几种EoC技术的简单对比

dinnk19

一，什么是EOC
1，引言
数字电视整转正在进行, 从模拟到数字,从单向到双向,从看电视到用电视,从网络的单一功能到三重播放,三网融合,市场的需求及电视新技术的不断发展需要有线电视网络全网的双向用户接入,而以往的双向用户接入技术如CMTS+Cable modem 和FTTB+LAN网络双向接入技术已不能适应双向用户接入市场的竟争及有线电视网络双向综合业务的良性发展, 随着基于同轴电缆双向接入——EOC 技术的趋于成熟,为有线电视网络全网的双向用户接入和双向综合业务的良性发展带来了新的契机, 本文尝试对EOC 技术做一客观介绍, 希望能够让大家对EOC 技术有一个全面的了解。
2  EOC 技术简述
从有线电视网络应用的角度简述, EOC(Ethernet Over Coax)技术就是把IP 数据与有线电视信号有机的结合在一起,用同一根电缆接入送入用户,既不影响有线电视信号的传输,又有双向独享的宽带综合业务接入,具有良好的适应性和灵活的组网接入方案,无需对原有有线电视网络进行双向施工改造,或者进行大规模的五类线敷设到户的工程,克服了有线电视网络双向网络改造过程中入户施工较难、全网覆盖成本高以及改造工程周期长的诸多问题。EOC 是一个广泛的概念,各种利用电话、电力、电视电缆传输数据信号的技术都可以称为EOC技术。早期EOC技术研究主要局限于电话线、电力线传送数据信号的应用,近几年,EOC 技术的研究开始侧重基于有线电视同轴电缆传送数据信号的技术应用。各种EOC 技术虽然研究的切入点和技术方法略有不同,但均可应用在有线电视网络领域,通过同轴电缆传输数据信号。根据技术方法的不同, EOC技术可归纳为无源基带传输、有源调制传输两大类技术。
3 无源基带传输EOC 技术
无源基带传输EOC 其技术原理就是将符合802.3 系列标准的以太网信号,在无源EOC设备中通过阻抗变换、平衡/ 非平衡变换后,在10～25MHz 带宽内与有线电视65 ～860MHz 信号混合通过同一根有线电视同轴电缆入户,在户内又通过无源设备将以太信号与RF 电视信号分离,从而完成对用户的双向网络综合业务的接入。无源基带传输EOC 技术采用的是将基带的数据以太流直接混入或分离的技术,是一种不用调制的技术,不需要载波频率的选择(或频率变换)和调制技术的确定(比如QAM、QPSK 等等),无论在物理层,还是MAC 层都完全遵循IEEE802.3 的国际标准,能与IP 以太网实现无缝联接,不需要作任何协议转换。
无源基带传输EOC 特点：
每户独享10mbps 带宽,支持广电网络多项综合业务,可平滑过度到每户100mbps 的速率。完全遵循IEEE802.3 以太网协议有效解决了楼内敷五类线缆施工量大,周期长的问题;回避了个别小区物业不允许敷线施工的问题。双向网改施工量较小, 较其它技术能更快、更省的进行全面覆盖。
4 有源调制传输EOC 技术
有源调制传输EOC 技术是一种方便、快捷的有线电视网络双向业务全网覆盖技术方案,该方案在全面而迅速进行用户双向业务覆盖的前提下,可分阶段投资,逐步扩容,滚动发展,缓解有线电视运营商双向网改过程中后续资金投入不足时的压力。有源EOC 主要有以下几种技术:① HiNoc,(High Performance Network Over Coax);②MOCA(Multimedia Over Coax);③ Home Plug,(HomerPlug Powerline Alliance);④ HomePNA,(Home Phoneline Networking Allince）;⑤ WLAN(Wi-Fi Alliance)无线降频电缆传输技术等。 这几种有源EOC 技术在有线电视同轴电缆传输网络的应用结构基本相同,均在光接机至用户终端之间的同轴电缆中进行数据信号的插入,并在用户终端通过分离器将IP 数据信号与电视R F 信号分离还原。
4.1 HiNOC 技术简介
HiNOC 技术采用QAM的调制方法, 使用不影响有线电视标准规定的860MHz 以上的空余频段并可根据电缆的噪声、衰减等情况自适应使用BPSK256QAM的调制技术。同时,为避免多径引发码流间干扰,同时考虑到信道利用率,HiNOC 选择多载波OFDM 体制传输数据。为了在每个信道上达到更高的速率,使用了多个子载波的OFDM调制技术革新, 每个子载波上的调制方式可自适应选择BPSK、QPSK 、8QAM 、16QAM 、32QAM 、64QAM、128QAM、256QAM、理论上,每个信道的最高数据速率可达到120Mb/s。
HiNOC 技术特点:HiNOC 技术采用先进的OFDM调制技术, 能够有效增加频谱利用率; H i N O C 同时支持多个调制信道, 在采用256QMA 调制时单信道最高可支持120Mb/s的带宽;HiNOC 采用128 位数据加密技术,有效保护用户数据安全性;HiNOC 设备能够提供面向高速数据的流量限速和整形,保证业务的QoS特性;HiNOC 设备可控制用户使用带宽, 支持用户优先访问设定功能。
4.2 MoCA 技术简介
MoCA1.0 技术使用800～1500MHz 频段, 可选2~3 8 MHz。每个信道带宽为50MHz,总共可有15个信道。每个信道可以支持一个N C (局端) 设备。MoCA 采用OFDM调制和TDMA/TDD(时分多址/ 时分双工)技术, MAC部分的TDMA是采用软件来实现的。每个载波最高可进行128QAM调制, 每个信道理论上最大的物理数据速率为270Mb/s 和最大的有效数据速率为130Mb/s。随着链路损耗的加大或链路SNR的降低, 依次降低为64QAM , 16QAM,8QAM,QPSK,BPSK,调制方式, 实际有效数据速率就会成倍降低。
MOCA技术特点: 调制速率最高, 达270Mb/s(实际吞吐量＜ 80 Mb/s),但带宽为共享(270Mb/s/N 个用户)。EoC 技术是独享10Mb/s 带宽,可升级至100Mb/s。抗干扰能力较强:为多载波的OFDM 有源调制方式。
4.3 Homeplug AV 技术
Homeplug AV 技术工作频率在低频段(2-28MHz),在物理层采用具有高级前向纠错,通道预估和自适应能力的多载波的OFDM有源调制, 而在MAC 层则综合使用具有QoS保证的TDMA ( 时分多址) 有序接入和CSMA(竞争接入)两种方式,并通过快速自动重发请求可靠传输,HomePlug AV 支持TDMA 和FDMA , 即兼容时分多址和频分多址。HomePlug AV 技术特点:调制速率较高,但带宽共享(200Mb/s/N 个用户),达到200Mb/s(实际吞吐量＞ 100 Mb/s)。独享10Mb/s 带宽,可升级至100 b/s。能够通过分支分配器,工作频率在低频段(2-28MHz),网络适应能力好;能与Cable 网络的改造吻合,不需要更换优质的分支分配器和电缆;抗干扰能力强。
4.4 HPNA 技术简介
HPNA 工作频带为4-21MHz, 采用新的调制技术FDQAM(Frequency DiverseQAM) , 也叫做自适应QAM ( AdaptiveQAM) 。因为采用了自适应的编码率与调制方式,当通信干扰出现时,网关自动地使用较低的编码率, 因而具有较强的抗干扰能力。
技术特点: HPNA技术同样利用了4 -21MHz 频带,能够通过分支分配器,网络适应能力好;能与Cable 网络的改造吻合,不需要更换优质的分支分配器和电缆; 抗干扰能力强。
4.5 WLAN(Wi-Fi Alliance)无线降频电缆传输技术
WLAN技术是通过802.11 无线传输协议工作于2.4GHz 高频的无线传输技术,但在有线电视网络中应用时,需经过降频到900MHz～1.1GHz频带内方可使用, 这就形成了WLAN电缆传输技术。为了避免与电视信号的冲突和干扰(上限为860MHz),在方案中将射频的工作频点设置为900MHz。在有线电视网络双向综合业务中,下行链路中需要传输的数据量远远大于上行链路的数据量, 而在WLAN方案的典型应用中也恰好是相同的情况,可以天然满足增值服务的非对称高速数据传输的要求:下行54Mb/s,可以通过软件方式进行调整分配给1～60 个客户,推荐配置为20 个客户;上行速率为128kb/s的整数倍, 也可以根据不同情况进行调整。对于总线结构的同轴网格, W L A N 降频传输方案可以进行多通道的复用。每个20MHz 的信道可以提供54Mb/s 的物理层速率, 相应的2,3,4 *n 个复用信道可以提供108,162,216,n ×54Mb/s物理层速率。多通道复用技术提供了灵活的多用户带宽配置方案。
二，各种EOC技术技术比较和评价。
比较项目        无源EOC        HiNOC        MoCA        HomePlug        HomePNA        WLAN
频谱        0-20MHz        869MHz-1.2GHz        0.9-1.5GHz        2-30MHz        4-20MHz        2.4GHz/900MHz
调制方式        基带编码        OFDM        OFDM        OFDM        FDQAM        DSS,OFDM
信道带宽        基带        16        50        26        16        20
动态范围        5        75        75        90        48        50
MAC层协议        CSMA        TDMA        TDMA        CSMA/TDMA        CSMA        CSMA+S-TDMA
接入介质        同轴电缆        同轴电缆        同轴电缆        1，同轴电缆2，电力线        1，同轴电缆2，电话线        1，无线2，同轴电缆
客户端数量        由交换端口数确定        32        31        32        32        32
时延        <1ms        <5ms        <5ms                        
双向网几种有线接入技术的比较
多业务的导入，尤其是大带宽需求的交互视频业务的要求，使得运营商需要对在目前的单向或是小流量的双向网络进行改造，目前多种双向接入技术比较多，以下是四类主要的有线接入技术的具体分析和比较。
　　1、LAN方案
　　LAN（五类线）网络是目前使用较多的一种技术，主要在汇聚层通过光纤网，由路由器和交换机组成交换网络，在接入层上使用五类线电缆（或光纤）接入小区，楼栋和用户家中。它的优点是技术成熟，设备商较多，接口和标准规范，且大多数终端支持Ethernet接口；大规模组网或用户密度很大时，户均成本低；户均带宽大，可支持多种大带宽需求业务，网络可远端管理。不足之处是要新铺网络，小区楼道和入户布线施工难度较大；网络机构繁杂，容易受各种原因而损坏，对维护人员的压力大。所以LAN网络比较适用与高密度用户和大带宽业务需求下，进行双向接入网组网。
　　2、CMTS方案
　　CMTS在北美已经使用多年，通过对信号进行QPSK/QAM调制，在HFC低频端进行双向传输。CMTS的优点是前期可实现大规模双向覆盖，便于市场的业务部署；技术较成熟，网管能力强。其缺点是传输速率低（头端共享38Mbps），户均带宽低；网络改造施工工艺要求高，系统维护要求高；系统产品较高，头端成本偏高，终端价格也不低。因此CMTS较适用与低户均带宽要求的交互业务，或在交互业务初期为迅速提供服务进行大规模覆盖，现在为弥补其下行带宽小的问题，CMTS和IP QAM捆绑也是一种解决方案。
　　3、EoC方案
　　EoC是相对较新的一种技术，它是通过将信号调制在HFC网络上，在原有的网络上实现大带宽的双向功能，由于EoC的头端往往安装在光节点或之下，更靠近用户侧，所以全网和户均的带宽都较大。其优点是对基本不需对HFC网络改造，带宽大，组网灵活，可快速对热点地区进行双向覆盖；网络建设初期成本低，滚动投资，户均成本较低；维护难度低，网络管理能力较强。不足之处在于标准还有待完善；性能需经实践检测。EoC技术适用于大带宽需求的交互业务和多业务需求的网络，是目前一种灵活的双向网络改造方式。
　　4、FTTH/FTTB方案
　　光纤到户/到楼（FTTH/FTTB）是将信号通过光纤直接送到用户家中或楼头，是用户端带宽最大的一种解决方案。它的优点是大带宽接入，可以解决目前可以看到的几乎所有的业务。但缺点也很明显，OLT/ONU的成本太高，如果是到户成本更高；要新铺到每个用户的关缆，施工难度大；标准也有待完善。所以目前来看，可以做为业务密集的办公楼和别墅区的解决方案，全网实现还不现实。