基于Docsis的HFC雙向網(wǎng)絡(luò)整體性能及發(fā)展分析

□吳永棟

隨著三網(wǎng)融合的推進，各地廣電正在掀起一輪新的網(wǎng)絡(luò)改造高潮，將原有單向HFC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成可承載視頻、語音、寬帶等多業(yè)務(wù)的雙向網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)選擇上以傳統(tǒng)基于HFC的CMTS+CM方式，或xPON+LAN方式，或xPON+EOC方式。本文選擇傳統(tǒng)CMTS+CM方式，淺析原有Docsis2.0體系、當(dāng)前 Docsis3.0體系及未來疊加RFoG技術(shù)的優(yōu)劣特性。

原Docsis2.0及以下傳統(tǒng)模式

多年來，通過CMTS方式進行寬帶接入的傳統(tǒng) Docsis體系架構(gòu)自 1.0、1.1再發(fā)展至 2.0系統(tǒng)，對于上、下行帶寬，回傳噪聲匯聚，回傳光纖資源復(fù)用問題均未發(fā)生實質(zhì)性變化。隨著寬帶接入率及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶寬需求的提高，傳統(tǒng)Docsis體系架構(gòu)顯露出缺陷，主要體現(xiàn)在：一、因單下行接口只有8M頻點通道，歐標工作模式僅能提供約50M bps帶寬，按單用戶以2M接入速率，最大40%同時在線，復(fù)合20%下載率計算，單下行最大只能負荷約312戶。二、因上行通道受噪聲匯聚影響，上行調(diào)制符號率低，單上行僅能工作在單頻點通道，帶寬約0.3-10M，加之上行端口數(shù)量小，固化不可擴展，雖用戶上行帶寬需求較小，但也成為瓶頸。三、因板卡上下行端口搭配比例相對固定，多采用4∶1模式，上行端口數(shù)少，不易擴展，多路光節(jié)點混合共用一路上行通道，噪聲匯聚嚴重，其中一路出現(xiàn)故障影響其它光節(jié)點，穩(wěn)定性欠佳，影響面大。四、因每個光節(jié)點均需要單獨的光纖鏈路回傳至機房，對于目前城市道路開挖難，費用高，管道資源少的現(xiàn)狀，難以保障所有光節(jié)點回傳，隨著原光節(jié)點的拆分及下延，光纖資源更趨緊張。

雖然隨著技術(shù)的進步及市場的快速推進，Docsis2.0產(chǎn)品必然淘汰，但對于2.0產(chǎn)品有較多單體式CMTS可選擇，單產(chǎn)品價格門檻低，適用于初期開展雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)起步的小規(guī)模有線網(wǎng)，可快速低成本覆蓋，隨著日后業(yè)務(wù)的增長再疊加更高性價比的3.0產(chǎn)品，節(jié)省前期投資。

現(xiàn)有新興Docsis3.0模式

針對Docsis2.0及以下版本存在的瓶頸問題，Docsis3.0為全新體系架構(gòu)，采用捆綁等技術(shù)，使得上下行通道帶寬、上下行板卡靈活升級配置等方面更適合網(wǎng)絡(luò)運營。一、因單下行物理接口可實現(xiàn)至少4×8M頻點通道捆綁，歐標工作模式可擴展至約200Mbps帶寬，單下行最大負荷可擴展至約1248戶，下行帶寬瓶頸得到較好解決。二、Docsis3.0架構(gòu)下可實現(xiàn)獨立增加上行接口板或單上行接口捆綁2-4通道工作方式，原多個光節(jié)點共用單路上行的情況大為改善，上行可采用更高符號率調(diào)制方式及更大調(diào)制帶寬，綜合信噪比提升，調(diào)制方式提高，調(diào)制帶寬提高，上行物理及邏輯通道數(shù)量擴展因素，用戶上行帶寬將得到較大提高。實際應(yīng)用中，單物理接口4上行通道捆綁、64QAM調(diào)制、6.4MHZ調(diào)制帶寬條件下速率可達80Mbps以上。三、因Docsis3.0系統(tǒng)上行物理及邏輯通道擴展性好，相對充裕，噪聲匯聚問題得到緩解，同等情況下，端口SNR明顯提升。

Docsis3.0系統(tǒng)支持不同版本 CM產(chǎn)品混合在線，在實際應(yīng)用中3.0 CM市場價格較高，當(dāng)前2.0CM價格不到3.0CM的一半，綜合性價比因素，未來較長時間將存在2.0CM與3.0CM同平臺混搭使用。有線網(wǎng)可初期投放2.0CM，隨著3.0CM價格的降低逐步加大使用比例，以降低投資。在擴容升級方面，Docsis3.0系統(tǒng)架構(gòu)對于光網(wǎng)和分配網(wǎng)無需新增工程量，僅需在前端機房增加上、下行接口板，配置相應(yīng)的通道參數(shù)即可，即插即用，工程量小，時間快，實施便捷，無需耗費大量時間及資金對設(shè)備、線路進行改造，或?qū)W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)推倒重來，為廣電持續(xù)發(fā)展解決了后顧之憂。

Docsis系統(tǒng)疊加RFoG組網(wǎng)模式

隨著HFC雙向網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，廣電業(yè)內(nèi)正在興起RFoG（光纖射頻傳輸）技術(shù)。RFoG充分利用現(xiàn)有的Docsis網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供了一條通往更節(jié)省光纖資源、更可靠、更高帶寬的演進之路。RFoG將助力有線運營商邁向全光纖雙向網(wǎng)絡(luò)，從多個層面整體提升傳統(tǒng)HFC價值與潛力。

首先，傳統(tǒng)模式噪聲匯聚明顯，采用Docsis+RFoG技術(shù)，當(dāng)其中一路光節(jié)點出現(xiàn)一定幅度噪聲時，只在本路有CM發(fā)送數(shù)據(jù)的時間間隙得以通過，其他時間噪聲被關(guān)斷，通過光回傳模塊的激光器觸發(fā)開關(guān)或電觸發(fā)開關(guān)控制信號通斷，噪聲影響時間由連續(xù)性變?yōu)殚g斷性，不影響其他光節(jié)點的正常運營，穩(wěn)定性較原有模式有較大提高，降低回傳噪聲的影響時間及范圍，在多路光節(jié)點共享上行的情況下信噪比提升效果明顯。

其次，上行通道結(jié)合使用RFoG技術(shù)信噪比得到一定提升，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不變情況下，可改變CMTS設(shè)置，采用更高調(diào)制方式及調(diào)制帶寬，有效提升上行帶寬。

第三，針對回傳光纖資源不足問題，采用CMTS+RFoG技術(shù)，多個光節(jié)點可通過光分路器復(fù)用至單纖進行回傳，節(jié)省大量回傳光纖資源。

第四，傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)疊加RFoG僅需在光網(wǎng)插入光分路器，在原光機位置增加RFoG模塊或置換光機，前端調(diào)整回傳光接收機即可，工程量小，時間快，部署簡單。

Docsis結(jié)合RFoG應(yīng)用及推進思考

實際應(yīng)用中，可對已雙向的光節(jié)點配置RFoG回傳光發(fā)模塊，或在光機各路輸出口串接支路RFoG開關(guān)方式；新建雙向光節(jié)點則可直接選用 RFoG光機。隨著雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，RFoG不僅能降低回傳噪聲、節(jié)省回傳光纖，今后還可以平滑實現(xiàn)在原有單纖的基礎(chǔ)上疊加PON技術(shù)，初期實現(xiàn)由雙纖雙波到單纖雙波 （電視+CMTS雙向數(shù)據(jù)），后期實現(xiàn)由雙纖4波到單纖4波(電視+CMTS雙向數(shù)據(jù)+PON高速數(shù)據(jù))的漸進升級演進，保障HFC網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展，并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隨業(yè)務(wù)發(fā)展快速部署升級。