傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)僅支持單向下行廣播服務(wù),，為了提升用戶的ARPU值，運(yùn)營商亟待改造混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò)（HFC）,，以提供雙向,、互動服務(wù)。在下一代廣播網(wǎng)絡(luò)（NGB）中,，基于EPON + EoC的下一代廣播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了簡單的端對端且基于以太網(wǎng)的分組網(wǎng)絡(luò),，可與現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)共同運(yùn)行....
傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)僅支持單向下行廣播服務(wù)，為了提升用戶的ARPU值,，運(yùn)營商亟待改造混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò)（HFC）,，以提供雙向、互動服務(wù),。在下一代廣播網(wǎng)絡(luò)（NGB）中,，基于EPON + EoC的下一代廣播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供了簡單的端對端且基于以太網(wǎng)的分組網(wǎng)絡(luò)，可與現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)共同運(yùn)行,，如圖1所示,。
圖1：下一代廣播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
在圖1中，EoC的局端設(shè)備包括同軸電纜寬帶接入終端（CBAT）及有線電視信號混合器,，可為EoC網(wǎng)絡(luò)提供橋接及管理功能,，以實現(xiàn)廣播電視的雙向服務(wù)，如：IPTV,、VOD,、HSD、VoIP及P2P游戲等,。本文介紹了EPON及EoC技術(shù)的整體背景,，并深入討論了可用于有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造的EPON EoC解決方案。
EPON,、EoC技術(shù)特色
EPON：EPON技術(shù)可提供雙向1Gbs鏈路連接,，下行波長為1490nm,，上行波長為1310nm。下行數(shù)據(jù)流被傳送至所有ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）,，在前導(dǎo)碼（邏輯鏈路ID）中加入LLID域來區(qū)別具體幀在PON網(wǎng)絡(luò)中的目的地,；上行數(shù)據(jù)中，DBA負(fù)責(zé)為已注冊的ONU動態(tài)分配帶寬,。EPON系統(tǒng)優(yōu)勢如下：
◎ 便于集成及簡單實用——EPON是基于以太網(wǎng)技術(shù),，可在同一架構(gòu)上混合傳播VoIP、IPTV,、數(shù)據(jù)及各種射頻數(shù)據(jù)流,，同時可提供QoS機(jī)制以保證不同數(shù)據(jù)流的傳輸質(zhì)量。
◎ 長距離——當(dāng)EPON網(wǎng)絡(luò)采用前向糾錯（FEC）時,，可延伸至20公里甚至30公里,。光纖架構(gòu)所產(chǎn)生的損失僅為每2000英尺1dB.
◎ 低成本——由于采用了無源分光器，因此從長遠(yuǎn)來看,，運(yùn)維成本將低于同軸電纜,。
◎ 高可靠性——作為無源且不包括任何耗電的電子元件的網(wǎng)絡(luò)，具備更高的可靠性,。
EoC：以太網(wǎng)同軸網(wǎng)絡(luò)（EoC）是指在兩點或多點間采用同軸有線電纜傳輸以太網(wǎng)信號,。主要包括：基帶（無源系統(tǒng)）或射頻調(diào)制（有源系統(tǒng)）兩種傳輸方式?；鶐到y(tǒng)便于建立及使用,，缺點是需要點對點連接以獲得適于IP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)率（>10Mbps）；有源系統(tǒng)可支持多個客戶端器件連接至同一同軸電纜,，且所有客戶端均可由一個設(shè)在節(jié)點的局端主件控制,。目前有源系統(tǒng)可分為兩種：基于同軸電纜多媒體聯(lián)盟 (MoCA)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及基于家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟 (HPNA)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。MoCA與HPNA之間主要的區(qū)別是其使用的頻率范圍不同：MoCA采用于高于862MHz的頻率范圍,，用于本地樓內(nèi)分配,，而在最新的3.1版本中，HPNA則采用4～52MHz頻率范圍,。
EPON + EoC解決方案
在國內(nèi)有線電視下一代廣播網(wǎng)絡(luò)中,，EoC局端主器件扮演了一個關(guān)鍵性角色——橋接光纖及2同軸電纜，并在EoC網(wǎng)絡(luò)中管理客戶端設(shè)備的授權(quán)及傳輸,。EoC主器件設(shè)備根據(jù)是否集成ONU可分為兩種,。如圖2所示：
圖2： EoC局端主件設(shè)備類型
在類型A中，與電信公司目前部署的ONU類似,，其ONU獨立于EoC的局端主器件。EoC主器件由控制CPU,、EoC局端技術(shù)相應(yīng)的硅晶芯片（HPNA Master,，MoCA網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)備或HomePlug）及一個可在輸出同軸電纜上疊加有線電視信號的混合器組成,。采用這種模式時，PMC公司的MSP7150是一個理想的解決方案,，可用來作為控制CPU及PCI總線的主控件,。此外，在特定地區(qū),，EoC主器件設(shè)備需要提供第三層網(wǎng)關(guān)的一些功能,，如路由、NAT及防火墻等,，而MSP7150的硬件和軟件平臺完全可以支持這些功能,。
在類型B中，ONU被集成進(jìn)EoC主器件中,。該解決方案極大地降低了有線電視運(yùn)營商的設(shè)備及維護(hù)成本投入,。采用該技術(shù)時，如無需網(wǎng)關(guān)功能,，PMC PAS6301內(nèi)嵌的CPU可用于EoC網(wǎng)絡(luò)的控制CPU,；否則系統(tǒng)就需要增加MSP7150作為控制CPU及提供相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)功能。
憑借成熟的EPON技術(shù),、高吞吐量及靈活的軟件架構(gòu),，PMC的EPON EoC解決方案可加速有線電視網(wǎng)絡(luò)的過渡發(fā)展。圖3為一個典型B類型器件,，其采用了PMC的ONU,、CPU解決方案及第三方合作伙伴的EoC局端主器件產(chǎn)品。
圖3的設(shè)計設(shè)計方案可支持超過400Mbps的吞吐量,，多個EoC主件節(jié)點及所需要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理功能,，包括VLAN、QinQ,、PPPoE,、DHCP、QoS,、WebGUI及SNMP,，另外，其還可支持包括路由,、防火墻,、NAT、Wi-Fi和VoIP在內(nèi)的增強(qiáng)服務(wù)功能,，并具有豐富的擴(kuò)展空間可容納未來的應(yīng)用,。
EoC技術(shù)詳解
下面簡要介紹基于PMC方案的HPNA及MoCA兩種EoC技術(shù)，目前皆已應(yīng)用于系統(tǒng)中,。其他EoC的解決方案,，如HomePlug也較為普遍,。
HPNA：HomePNA技術(shù)可提供具有QoS帶寬保證、遠(yuǎn)程管理及診斷能力,，且高達(dá)320Mbps的物理數(shù)據(jù)傳輸速率,，其系統(tǒng)局端主件不僅作為同軸電纜網(wǎng)絡(luò)及基于IP和以太網(wǎng)PON網(wǎng)絡(luò)的連接網(wǎng)關(guān)，且可管理所有客戶端設(shè)備,。在基于HPNA3.1版本的系統(tǒng)中,，主件可支持并控制多達(dá)32個客戶端設(shè)備通過任意樹型或星型架構(gòu)連接至一個同軸電纜。典型的HPNA架構(gòu)見圖4,。
根據(jù)不同的頻率分配,，物理數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)到320Mbps, 其可在半雙工方式下可實現(xiàn)最多32個客戶端設(shè)備間的動態(tài)分配。（如在半雙工方式下,，HPNA系統(tǒng)采用同一頻譜范圍向客戶端設(shè)備傳送和接收）,。
HPNA MAC層協(xié)議負(fù)責(zé)管理客戶端設(shè)備且同時確保每個客戶端設(shè)備的最大帶寬。除管理客戶端設(shè)備管理外,，HPNA MAC層還支持管理QoS帶寬保證及優(yōu)化所需的全部功能,，以使HPNA能夠應(yīng)用于需要保證傳輸帶寬的VoIP或類似的多媒體應(yīng)用中。
MoCA： MoCA 1.1版本可使MoCA以270Mbps的物理數(shù)據(jù)速率實現(xiàn)175Mbps的MAC層數(shù)據(jù)吞吐,，其性能提升主要是通過集成多個以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包至單個MoCA幀來實現(xiàn),，最新的MoCA2.0將通過利用高于有線電視服務(wù)的閑置頻段進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)傳輸速率，以使其重新成為數(shù)據(jù)傳輸速率最高的EoC技術(shù),。MoCA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見圖5,。
在MoCA網(wǎng)絡(luò)中，局端網(wǎng)絡(luò)控制器節(jié)點負(fù)責(zé)MoCA客戶端設(shè)備的認(rèn)證,，通過MAP信息控制數(shù)據(jù)在終端中的傳輸及管理密鑰,。MoCA1.1版本則引入了參數(shù)化QoS，以支持帶寬預(yù)留及設(shè)備接入控制,。
針對國內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域分割的的現(xiàn)狀,，筆者認(rèn)為，未來在網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的較量中,，兩種EoC技術(shù)不會有最終的勝利者,。不但如此，其他各種能夠?qū)崿F(xiàn)以太網(wǎng)幀在家庭網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)募夹g(shù)也會被采用,，如HomePlug AV及基于同軸電纜的WiFi,。
對于有線運(yùn)營商來說，未來無論選擇哪種接入技術(shù)，基于PMC公司PON芯片及CPU的EPON EoC方案均可很好地滿足他們的需求,。
目前,，國內(nèi)中國有線電視網(wǎng)絡(luò)正從傳統(tǒng)的HFC廣播網(wǎng)絡(luò)向雙向、互動,、高速，基于全I(xiàn)P的下一代廣播網(wǎng)絡(luò)全面升級,。EPON作為一種成熟的技術(shù),，非常適合替代HFC網(wǎng)絡(luò)中的光纖部分，而EoC技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,，已完全可以作為最后1公里網(wǎng)絡(luò)連接的解決方案來部署,。
PMC公司的參考設(shè)計則可助力潛在的系統(tǒng)提供商及時開發(fā)EPON EoC解決方案。