(2008-03-26 21:46:35)
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标签：杂谈
§1 概述
§1.1 机遇和挑战
业内普遍认同HFC网络双向化是广电网络的生存和发展的基础，HFC网络双向改造是当前广电网络运营商的迫切任务，必须加快有线网络双向化改造，才能全面提升有线电视网的服务水平和竞争实力。
HFC即Hybrid Fiber－Coaxial的缩写，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。HFC通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于，在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成电—光转换，进入用户区后要完成光—电转换。
HFC的主要特点是：传输容量大，易实现双向传输，从理论上讲，一对光纤可同时传送150万路电话或2000套电视节目；频率特性好，在有线电视传输带宽内无需均衡；传输损耗小，可延长有线电视的传输距离，25公里内无需中继放大；光纤间不会有串音现象，不怕电磁干扰，能确保信号的传输质量。同传统的CATV网络相比，其网络拓扑结构也有些不同：第一，光纤干线采用星形或环状结构；第二，支线和配线网络的同轴电缆部分采用树状或总线式结构；第三，整个网络按照光结点划分成一个服务区；这种网络结构可满足为用户提供多种业务服务的要求。随着数字通信技术的发展，特别是高速宽带通信时代的到来，HFC已成为现在和未来一段时期内宽带接入的最佳选择，因而HFC又被赋予新的含义，特指利用混合光纤同轴来进行双向宽带通信的CATV网络。
HFC网络能够传输的带宽为750MHz～860MHz，少数达到1GHz。根据原邮电部1996年意见，其中5～42/65MHz频段为上行信号占用，50MHz～550MHz频段用来传输传统的模拟电视节目和立体声广播，650MHz～750MHz频段传送数字电视节目、VOD等，750MHz以后的频段留着以后技术发展用。
深圳市广电网络的双向改造过程，始于2000年的双向网络改造，目前已经建成了860MHz带宽的双向HFC网络。现在网上的宽带用户接入已有13万户，入户率占有线电视用户的20%，已经具备与电信运营公司竞争的能力。在2003年发展了2.8万宽带用户，2004年发展了5.5万宽带用户，从发展势头看今年发展将超过5万宽带用户。
§1.2未来的网络和设备应该具备的特点
技术选择上应该具有下面的特点：
● 宽带、双向、全功能。
● 满足近期业务需要。
● 符合长期发展趋势。
● 良好的整体性价比。
● 稳定性好，运维成本低。
● 施工难度及工作量小。
从运营管理的角度来说，有线电视运营商必须建立起适于百万级用户运营的管理、控制和运营支撑系统，结合有线电视运营商媒体运营的特点建立起一只高效率的运营团队，适应21 世纪综合网络运营的要求，并发展一批高质量的服务提供商（SP），来面对未来市场的竞争。
从整个技术演变和业务发展的角度来说，我们需要未来的网络和设备具有下列的特点：
● 以业务为导向，可规划、可管理、可运营的网络架构和管理系统。
● 视频业务与数据业务的聚合能力。
● 灵活的分布式媒体存储和分发系统。
● 基于用户可管理的高带宽、高QoS、高可靠性的接入系统。
● 利用同轴电缆网络，无缝延伸至数字家庭网络的能力。
● 低总拥有成本（TCO）、高可靠性、适合大规模部署的终端设备。
§1.3各类业务的带宽需求
不同的业务对传输带宽有不同的要求。利用MPEG-2 编码技术，标准清晰度电视所需要的传输码率为3Mbit/s－6Mbit/s，高清晰度电视的传输码率为15Mbit/s－20Mbit/s。利用先进的视频编码技术，传输码率能够降低50％左右，标准清晰度电视的传输码率可降至1.5Mbit/s,高清晰度电视的传输码率降至6 Mbit/s。
视频点播所需要的点播请求信息所需要的上行传输带宽不大于50kbit/s。时移电视从技术上讲，是视频点播的一个特例，因此对网络的要求与视频点播完全相同。视频通讯和语音业务是典型的对称业务，所需要的上下行传输带宽分别为512kbit/s 和64kbit/s。对于宽带上网业务，目前大多数运营商提供512kbit/s至1Mbit/s 的传输带宽，在一定的时期内1Mbit/s－2Mbit/s 的下行带宽能够满足绝大部分用户的需求，上行带宽通常不会超过512kbit/s。
业务 上行带宽 下行带宽 渗透率 并发率 平均上行带宽 平均下行带宽平均带宽
视频通讯 512K 512K 10%
5% 20% 10.24K 10.24K 20.48K
VOIP语音 64K 64K 20%
90% 30%
10% 3.84K 3.84K 7.68K
宽带接入 小于500K 1-2M 50%
20% 50%
5% 125K 250K-
500K 375K-
625K
HDTV点播 小于50K 6-8M 20%
5% 10%
30% 1K 120K-
160K 121K-
161K
SDTV点播 小于50K 1.2-
3.75M 20%
5% 10%
30% 1K 24K-75K 25K-76K
§1.4各类业务带宽需求增长趋势
(资料来源：MorganStanley:Global Technology/Internet Trends(2006/01/09))
§2 三类技术方案比较
目前广电网络双向改造主要采用：
● CMTS+CM：上海、深圳、太原、泉州
● FTTB+LAN：杭州、宁波、柳州、嘉兴
● FTTH+EOC：南阳、淄博、青岛
§2.1 CMTS+CM接入方案
优劣势分析：
优点：
● 利用现有的CATV网络提供双向通信，适合稀疏模式网络覆盖区域；
● 大面积覆盖低开通率情况下成本较低，少量前期投入即可在全网进行业务受理；
● 技术标准及产品比较成熟；
缺点：
● 需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造
● 噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴缆及接头质量要求较高，后续维护工作量较大；
● CMTS下行通道带宽有限，38Mbps，可开通用户数较少；
● 可承载业务有限，大带宽业务无法满足，无法提供全业务承载；
● 后续系统扩容成本巨大；
● 产业化程度不高，可供选择的设备及系统数量较少。
成本：
● 户均造价580-700元，其中覆盖成本200-300/户，开通成本380-400/户
§2.2 EPON+LAN技术方案（FTTB+LAN）
FTTB+LAN方案中，早期光传输链路部分主要采用光收发器方式；EPON技术是近几年迅速走向成熟应用的新技术，价格快速下降。
从技术先进性、投资成本、发展趋势等方面综合评估后，我们得出的结论是EPON技术更加优良，故此，方案中主干线光链路部分采用EPON技术。
优劣势分析：
优点：
● 运营商不承担用户终端的投入，网络未来升级改造方便；
● 网络接入带宽：1000M到小区，100M到楼道，10M到户，接入带宽高，可扩充性好，可以承载全业务运营；
● 采用外交互方式，不占用同轴电缆的频率资源，光传输采用EPON技术，传输链路中实现没有有源设备，维护方便，二张网同时运营，单网故障相互不影响。
● 目前的LAN产品异常丰富，价格也非常低；EPON产品支持厂家众多，相关产品兼容性好，价格也在大幅降低。
缺点：
● 二张网络分开运营，维护人员素质要求高。
● ● 需重新入户施工，施工量及施工难度都较大；
五类线入户更适合没有网络的公司，像“长宽”、“聚友”这些公司来做。
成本：
● 户均造价210元，其中覆盖成本160元/户，开通成本50元/户
§2.3 EPON-EOC技术
EOC技术指的是一类技术，我们在后面将详细介绍。这里以MOCA为例来比较三类技术。
该方案主干线采用EPON技术，充分利用原有线网光纤资源，OLT部属在分中心，ONU部属到光接收机与用户电放大器。
在光接收机或用户放大器后接近用户的点（根据现有HFC网络的不同而采取不同方式），插入EOC局端设备，在终端用户购置相应的EOC终端设备，通过目前的有线电视网络，实现网络的双向化。
优劣势分析
优点：
● 充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源，入户施工难度小，节省建网成本；
● 在小光站直接带用户的环境下，施工量大幅减少，改造速度快；
● 基于Cable，基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求；
● 头端带宽百兆以上，入户带宽2M以上，完全满足业务发展需要。
成本：
● 户均造价550-680元，其中覆盖成本200-300元/户，开通成本350-380元/户
§2.4三类接入方案成本综合比较
接入网方案 带宽/户数 户均覆盖投资 每户开通成本 户均造价施工量
CMTS+CM 40Mbps/1000户 200/300元 380/400元 580/700元 中
EPON+LAN 1000Mbps/1500户 160元 50元 210元 大
EPON+MOCA 800Mbps/100户 200/300元 350/380元 550/680元 小
§2.5三类技术产品的价格走势
§2.6比较结论
无论户均覆盖投资还是每户开通成本，CMTS+CM的方案都是最高的；每用户带宽低，网络每兆带宽成本非常高；
EPON+LAN的方案有较大的成本优势和带宽优势，符合光纤到户（FTTH）的网络发展趋势，但入户施工难度较大；
EPON+MOCA的网络覆盖成本将会很快下降到最低，改造工程量和难度小，符合光纤到户（FTTH）的网络发展趋势，每用户带宽高，可以很好满足业务需要；
§2.6.1 EPON+LAN的方式在任何时候都不应该采用
尽管现在阶段成本在所有方案中是最低的，也有对全业务的支持能力，但实施的工作量是最大的。
有人认为，在新建小区中此技术所面临的入户施工难度较大的缺点将不存在；但在新建小区的配套接入网络建设中，存在的一个问题是开发商的配合问题。从目前的情况看，就是给开发商50元/户的布线成本，开发商都不干。
§2.6.2现有的单向网络建议采用EPON+MOCA
光站—〉放大器—〉用户：可将MOCA的局端设备放置在用户放大器的输出端，此时对原有网络的改造是最小的，并且网络结构简单清淅，易于维护。
光站—〉用户：已经采用光机直接覆盖用户的网络，此时采用EPON+MOCA的改造方案，网络的覆盖成本最低，并且对原有网络的影响最小，当有用户开通双向业务时，只需购置MOCA终端设备就可以即刻开通。
§2.6.3已经双向改造的网络
由于CMTS+CM的方案造价高、技术指标要求高、维护困难等原因，我们不建议采用CMTS+CM的方案对网络进行双向改造。
对已经采用CMTS+CM技术进行改造的网络，建议在不增加头端设备的基础上，对发展进行有效控制。在用户集中覆盖的区域，可采用EPON+EOC的方案逐步改造的方案；将回收的CMTS和CM投放到用户稀疏的区域。这样既可开展各类业务，又保护了前期投资，使网络的双向改造逐步过渡。
§3 基于MOCA的 EOC技术
§3.1什么是EOC
EoC原是源于欧洲一些厂家，原文是“Ethernet over Coax”，也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术，原有以太网络信号的帧格式没有改变。
EOC（Ethernet Over Cable）主要可分为基带传输、调制传输、2.4GHz扩展应用三类，其中又可细分出很多具体的标准/非标准技术，如基带、MoCA、同轴Wi-Fi、CableRan、UcLink等。
§3.1.1 MoCA概述
MoCA是同轴电缆多媒体联盟（Multimedia over Coax Alliance）的缩写，MoCA成立于2004年1月，创立者为Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola与Toshiba等。MoCA希望能够以同轴电缆（Coax）来提供多媒体视频信息传递的途径；它们利用Entropic的技术（c-link）作为MoCA 1.0规范的依据。MoCA的成员认为，美国的家庭里同轴电缆的普及率高达70%，整个基础设施十分完整，加上同轴电缆传输多媒体视频资料的技术已经相当成熟稳定，适合利用它来传输多媒体视频资料。
图、MoCA部分成员榜
整个系统由局端（NC）和用户端（CPE）组成。NC与光接点连接。其接入方案如下图。
实现了头端到终端— 端到端解决方案。
在多频道模式下，可以实现每户独享10M以上的带宽。
§3.1.2 MoCA技术的目标
● 基于现有HFC网络。不要求改变业已存在的网络布线。
● 不需要增加新的接入点装置。
● 不需要增加新的电缆。
● 用户端无需专业人士，或受训人士安装。
● 真正的即装即用的解决方案。
● 使用EPON和c.LINK技术。
● 提供高性能，低成本的广电有线网络双向改造方案。
§3.1.3 MoCA宽带接入的基本特点
● 我们的MOCA产品可以利用现有的同轴电缆网络，结合光通信技术，用它来向大厦和小区提供高速宽带接入。
● 能够轻易反向穿透电缆分配器而无需改造电缆网络就可达到双向通讯得目的，c.LINK提供两种与众不同的网络技术，大大加强了语音，高速数据，高请视频Triple Play的高品质体验。
● 高数据带宽。上行和下行都具备高达270 Mbps 的实时数据传输速率。
● 在一个频道上可以提供有效数据速率高达130Mbps。
● 是目前唯一在同轴电缆上可以提供实际数据传输速率>100Mbps 的成熟技术。
● 使用灵活。简单可靠。
● 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270Mbps和最大的有效数据速率为130Mbps。设备典型发送电平3dBm；接收电平范围0 to -75dBm；典型时延：3ms。
● 可以在任何一个房间或多个房间的同轴电缆接口上自由接入。
● 对上行带宽和下行带宽提供可配置带宽管理。
● 使用双工器很容易旁路掉电缆放大器。
● 在局端设备上需要较少的芯片，一个c.LINKTM 的局端芯片集可由多达63个CPE 来共享。
● 占用频段800-1550 MHz，，无噪声频段。每一频道带宽为50MHz，每段同轴电缆最多支持4-8个频道，每个频道上可同时连接63个终端客户，在每个50MHz频道内双向物理传输速率可达270Mbps，有用数据传输速率为130Mbps，距离可达600m。
§3.1.4宽带接入技术规格
● 每个频道最大270Mbps 的物理数据速率和130Mbps 的有效数据速率。
● 使用频段为：800MHz ?1550MHz，每个频道带宽为50MHz，共29 个频道。
● 每个频道使用一个NC（局端）设备，每个NC 支持31（63）个CPE 设备。
● 调制方式：OFDM，TDMA/TDD。
● 密码保护访问控制。
● 典型发送电平：3dBm。
● 典型时延：3ms。
● 功耗：
● 带宽可管理。
● 基于WEB 的网络管理。
● 用户可选RF 频道。
● 远程网络监控工具。
● 现场可升级软件。
● 接收电平范围：0 to -75dBm。
§3.1.5单频道传输性能(300m)
63 个CPE 时FTP 下载速率>80Mbps。63 个CPE 时UDP 速率>100Mbps。
CPE 数量 下行UDP 数据吞吐率(Mbps) 上行UDP 数据吞吐率(Mbps)
1-6 130-107 130-107
7-12 102 100
13-18 102 100
19-24 102 100
25-30 102 100
31 102 100
注：100m 条件增加约5 Mbps，600m 条件减少约5 Mbps
§3.1.6 QoS特性
● 视频和VoIP 支持。
● 在强烈的数据波动情况下保证很好的品质。
● 1 E-6 PER。
● 低网络延迟。
● 优先级支持，8 个优先级映射到2 个或3 个优先级。
§3.1.7带宽管理特性
● 允许提供优先级服务
● 速率自适应
● 系统上行和下行速率控制
● 客户端数据率限制
● 包括上行和下行
● 1Mbps 至最大网络速率
● 1Mbps 粒度
● 客户端数据率保证
● 支持IEEE 802.1D 优先级带宽管理
§3.1.8网络安全特性
● 56位硬件DES 加密。
● NC 端控制客户端接入。
● NC 为每个NC 至CPE 点对点频道生成唯一的静态TEK (Traffic Encryption Key)。
● 在网络管理时，NC 发送静态TEK 至CPE。
● 在连接周期内静态TEK 不作改变。
● CPE 单播数据包使用静态TEK 加密。
● NC 至CPE 的广播包使用共享TEK 加密。
§3.1.9 CPE 产品的特点 ---用户端0 配置
● 自动远程配置，允许客户自己安装并可从局端维护。
● 频率自动扫描，允许客户自己安装并可从局端维护。
● CPE 节点零配置，允许客户自己安装并可从局端维护。
● CPE 端鉴权控制，阻止非法用户接入网络。
● 保持向后兼容，所有V2.0+的CPE 端跟V2.0 的NC 端有很好的连接性，允许远程代码升级。
§4 普天公司MOCA产品
当今的网络入户线缆中，以电话双绞线、电力线和CATV同轴电缆最为普遍。而这当中同轴电缆又凭借其带宽大、屏蔽性好、入户率高、业务资源丰富而成为一种理想的宽带网络接入媒质。但现有的CATV HFC网络是单向广播式的，在技术和需求飞速发展的今天，随着数字电视、数字语音、网络游戏、IPTV等新业务的不断出现和推广，用户对带宽的需求节节攀升，单向广播式的网络已不能适应新业务的要求，对网络的改造升级将势在必行。普天公司根据广电网络目前的状况，开发出了基于MOCA的广电双向网络改造技术，Cable Express双向网络解决方案。
§4.1 普天Cable Express解决方案
Cable Express是在现有的HFC网络基础上构造的一个适用于广电网络系统的数字宽带用户接入网络的解决方案，它采用MoCA（MultiMedia over Coax Alliance）做为传输标准，在不影响现有CATV系统正常工作，对现行网络不做大规模改动的前提下，以先进的调制解调技术，将800～1500MHz的信号合成在同轴电缆中与原有的CATV信号一起传输，用于承载基于IP的数据、语音和视频等多媒体业务。以较少的改造成本和工程量将原来单向的CATV HFC网络改造成为一个双向的、数字化的、能够承载多媒体业务的宽带网络平台。
如图1所示，Cable Express不是一个单一的技术或产品，而是一个完整的网络解决方案，它解决的是HFC网络中从光节点到用户家中的同轴电缆分配网部分的双向传输问题。Cable Express还可以跟EPON等光纤传输技术相配合，构成完整的端到端双向改造解决方案。
现有HFC网络的电缆网络部分一般包含下列部件：光结点、干线放大器、同轴电缆、分支分配器，这当中的光结点和干线放大器都是有源设备，且都是单向传输设备，在进行双向改造时必须实现这两个主要部件的双向化。
Cable Express系统在设计时遵循了以下几个基本原则：
1．使用800～1500MHz的高频段做为工作频段，以保证新增的系统不会对现有系统的工作信号产生干扰，同时也避免外界噪声的干扰；
2．最大限度保持现有在网运行设备不做改动，包括光结点、干放、电缆和分支分配器；
3．必须能够适应复杂的广电网络环境，能够支持多种网络拓扑结构和电源供电方式；
4．光结点和放大器的双向改造设备必须能够适应恶劣的野外工作环境；
5．整个网络应当有良好的扩展能力，便于未来用户数量与业务增长的要求；
6．整个系统要有QOS保证，以适应集数据、语音、视频为一体的多媒体业务传输的要求；
7． 整个网络易于运营、管理、维护。
Cable Express系统主要由四个系列的产品组成，即：
CNM7000 网络管理系统用于支持整个系统的运营、管理、维护。
COA6000系列光接入设备用于光结点的双向改造。
CTB5000系列干线桥接设备用于干线放大器的双向改造。
CSA4000系列用户终端适配器用于接入用户终端设备。
另外系统中还包含一些附属支援器件，主要是用于信号混合和分离的具有高隔离度的双向滤波器。根据所处位置的不同又分为头端滤波器（用于光结点和放大器处）和终端滤波器（用于用户家中）两大类。
图1 Cable Express 解决方案示意图
§4.2 普天Cable Express系统的特点与优势
标准化
Cable Express 系统采用MoCA 做为传输标准。MoCA作为一个国际性的工业联盟组织，其成员包含了多家国际知名的芯片供应商、设备供应商和运营商，这从根本上保证了产业链的完整性。随着市场的发展，其技术的延续性、芯片的批量供应、芯片价格的、设备厂商的多样性都可以得到有效保障。标准化对任何一个产业的形成与发展都是及其重要的。
工程实施方便
Cable Express 系统无须更换原有的同轴电缆，可最大限度的利用现有网络资源，工程实施快捷方便。
较大的传输容量
由于采用了先进的调制解调技术和成熟的网络协议，技术上保证了单信道的最大物理传输速率可达270Mbps。同时Cable Express是一个上、下行对称的传输系统，在每一个方向上其MAC层的传输速率都超过100Mbps。丰富的带宽资源为多媒体业务开展提供了坚实物理基础。
可靠性
系统采用800～1500MHz的高频段做数据传输，避免了低频噪声的影响，无噪声积累，提高了抗干扰性能和系统可靠性。
兼容性
同样由于采用了高频段，使得本系统可与CATV，DVB-C,DOCSIS等既有技术并存，保证网络演进的平滑性，保护用户已有投资。
多媒体业务支持
整个系统为二层网络，可以承载多种网络协议，支持多种业务。
服务质量保证
采用TDMA/TDD技术并支持IEEE802.1p优先级队列，保证较小的传输时延与抖动，为多媒体业务提供完全的QOS保证。
安全性
Cable Express系统支持对用户数据的硬件DES加密且支持用户的MAC层隔离，保证用户数据的私密性和安全性。
扩展性
系统采用模块化设计，支持信道复用，最多可支持4个信道在一根电缆中并行传输，从而使一根同轴电缆的传输容量超过了1Gbps。网络可以根据用户数量和业务带宽的需求逐步升级扩容，使得网络具有良好的扩展性。
适应性
本系统提供了从光节点到用户及从光节点到放大器再到用户的完整的改造解决方案，适用于树型或星型的同轴电缆网络，支持220V或60VAC供电方式，最大限度的满足国内广电千差万别的网络状况的改造需求。
管理性
配套的网络管理系统具备对网络设备、用户权限和用户带宽的控制与管理功能，使整个网络的运营、维护与管理更加容易和方便。
4.4.3 普天Cable Express系统产品组成
§4.3.1COA6000系列头端接入设备
A、功能描述
COA6000系列产品是Cable Express系统中的接入汇聚设备，它的主要功能是将数据基带信号以OFDM方式调制到800～1500MHz频段，与低频CATV信号进行混合后在有线电视HFC网的同轴电缆上传输。
图2 COA6000应用示意图
COA6000系列产品一般布置在CATV光结点位置，通过10/100/1000Base-T接口与光传输设备相连，通过双工器将高频数据信号与低频CATV信号混合到同一根同轴电缆中，无需重新布线，安装调试非常方便。根据每一个光结点所带用户数及每个用户所需要的带宽可布置一台或多台该设备。
COA6000系列产品支持HTTPS、SNMP网络管理接口，提供对用户的带宽管理，支持集中式的用户接入管理，支持MAC认证，支持远程软件升级。
COA6000系列产品采用系列化、模块化设计，最多可支持2个射频模块，每个射频模块最大物理传输速率可达270Mbps；可支持60VAC或220VAC供电方式；可支持内置双工器；充分保证工程应用上的适应性和灵活性。
COA6000系列产品采用-40oC ~85oC温度范围的工业级元器件，能够防水、防尘、防盐雾酸碱腐蚀的坚固的铝合金外壳，完善的两级软件故障恢复机制等一系列措施保证产品的整体可靠性，支持野外工作环境。
B、 COA6000系列产品技术规范
同轴电缆接口特性
工作频段 800～1500MHz 物理速率 270Mbps（最大）
MAC层速率 >100Mbps（上、下行对称） 信道数 29
信道间隔 25MHz 信道带宽 50MHz
每信道并发用户数 31 最大传输距离 600米
扩频方式 OFDM 调制方式 16/64/128QAM
多址方式 TDMA/TDD 连接器 75欧姆公制/英制F型接头
发射功率 0±3dBm
接收灵敏度 -50dBm/270Mbps，-55dBm/200Mbps，-60dBm/150Mbps，-65dBm/30Mbps
网络接口
以太网接口 1个，10/100/1000Base-T,RJ45
物理特性
尺寸 289mmx222mm×120mm
重量 3.5kg
环境特性
温度 相对湿度
工作 -25～60oC 90%（无冷凝）
储存 -40～80oC
电气特性
电源 60VAC或220VAC
功耗 15W（最大）
协议支持
IEEE802.3，IEEE802.3x，IEEE802.3u，IEEE802.3z，IEEE802.1d，IEEE802.1p
SNMP V1, V2，Https，Telnet
MOCA
§4.3.2CTB5000系列干线桥接设备
A、功能描述
CTB5000系列产品是Cable Express系统中的干线放大器桥接设备，主要用于解决800～1500MHz的高频数据信号跨越原有CATV HFC网络的中的单向低频干线放大器的，实现网络传输的双向化的问题。
图3 CTB5000应用示意图
CTB5000系列产品跨接在干线放大器位置，对于上游传来的高低频混合信号先通过双工器进行分离，低频CATV信号进入原有的干线放大器进行放大，高频数据信号进入CTB5000进行解调和再调制，之后再将干线放大器的输出信号与CTB5000的输出信号通过双工器重新进行混合，通过同轴电缆传输到用户。CTB5000对射频信号采用先解调再重新调制的方式，杜绝了噪声积累。
CTB5000系列产品支持HTTPS、SNMP网络管理接口，提供对用户的带宽管理，支持集中式的用户接入管理，支持MAC认证，支持远程软件升级。
CTB5000系列产品采用系列化、模块化设计，支持2个射频模块，每个射频模块最大物理传输速率可达270Mbps；可支持60VAC或220VAC供电方式；可支持内置双工器；可支持星型或树型同轴电缆网络拓扑。
CTB5000系列产品通过采用-40oC ~85oC温度范围的工业级元器件，能够防水、防尘、防盐雾酸碱腐蚀的坚固的铝合金外壳，完善的两级软件故障恢复机制等一系列措施保证产品的整体可靠性，应对恶劣的野外工作环境。
B、 CTB5000系列产品规范
同轴电缆接口特性
工作频段 800～1500MHz 物理速率 270Mbps（最大）
MAC层速率 >100Mbps（上、下行对称） 信道数 29
信道间隔 25MHz 信道带宽 50MHz
每信道最大并发用户数 31 传输距离 600米
扩频方式 OFDM 调制方式 16/64/128QAM
多址方式 TDMA/TDD 连接器 75欧姆公制/英制F型接头
发射功率 0±3dBm
接收灵敏度 -50dBm/270Mbps，-55dBm/200Mbps，-60dBm/150Mbps，-65dBm/30Mbps
网络接口
以太网接口 1个，10/100/1000Base-T,RJ45（内部）
物理特性
尺寸 289mmx222mm×120mm
重量 3.5kg
环境特性
温度 相对湿度
工作 -25～60oC 90%（无冷凝）
储存 -40～80oC
电气特性
电源 60VAC或220VAC
功耗 15W（最大）
协议支持
IEEE802.3，IEEE802.3x，IEEE802.3u，IEEE802.3z，IEEE802.1d，IEEE802.1p
SNMP V1, V2，Https，Telnet
MOCA
§4.3.3 双频跨接单元
在有线电视的实际布线中，由于受到地域布线的限制，使光机到用户处存在着一级放大的情况，而且从光机到用户处的总损耗小于60dB，这时可以不使用CTB5000设备，直接使用双频跨接单元。
用途 适用于不同频段信号合路跨接
工作频带 通路1: 5~862MHz
通路2: 940~1300MHz
带内插损 ≤1.6dB（通路2）；
≤1.4 dB(通电) ≤1 dB（不通电）；（通路1）；
两路隔离 ≥70-75 dB(Tvin到Tvout)，通路1，2隔离≥55
通带波动 ≤0.7dB
阻抗 75Ω
接头 F头
环境温度 -30~85℃
相对湿度 ≤95%
§4.3.4 CSA4000系列用户终端适配器
A、 功能描述
CSA4000系列产品是Cable Express系统的用户端调制解调设备，是网络终端适配器。它将各类用户终端设备（如电脑，机顶盒，IP话机等）通过统一的接口接入到Cable Express系统中，继而进入Internet， 实现以CATV 同轴电缆为介质的双向宽带接入。
B、 应用方式
方式一： 宽带数据接入＋VOIP
图4 CSA4000应用（1）
方式二：宽带数据接入＋CATV
图5 CSA4000应用（2）
方式三：宽带数据接入＋CATV＋DVB-C
图6 CSA4000应用（3）
方式四：DVB-C＋IPTV
图7 CSA4000应用（4）
C、CSA4000系列产品规范
同轴电缆接口特性
工作频段 800～1500MHz 物理速率 270Mbps（最大）
MAC层速率 >100Mbps（上、下行对称） 信道数 29
信道间隔 25MHz 信道带宽 50MHz
传输距离 600米 扩频方式 OFDM
调制方式 16/64/128QAM 多址方式 TDMA/TDD
连接器 75欧姆公制/英制F型接头
发射功率 0±3dBm
接收灵敏度 -50dBm/270Mbps，-55dBm/200Mbps，-60dBm/150Mbps，-65dBm/30Mbps
网络接口
以太网接口 1个，10/100Base-T/Tx,RJ45
物理特性
尺寸 138mmx100mm×27mm
重量 150g
环境特性
温度 相对湿度
工作 0～50oC 90%（无冷凝）
储存 -20～60oC
电气特性
电源 5VDC
功耗 4W（最大）
协议支持
IEEE802.3，IEEE802.3x，IEEE802.3u，IEEE802.3z，IEEE802.1d，IEEE802.1p
MOCA
§4.3.5CNM7000网络管理系统
A、功能描述
CNM7000网络管理系统是针对Cable Express系统而专门开发的，可以提供集中式的安全、拓扑、配置、用户、故障、事件、性能、监控、维护等管理功能，为Cable Express系统的运行、管理和维护提供一个强有力的工具。借助该网管系统，在网络建设期间，管理员可以很方便的实施网络规划、网络安装、网络配置、网络测试、网络诊断等工作。在网络维护期间，管理员可以很容易的监控和了解网络状况，发现和清除网络故障，对网络进行优化，提高网络利用率和质量。
CNM7000是基于CORBA的分布式网络管理系统，采用分布式架构，各模块可以分布式、跨平台运行，也可以all-in-one方式运行，视系统规模而定。
图8 CNM7000系统结构图
图9 CNM7000管理者系统结构图
图10 CNM7000管理界面图
B、基本参数
最大支持管理10000个设备结点
支持多个管理员同时在线操作
7*24小时稳定运行
支持IETF标准的SNMP V1/V2协议
多厂商设备支持，可升级支持厂商设备的私有MIB
支持对多厂商的无线、交换、路由设备管理
可提供北向CORBA接口，具备与上级网管、业务系统集成的能力
支持基于Solaris、Windows Server、 Red Hat Linux的软硬件平台
支持MS SQL Server 和Oracle数据库
C、基本功能
安全管理
基于角色、用户组、用户的安全管理，划分管理员和管理权限
记录管理员操作日志
记录系统、网络、设备关键日志
日志查询
网络拓扑管理
自动发现设备
拓扑树/图的分级视图
拓扑树/图上直接浏览和操作设备
拓扑树/图上直接反映设备、子网的运行情况和故障情况
拓扑图可基于电子地图（GIS），也可以使用普通的Bitmap
故障、事件管理
基于Heartbeat的故障检测
故障、告警事件实时监控和通告
故障在拓扑图上实时显示，支持告警扩散功能
设备挂起和告警同步
故障诊断和快速定位
集成的Telnet和Ping工具
故障工单
用户管理
开户/销户操作
查看用户在线状态
用户带宽分配
配置管理
配置数据在线修改查看
配置数据备份和恢复
基于配置服务器的集中配置管理
维护管理
数据库备份/恢复
系统维护
软件升级
配置数据备份和恢复
性能管理
历史性能数据和当前性能数据显示
性能告警实时通告和显示
性能数据多样化图表显示
CNM7000系统除了提供基本功能之外，还可根据用户要求定制功能。
§4.4 Cable Express 与MoCA的相互关系
Cable Express与MoCA的关系是一种继承与发展的关系。Cable Express实际上是MoCA技术在公共接入网领域的的发展性应用。MoCA是一个国际性的工业化组织，同时也是一种技术的代表，而Cable Express则是一种采用MoCA技术标准的，应用于公共接入网领域的产品解决方案的总称。
继承性
从继承的角度来讲Cable Express采用了与MoCA相一致的传输规范，其调制解调方式、频率范围、传输速率、信道带宽、信道数量、多址协议、双工方式等主要指标是完全相同的。这使得Cable Express所采用的主要芯片继承了MoCA芯片的关键技术且可以和MoCA系统互连互通，保证了芯片技术的成熟性，节省了开发成本。
发展性
Cable Express与MoCA虽然存在着很多相似性，但由于它们在应用环境上的根本不同，使得Cable Express对MoCA做了必要的改进和提高。Cable Express实际上是MoCA技术在公共接入网领域的的发展性应用。
MoCA技术本身是一种家用网络技术，而Cable Express是一种公共接入网解决方案，它们在下列几个方面存在着差异：
1．网络结构
MoCA是一种Ad-HOC即对等式的网络结构，其主要站点设备在硬件上是完全一样的，每个设备既可以做主点也可以做从点；Cable Express是一种完全的主从式网络结构，站点设备有头端设备和客户端设备的区别，头端设备可以支持多个模块，容量大，主要功能在头端设备上完成，客户端设备相对简单，成本较低，以适应公共接入网络用户数多、对终端设备价格敏感的特点。
2．功能
MoCA设备用于家用网络，只需要完成基本的数据传输功能。Cable Express应用于公共接入网环境，除了完成基本的数据传输功能之外，还支持诸如用户接入控制，用户带宽管理，用户数量与工作状态进行监控，MAC层用户隔离，MAC认证(Radius Client)，DHCP Server、DHCP Client，基于HTTPS的WEB管理和远程升级，基于SNMP网络管理系统等与网络运营、维护、管理等密切相关的功能。而一个可运营、可管理、可维护的系统才是能够应用于公共接入网络环境的系统。
3．可靠性
MoCA是家用系统，其设备针对室内环境设计，没有耐恶劣环境要求，可靠性等级较低。Cable Express是针对广电HFC网络环境设计的，在硬件上采取了一系列措施以满足广电网络的环境，其头端设备在电路设计上采用工业级规格元器件，使设备整体可以在-25～60oC温度范围内正常工作。拥有防水、防沙尘、防盐雾、酸碱腐蚀，防振动、冲击的结构设计。在软件上，Cable Express系统采取了两级自动恢复机制，保证设备出现软件故障时能够自动恢复。
综上所述，Cable Express系统虽然在技术上与MoCA系统“师出同门”，但两者在系统机构、产品功能、产品可靠性等方面存在着巨大的不同。两者市场取向的不同是造成这些差异的根本，那种把MoCA的家用设备不加甄别直接应用到广电网络环境下的做法存在巨大的风险。
§5千户小区改造建议
§5.1 改造方案
广电网络基本拓扑为光纤到小区光节点，然后同轴电缆入户。
A、 改造方案1 光机下带放大器
1000户小区下有4个光节点（按1个光节点覆盖250户算），在4个光节点处各并接1个6000设备，在放大器处并接跨接设备（跨接设备可以是5000和其它设备可选），即可完成网络改造。
B、 改造方案2 光机下无放大器
1000户小区下有10个光节点（按1个光节点覆盖100户算），在10个光节点处各并接1个6000设备，即可完成网络改造。
§5.1 改造预算
§5.1 效果和其它
采用?天Cable Express 系统改造技术，在可控制的时间内将当地有线网络建设成可运营、可管理的双向宽带网络，运营商可以立刻进行业务推广，获得快速收益。
新系统对原有有线网络上设备没有任何影响，不会造成广电原有业务的损失，并且在改造的过程中，Cable Express 系统中某些设备可以对广电原有信号进行放大，可以弥补广电网络原有不足。
新系统扩容方便，可以通过换卡的方式直接扩容，也可以通过并接的方式，保证满足业务的开展。
新系统已在多个广电网络中成功应用，获得广电认可。
(2008-03-26 21:46:35)
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§1 概述
§1.1 机遇和挑战
业内普遍认同HFC网络双向化是广电网络的生存和发展的基础，HFC网络双向改造是当前广电网络运营商的迫切任务，必须加快有线网络双向化改造，才能全面提升有线电视网的服务水平和竞争实力。
HFC即Hybrid Fiber－Coaxial的缩写，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。HFC通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于，在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成电—光转换，进入用户区后要完成光—电转换。
HFC的主要特点是：传输容量大，易实现双向传输，从理论上讲，一对光纤可同时传送150万路电话或2000套电视节目；频率特性好，在有线电视传输带宽内无需均衡；传输损耗小，可延长有线电视的传输距离，25公里内无需中继放大；光纤间不会有串音现象，不怕电磁干扰，能确保信号的传输质量。同传统的CATV网络相比，其网络拓扑结构也有些不同：第一，光纤干线采用星形或环状结构；第二，支线和配线网络的同轴电缆部分采用树状或总线式结构；第三，整个网络按照光结点划分成一个服务区；这种网络结构可满足为用户提供多种业务服务的要求。随着数字通信技术的发展，特别是高速宽带通信时代的到来，HFC已成为现在和未来一段时期内宽带接入的最佳选择，因而HFC又被赋予新的含义，特指利用混合光纤同轴来进行双向宽带通信的CATV网络。
HFC网络能够传输的带宽为750MHz～860MHz，少数达到1GHz。根据原邮电部1996年意见，其中5～42/65MHz频段为上行信号占用，50MHz～550MHz频段用来传输传统的模拟电视节目和立体声广播，650MHz～750MHz频段传送数字电视节目、VOD等，750MHz以后的频段留着以后技术发展用。
深圳市广电网络的双向改造过程，始于2000年的双向网络改造，目前已经建成了860MHz带宽的双向HFC网络。现在网上的宽带用户接入已有13万户，入户率占有线电视用户的20%，已经具备与电信运营公司竞争的能力。在2003年发展了2.8万宽带用户，2004年发展了5.5万宽带用户，从发展势头看今年发展将超过5万宽带用户。
§1.2未来的网络和设备应该具备的特点
技术选择上应该具有下面的特点：
● 宽带、双向、全功能。
● 满足近期业务需要。
● 符合长期发展趋势。
● 良好的整体性价比。
● 稳定性好，运维成本低。
● 施工难度及工作量小。
从运营管理的角度来说，有线电视运营商必须建立起适于百万级用户运营的管理、控制和运营支撑系统，结合有线电视运营商媒体运营的特点建立起一只高效率的运营团队，适应21 世纪综合网络运营的要求，并发展一批高质量的服务提供商（SP），来面对未来市场的竞争。
从整个技术演变和业务发展的角度来说，我们需要未来的网络和设备具有下列的特点：
● 以业务为导向，可规划、可管理、可运营的网络架构和管理系统。
● 视频业务与数据业务的聚合能力。
● 灵活的分布式媒体存储和分发系统。
● 基于用户可管理的高带宽、高QoS、高可靠性的接入系统。
● 利用同轴电缆网络，无缝延伸至数字家庭网络的能力。
● 低总拥有成本（TCO）、高可靠性、适合大规模部署的终端设备。
§1.3各类业务的带宽需求
不同的业务对传输带宽有不同的要求。利用MPEG-2 编码技术，标准清晰度电视所需要的传输码率为3Mbit/s－6Mbit/s，高清晰度电视的传输码率为15Mbit/s－20Mbit/s。利用先进的视频编码技术，传输码率能够降低50％左右，标准清晰度电视的传输码率可降至1.5Mbit/s,高清晰度电视的传输码率降至6 Mbit/s。
视频点播所需要的点播请求信息所需要的上行传输带宽不大于50kbit/s。时移电视从技术上讲，是视频点播的一个特例，因此对网络的要求与视频点播完全相同。视频通讯和语音业务是典型的对称业务，所需要的上下行传输带宽分别为512kbit/s 和64kbit/s。对于宽带上网业务，目前大多数运营商提供512kbit/s至1Mbit/s 的传输带宽，在一定的时期内1Mbit/s－2Mbit/s 的下行带宽能够满足绝大部分用户的需求，上行带宽通常不会超过512kbit/s。
业务 上行带宽 下行带宽 渗透率 并发率 平均上行带宽 平均下行带宽平均带宽
视频通讯 512K 512K 10%
5% 20% 10.24K 10.24K 20.48K
VOIP语音 64K 64K 20%
90% 30%
10% 3.84K 3.84K 7.68K
宽带接入 小于500K 1-2M 50%
20% 50%
5% 125K 250K-
500K 375K-
625K
HDTV点播 小于50K 6-8M 20%
5% 10%
30% 1K 120K-
160K 121K-
161K
SDTV点播 小于50K 1.2-
3.75M 20%
5% 10%
30% 1K 24K-75K 25K-76K
§1.4各类业务带宽需求增长趋势
(资料来源：MorganStanley:Global Technology/Internet Trends(2006/01/09))
§2 三类技术方案比较
目前广电网络双向改造主要采用：
● CMTS+CM：上海、深圳、太原、泉州
● FTTB+LAN：杭州、宁波、柳州、嘉兴
● FTTH+EOC：南阳、淄博、青岛
§2.1 CMTS+CM接入方案
优劣势分析：
优点：
● 利用现有的CATV网络提供双向通信，适合稀疏模式网络覆盖区域；
● 大面积覆盖低开通率情况下成本较低，少量前期投入即可在全网进行业务受理；
● 技术标准及产品比较成熟；
缺点：
● 需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造
● 噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴缆及接头质量要求较高，后续维护工作量较大；
● CMTS下行通道带宽有限，38Mbps，可开通用户数较少；
● 可承载业务有限，大带宽业务无法满足，无法提供全业务承载；
● 后续系统扩容成本巨大；
● 产业化程度不高，可供选择的设备及系统数量较少。
成本：
● 户均造价580-700元，其中覆盖成本200-300/户，开通成本380-400/户
§2.2 EPON+LAN技术方案（FTTB+LAN）
FTTB+LAN方案中，早期光传输链路部分主要采用光收发器方式；EPON技术是近几年迅速走向成熟应用的新技术，价格快速下降。
从技术先进性、投资成本、发展趋势等方面综合评估后，我们得出的结论是EPON技术更加优良，故此，方案中主干线光链路部分采用EPON技术。
优劣势分析：
优点：
● 运营商不承担用户终端的投入，网络未来升级改造方便；
● 网络接入带宽：1000M到小区，100M到楼道，10M到户，接入带宽高，可扩充性好，可以承载全业务运营；
● 采用外交互方式，不占用同轴电缆的频率资源，光传输采用EPON技术，传输链路中实现没有有源设备，维护方便，二张网同时运营，单网故障相互不影响。
● 目前的LAN产品异常丰富，价格也非常低；EPON产品支持厂家众多，相关产品兼容性好，价格也在大幅降低。
缺点：
● 二张网络分开运营，维护人员素质要求高。
● ● 需重新入户施工，施工量及施工难度都较大；
五类线入户更适合没有网络的公司，像“长宽”、“聚友”这些公司来做。
成本：
● 户均造价210元，其中覆盖成本160元/户，开通成本50元/户
§2.3 EPON-EOC技术
EOC技术指的是一类技术，我们在后面将详细介绍。这里以MOCA为例来比较三类技术。
该方案主干线采用EPON技术，充分利用原有线网光纤资源，OLT部属在分中心，ONU部属到光接收机与用户电放大器。
在光接收机或用户放大器后接近用户的点（根据现有HFC网络的不同而采取不同方式），插入EOC局端设备，在终端用户购置相应的EOC终端设备，通过目前的有线电视网络，实现网络的双向化。
优劣势分析
优点：
● 充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源，入户施工难度小，节省建网成本；
● 在小光站直接带用户的环境下，施工量大幅减少，改造速度快；
● 基于Cable，基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求；
● 头端带宽百兆以上，入户带宽2M以上，完全满足业务发展需要。
成本：
● 户均造价550-680元，其中覆盖成本200-300元/户，开通成本350-380元/户
§2.4三类接入方案成本综合比较
接入网方案 带宽/户数 户均覆盖投资 每户开通成本 户均造价施工量
CMTS+CM 40Mbps/1000户 200/300元 380/400元 580/700元 中
EPON+LAN 1000Mbps/1500户 160元 50元 210元 大
EPON+MOCA 800Mbps/100户 200/300元 350/380元 550/680元 小
§2.5三类技术产品的价格走势
§2.6比较结论
无论户均覆盖投资还是每户开通成本，CMTS+CM的方案都是最高的；每用户带宽低，网络每兆带宽成本非常高；
EPON+LAN的方案有较大的成本优势和带宽优势，符合光纤到户（FTTH）的网络发展趋势，但入户施工难度较大；
EPON+MOCA的网络覆盖成本将会很快下降到最低，改造工程量和难度小，符合光纤到户（FTTH）的网络发展趋势，每用户带宽高，可以很好满足业务需要；
§2.6.1 EPON+LAN的方式在任何时候都不应该采用
尽管现在阶段成本在所有方案中是最低的，也有对全业务的支持能力，但实施的工作量是最大的。
有人认为，在新建小区中此技术所面临的入户施工难度较大的缺点将不存在；但在新建小区的配套接入网络建设中，存在的一个问题是开发商的配合问题。从目前的情况看，就是给开发商50元/户的布线成本，开发商都不干。
§2.6.2现有的单向网络建议采用EPON+MOCA
光站—〉放大器—〉用户：可将MOCA的局端设备放置在用户放大器的输出端，此时对原有网络的改造是最小的，并且网络结构简单清淅，易于维护。
光站—〉用户：已经采用光机直接覆盖用户的网络，此时采用EPON+MOCA的改造方案，网络的覆盖成本最低，并且对原有网络的影响最小，当有用户开通双向业务时，只需购置MOCA终端设备就可以即刻开通。
§2.6.3已经双向改造的网络
由于CMTS+CM的方案造价高、技术指标要求高、维护困难等原因，我们不建议采用CMTS+CM的方案对网络进行双向改造。
对已经采用CMTS+CM技术进行改造的网络，建议在不增加头端设备的基础上，对发展进行有效控制。在用户集中覆盖的区域，可采用EPON+EOC的方案逐步改造的方案；将回收的CMTS和CM投放到用户稀疏的区域。这样既可开展各类业务，又保护了前期投资，使网络的双向改造逐步过渡。
§3 基于MOCA的 EOC技术
§3.1什么是EOC
EoC原是源于欧洲一些厂家，原文是“Ethernet over Coax”，也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术，原有以太网络信号的帧格式没有改变。
EOC（Ethernet Over Cable）主要可分为基带传输、调制传输、2.4GHz扩展应用三类，其中又可细分出很多具体的标准/非标准技术，如基带、MoCA、同轴Wi-Fi、CableRan、UcLink等。
§3.1.1 MoCA概述
MoCA是同轴电缆多媒体联盟（Multimedia over Coax Alliance）的缩写，MoCA成立于2004年1月，创立者为Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola与Toshiba等。MoCA希望能够以同轴电缆（Coax）来提供多媒体视频信息传递的途径；它们利用Entropic的技术（c-link）作为MoCA 1.0规范的依据。MoCA的成员认为，美国的家庭里同轴电缆的普及率高达70%，整个基础设施十分完整，加上同轴电缆传输多媒体视频资料的技术已经相当成熟稳定，适合利用它来传输多媒体视频资料。
图、MoCA部分成员榜
整个系统由局端（NC）和用户端（CPE）组成。NC与光接点连接。其接入方案如下图。
实现了头端到终端— 端到端解决方案。
在多频道模式下，可以实现每户独享10M以上的带宽。
§3.1.2 MoCA技术的目标
● 基于现有HFC网络。不要求改变业已存在的网络布线。
● 不需要增加新的接入点装置。
● 不需要增加新的电缆。
● 用户端无需专业人士，或受训人士安装。
● 真正的即装即用的解决方案。
● 使用EPON和c.LINK技术。
● 提供高性能，低成本的广电有线网络双向改造方案。
§3.1.3 MoCA宽带接入的基本特点
● 我们的MOCA产品可以利用现有的同轴电缆网络，结合光通信技术，用它来向大厦和小区提供高速宽带接入。
● 能够轻易反向穿透电缆分配器而无需改造电缆网络就可达到双向通讯得目的，c.LINK提供两种与众不同的网络技术，大大加强了语音，高速数据，高请视频Triple Play的高品质体验。
● 高数据带宽。上行和下行都具备高达270 Mbps 的实时数据传输速率。
● 在一个频道上可以提供有效数据速率高达130Mbps。
● 是目前唯一在同轴电缆上可以提供实际数据传输速率>100Mbps 的成熟技术。
● 使用灵活。简单可靠。
● 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270Mbps和最大的有效数据速率为130Mbps。设备典型发送电平3dBm；接收电平范围0 to -75dBm；典型时延：3ms。
● 可以在任何一个房间或多个房间的同轴电缆接口上自由接入。
● 对上行带宽和下行带宽提供可配置带宽管理。
● 使用双工器很容易旁路掉电缆放大器。
● 在局端设备上需要较少的芯片，一个c.LINKTM 的局端芯片集可由多达63个CPE 来共享。
● 占用频段800-1550 MHz，，无噪声频段。每一频道带宽为50MHz，每段同轴电缆最多支持4-8个频道，每个频道上可同时连接63个终端客户，在每个50MHz频道内双向物理传输速率可达270Mbps，有用数据传输速率为130Mbps，距离可达600m。
§3.1.4宽带接入技术规格
● 每个频道最大270Mbps 的物理数据速率和130Mbps 的有效数据速率。
● 使用频段为：800MHz ?1550MHz，每个频道带宽为50MHz，共29 个频道。
● 每个频道使用一个NC（局端）设备，每个NC 支持31（63）个CPE 设备。
● 调制方式：OFDM，TDMA/TDD。
● 密码保护访问控制。
● 典型发送电平：3dBm。
● 典型时延：3ms。
● 功耗：
● 带宽可管理。
● 基于WEB 的网络管理。
● 用户可选RF 频道。
● 远程网络监控工具。
● 现场可升级软件。
● 接收电平范围：0 to -75dBm。
§3.1.5单频道传输性能(300m)
63 个CPE 时FTP 下载速率>80Mbps。63 个CPE 时UDP 速率>100Mbps。
CPE 数量 下行UDP 数据吞吐率(Mbps) 上行UDP 数据吞吐率(Mbps)
1-6 130-107 130-107
7-12 102 100
13-18 102 100
19-24 102 100
25-30 102 100
31 102 100
注：100m 条件增加约5 Mbps，600m 条件减少约5 Mbps
§3.1.6 QoS特性
● 视频和VoIP 支持。
● 在强烈的数据波动情况下保证很好的品质。
● 1 E-6 PER。
● 低网络延迟。
● 优先级支持，8 个优先级映射到2 个或3 个优先级。
§3.1.7带宽管理特性
● 允许提供优先级服务
● 速率自适应
● 系统上行和下行速率控制
● 客户端数据率限制
● 包括上行和下行
● 1Mbps 至最大网络速率
● 1Mbps 粒度
● 客户端数据率保证
● 支持IEEE 802.1D 优先级带宽管理
§3.1.8网络安全特性
● 56位硬件DES 加密。
● NC 端控制客户端接入。
● NC 为每个NC 至CPE 点对点频道生成唯一的静态TEK (Traffic Encryption Key)。
● 在网络管理时，NC 发送静态TEK 至CPE。
● 在连接周期内静态TEK 不作改变。
● CPE 单播数据包使用静态TEK 加密。
● NC 至CPE 的广播包使用共享TEK 加密。
§3.1.9 CPE 产品的特点 ---用户端0 配置
● 自动远程配置，允许客户自己安装并可从局端维护。
● 频率自动扫描，允许客户自己安装并可从局端维护。
● CPE 节点零配置，允许客户自己安装并可从局端维护。
● CPE 端鉴权控制，阻止非法用户接入网络。
● 保持向后兼容，所有V2.0+的CPE 端跟V2.0 的NC 端有很好的连接性，允许远程代码升级。
§4 普天公司MOCA产品
当今的网络入户线缆中，以电话双绞线、电力线和CATV同轴电缆最为普遍。而这当中同轴电缆又凭借其带宽大、屏蔽性好、入户率高、业务资源丰富而成为一种理想的宽带网络接入媒质。但现有的CATV HFC网络是单向广播式的，在技术和需求飞速发展的今天，随着数字电视、数字语音、网络游戏、IPTV等新业务的不断出现和推广，用户对带宽的需求节节攀升，单向广播式的网络已不能适应新业务的要求，对网络的改造升级将势在必行。普天公司根据广电网络目前的状况，开发出了基于MOCA的广电双向网络改造技术，Cable Express双向网络解决方案。
§4.1 普天Cable Express解决方案
Cable Express是在现有的HFC网络基础上构造的一个适用于广电网络系统的数字宽带用户接入网络的解决方案，它采用MoCA（MultiMedia over Coax Alliance）做为传输标准，在不影响现有CATV系统正常工作，对现行网络不做大规模改动的前提下，以先进的调制解调技术，将800～1500MHz的信号合成在同轴电缆中与原有的CATV信号一起传输，用于承载基于IP的数据、语音和视频等多媒体业务。以较少的改造成本和工程量将原来单向的CATV HFC网络改造成为一个双向的、数字化的、能够承载多媒体业务的宽带网络平台。
如图1所示，Cable Express不是一个单一的技术或产品，而是一个完整的网络解决方案，它解决的是HFC网络中从光节点到用户家中的同轴电缆分配网部分的双向传输问题。Cable Express还可以跟EPON等光纤传输技术相配合，构成完整的端到端双向改造解决方案。
现有HFC网络的电缆网络部分一般包含下列部件：光结点、干线放大器、同轴电缆、分支分配器，这当中的光结点和干线放大器都是有源设备，且都是单向传输设备，在进行双向改造时必须实现这两个主要部件的双向化。
Cable Express系统在设计时遵循了以下几个基本原则：
1．使用800～1500MHz的高频段做为工作频段，以保证新增的系统不会对现有系统的工作信号产生干扰，同时也避免外界噪声的干扰；
2．最大限度保持现有在网运行设备不做改动，包括光结点、干放、电缆和分支分配器；
3．必须能够适应复杂的广电网络环境，能够支持多种网络拓扑结构和电源供电方式；
4．光结点和放大器的双向改造设备必须能够适应恶劣的野外工作环境；
5．整个网络应当有良好的扩展能力，便于未来用户数量与业务增长的要求；
6．整个系统要有QOS保证，以适应集数据、语音、视频为一体的多媒体业务传输的要求；
7． 整个网络易于运营、管理、维护。
Cable Express系统主要由四个系列的产品组成，即：
CNM7000 网络管理系统用于支持整个系统的运营、管理、维护。
COA6000系列光接入设备用于光结点的双向改造。
CTB5000系列干线桥接设备用于干线放大器的双向改造。
CSA4000系列用户终端适配器用于接入用户终端设备。
另外系统中还包含一些附属支援器件，主要是用于信号混合和分离的具有高隔离度的双向滤波器。根据所处位置的不同又分为头端滤波器（用于光结点和放大器处）和终端滤波器（用于用户家中）两大类。
图1 Cable Express 解决方案示意图
§4.2 普天Cable Express系统的特点与优势
标准化
Cable Express 系统采用MoCA 做为传输标准。MoCA作为一个国际性的工业联盟组织，其成员包含了多家国际知名的芯片供应商、设备供应商和运营商，这从根本上保证了产业链的完整性。随着市场的发展，其技术的延续性、芯片的批量供应、芯片价格的、设备厂商的多样性都可以得到有效保障。标准化对任何一个产业的形成与发展都是及其重要的。
工程实施方便
Cable Express 系统无须更换原有的同轴电缆，可最大限度的利用现有网络资源，工程实施快捷方便。
较大的传输容量
由于采用了先进的调制解调技术和成熟的网络协议，技术上保证了单信道的最大物理传输速率可达270Mbps。同时Cable Express是一个上、下行对称的传输系统，在每一个方向上其MAC层的传输速率都超过100Mbps。丰富的带宽资源为多媒体业务开展提供了坚实物理基础。
可靠性
系统采用800～1500MHz的高频段做数据传输，避免了低频噪声的影响，无噪声积累，提高了抗干扰性能和系统可靠性。
兼容性
同样由于采用了高频段，使得本系统可与CATV，DVB-C,DOCSIS等既有技术并存，保证网络演进的平滑性，保护用户已有投资。
多媒体业务支持
整个系统为二层网络，可以承载多种网络协议，支持多种业务。
服务质量保证
采用TDMA/TDD技术并支持IEEE802.1p优先级队列，保证较小的传输时延与抖动，为多媒体业务提供完全的QOS保证。
安全性
Cable Express系统支持对用户数据的硬件DES加密且支持用户的MAC层隔离，保证用户数据的私密性和安全性。
扩展性
系统采用模块化设计，支持信道复用，最多可支持4个信道在一根电缆中并行传输，从而使一根同轴电缆的传输容量超过了1Gbps。网络可以根据用户数量和业务带宽的需求逐步升级扩容，使得网络具有良好的扩展性。
适应性
本系统提供了从光节点到用户及从光节点到放大器再到用户的完整的改造解决方案，适用于树型或星型的同轴电缆网络，支持220V或60VAC供电方式，最大限度的满足国内广电千差万别的网络状况的改造需求。
管理性
配套的网络管理系统具备对网络设备、用户权限和用户带宽的控制与管理功能，使整个网络的运营、维护与管理更加容易和方便。
4.4.3 普天Cable Express系统产品组成
§4.3.1COA6000系列头端接入设备
A、功能描述
COA6000系列产品是Cable Express系统中的接入汇聚设备，它的主要功能是将数据基带信号以OFDM方式调制到800～1500MHz频段，与低频CATV信号进行混合后在有线电视HFC网的同轴电缆上传输。
图2 COA6000应用示意图
COA6000系列产品一般布置在CATV光结点位置，通过10/100/1000Base-T接口与光传输设备相连，通过双工器将高频数据信号与低频CATV信号混合到同一根同轴电缆中，无需重新布线，安装调试非常方便。根据每一个光结点所带用户数及每个用户所需要的带宽可布置一台或多台该设备。
COA6000系列产品支持HTTPS、SNMP网络管理接口，提供对用户的带宽管理，支持集中式的用户接入管理，支持MAC认证，支持远程软件升级。
COA6000系列产品采用系列化、模块化设计，最多可支持2个射频模块，每个射频模块最大物理传输速率可达270Mbps；可支持60VAC或220VAC供电方式；可支持内置双工器；充分保证工程应用上的适应性和灵活性。
COA6000系列产品采用-40oC ~85oC温度范围的工业级元器件，能够防水、防尘、防盐雾酸碱腐蚀的坚固的铝合金外壳，完善的两级软件故障恢复机制等一系列措施保证产品的整体可靠性，支持野外工作环境。
B、 COA6000系列产品技术规范
同轴电缆接口特性
工作频段 800～1500MHz 物理速率 270Mbps（最大）
MAC层速率 >100Mbps（上、下行对称） 信道数 29
信道间隔 25MHz 信道带宽 50MHz
每信道并发用户数 31 最大传输距离 600米
扩频方式 OFDM 调制方式 16/64/128QAM
多址方式 TDMA/TDD 连接器 75欧姆公制/英制F型接头
发射功率 0±3dBm
接收灵敏度 -50dBm/270Mbps，-55dBm/200Mbps，-60dBm/150Mbps，-65dBm/30Mbps
网络接口
以太网接口 1个，10/100/1000Base-T,RJ45
物理特性
尺寸 289mmx222mm×120mm
重量 3.5kg
环境特性
温度 相对湿度
工作 -25～60oC 90%（无冷凝）
储存 -40～80oC
电气特性
电源 60VAC或220VAC
功耗 15W（最大）
协议支持
IEEE802.3，IEEE802.3x，IEEE802.3u，IEEE802.3z，IEEE802.1d，IEEE802.1p
SNMP V1, V2，Https，Telnet
MOCA
§4.3.2CTB5000系列干线桥接设备
A、功能描述
CTB5000系列产品是Cable Express系统中的干线放大器桥接设备，主要用于解决800～1500MHz的高频数据信号跨越原有CATV HFC网络的中的单向低频干线放大器的，实现网络传输的双向化的问题。
图3 CTB5000应用示意图
CTB5000系列产品跨接在干线放大器位置，对于上游传来的高低频混合信号先通过双工器进行分离，低频CATV信号进入原有的干线放大器进行放大，高频数据信号进入CTB5000进行解调和再调制，之后再将干线放大器的输出信号与CTB5000的输出信号通过双工器重新进行混合，通过同轴电缆传输到用户。CTB5000对射频信号采用先解调再重新调制的方式，杜绝了噪声积累。
CTB5000系列产品支持HTTPS、SNMP网络管理接口，提供对用户的带宽管理，支持集中式的用户接入管理，支持MAC认证，支持远程软件升级。
CTB5000系列产品采用系列化、模块化设计，支持2个射频模块，每个射频模块最大物理传输速率可达270Mbps；可支持60VAC或220VAC供电方式；可支持内置双工器；可支持星型或树型同轴电缆网络拓扑。
CTB5000系列产品通过采用-40oC ~85oC温度范围的工业级元器件，能够防水、防尘、防盐雾酸碱腐蚀的坚固的铝合金外壳，完善的两级软件故障恢复机制等一系列措施保证产品的整体可靠性，应对恶劣的野外工作环境。
B、 CTB5000系列产品规范
同轴电缆接口特性
工作频段 800～1500MHz 物理速率 270Mbps（最大）
MAC层速率 >100Mbps（上、下行对称） 信道数 29
信道间隔 25MHz 信道带宽 50MHz
每信道最大并发用户数 31 传输距离 600米
扩频方式 OFDM 调制方式 16/64/128QAM
多址方式 TDMA/TDD 连接器 75欧姆公制/英制F型接头
发射功率 0±3dBm
接收灵敏度 -50dBm/270Mbps，-55dBm/200Mbps，-60dBm/150Mbps，-65dBm/30Mbps
网络接口
以太网接口 1个，10/100/1000Base-T,RJ45（内部）
物理特性
尺寸 289mmx222mm×120mm
重量 3.5kg
环境特性
温度 相对湿度
工作 -25～60oC 90%（无冷凝）
储存 -40～80oC
电气特性
电源 60VAC或220VAC
功耗 15W（最大）
协议支持
IEEE802.3，IEEE802.3x，IEEE802.3u，IEEE802.3z，IEEE802.1d，IEEE802.1p
SNMP V1, V2，Https，Telnet
MOCA
§4.3.3 双频跨接单元
在有线电视的实际布线中，由于受到地域布线的限制，使光机到用户处存在着一级放大的情况，而且从光机到用户处的总损耗小于60dB，这时可以不使用CTB5000设备，直接使用双频跨接单元。
用途 适用于不同频段信号合路跨接
工作频带 通路1: 5~862MHz
通路2: 940~1300MHz
带内插损 ≤1.6dB（通路2）；
≤1.4 dB(通电) ≤1 dB（不通电）；（通路1）；
两路隔离 ≥70-75 dB(Tvin到Tvout)，通路1，2隔离≥55
通带波动 ≤0.7dB
阻抗 75Ω
接头 F头
环境温度 -30~85℃
相对湿度 ≤95%
§4.3.4 CSA4000系列用户终端适配器
A、 功能描述
CSA4000系列产品是Cable Express系统的用户端调制解调设备，是网络终端适配器。它将各类用户终端设备（如电脑，机顶盒，IP话机等）通过统一的接口接入到Cable Express系统中，继而进入Internet， 实现以CATV 同轴电缆为介质的双向宽带接入。
B、 应用方式
方式一： 宽带数据接入＋VOIP
图4 CSA4000应用（1）
方式二：宽带数据接入＋CATV
图5 CSA4000应用（2）
方式三：宽带数据接入＋CATV＋DVB-C
图6 CSA4000应用（3）
方式四：DVB-C＋IPTV
图7 CSA4000应用（4）
C、CSA4000系列产品规范
同轴电缆接口特性
工作频段 800～1500MHz 物理速率 270Mbps（最大）
MAC层速率 >100Mbps（上、下行对称） 信道数 29
信道间隔 25MHz 信道带宽 50MHz
传输距离 600米 扩频方式 OFDM
调制方式 16/64/128QAM 多址方式 TDMA/TDD
连接器 75欧姆公制/英制F型接头
发射功率 0±3dBm
接收灵敏度 -50dBm/270Mbps，-55dBm/200Mbps，-60dBm/150Mbps，-65dBm/30Mbps
网络接口
以太网接口 1个，10/100Base-T/Tx,RJ45
物理特性
尺寸 138mmx100mm×27mm
重量 150g
环境特性
温度 相对湿度
工作 0～50oC 90%（无冷凝）
储存 -20～60oC
电气特性
电源 5VDC
功耗 4W（最大）
协议支持
IEEE802.3，IEEE802.3x，IEEE802.3u，IEEE802.3z，IEEE802.1d，IEEE802.1p
MOCA
§4.3.5CNM7000网络管理系统
A、功能描述
CNM7000网络管理系统是针对Cable Express系统而专门开发的，可以提供集中式的安全、拓扑、配置、用户、故障、事件、性能、监控、维护等管理功能，为Cable Express系统的运行、管理和维护提供一个强有力的工具。借助该网管系统，在网络建设期间，管理员可以很方便的实施网络规划、网络安装、网络配置、网络测试、网络诊断等工作。在网络维护期间，管理员可以很容易的监控和了解网络状况，发现和清除网络故障，对网络进行优化，提高网络利用率和质量。
CNM7000是基于CORBA的分布式网络管理系统，采用分布式架构，各模块可以分布式、跨平台运行，也可以all-in-one方式运行，视系统规模而定。
图8 CNM7000系统结构图
图9 CNM7000管理者系统结构图
图10 CNM7000管理界面图
B、基本参数
最大支持管理10000个设备结点
支持多个管理员同时在线操作
7*24小时稳定运行
支持IETF标准的SNMP V1/V2协议
多厂商设备支持，可升级支持厂商设备的私有MIB
支持对多厂商的无线、交换、路由设备管理
可提供北向CORBA接口，具备与上级网管、业务系统集成的能力
支持基于Solaris、Windows Server、 Red Hat Linux的软硬件平台
支持MS SQL Server 和Oracle数据库
C、基本功能
安全管理
基于角色、用户组、用户的安全管理，划分管理员和管理权限
记录管理员操作日志
记录系统、网络、设备关键日志
日志查询
网络拓扑管理
自动发现设备
拓扑树/图的分级视图
拓扑树/图上直接浏览和操作设备
拓扑树/图上直接反映设备、子网的运行情况和故障情况
拓扑图可基于电子地图（GIS），也可以使用普通的Bitmap
故障、事件管理
基于Heartbeat的故障检测
故障、告警事件实时监控和通告
故障在拓扑图上实时显示，支持告警扩散功能
设备挂起和告警同步
故障诊断和快速定位
集成的Telnet和Ping工具
故障工单
用户管理
开户/销户操作
查看用户在线状态
用户带宽分配
配置管理
配置数据在线修改查看
配置数据备份和恢复
基于配置服务器的集中配置管理
维护管理
数据库备份/恢复
系统维护
软件升级
配置数据备份和恢复
性能管理
历史性能数据和当前性能数据显示
性能告警实时通告和显示
性能数据多样化图表显示
CNM7000系统除了提供基本功能之外，还可根据用户要求定制功能。
§4.4 Cable Express 与MoCA的相互关系
Cable Express与MoCA的关系是一种继承与发展的关系。Cable Express实际上是MoCA技术在公共接入网领域的的发展性应用。MoCA是一个国际性的工业化组织，同时也是一种技术的代表，而Cable Express则是一种采用MoCA技术标准的，应用于公共接入网领域的产品解决方案的总称。
继承性
从继承的角度来讲Cable Express采用了与MoCA相一致的传输规范，其调制解调方式、频率范围、传输速率、信道带宽、信道数量、多址协议、双工方式等主要指标是完全相同的。这使得Cable Express所采用的主要芯片继承了MoCA芯片的关键技术且可以和MoCA系统互连互通，保证了芯片技术的成熟性，节省了开发成本。
发展性
Cable Express与MoCA虽然存在着很多相似性，但由于它们在应用环境上的根本不同，使得Cable Express对MoCA做了必要的改进和提高。Cable Express实际上是MoCA技术在公共接入网领域的的发展性应用。
MoCA技术本身是一种家用网络技术，而Cable Express是一种公共接入网解决方案，它们在下列几个方面存在着差异：
1．网络结构
MoCA是一种Ad-HOC即对等式的网络结构，其主要站点设备在硬件上是完全一样的，每个设备既可以做主点也可以做从点；Cable Express是一种完全的主从式网络结构，站点设备有头端设备和客户端设备的区别，头端设备可以支持多个模块，容量大，主要功能在头端设备上完成，客户端设备相对简单，成本较低，以适应公共接入网络用户数多、对终端设备价格敏感的特点。
2．功能
MoCA设备用于家用网络，只需要完成基本的数据传输功能。Cable Express应用于公共接入网环境，除了完成基本的数据传输功能之外，还支持诸如用户接入控制，用户带宽管理，用户数量与工作状态进行监控，MAC层用户隔离，MAC认证(Radius Client)，DHCP Server、DHCP Client，基于HTTPS的WEB管理和远程升级，基于SNMP网络管理系统等与网络运营、维护、管理等密切相关的功能。而一个可运营、可管理、可维护的系统才是能够应用于公共接入网络环境的系统。
3．可靠性
MoCA是家用系统，其设备针对室内环境设计，没有耐恶劣环境要求，可靠性等级较低。Cable Express是针对广电HFC网络环境设计的，在硬件上采取了一系列措施以满足广电网络的环境，其头端设备在电路设计上采用工业级规格元器件，使设备整体可以在-25～60oC温度范围内正常工作。拥有防水、防沙尘、防盐雾、酸碱腐蚀，防振动、冲击的结构设计。在软件上，Cable Express系统采取了两级自动恢复机制，保证设备出现软件故障时能够自动恢复。
综上所述，Cable Express系统虽然在技术上与MoCA系统“师出同门”，但两者在系统机构、产品功能、产品可靠性等方面存在着巨大的不同。两者市场取向的不同是造成这些差异的根本，那种把MoCA的家用设备不加甄别直接应用到广电网络环境下的做法存在巨大的风险。
§5千户小区改造建议
§5.1 改造方案
广电网络基本拓扑为光纤到小区光节点，然后同轴电缆入户。
A、 改造方案1 光机下带放大器
1000户小区下有4个光节点（按1个光节点覆盖250户算），在4个光节点处各并接1个6000设备，在放大器处并接跨接设备（跨接设备可以是5000和其它设备可选），即可完成网络改造。
B、 改造方案2 光机下无放大器
1000户小区下有10个光节点（按1个光节点覆盖100户算），在10个光节点处各并接1个6000设备，即可完成网络改造。
§5.1 改造预算
§5.1 效果和其它
采用?天Cable Express 系统改造技术，在可控制的时间内将当地有线网络建设成可运营、可管理的双向宽带网络，运营商可以立刻进行业务推广，获得快速收益。
新系统对原有有线网络上设备没有任何影响，不会造成广电原有业务的损失，并且在改造的过程中，Cable Express 系统中某些设备可以对广电原有信号进行放大，可以弥补广电网络原有不足。
新系统扩容方便，可以通过换卡的方式直接扩容，也可以通过并接的方式，保证满足业务的开展。
新系统已在多个广电网络中成功应用，获得广电认可。