1、EOC技術介紹,路通光電,2,概 述,2010年1月13日國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議，決定加快推進電信網、廣播電視網和互聯網三網融合。2010年至2012年廣電和電信業務雙向進入試點，2013年至2015年，全面實現三網融合發展。 對于廣電網絡來說，要實現三網融合，目前迫切需要解決的是網絡的雙向化改造，而廣電網絡進行雙向化改造，目前有幾種技術可選，針對各有線網絡的特點，如何選擇適合自己網絡發展的雙向網改造技術就顯得非常關鍵。,3,CMTS +CM傳統HFC雙向網改造技術 EPON+EOC改造技術,現有主流的HFC雙向網改造技術,4,數據通信模型,所有EOC協議，都是在MAC層與物理

2、層上進行定義,5,什么是“EoC”,EoC “Ethernet over Coax”，也就是以太網信號在同軸電纜上的一種傳輸技術。,6,EoC分類,無源（基帶） 有源,7,無源EOC,8,無源EoC,9,無源EoC 采用的是將基帶的以太數據流信號直接混入或分離的技術，沒有經過調制，其實質就是一種基于同軸的以太局域網。其最大的特點是通過無源器件的處理就可實現。它適合于集中分配型同軸網絡，不適合樹型，也不能過分支分配器。從改造情況看，無源EoC 改造必須具備兩個條件：首先，局端數據信號必須到樓道；其次，EoC 下行通道不能有分支分配器，且不能有額外干擾源。這兩個條件，導致采用無源EoC 技術的廣電

3、雙向網絡改造成本非常大，無法適用于廣電的樹型拓撲網絡結構，除了利用電纜入戶外，等于重建網絡。另外，這一技術在技術上還有一定的缺陷，從實際的應用來看，還存在太多的問題，所以現在這一技術不推薦使用。,10,有源EoC 不同于無源EoC，它是采用頻分復用技術將預先調制的以太IP 數據信號與CATV信號混合在一起，然后通過同軸分配網傳輸至用戶端分離出CATV 信號和IP 數據信號，IP 數據信號進行解調還原成原始以太數據信號。有源EoC由于采取了一些適應CATV 網絡特性的處理技術，所以能克服無源EoC 的缺點，能適應樹型、星型以及混合型網狀網，能夠過分支分配器，具有傳輸距離遠，帶寬高，支持QoS，支

4、持集中網管等優點，能夠很好的滿足HFC 同軸分配網絡結構特點。,有源EoC,11,有源EOC,12,有源EOC技術種類,HomePNA WiFi 降頻 MoCA- Multimedia over Coax Alliance HomePlug（BPL/AV) ECAN DOCSIS EOC,13,HomePNA over Coax,14,HomePNA HomePNA是Home Phoneline Networking Alliance(家庭電話線網絡聯盟)的簡稱，該組織于1998年成立，致力于開發利用電話線架設局域網絡的技術，其創始會員包括Intel 、IBM 、HP、AMD、Lucent、B

5、roadcom及3Com等知名公司。,15,Home PNA技術可以利用家庭已有的電話線路，快速、方便、低成本地組建家庭內部局域網，利用家庭內部已經布設好的電話線和插座，不需要重新布設5類線，增加數據終端如同增加話機一樣方便。目前，該組織共發布了三個技術標準，1998年秋天發布HomePNA V1.0版本，傳輸速度為1.0Mbit/s，傳輸距離為150米；1999年9月發布V2.0版本，并可兼容V1.0版本，Home PNA2.0傳輸速度為10Mbit/s，傳輸距離為300米。,16,2003年所推出的3.0版規格(2005年成為世界標準ITU G.9954)，將傳輸速率大幅提升到240Mbp

6、s。HomePNA 3.0提供了對視頻業務的支持，除了可以使用電話線為傳輸媒體外，也可使用同軸電纜，為HomePNA over Coax奠定了基礎。它可與大部份的家庭網絡設備，如Ethernet 、802.11 及IEEE1394等設備聯接使用。支持Synchronous 與Asynchronous 兩種媒體存取協議， 即SMAC 與AMAC。,17,HomePNA使用的頻譜,18,MAC層協定 HomePNA 3.0的MAC層協議為CSMA/CD， 為提供QoS服務，它采取八種不同優先等級(0 7，7代表最高優先等級)的幀傳送方式，由測量幀確認否有碰撞發生。 一個正常幀傳送時間須介于92.5

7、 us 3,122 us之間，因此，當傳送數據的工作站偵測到網絡上發生碰撞時，必須在70 us內停止傳送數據。換言之，當幀傳送時間小于92.5 us或大于3122 us，就表示網絡上有碰撞發生。若網絡上發生碰撞，則每部工作站(含先前未傳送數據的工作站) 必須執行分布公平優先級排隊DFPQ(Distributed Fair Priority Queuing)算法，以便決定由那一部工作站取得傳輸媒體的使用權。,19,名詞解釋CSMA/CD,CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）即載波監聽多路訪問/沖突檢測方法是一種爭用型的介質

8、訪問控制協議。原理比較簡單，技術上易實現，網絡中各工作站處于平等地位 ，不需集中控制，不提供優先級控制。但在網絡負載增大時，發送時間增長，發送效率急劇下降。 CSMA/CD控制規程：控制規程的核心問題：解決在公共通道上以廣播方式傳送數據中可能出現的問題（主要是數據碰撞問題）控制過程包含四個處理內容：偵聽、發送、檢測、沖突處理,20,控制規程的核心問題：解決在公共通道上以廣播方式傳送數據中可能出現的問題（主要是數據碰撞問題）控制過程包含四個處理內容：偵聽、發送、檢測、沖突處理（1） 偵聽：通過專門的檢測機構，在站點準備發送前先偵聽一下總線上是否有數據正在傳送（線路是否忙）？若“忙”則進入后述的“

9、退避”處理程序，進而進一步反復進行偵聽工作。若“閑”，則一定算法原則（“X堅持”算法）決定如何發送。（2） 發送：當確定要發送后，通過發送機構，向總線發送數據。（3） 檢測：數據發送后，也可能發生數據碰撞。因此，要對數據邊發送，邊接收，以判斷是否沖突了。（4）沖突處理：當確認發生沖突后，進入沖突處理程序。,21,當網絡中HomePNA設備節點增加時，碰撞的幾率大大增加，數據傳輸的速率也大大降低。在試驗中發現，以一條電話線或同軸線上連接6臺以上的電腦時，電腦之間復制文件的速度會變得很慢了。因此HomePNA比較適合節點數較少的家庭聯網場合，如果用于點到多點的、數據流量要求較高的接入時，難免有點力

10、不從心。,22,HomePNA over Coax借用整個HomePNA協議，只是修改原HomePNA傳輸介質的耦合接口部分的設計。 由于同軸電纜的傳輸性能好于電話線，數據流量性能略好于HomePNA在電話線上傳輸的性能，主要取決于同軸電纜接入網絡的性能（包括分支和分配器）。因為最低端的頻點4MHz已經超過分支分配器的下限頻率5MHz。實際我們測試發現，一些劣質的分支分配器可能連在7MHz、或10MHz時其指標還達不到國家標準要求，此時HomePNA over Coax的性能要打些折扣。,23,由于HomePNA over Coax是采用4-28 MHz頻段。當1點對多點通信時，也是要受到匯聚

11、噪聲的影響，再加上HomePNA的層采用的是技術，通迅方式又是半雙工方式，在接入用戶多時，容易產生沖突碰撞，所以實際網絡使用時性能比理論宣稱的要低很多。 HomePNA供應商是美國CooperGate,24,WiFi over Coax,25,WiFi over Coax,WiFi概述無線局域網技術是無線通信領域最有發展前景的技術之一。目前，WLAN技術已經日漸成熟，應用日趨廣泛。國內無線局域網市場將有十分廣闊的發展空間。國內多家運營實體已紛紛看好無線局域網的市場機會，希望以此為契機躋身無線互聯服務市場。,26,WiFi over Coax,IEEE的802.11標準IEEE的802.11標準

12、由很多子集構成，它詳細定義了WLAN中從物理層到MAC層（媒體訪問控制）的通信協議，在業界有廣泛的影響。相關標準經歷了802.11b、802.11a和802.11g，802.11n標準。802.11n使用2.4GHz/5GHz兩種通用頻段，互通性高，被看好是新一代的WLAN標準。,27,WiFi over Coax,為了實現高帶寬、高質量的WLAN服務，使無線局域網達到以太網的性能水平，推出了802.11n標準。802.11n可以將WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到150Mbps。這得益于將MIMO（多入多出）與OFDM（正交頻分復用）技術相結合而應

13、用的MIMO OFDM技術。,28,WiFi over Coax,WiFi over Coax采用變頻解決方案-將2.4GHz下變頻到1GHz左右的頻段。這雖然減小了電纜和無源分支分配器的損耗，但是帶來了新的問題標準化較差，不同廠家之間的設備不能互通；增加新的器件和設備，增加了成本，減低了可靠性;同時由于WIFI協議是針對無線網絡要求設計，所以協議開銷大，再加上其協議采用的是CSMA/CA方式，所以隨著用戶數的增加，碰撞機率也隨之增加，數據的實際吞吐量大大降低。,29,WiFi over Coax,結論 802.11g標準理論上最高數據傳輸速率可達到54Mbps，實際吞吐率也僅能達到最高傳輸速

14、率的一半甚至更低，約為20至26Mbps 。 802.11n物理層速率可達150Mbps, 但由于其MAC層效率較低，MAC層速率只能達到60Mbps70Mbps。 主要芯片提供商ATHEROS,30,MoCA,31,MoCA,MoCA概述MoCA是同軸電纜多媒體聯盟（Multimedia over Coax Alliance）的縮寫，MoCA成立于2004年1月，創立者為Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola與Toshiba等。MoCA希望能夠以同軸電纜（Coax）來提供多媒體視頻信息傳遞的途徑；它們利用Entropic的技術（c-link）作為Mo

15、CA 1.0規范的依據。MoCA的成員認為，美國的家庭里同軸電纜的普及率高達70%，整個基礎設施十分完整，加上同軸電纜傳輸多媒體視頻資料的技術已經相當成熟穩定，適合利用它來傳輸多媒體視頻資料。,32,MoCA,MoCA技術介紹MoCA 1.0規范的技術基礎是基于美國Entropic公司的c-link技術，該技術使用800MHz1500MHz頻段，可選2-38MHz。如果系統中將來考慮傳輸衛星直播信號，則MoCA可用信道大大減少！MoCA每個信道帶寬為50MHz，總共有15個頻道。每個信道可以支持一個NC（局端）設備，每個NC支持31個CPE（終端用戶）設備。,33,MoCA,MoCA系統的頻譜

16、圖,34,MoCA,MoCA采用OFDM調制和 TDMA/TDD（時分多址/時分雙工）技術，MAC部分的TDMA是采用軟件來實現的。每個載波最高可進行128QAM調制，每個信道理論上最大的物理數據速率為270Mbps和最大的有效數據速率為130Mbps。隨著鏈路損耗的加大或鏈路SNR的降低，依次降低為64QAM、32QAM、16QAM、8QAM、QPSK、BPSK調制方式，實際有效數據速率就會成倍降低。設備典型發送電平3dBm；接收電平范圍0 to -75dBm；典型時延：3ms。,35,MoCA,物理層采用先進的自適應星座圖多載波調制（ACMT Adaptive Constellation

17、Multitone ）方式，即正交頻分調制（OFDM），子載波上的調制制式在BPSK、QPSK、16-256 QAM自動選擇，而且子載波頻率以25MHz步長捷變，故抗干擾能力極強。 MOCA頻道帶寬為50MHZ，分為256個子載波。數據由大量的窄帶調制的載波來攜帶，因此，子通道的頻率響應是非常平的 . 頻率范圍 875to 1525 MHz 動態范圍 70 dB 在每對節點之間創建調制簡表（modulation profile）的過程稱為調制簡表化（modulation profiling）。調制簡表在特定的時間特別適合對應的節點對。MOCA設備不斷地更新調制簡表，使其最適合特定的情況。 采用

18、預均衡（Pre-Equlization）和多音調制(multi-tone modulation)，預均衡可以用于補償發射機中的線性和非線性失真,以獲得優 化發射信號質量。這樣一來，使用簡單的FEC（forward error correction） (RS)就可以得到視頻質量的BER（bit error rate） 。,36,MoCA,由于MoCA工作帶寬在高端，對于需要使用在級聯的場合，成本會大幅增加，效果會大大降低；在實際測試及使用中還存在很多問題；因此MoCA在實際網絡中的使用效果還需等待驗證。 MOCA的芯片供應商是美國Entropic（熵通科技）,37,HomePLUG over C

19、oax,38,HomePLUG over Coax,HomePLUG概述 電力線高速數據通信技術，簡稱PLC（Powerline Communication或PLT( Powerline Telecommunication) ，是一種利用中、低壓配電網作為通信介質，實現數據、話音、圖像等綜合業務傳輸的通信技術，不僅可以作為解決寬帶末端接入瓶頸的有效手段，而且可以為電力負荷監控、遠程抄表、配用電自動化、需求側管理、企業內部網絡、智能家庭以及數字化社區提供高速數據傳輸平臺。,39,HomePLUG over Coax,第一個HomePlug標準HomePlug 1.0在2001年1月得到批準，其理

20、論數據率最高為14Mbit/s，HomePlug 1.0 Turbo版于2004年推出，其最大理論數據率提高到85Mbit/s。2005年12月通過認證的HomePlug AV（AVAUDIO & Vidio）標準支持高達200Mbit/s的數據率，并支持所有多媒體業務和電信應用所需的QoS級別。為了確保QoS，采用了TDMA（時分多路訪問）與CSMA（帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問）協議。,40,HomePLUG over Coax,HomePlug技術還能夠實現家庭與外網聯接，直接使用電力線路接入Internet，實施寬帶聯網的應用，此技術稱為 HomePlug BPL（BPLBroadb

21、and Power Line）。,41,HomePLUG over Coax,現階段廠家采用的標準主要有HomePlug AV和HomePlugBPL，芯片廠商分別是英特龍（INTELLON）和速比特（SPIDCOM)。,42,HomePLUG over Coax,HomePlug AV規范概覽HomePlug AV的目的是在家庭內部的電力線上構筑高質量、多路媒體流、面向娛樂的網絡，專門用來滿足家庭數字多媒體傳輸的需要。它采用先進的物理層和MAC層技術，提供200Mbps級的電力線網絡，用于傳輸視頻、音頻和數據。,43,HomePLUG over Coax,HomePlug AV頻譜特性圖,4

22、4,HomePlug AV的物理層使用OFDM調制方式，它是將待發送的信息碼元通過串并變換，降低速率，從而增大碼元周期，以削弱多徑干擾的影響。同時它使用循環前綴（CP）作為保護間隔，大大減少甚至消除了碼間干擾，并且保證了各信道間的正交性，從而大大減少了信道間干擾。當然，這樣做也付出了帶寬的代價，并帶來了能量損失：CP越長，能量損失就越大。OFDM中各個子載波頻譜有1/2重疊正交，這樣提高了OFDM調制方式的頻譜利用率。在接收端通過相關解調技術分離出各載波，同時消除碼間干擾的影響。,HomePLUG over Coax,45,HomePLUG over Coax,HomePlug AV去除無線電

23、愛好者使用的頻率后，在2-28MHz頻段使用917個子載波；功率譜密度可編程，以滿足不同國家的頻率管制；每個子載波可以單獨進行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM 調制；采用Turbo FEC錯誤校驗；物理層線路速率達到200Mbps，凈荷為150Mbps，接近電力線信道的通信容量；前同步碼可被HomePlug 1.0設備檢測，從而實現兩者共存，但互操作是可選項。,46,HomePLUG over Coax,HomePlug AV的MAC層HomePlug AV設計了十分高效的MAC層，支持基于工頻周期同步機制的TDMA和CSMA。TDMA面向連接

24、，提供QoS保障，確保帶寬預留、高可靠性和嚴格的時延抖動控制。CSMA面向優先級，提供四級優先級。工頻周期同步機制確保良好的抗工頻周期同步噪聲的信道適應能力，如調光燈、充電器等產生的諧波。基于128位AES嚴格加密。中央協調者CCo(Central Coordinator)控制所在電力線網絡設備的活動，并協調同相鄰電力線網絡的共存，以支持電力線寬帶接入、多電力線網絡運行和隱藏節點服務。,47,HomePLUG over Coax,HomePlugAV over Coax HomePlugAV over Coax同樣是完整地借用HomePlugAV協議，只是修改前端耦合等電路設計來實現。Home

25、PlugAV over Coax使得原來HomePlug比較難以處理的問題得到很好的解決，如：電磁兼容等。同樣同軸電纜的傳輸性能要好于電力線，數據流量性能也會好于HomePlug在電力線上傳輸的性能。當然最終得性能主要取決于同軸電纜接入網絡的性能（包括分支和分配器）。因為最低端的頻點2MHz已經超過分支分配器的下限頻率5MHz。對于某一些劣質的分支分配器，此時HomePlugAV over Coax的性能比宣稱的指標要低。 AV的芯片供應商是美國Intellon,48,HomePLUG over Coax,速比特芯片組（BPL） 速比特BPL芯片組的MAC層數據接入方式完全采用TDMA方式，僅

26、留少量時間段采用CSMA方式，用于終端初始化時連接使用。從而降低了多用戶時產生碰撞的機率，保證較高的數據吞吐量。,49,HomePLUG over Coax,50,HomePLUG over Coax,在不同用戶數時網絡的吞吐量比較圖：,51,HomePLUG over Coax,從上圖可知，速比特芯片組由于采用TDMA接入方式，降低了多用戶時數據的碰撞機率，所以在用戶數發生變化時，它的總數據吞吐量基本保持不變，從而有效地保證了接入網的穩定性，這對于數據網來說是非常重要的。但由于芯片廠商在芯片設計和生產時過多地考慮成本因素,很多內部功能通過軟件實現,所以降低了實際產品的數據速率,并使得通訊時延

27、大大增加。 BPL的芯片供應商是法國SpidCom,52,ECAN,ECAN（Ethernet Over Caox Accesss Network 基于同軸電纜接入網的以太網）技術沒有簡單地采用CSMA機制，而是將 IEEE802.3ah的EPON MAC協議移植到了無源同軸電纜用戶分配網中，實現點對多點的以太到家的寬帶接入。,53,ECAN協議模型,54,ECAN的傳輸原理:MPCP,由CLT統一分配CNU的上行時隙，同時CNU周期性地上報上行需求，而CLT周期性告知CNU的上行時隙，CNU只能在屬于自已的上行時隙發上行數據. CLT保證在上行時段不發送任何下行數據。數據從CLT 到多個CN

28、U 以廣播式下行，每個數據幀的幀頭包含LLID，該標識表明本數據幀時給某個特定的CNU。數據幀到達CNU 時，CNU 根據LLID 判斷是否接收,55,ECAN物理層技術,信道帶寬:32-48MHz 調制方案：2/4VSB 符號率：6080MHz 最大物理層帶寬：160Mbps 信道編碼：RS,56,ECAN總結,ECAN采用了EPON的MAC層，成熟度較高，支持DBA。但由于ECAN是TDD雙工方式，DBA的效率如何有待觀察。再則ECAN采用了2/4VSB調制方式，在實際網絡使用中有什么問題有待觀察。所以其物理層性能，與其它技術相比，有較大差距。 ECAN的芯片供應商是美國OpuLAN,57

29、,DOCSIS EOC,58,EPON+DoCSIS EoC架構,DoCSIS EoC為FTTB的解決方案，一般應用于最后三百米接入 Central office的CMTS由OLT代理，與DoCSIS OSS/BSS軟件由OLT仿真實現，OSS/BBS不要發生任何變化，ODN改造成P2MP，ONU側出現一款特殊的ONU(CMC),內置微型CMTS，CM（兼容2.0，3.0）保留，保護投資 相同PON端口下CMC與其他ONU可以并行工作，因此可以支持多種業務場景，彼此之間不會干擾。,59,整體方案簡介,CM/STB HG,OLT,59,CMC,DML,Broadcom Proprietary &

30、 Confidential. 2009 Broadcom Corporation. All rights reserved.,1)OLT+CMC+CM形成DoCSIS寬帶接入解決方案 2)CMC 頻段可選支持IPQAM模式與DoCSIS接入模式，一款產品完成接入與DVB-C播放，最大限度減低網絡設備種類 3)兼容DoCSIS 3.0，頻譜擴展1000MHz，支持下行16個channel binding,60,EPON+DoCSIS EoC協議架構,61,DOCSIS EOC性能,全雙工優勢明顯 下行大字節凈荷流量達到759Mbps，小字節480M字節；上行大字節114Mbps，小字節55M 時

31、延穩定 下行小于1ms，上行小于48.5ms 同時連接CM數量有優勢 理論達511，目前實驗室實際測試過100臺同時在線 QOS有保證 CMC與CM之間基于SFID機制，對每條流進行動態配置，OLT,CMC通過VLAN映射，使得PON系統內保證優先級 支持組播 OLT支持L3，L2組播，CMC支持L2 IGMP Snooping,62,選擇EOC的關鍵點,1、所有EOC技術都是在MAC層與物理層上做文章，所以這兩層協議的優劣，直接影響到EOC產品的優劣。 2、對于MAC層，TDMA方式比CSMA方式要更好一點。 3、對于HFC接入網來說，物理層的好壞，會直接影響到網絡的穩定性，所以采用什么樣的

32、調制技術就顯得相當關鍵，從抗干擾性上來看，OFDM調制方式是一種比較好的調制技術。 4、信道編碼的好壞，同樣會影響到網絡的抗干擾性能。,63,2020/8/13,EoC技術應用注意事項,每戶內在一個二分配的兩個輸出口下安裝一臺EOC終端和一臺STB，EOC終端下連一臺STB,64,2020/8/13,EoC終端的RF輸出之間隔離度較高，在4050DB左右，所以終端對STB1不會有影響，是否對STB2和STB3有影響會取決于分配器和分支器的分支之間的隔離度大小，如果隔離度太小，EoC終端發出的低頻信號會導致機項盒調頻頭過載，電視受干擾。所以對于新布的機頂盒,建議采用內置高通濾波器的機頂盒,如果機頂盒沒有內置高通濾波器,建議在機頂盒的RF輸入口加高通濾波器, 帶外抑制可達40dB以上，這樣就可以避免EOC對有線電視信號的影響。,65,2020