EoC技术在广电宽带接入网络中的应用

史少华

（山东广电网络有限公司招远公公司，招远 265400）

EoC技术在广电宽带接入网络中的应用

史少华

（山东广电网络有限公司招远公公司，招远 265400）

本文首先对EoC技术进行了简要介绍，然后对主流EoC系列标准进行了比较，最后就EoC技术在招远广电宽带接入网络中的应用实践情况进行了详细阐述。

EoC；广电网络；宽带接入

1　引言

随着有线电视数字化的推进，建设下一代广播电视网（NGB）提上议事日程，广电网络的双向化改造已经成为必然的趋势。在接入网的改造中，为了解决“最后一公里”的入户问题，有多种技术方案，其中EoC（Ethernet over Coax）产品经过近几年的发展完善，逐步成为主流解决方案之一，并在一些地方开始商用。EoC技术能够充分利用广电同轴接入网络资源，通过对现有网络的改造实现双向通信，承载以太网业务，实现数据、视频、语音等多种业务的融合，因而得到了广泛关注。

2　EoC技术简介

EoC技术是在同轴电缆上传输以太网数据信号的技术，即以以太网系列技术为基础的数据接入技术，物理传输介质是同轴电缆，数据传输可以使用基带传输技术也可以使用调制传输技术。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。

无源EoC采用的是将基带的以太数据流信号直接混入或分离的技术，没有经过调制，其实质就是一种基于同轴的以太局域网，其最大的特点是通过无源器件的处理就可实现。它适合于集中分配型同轴网络，不适合树型，也不能过分支分配器。从改造情况看，无源EoC改造必须具备两个条件：一是局端数据信号必须到楼道；二是EoC下行通道不能有分支分配器，且不能有额外干扰源。这两个条件，导致采用无源EoC技术的广电双向网络改造成本非常大，无法适用于广电的树型和星型网络。

有源EoC不同于无源EoC，它是采用频分复用技术将预先调制的以太IP数据信号与CATV信号混合在一起，然后通过同轴分配网传输至用户端分离出CATV信号和IP数据信号，IP数据信号进行解调还原成原始以太数据信号。有源EoC由于采取了一些适应CATV网络特性的处理技术，所以能克服无源EoC的缺点，能适应树型、星型以及混合型网状网，能够过分支分配器，具有传输距离远、带宽高、支持QoS、支持集中网管等优点，能够很好地满足HFC同轴分配网络结构特点。

3　EoC系列标准比较

有源EoC技术目前是研究和使用的潮流，大多是基于调制技术的。主流的技术主要有：基于电力线的HomePlug、基于电话线的HomePNA、基于同轴电缆的MoCA、源自无线接入的Wi-Fi降频技术和H3C的EPCN技术等。

（1）HomePlug AV。HomePlug AV的物理层采用正交频分（OFDM）调制技术，总子载波数为1155，在2～28MHz频段使用917个有效子载波；每个子载波可自适应选择BPSK，QPSK到1024QAM的调制技术；采用Turbo FEC错误校验；物理层线路速率达到200Mb/s，净荷为150Mb/s，接近电力线信道的通信容量，最大链路衰减60dB，抗噪声性能极强。

HomePlug AV的MAC层支持基于周期同步机制的TDMA和CSMA/CA，TDMA面向连接，提供QoS保障，确保带宽预留、高可靠性严格的时延抖动控制，CSMA面向优先级，提供四级优先级；数据传输能力较高，MAC层传输速率达到100Mb/s；小字节（64Byte）下吞吐率仍然较好，可达到25Mb/s。

（2）HomePNA3.1。HomePNA3.1的物理层采用频率分集正交幅度（FDQAM）调制技术，根据网络干扰情况，最多分裂为16个子载波，一般而言，在较低的SNR传输环境下，FDQAM的效率优于QAM，但其抗干扰能力不如OFDM；在扩展的4～36MHz功率谱密度掩码内，支持最大32MHz的带宽，能够提供范围为4～320Mb/s的物理层数据速率。

HomePNA3.1的MAC层采用基于CSMA/CA技术的同步MAC协议模式来提供无冲突媒质接入；在主机控制下，通过预先规划好所有媒质访问的时序来避免冲突；提供QoS服务，采取八种不同优先等级的帧传送方式，MAC层速率可达150Mb/s。

（3）MoCA。MoCA物理层的工作频带为800～1500MHz，每个信道带宽50MHz，15个信道可选；物理层采用多子载波OFDM技术，每个子载波调制方式为BPSK～256QAM自适应，每信道传输速率270Mb/s；MAC层工作方式TDD/TDMA，吞吐率130Mb/s；多信道可并行工作。

（4）Wi-Fi降频。降频Wi-Fi技术采用的是802.1l协议，把2.4 G H z的数据信号降频到9 0 0M H z～1.1GH z范围内，每个信道带宽为20MHz；物理层采用多子载波OFDM技术，每个子载波调制方式为BPSK～256QAM自适应，每信道传输速率54Mb/s；MAC层工作方式CSMA/CA，吞吐率54Mb/s；多信道可并行工作。

（5）EPCN。EPCN是H3C针对广电双向网络改造和家庭宽带接入应用提出的具有自主知识产权的技术，该技术属于有源EoC技术范畴，但有效解决了其他有源EoC的技术局限。EPCN物理层采用基于Homeplug的技术，MAC层采用类似EPON的技术，借助H3C在以太网、EPON、ADSL等接入网技术的积累，在QoS、带宽管理、多用户多业务共享、Cable线路质量评估、线路诊断等方面都做了详细的更改和定义，是符合Cable网络的一种MAC技术。

通过物理层采用同轴线缆，链路层采用以太网技术，引入点到多点通信控制技术，使得以太网在点到多点的同轴接入网中进行承载。并通过专有技术解决CABLE网络从光节点到用户端跨越分支分配器、放大器等导致衰减大的问题，实现了单台CC网络集中器的最大覆盖，物理层速率、支持的最大用户数和抗干扰能力也得到很大提升。

EPCN技术使用OFDM调制方式，在2～30MHz频段使用近千个子载波；每个子载波可以单独进行BPSK，QPSK，8QAM，16QAM，64QAM，256QAM，1024QAM调制；OFDM中各个子载波频谱有1/2重叠正交，这样提高了OFDM调制方式的频谱利用率。在接收端通过相关解调技术分离出各载波，同时消除码间干扰的影响。并且采用Turbo FEC错误校验结束，大大的提升了EPCN的抗干扰能力。

4　EoC技术在招远广电的应用

4.1EoC技术选择

目前，在业界EoC产品方案多种多样，规模、成熟度不一，不同的EoC技术有不同的优缺点，选择哪一种，就要根据不同的网络情况，综合成本、速率来考虑。2008年底，招远广电技术人员在对主流EoC技术进行认真分析的基础上，结合招远广电网络普遍存在一级电放大器及双向可寻址集线器高频不便于跨接的现状，决定选用低频的EoC技术来实现网络的双向化。我们选择了多个厂家基于HomePlug Turbo，HomePlug AV及BPL的EoC设备进行了实验室环境和用户环境的多次应用测试和比较，并重点对H3C的产品进行了测试。

结合多次的测试结果得出：基于HomePlug AV 的EoC技术具有较强的抗干扰能力、传输距离远、能满足现阶段宽带上网的基本要求。但时延较大且不稳定、随着终端在线和同时上网用户数的增加，在上行数据流量增大的同时，丢包率明显上升。

技术没有最好，只有更适合。结合招远广电网络的状况，2009年最终选择了H3C基于EPCN的有源EoC调制技术，成功开通了互联网接入业务，并实现了对接入网中有源设备的全程全网管理。

4.2招远广电宽带接入网结构

招远广电宽带接入网络结构图如图1所示，宽带接入网采用了以太网单边缘、每用户每业务一个VLAN的方案。EPON和EPCN系统采用H3C公司的相关设备。OLT设备（带EPON业务板的S7506E交换机）放置于广电小区中心机房，OLT上行连接城区网设备。ONU（ET254-L）设备放置于小区或者楼道，OLT与ONU之间通过无源分光器以点对多点方式连接。

EPCN系统由头端CLT（CC600E/CC602）、终端CNU（CB201E/CB203E）、同轴分配网等部分组成。头端与ONU放置在一起，将以太网调制，并与CATV信号混合，在楼道同轴分配网中传送。终端实现解调功能，将以太网数据信号与CATV信号分离，数据信号通过网口链接PC，实现上网功能。利用EPON+EPCN提供的IP通道，可实现点播信号回传，提供VoD增值服务，利用联通NGN平台提供VoIP业务。

图1　招远广电宽带接入网络结构图

4.3光节点覆盖入户方式

（1）光节点覆盖方式。业务开通初期开通率比较低，为了降低成本，把EPCN头端和ONU放置在光节点位置，完成对小区的广覆盖，从而快速完成双向改造。随着业务开展，可以在光节点位置增加EPCN头端，为用户提供高带宽。

（2）楼道覆盖方式。随着业务推广深入，业务开通率逐步提高，终端接入越来越密集，头端放置在光节点位置已不能满足用户带宽接入需求，可把EPCN头端和ONU放置在楼头，完成对楼道的密集覆盖，为用户提供高带宽。

4.4放大器跨接

EoC调制的数据信号，对双向网络的放大器，只要将放大器的反向通路短接即可，无须增加反向回传或放大模块。如果是传统的单向放大器，通过外接低通旁路器完成，放大器跨接示意图如图2所示。

4.5接入系统特点

（1）覆盖范围广。EPCN头端放在光节点处，到终端的传输距离可达1km，头端可接入253台终端用户，形成广覆盖，头端到终端可过两级放大器。对放大器改造无源，只需简单跨接低通旁路器即可。

（2）高带宽。H3C的EPCN，物理层速率可以达200Mb/s，MAC层带宽可以达100Mb/s。而且采用的QoS机制和TDMA下行机制可以保证用户增加情况下的负载均衡，可以支持点播和上网业务。且随着终端用户的增加，可增加EPCN头端，为用户提供高带宽接入。

（3）运营维护简单。每户带宽可限速，提供精细带宽管理；终端用户间二层隔离；黑白名单功能提供严格终端用户接入控制；全网统一网管，可以管理EPON、EPCN头端、EPCN终端。并能从EPCN头端获取丰富的线路检测参数，评价线路质量，方便用户维护线路。

（4）可靠性高。EPCN头端和终端内置分离滤波器，实现掉电旁路，放大器改造也是无源，这样即使头端和终端掉电，也不影响CATV信号下传。

5　对EoC系统的管理和维护经验

H3C提供了较为强大的IMC（智能管理中心）系统，可以对EoC设备（包括终端）进行简单、有效的管理。

（1）“衰减”指标，大致反映了物理链路的低频数字信号衰减。如出现较大的链路衰减，且与理论值出入较大，一般为电缆接头接触不良、线缆断裂、分支分配器损耗或特性发生变化对低频的通过性较差等因素所导致。

（2）“上/下行速率”指标，直观地反映了链路的整体情况。在链路衰减、SNR/Carrier值在正常范围内，但下行速率较低，一般为局端与该终端传输路径靠近局端的地方，出现了较大的反射所致，多为接触不良、阻抗不匹配等。上行速率低与之相反。基于INT6400芯片组EoC的上下行速率的最大值为151，值越大越好，但该值仅能参考，因为它不能更准确、及时反映网络的详情。

（3）“平均Pre-FEC比特错误率”指标，表示数据在物理层传输过程中，由于线路上信号失真引起的传输错误或误码率。如该指标数值较大时，一般表明通道中有大量的汇集噪声存在。该值应≤2%。

（4）“平均Bits/Carrier”为平均每个子载波承载的信息量，该指标的最大值为10。一般要求≥7，如该值较小，一般表明为通道中有大量的汇集噪声存在。

（5）“平均SNR/Carrier”为每载波信噪比的平均值。BPSK调制的最低SNR/Carrier要求为6dB，该值越大越好，一般应≥20dB。一般情况下，需将平均Pre-FEC比特错误率、Bits/Carrier及SNR/Carrier综合一起来判断。

（6）“平均发送/接收PB CRC错误率”指标，表示终端设备从以太网口发送/接收到的CRC校验错误的数据报文所占的比率。反映了数据在MAC层的传送效率。该值要求≤10%，越小越好。在其他指标均正常的情况下，该值越大，说明线路在对应方向存在较大的反射汇集。

上述参数，仅为故障判断提供了参考数值。具体的网络故障，应综合各参数的指标，并结合网络的具体拓扑一起来分析、排查。

6　结束语

当前，市场上针对广电双向网络的接入技术琳琅满目，且各有优缺点，只有结合自身的网络实际，在充分认识和了解技术优缺点的基础上，扬长避短，并对其进行必要的优化或改造，使之与所选择的技术相适应，以满足现阶段和一段时期内综合业务的发展需求，并逐步实现向NGB的演进，牢牢把握下一代HFC接入网技术与产业链的主导权，才能在“三网融合”激烈的竞争中，占有一席之地。

EoC Technology in the Application of the Radio and Broadband Access Network

Shi Shaohua
（Zhaoyuan Branch，Shandong Broadcast and Television Information Network Co.， Ltd， Zhaoyuan， 265400）

Firstly gives a brief introduction of EoC Technology，then the mainstream EoC series standards are compared，The application of EoC technology in Zhaoyuan radio and TV broadband access network are discussed in detail.

EoC； broadcasting and TV network； broadband accessing

10.3969/j.issn.1672-7274.2015.01.003

TN94，TN915.6 文献标示码：A

1672-7274（2015）01-0016-04

史少华，女，1968年生，助力工程师，主要从事广播电视技术工作。

［1］ 李鉴增.宽带网络技术［M］.北京：中国广播电视出版社，2004

［2］ 潘爱民译.计算机网络［M］.北京：清华大学出版社，2004