面向多場景應(yīng)用的新型光纖同軸混合接入技術(shù)

趙輝 劉躍 張誠

摘要：同軸電纜網(wǎng)絡(luò)是中國信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，具備傳輸容量大、入戶率高、室

內(nèi)接口廣泛等優(yōu)勢?；诟咝阅芡S電纜網(wǎng)絡(luò)（HINOC）的光纖同軸混合接入技術(shù)可以充

分發(fā)揮同軸電纜優(yōu)勢，提供高速、可靠、可管理運維的入戶管道，并可以在室內(nèi)進(jìn)行滲透組

建家庭互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，支撐多種場景的業(yè)務(wù)部署和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無源光網(wǎng)絡(luò);HINOC;服務(wù)質(zhì)量;信道均衡;網(wǎng)絡(luò)管理

Abstract： Due to the advantages of large channel capacity and high household penetration rate， coaxial cable network is one of the important components of Chinas information infrastructure. The hybrid fiber coaxial access technology based on High Performance Network Over Coax （HINOC） can fully utilize the advantages of coaxial cable， and change it to a high-speed， reliable and manageable communication pipeline. This technology can be used to establish an excellent performance access network or home Internet， which supports multi-application scenarios.

Key words： passive optical network; HINOC; quality of service （QoS）; channel equalization; network management

當(dāng)前中國新一代信息技術(shù)支撐的數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速發(fā)展階段，信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為拉動經(jīng)濟(jì)增長的新支點。伴隨著“寬帶中國”“超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃”等系列國家戰(zhàn)略的實施落地，加快打造室內(nèi)高速通信通道和網(wǎng)絡(luò)成為信息領(lǐng)域發(fā)展關(guān)鍵。室內(nèi)高速通信通道和網(wǎng)絡(luò)不僅是新業(yè)態(tài)、新技術(shù)的重要組成部分，更是搶占新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點、推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級賦能的重要引擎。

有效、優(yōu)質(zhì)的入戶管道是運營商提供寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的“生命線”。中國骨干網(wǎng)已基本實現(xiàn)“全光化”，而用戶側(cè)最后一段信息點連接呈現(xiàn)“因地制宜”式發(fā)展。從目前市場情況來看，實現(xiàn)有線寬帶接入的介質(zhì)包括雙絞線、電力線、光纖和同軸電纜。從覆蓋規(guī)模上來看，光纖、同軸是目前市場主流的2種接入介質(zhì)，單從介質(zhì)本身而言，兩者并無本質(zhì)優(yōu)劣差異。由于用戶環(huán)境的復(fù)雜性，尤其在一些老舊小區(qū)內(nèi)，目前相當(dāng)一部分光纖入戶只到樓頭，光纖入戶較為困難;同軸電纜擁有千億存量資源，幾乎實現(xiàn)了100%入戶，同時還滲透到室內(nèi)各個主要的活動場所。

作為泛在的信息接入口，同軸電纜業(yè)務(wù)承載能力強(qiáng)，容易部署升級，符合“一線多能”的要求;然而由于同軸傳輸技術(shù)的限制，同軸電纜并沒得到充分利用，未發(fā)揮其全部價值。本文中，我們將對光纖同軸混合接入技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了基于高性能同軸電纜網(wǎng)絡(luò)（HINOC）的新型光纖同軸混合接入技術(shù)。該技術(shù)可用于構(gòu)建寬帶接入或智慧家庭互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，支撐多種場景的業(yè)務(wù)部署和應(yīng)用。

1 光纖同軸混合接入技術(shù)

同軸電纜是一種泛在的入戶介質(zhì)。除了用于有線電視信號的單向廣播傳輸之外，中國多數(shù)同軸電纜網(wǎng)絡(luò)已完成雙向化改造，可用于光纖同軸混合接入，承載雙向互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（IP）業(yè)務(wù)。

1.1 傳統(tǒng)的光纖同軸混合接入

技術(shù)

目前，中國普遍使用的光纖同軸混合接入技術(shù)可以分為2類：一類是基于混合光纖同軸電纜（HFC）網(wǎng)絡(luò)的有線電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范（DOCSIS）技術(shù)，一類是無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）+同軸電纜網(wǎng)以太網(wǎng)傳輸（EoC）的兩級組網(wǎng)技術(shù)，具體如圖1所示。

DOCSIS技術(shù)在美國有線運營商網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛部署。DOCSIS網(wǎng)絡(luò)的局端設(shè)備電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)（CMTS）和終端設(shè)備電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）通過HFC網(wǎng)絡(luò)相連。其中，光纖分配網(wǎng)絡(luò)與同軸分配網(wǎng)絡(luò)之間需要負(fù)責(zé)光電信號轉(zhuǎn)化的光節(jié)點設(shè)備，每個光節(jié)點下的同軸網(wǎng)絡(luò)中可以支持一級或多級有源放大器。采用HFC的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)單個CMTS設(shè)備的地理覆蓋能力和終端數(shù)目支持能力，但這種光纖同軸一體式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致局端設(shè)備昂貴、上行帶寬不足、上行噪聲匯聚等問題。

PON+EoC技術(shù)在中國多數(shù)省市得到廣泛部署。光纖和同軸2種不同介質(zhì)的分配網(wǎng)絡(luò)可獨立選擇不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：光纖分配網(wǎng)絡(luò)可選用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）、吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）、10 Gbit/s以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（10 G EPON）、10 Gbit/s無源光網(wǎng)絡(luò)（XG-PON）等PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，光網(wǎng)絡(luò)終端（ONU）光節(jié)點更靠近用戶側(cè)，通常位于樓頭或者樓道，即光纖到樓（FTTB）;同軸分配網(wǎng)絡(luò)可選用家庭插座電力線聯(lián)盟電力線通信技術(shù)（Homeplug AV）、同軸電纜多媒體聯(lián)盟通信技術(shù)（MoCA）等多種EoC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，起到最后100 m的入戶功能，且分配網(wǎng)絡(luò)中通常不含有源放大器，信道質(zhì)量更佳。采用光纖同軸級聯(lián)的接入方式，具有組網(wǎng)靈活性強(qiáng)和建設(shè)成本低的優(yōu)勢。然而，目前EoC技術(shù)繁雜，且存在服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證能力差、網(wǎng)絡(luò)總體帶寬不足以及網(wǎng)絡(luò)管理不完備的缺點。

1.2 基于HINOC的新型光纖同軸混合接入技術(shù)

如圖2所示，當(dāng)前同軸傳輸技術(shù)可以分為DOCSIS、傳統(tǒng)EoC以及HINOC 3類技術(shù)。

DOCSIS從百兆的1.0技術(shù)版本已經(jīng)逐漸發(fā)展到萬兆的3.1技術(shù)版本，DOCSIS 3.0的簡化版本C-DOCSIS可用于PON+EoC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但仍然具備上文所述問題：傳統(tǒng)EoC技術(shù)種類繁雜，均源自于歐美地區(qū)的家庭互聯(lián)技術(shù)，多數(shù)技術(shù)的傳輸帶寬在數(shù)百兆比特每秒，且寬帶業(yè)務(wù)的QoS保證能力欠缺。

HINOC是針對中國有線同軸網(wǎng)絡(luò)特性研發(fā)的唯一具有完備自主知識產(chǎn)權(quán)的新型同軸寬帶通信解決方案，HINOC 2.0技術(shù)傳輸速率可達(dá)1 Gbit/s，支持信道綁定，具備靈活的管理和控制機(jī)制，性能指標(biāo)遠(yuǎn)超同類同軸通信技術(shù)。目前，中國已有3家芯片廠商、10余家設(shè)備商、10余家省網(wǎng)運營商開展了HINOC小規(guī)模試點應(yīng)用。本文中，我們提出的基于HINOC的新型光纖同軸混合接入結(jié)構(gòu)如圖3所示：光纖分配網(wǎng)絡(luò)采10 G無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同軸分配網(wǎng)采用千兆HINOC技術(shù)?；贖INOC大帶寬、低時延以及豐富的管理控制接口，可實現(xiàn)最后100 m的寬帶入戶。

2 HINOC技術(shù)特點

HINOC 2.0技術(shù)在2016年形成中國廣播電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T297-2016，并被國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局（ITU-T）發(fā)布為J.196標(biāo)準(zhǔn)族，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1[1]所示。

HINOC技術(shù)可為業(yè)務(wù)傳輸提供全方位QoS保證，并針對網(wǎng)絡(luò)管理擁有完備解決方案，相較于之前的寬帶接入傳輸技術(shù)，其技術(shù)創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在如下3個方面：

（1）吉比特寬帶傳輸。吉比特寬帶的傳輸可以選擇同軸電纜信噪比較高的高頻段，通過介質(zhì)接入控制（MAC）層和物理層的高效通信機(jī)制設(shè)計，在128 MHz單信道內(nèi)最高可提供1.14 Gbit/s的傳輸速率，頻譜效率達(dá)到8.87 bit/（s·Hz）。通過信道綁定的方式，局端可以實現(xiàn)更高速率的傳輸。

（2）毫秒級超低延遲。毫秒級超低延遲可以針對用戶需求，優(yōu)化接入控制，通過獨有的調(diào)度機(jī)制實現(xiàn)了2.5 ms以內(nèi)的平均延遲和1 ms以內(nèi)的平均抖動，以滿足未來4 K超高清視頻/虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實等新型業(yè)務(wù)對于時延的嚴(yán)格要求。

（3）電信級運維管控。電信級運維管控支持豐富的管理控制指令，可對任意特征的數(shù)據(jù)流進(jìn)行精細(xì)控制;可根據(jù)用戶實時的帶寬需求實現(xiàn)動態(tài)分配，并對網(wǎng)絡(luò)的實時環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測控制，實現(xiàn)智能告警、故障溯源、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等。

2.1 物理層技術(shù)特點

根據(jù)同軸信道的特點，HINOC物理層設(shè)計采用了正交頻分復(fù)用（OFDM）與自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)，并配合分布式的信道均衡技術(shù)，以最低的資源代價，有效克服單頻干擾、沖擊噪聲、多徑效應(yīng)等信道噪聲，實現(xiàn)穩(wěn)定和高效的物理層傳輸，從而達(dá)到頻譜效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性的最優(yōu)。

2.1.1 OFDM與自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)

因為OFDM的技術(shù)優(yōu)勢以及硬件計算資源的發(fā)展，OFDM調(diào)制技術(shù)近年被廣泛應(yīng)用于最新的通信系統(tǒng)之中，其技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在如下的幾個方面[2]：

（1）作為多載波調(diào)制技術(shù)，OFDM中各個子載波之間相互正交，所以允許子載波頻譜重疊，相對于傳統(tǒng)的多載波技術(shù)頻譜效率大大提高。

（2）OFDM信號的調(diào)制和解調(diào)可以通過快速傅里葉反變換和快速傅里葉變換來實現(xiàn)，實現(xiàn)起來簡單。

（3）引入循環(huán)前綴，將OFDM信號解調(diào)時候的線性卷積變成圓周卷積，根據(jù)傅里葉變換的性質(zhì)，信道的多徑效應(yīng)的影響只需要簡單的一階均衡即可去掉，在對抗信道的多徑方面有先天的優(yōu)勢，同時在進(jìn)行頻域信道均衡方面也非常方便。

（4）OFDM技術(shù)中數(shù)據(jù)信息都是通過子載波進(jìn)行承載，所以可以方便地與其他接入方式相結(jié)合，構(gòu)成OFDMA系統(tǒng)，使多個用戶同時使用一個OFDM符號中的不同子載波組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用方式靈活。

HINOC采用的OFDM技術(shù)除了以上提到的技術(shù)優(yōu)勢之外，還可將OFDM技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)相結(jié)合，最大程度地發(fā)揮OFDM技術(shù)的性能優(yōu)勢。對于模擬帶寬較大的通信系統(tǒng)中，往往存在頻率選擇性衰落或者窄帶干擾，導(dǎo)致不同頻點的信道信噪比不同。對于OFDM系統(tǒng)，每個子載波所在的子信道的帶寬往往小于信道的相干帶寬，在子信道內(nèi)部可以認(rèn)為通道響應(yīng)和噪聲水平不變，所以各個子信道可以根據(jù)其信噪比情況自適應(yīng)地選擇調(diào)制格式，同時也可以根據(jù)整體噪聲水平自適應(yīng)選擇整個系統(tǒng)的糾錯編碼格式，以達(dá)到系統(tǒng)的最大傳輸性能。HINOC技術(shù)綜合系統(tǒng)性能和資源，采用將子載波進(jìn)行分組然后進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的方式，同時采用不同糾錯能力的2種碼長的BCH信道糾錯編碼，根據(jù)信道狀況進(jìn)行選擇使用，以達(dá)到最佳的系統(tǒng)性能和資源的平衡。

2.1.2 分布式信道均衡技術(shù)

HINOC的幀類型主要分為探測幀和數(shù)據(jù)幀，如圖4所示。其中，探測幀周期性發(fā)送，由固定的同步頭及2個OFDM符號組成，用于維持系統(tǒng)的收發(fā)同步和信令交互。探測幀采用四相相對相移鍵控（DQPSK）調(diào)制格式，既便于數(shù)據(jù)的可靠解調(diào)，又便于進(jìn)行盲信道估計，提取出每個子載波的信道的幅度和相位信息，用于信道均衡。

針對同軸信道隨時間緩變的特征以及用戶長期在線的特點，HINOC設(shè)計了分布式信道均衡機(jī)制[3]。在HINOC系統(tǒng)中，該機(jī)制采用多個探測幀進(jìn)行分布式聯(lián)合信道估計，對于每個探測幀估計出的頻域幅度和相位信息，進(jìn)行加權(quán)平均，以此提高信道均衡的精度，同時也降低了用于信道估計的數(shù)據(jù)幀中導(dǎo)頻的開銷。在進(jìn)行數(shù)據(jù)幀解調(diào)時，信道均衡的幅度信息則直接采用加權(quán)平均的幅度，但因OFDM符號采樣點起始偏差以及載波頻率起始偏差，相位信息需要使用數(shù)據(jù)幀中少量的導(dǎo)頻進(jìn)行偏差糾正。在分布式信道均衡技術(shù)的支撐下，HINOC技術(shù)達(dá)到系統(tǒng)解調(diào)性能以及協(xié)議效率的同時優(yōu)化。

2.2 MAC層技術(shù)特點

HINOC提供精細(xì)的QoS保證機(jī)制，可通過數(shù)據(jù)包的任意特征，如MAC地址、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）ID、服務(wù)類別（COS）、差分服務(wù)代碼點（DSCP）、IP地址、IP上層協(xié)議類型、傳輸控制協(xié)議（TCP）/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）端口號等，進(jìn)行不同的可定制的QoS保證。QoS保證的技術(shù)原理如圖5所示，包括：流識別、流量控制、優(yōu)先級設(shè)定、重標(biāo)記以及隊列調(diào)度等。

HINOC實現(xiàn)了基于服務(wù)等級協(xié)議（SLA）的動態(tài)帶寬分配（DBA）功能。基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級、用戶配置的SLA模板以及終端上報的實時帶寬需求等多種維度的信息，HINOC局端可對系統(tǒng)的帶寬資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。DBA功能以單個OFDM符號時長（17 [μ]s）為基本時隙，在2.5 ms的調(diào)度周期內(nèi)采用高效的時分多址（TDMA）/OFDMA多址接入方式對數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度，保證毫秒級的超低延遲與毫秒級的微小抖動。DBA最小分配顆粒度為256 kbit/s，跟蹤精度在5%以內(nèi)，跟蹤速度大約為10 ms。

此外，HINOC支持組播功能，包括IPv4 Internet 組管理協(xié)議（IGMP） Snooping以及IPv6 組播偵聽發(fā)現(xiàn)協(xié)議（MLD）Snooping功能。組播業(yè)務(wù)可以在HINOC網(wǎng)絡(luò)內(nèi)以組播方式優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)管理

HINOC網(wǎng)絡(luò)管理實現(xiàn)對HINOC網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備或功能單元的在線監(jiān)測控制與管理，完成對網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的配置管理、故障管理、性能管理和安全管理等網(wǎng)絡(luò)管理功能。位于遠(yuǎn)端的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)采用簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）管理HINOC網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備，HINOC局端設(shè)備（HB）內(nèi)置SNMP代理，將SNMP的管理消息轉(zhuǎn)化為HINOC運維/管理/維護(hù)（OAM）消息，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)以及終端設(shè)備（HM）的管理。

HINOC網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范制定了豐富的OAM管理接口，主要包括：網(wǎng)絡(luò)信息采集，如同軸電纜信道的幅頻/相頻/信噪比信息、網(wǎng)絡(luò)與用戶的實時流量狀態(tài)、丟包統(tǒng)計、緩存與隊列狀態(tài)等信息;射頻參數(shù)配置接口，如工作頻點、發(fā)射功率、信道綁定模式等;QoS配置接口，如流分類配置、DBA配置、VLAN配置、組播配置;針對各種事件的主動上報消息，如設(shè)備重啟事件、上下線事件、環(huán)路事件等其他異常事件。

3 HINOC技術(shù)演進(jìn)

隨著帶寬需求的增長，光纖同軸混合接入技術(shù)也需要持續(xù)升級，以適應(yīng)更低的系統(tǒng)成本、更大的模擬帶寬、更高的頻譜效率。目前，HINOC產(chǎn)業(yè)鏈多家單位正在對HINOC 3.0版本進(jìn)行聯(lián)合研究與設(shè)計。該版本以不低于10 Gbit/s的傳輸速率和不大于1 ms的平均傳輸延時為目標(biāo)，支持不小于1 GHz的模擬帶寬，并采用全頻帶采樣技術(shù)和全雙工通信技術(shù)等通信領(lǐng)域的前沿技術(shù)。

3.1 全頻帶采樣技術(shù)

在傳統(tǒng)的模擬解調(diào)器結(jié)構(gòu)中，單個系統(tǒng)不能實現(xiàn)不同路信號的有效掃描。如果需要對多路信號進(jìn)行接收，則需要多套獨立的模擬射頻調(diào)制解調(diào)器以及模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器，還有相應(yīng)的配套電路，比如模擬濾波器、電源等。這樣一來，整個系統(tǒng)的尺寸、功耗和成本都將大大增加，同時性能也很難滿足需求。

全頻帶采樣將整個有效帶寬內(nèi)的信號完整采樣轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，通過高速度和高精度的轉(zhuǎn)換，可以將系統(tǒng)中的模擬解調(diào)器全部替換[4]。由于整個有效頻帶內(nèi)的信息都進(jìn)行了有效的采樣，則可以通過復(fù)雜的數(shù)字信號處理技術(shù)，如數(shù)字變頻、濾波、采樣率變化，將不同頻段的信息進(jìn)行提取和后續(xù)數(shù)字信號解調(diào)，具有很大的靈活性，便于未來的頻段規(guī)劃和實際系統(tǒng)部署。

3.2 全雙工通信技術(shù)

傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)，通常采用時分雙工或者頻分雙工的方式進(jìn)行通信，而全雙工則是指一個通信設(shè)備同時、同頻進(jìn)行信號的發(fā)送和接收，理想情況下系統(tǒng)的頻譜效率將會翻倍。全雙工中主要面臨的問題是信號的自干擾[5]，即由于信道衰減，發(fā)送信號功率在設(shè)備端往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接收信號功率，而收發(fā)隔離器或者環(huán)路器無法進(jìn)行收發(fā)的理想隔離。這導(dǎo)致設(shè)備自身的發(fā)送信號對接收信號造成很大的干擾，接收信噪比較低，甚至無法進(jìn)行正確地接收。對于同軸系統(tǒng)來說，自干擾消除主要在信號的模擬傳播域和數(shù)字域進(jìn)行，通過增加模擬域收發(fā)信號的隔離以及在數(shù)字域采用自干擾消除算法，降低自干擾的影響，從而提高接收端信噪比和總體的頻譜效率。

4 典型應(yīng)用場景

HINOC技術(shù)以IP協(xié)議棧為業(yè)務(wù)體制收斂點，在用戶側(cè)建立起靈活開放的業(yè)務(wù)環(huán)境，實現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)”雙解耦，提供高速可靠的寬帶接入能力，將在4 K/8 K超高清視頻傳輸、第5代移動通信（5G）技術(shù)室內(nèi)滲透和深度覆蓋、智慧家庭網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如圖6所示。

4.1 4 K/8 K超高清視頻傳輸

目前，國家正在大力推進(jìn)4 K/8 K超高清視頻業(yè)務(wù)的開通，各電視臺也在積極部署4 K業(yè)務(wù)。預(yù)計到2020年，4 K超高清視頻用戶數(shù)達(dá)1億;到2022年，8 K前端核心設(shè)備也將形成產(chǎn)業(yè)化能力，在文教娛樂、安防監(jiān)測控制、醫(yī)療健康等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超高清視頻的規(guī)模化應(yīng)用[6]。

4 K/8 K超高清視頻這一高帶寬業(yè)務(wù)的發(fā)展使得傳統(tǒng)的廣播電視技術(shù)和無線WiFi都捉襟見肘，整個信息網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)IP化、寬帶化，并提供廣播級服務(wù)質(zhì)量保證。同軸接口作為離電視機(jī)等用戶終端最近的接口，具有先天的傳輸優(yōu)勢;而基于HINOC的光纖同軸混合接入技術(shù)可同時發(fā)揮光纖和同軸接口的泛在優(yōu)勢，為超高清視頻業(yè)務(wù)提供完美的解決方案。

4.2 5G室內(nèi)滲透與深度覆蓋

5G技術(shù)是針對未來爆炸性增長的移動數(shù)據(jù)流量、海量設(shè)備連接、各類新業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景等需求提出的新一代移動通信技術(shù)，其力主創(chuàng)建“萬物互聯(lián)”的新世界。在5G時代，超過80%的流量將來自室內(nèi)用戶需求，室內(nèi)移動網(wǎng)絡(luò)的部署和覆蓋能力將成為運營商在5G時代的核心競爭力之一。

5G工作頻段較高，室外宏基站覆蓋能力有限，而5G重要的應(yīng)用場景增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）需要對熱點的區(qū)域保證較高的傳輸容量（0.1～1 Gbit/s），這對于網(wǎng)絡(luò)覆蓋和承載網(wǎng)絡(luò)能力提出了很高的要求[7]。在這一背景下，實現(xiàn)室內(nèi)多點覆蓋和超密集組網(wǎng)成為5G網(wǎng)絡(luò)的重要組網(wǎng)方式，具有獨立的射頻和基帶功能的小基站在未來5G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將成為重要的設(shè)備形態(tài)。小基站的建設(shè)需要在室內(nèi)建立多個向上連接核心網(wǎng)的信息入口，重新部署光纖或者6類網(wǎng)線雖在技術(shù)上可行，但對于密集住宅樓宇室內(nèi)施工難度和成本較高。同軸電纜網(wǎng)絡(luò)由于其潛在帶寬大，接入節(jié)點海量，可以作為5G室內(nèi)滲透和深度覆蓋的重要入戶信息通道。目前成熟的HINOC 2.0接入技術(shù)可支持單通道1 Gbit/s雙向通信，平均延遲小于2.5 ms，完全可以支撐室內(nèi)小基站向上的控制和業(yè)務(wù)傳輸通道。演進(jìn)版本HINOC 3.0技術(shù)則將支持10 Gbit/s傳輸帶寬、小于1 ms的平均延遲，也將更好地支撐5G的室內(nèi)滲透和深度覆蓋。實現(xiàn)同軸電纜的5G/超5G（B5G）室內(nèi)滲透解決方案的產(chǎn)業(yè)化，有利于未來5G網(wǎng)絡(luò)的商用化應(yīng)用和推廣。

4.3 智慧家庭

隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧家居、智能安防、超高清視頻分發(fā)等多樣化業(yè)務(wù)的逐步普及，在家庭內(nèi)部建立一個高速可靠的信息通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)室內(nèi)多個接入節(jié)點和外部入口之間的高速互聯(lián)互通日趨重要。雖然無線Wi-Fi接入是用戶最后一段的首選，但是由于其開放的通信環(huán)境，相互干擾日趨嚴(yán)重，且其競爭共享的信道分配機(jī)制無法保證超高清視頻分發(fā)、安防監(jiān)測控制、物聯(lián)網(wǎng)控制等高等級業(yè)務(wù)傳輸，所以必須有可靠的室內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)作為家庭網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)支撐。其他傳輸介質(zhì)由于其低頻受干擾強(qiáng)、無法實現(xiàn)通信帶寬的持續(xù)升級等問題，無法作為未來家庭網(wǎng)絡(luò)的承載主體。而同軸電纜由于其已泛在部署、安裝方便、帶寬升級潛力大、支持總線型組網(wǎng)部署等優(yōu)勢將成為未來智慧家庭網(wǎng)絡(luò)中連接各個房間的通信媒質(zhì)首選。HINOC技術(shù)作為當(dāng)前綜合成本最低，商用最成熟的同軸接入技術(shù)，將在智慧家庭網(wǎng)絡(luò)組建中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。

5 結(jié)束語

基于HINOC的新型光纖同軸混合接入技術(shù)可以充分發(fā)揮同軸電纜網(wǎng)絡(luò)“信道容量大、入戶率高、室內(nèi)接口廣泛”的優(yōu)勢。在光纖分配網(wǎng)段，采用10 G無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，未來可向25 G、40 G、100 G逐步升級。而在同軸入戶網(wǎng)絡(luò)，選擇無論從傳輸性能、QoS保證、技術(shù)演進(jìn)能力還是部署成本、網(wǎng)絡(luò)管理運維能力等方面都表現(xiàn)俱佳的HINOC同軸寬帶通信技術(shù)，未來可進(jìn)一步提升HINOC網(wǎng)絡(luò)容量到10 Gbit/s。此外，基于HINOC技術(shù)，還可以利用同軸電纜構(gòu)建室內(nèi)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，開展4 K/8 K超高清視頻傳輸、5G滲透和深度覆蓋、智能家庭網(wǎng)絡(luò)等多種場景的新業(yè)務(wù)部署和應(yīng)用。