HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)接入方案的設計和優(yōu)化

梁滿杰

廣東省廣播電視網(wǎng)絡股份有限公司佛山南海分公司，廣東佛山 528200

信息的飛速發(fā)展，廣電網(wǎng)絡在規(guī)模、技術層次和服務水平上都產(chǎn)生翻天覆地的變化。作為三大電信運營商基礎產(chǎn)業(yè)之一的有線電視行業(yè)，支撐起國家的社會發(fā)展與經(jīng)濟建設。而HFC 網(wǎng)作為最先進入市場的較為成熟的寬帶網(wǎng)絡連接技術，為有線網(wǎng)絡公司提供了更大的帶寬與更高的經(jīng)濟性，基于此，本文將著重探討HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)接入時的管理難題，優(yōu)化HFC 廣電寬帶接入方案。

1 HFC網(wǎng)絡CMTS小區(qū)接入方案的定義

的英文縮寫，HFC 網(wǎng)絡是從有線電視網(wǎng)絡發(fā)展而成。它的工作原理是在有線電視系統(tǒng)中，在前端設備上連接有線電視信號處理與數(shù)據(jù)信號，用低損耗的同軸電纜或光纖對模擬數(shù)字載波信號進行傳輸，在用戶小區(qū)實行同軸分配網(wǎng)絡下行載波信號，匯聚上行數(shù)據(jù)載波信號。

HFC 的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接入局端設備是CMTS[1]，它是電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)的英文縮寫，連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與HFC模擬射頻網(wǎng)絡，完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議處理及射頻調(diào)制解調(diào)。

HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)的接入方案的設計為構建智能住宅區(qū)提供可能，降低用戶的接入成本。

2 設計HFC網(wǎng)絡CMTS小區(qū)方案的實踐意義

在初期試行廣電寬帶HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)接入方案時，因為用戶群對此新型網(wǎng)絡接入方案缺乏了解，因此用戶的寬帶需求與業(yè)務開通率并不高，用戶在使用過程中不會產(chǎn)生大問題。但隨著業(yè)務的開拓，當前的有線網(wǎng)絡面臨著巨大的壓力，之前無視的制約網(wǎng)絡業(yè)務發(fā)展的問題逐漸暴露出來，對HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)應用的要求也多起來。

首先，對功能的要求。用戶已不僅僅滿足于單方面的接收信息，而更多關注信息的互動，追求返回信息的渠道。傳統(tǒng)的HFC 接入架構大多為單向網(wǎng)絡[2]，只能單方面向住戶傳播信息。要求運營商對其改革，在保證整個接入網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠的基礎上，向用戶提供完整的業(yè)務管理和網(wǎng)絡管理功能[3]。HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)方案的設計會從用戶的需求出發(fā)，制定出合理的HFC 網(wǎng)絡CMTS雙向接入方案，為小區(qū)用戶提供更好的網(wǎng)絡服務與上網(wǎng)體驗。

其次，傳輸速率的要求。數(shù)據(jù)服務是HFC 網(wǎng)絡的重要市場，它是通過電纜調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)獲得IP 地址與數(shù)據(jù)交換。流量過小或是流量飽和，將影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，嚴重時還會造成數(shù)據(jù)丟包、降低帶寬，造成用戶Cable Modem 掉線。為實現(xiàn)基礎網(wǎng)絡的穩(wěn)定，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也越來越嚴格。

再次，承載性能的要求。對HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)接入方案設計的忽視、無規(guī)律的任意接入網(wǎng)絡造成CMTS所接端口未得到合理利用，影響投資收益，且光節(jié)點混合接入，正常光節(jié)點受低噪聲大的光節(jié)點影響，干擾用戶的正常體驗。在網(wǎng)絡故障的排查中，無法系統(tǒng)地處理問題，長期故障累計，極大影響網(wǎng)絡的安全和穩(wěn)定。

3 方案的設計與優(yōu)化

3.1 根據(jù)小區(qū)網(wǎng)絡基本情況，優(yōu)化線路

選擇合理的關節(jié)點接入比例有利于有效使用CMTS設備的資源，提高寬帶業(yè)務的質(zhì)量。用戶群的人數(shù)與CMTS 設備板卡上下行端口比例對關節(jié)點接入比例的選擇有很大影響[3]。

本著布局合理、路徑最短和易于實施的原則，確定出關節(jié)點的接入比例，核查統(tǒng)計所在小區(qū)的用戶人數(shù)、CMTS 端口數(shù)量及流量使用狀況，調(diào)整關節(jié)點比例擴大用戶群，減少CMTS 投資成本，在最大跨度內(nèi)確?？蛻羧好芗瘯r的寬帶質(zhì)量，降低用戶投訴率。

3.2 降低網(wǎng)絡噪聲的措施

為減少網(wǎng)絡回傳噪聲，HFC 網(wǎng)絡的光節(jié)點應靠近用戶。GMTS 雙向改造中，上行通道的噪音比下行通道的噪音復雜嚴重得多，且關節(jié)點帶的用戶數(shù)越多，噪音侵入的機會也越大。對CMTS 端口進行優(yōu)化時，可以對光節(jié)點進行拆分或接入。即當小區(qū)光節(jié)點流量特別大時，可移走不太常用的光模塊降低端口流量；而反之，若是小區(qū)光模塊缺乏時，可接入拆分后的野外光節(jié)點，盡力減少每個光節(jié)點覆蓋的用戶。

電波干擾、太陽黑子的活動、線路匹配不良、分支分配器屏蔽的不良都會引起上行通道的侵入噪聲。選擇屏蔽性能良好的網(wǎng)絡器材，提高網(wǎng)絡施工質(zhì)量，隔離非雙向用戶端的上行頻段信號，減少底噪聲高的小區(qū)對正常小區(qū)的影響，不影響正常小區(qū)用戶體驗的同時，也方便對底噪聲較大的小區(qū)進行后期的設計與優(yōu)化。

3.3 選擇合理的負載均衡技術

當小區(qū)HFC 網(wǎng)絡業(yè)務拓寬，客戶數(shù)量增加造成CMTS 接入端口流量飽和時，可采用CMTS 接入端口負載均衡技術優(yōu)化端口流量。原有端口上的Cable Modem 數(shù)量被均衡分配至多個端口，多通道傳輸流量，減輕單一端口的流量負擔。進行HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)接入方案設計時，可分為上行端口、下行端口兩方面考慮如何使用負載均衡優(yōu)化技術。

4 案例分析

本案例對原小區(qū)HFC 網(wǎng)絡CMTS 接入方案進行優(yōu)化設計，提高了帶寬的利用率，運用CMTS 端口負載均衡技術，更好的提高用戶的上網(wǎng)體驗度。

4.1 工程概括

某涵蓋120 個小區(qū)的HFC 網(wǎng)絡CMTS 接入工程，每個小區(qū)有100 位用戶，其中選用寬帶的用戶有總計有6666 戶，選用交互機頂盒的用戶總計有53333 戶。

4.2 工程前期準備和設備狀況

1）前期準備。

現(xiàn)場了解小區(qū)的基本情況，了解每個小區(qū)所對應的CMTS 端口用戶數(shù)量、流量使用情況及接入比例，并制定出相應的《某某小區(qū)HFC 網(wǎng)絡CMTS 接入設計優(yōu)化方案》，并依據(jù)優(yōu)化原則與方法執(zhí)行方案。

2）設備狀況。

按照正向鏈路調(diào)試規(guī)范與零增益調(diào)試方法進行正、反向鏈路的調(diào)試。在信號干擾大，流量少的小區(qū)保留接入3 張Docsis2.0 的5 ×20 卡，其余8 張全部回收 ，再將回收的8 張Docsis2.0 的5 ×20 卡全部升級換為8 張Docsis3.0 的20 ×20 卡。

3）接入卡的標準配置介紹。

cisco 2821 Docsis3.0 設備采用基于端口流量的配置策略，下行端口負載均衡策略，使基于端口的CM數(shù)量、連接數(shù)量、端口流量盡量保持一致，該設備交換機800M 端口，其上、下行頻點是610MHz～666MHz、50MHz～60MHz。

4）效果分析。

在HFC 網(wǎng)絡CMTS 接入工程前120 個小區(qū)，共計60個下行信道，其中寬帶下行信道的利用率較高，60%帶寬的下行信道利用率在90%以上，所有下行信道的平均利用率高達80%以上。

HFC 網(wǎng)絡CMTS 接入工程完工后120 個小區(qū)，共計180 個下行信道，除保留的Docsis2.0 帶寬下行信道利用率高于60%以外，其余Docsis3.0 帶寬下行信道中，80%帶寬的下行信道利用率在40%以下，所有下行信道的平均利用率低50%以下。

因為工程前主要只是將125 個上行端口做了平移，所以在上行帶寬利用率上，工程前后差異不大。工程結果表明，設備上線后增大了下行端口的帶寬，有效解決下行端口流量的飽和，降低每頻道的帶寬利用率。而CMTD 上行端口則以平移為主，依靠對端口的拆分或負載均衡技術的合理運用來體高用戶上網(wǎng)體驗度。

5 結論

綜上所述，HFC 網(wǎng)絡CMTS 接入技術作為一種新型技術，想滿足未來業(yè)務發(fā)展的需求，更好的管理與優(yōu)化HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)的接入，設計出合理科學的HFC 網(wǎng)絡CMTS 小區(qū)接入方案，就必須嚴格遵循優(yōu)化原則與執(zhí)行方法，適用三網(wǎng)融合的需要，為用戶帶來更好的服務與體驗。

[1] 王浩.廣電寬帶小區(qū)接入網(wǎng)方案比較分析研究[J].中國電子商務，2011（4）：7-8.

[2] 陳敬南.基于HFC 技術的智能寬帶小區(qū)建設[J].中國有線電視，2004（17）：5-6.

[3] 陳佳陽.有線電視網(wǎng)絡雙向改造方案介紹[J].信息通信，2014（1）：12-13.