的標準體系應如何相應變化,？
3.6應用環(huán)境變化帶來網(wǎng)絡建設思路的變化
80年代末、90年代初剛開始搞有線電視網(wǎng)絡的時候,，每戶只有一臺電視機,，房子也比較小，入戶電纜只有3米左右,；節(jié)目只有十來套?，F(xiàn)在和十年、二十年前已經(jīng)有很大變化：每戶多終端,、室內長布線,、節(jié)目套數(shù)成倍增加；設計,、施工,、驗收、維護規(guī)范（電平,、均衡,、指標調整）應當如何相應調整？
3.7接入技術,、有線,、無線共存環(huán)境和半導體工藝也發(fā)生了并將繼續(xù)發(fā)生極大變化。該如何適應,？
以上問題都需要通過理論研究和大量實測提出解決方案,、制定相關規(guī)范。也許有些問題今天還沒有完善的解決方案,，制定相應規(guī)范的時機尚未成熟,，但這些新問題必須在今后實踐中認真探索、逐步解決,；有些還需要在標準,、技術、芯片,、設備,、工藝等方面實現(xiàn)創(chuàng)新：比如前面提到的均衡、接頭以及信道要求的標準體系,。
4. 當前HFC接入瓶頸在光纖
當前樓頭同軸雙向接入總速率基本在150Mbps—920Mbps之間,，GEPON合理應用前提下分光比1:10—1:32，此時到樓接入速率平均僅30Mbps—100Mbps,，顯然與同軸段速率不匹配,。為解決這個問題，筆者歸納了5種可能匹配的技術,，詳見圖3和表3,。
其中采用點到點光纖到樓的方案，多數(shù)地區(qū)需要重新敷設光纜,，可能涉及管道和工程,，有些地方甚至無法實施；前端（分前端）需光端口交換機,。采用粗波分方案（包括基于CWDM的PON,，前端（分前端）需光端口交換機，需要多品種彩色光纖收發(fā)器（符合CWDM波長規(guī)范）,，施工維護都很麻煩,。符合CWDM標準的千兆激光器質量和價格差別很大，較難控制,。
兩級交換方案需要在小區(qū)部署光交換機,，維護復雜,、能耗大。
綜合以上,，從技術路線延續(xù)和降低長期運維成本出發(fā),，中國有線運營商需要盡快部署10GEPON。但目前10GEPON價格還較高,，主要是市場還沒有形成規(guī)模,。運營商需要聯(lián)合起來，推動10GEPON規(guī)模應用,；有關廠商也應該認清形勢,，引導市場向10GEPON演進。今年已經(jīng)可以看到10GEPON部署正在加速,，價格也在快速降低,。
5. 挖掘HFC網(wǎng)絡潛力
如圖4所示，HFC網(wǎng)絡由前端到終端許多部分組成,，每個部分都對系統(tǒng)性能指標有不同影響,。挖掘HFC網(wǎng)絡潛力有許多途徑：對前端，由于設備數(shù)量少,、影響面大,，應該盡可能選用指標高的設備；一般QAM和IPQAM調制器最好選擇MER≥42dB的,；同時前端線纜匯集,，布線對系統(tǒng)影響較大：既可能影響串擾，又可能影響維護,，必須統(tǒng)籌考慮,、做好規(guī)劃設計，既整潔規(guī)范,，又方便維護,。隨著光進銅退的推進，光纖傳輸系統(tǒng)決定了下行廣播系統(tǒng)指標的優(yōu)劣,。因此需要需要對光纖傳輸系統(tǒng)精心設計,、精心施工、精心調測,、精心維護,。在數(shù)字化整轉期間，模擬,、數(shù)字信道數(shù)經(jīng)常調整,、變化，應當根據(jù)光發(fā)射機總調制度分別確定模擬和數(shù)字單信道光調制度,，采用人工調整方式,，避免接收機由于發(fā)射機自動調整調制度造成輸出電平大范圍波動,。根據(jù)維護經(jīng)驗，應盡量避免采用可調式衰減器和均衡器：可調器件容易接觸不良,、產(chǎn)生故障,、降低指標。同軸分配網(wǎng)雖然正在無源化,，但依然是HFC網(wǎng)絡質量的關鍵——最主要的原因是接頭多。對同軸信道組成的每個部分——電纜,、器件,、設備都需要研究、創(chuàng)新,，以提高性能,、延長壽命。特別是連接器創(chuàng)新大有可為：如果降低損耗,、提高可靠性,、密封性、匹配性,、壽命和連接工藝,，那就可以大大提高同軸電纜壽命、降低分配網(wǎng)維護量,。應杜絕使用套環(huán)式F型連接器,。至于樓頭數(shù)據(jù)插入設備，永遠不可能比FTTH做得更好,，因為FTTH沒有樓頭有源設備,。我們只能盡可能簡化設備、降低能耗,、減少配置和維護,；同時加強設備防護，降低雷擊,、滲漏等損傷,。
提高網(wǎng)絡效率和效益大有可為：調制率從64QAM提高到256QAM，速率提高1/3,；提高到4096QAM,，速率提高一倍。只要我們加強同軸信道基本特征,、參數(shù)等基礎研究,；采用先進的調制編碼技術；提高施工工藝,，做好密封,、防滲漏,、進線滴水彎、盤留,、防雷,、接地等基礎工作；加強日常檢測,、維修和數(shù)據(jù)積累,；就一定可以挖掘同軸潛力，延長同軸生命周期,。
筆者深信：相當長時期內同軸可以替代光纖入戶,。
結論：
充分利用和挖掘同軸資源的價值、延長同軸生命周期,、爭取競爭優(yōu)勢是現(xiàn)階段中國有線運營商的正確選擇,。