2024年6月3日发(作者:寸雅辰)
Technology Study
技术研究
DCW
以小C融合IPQAM作为广电FTTH演进中一种补充的探讨
孙 捷,史长超,徐 军,黄 俊
(江苏有线南京分公司,江苏 南京 210001)
摘要:结合广电网络自身特点分析了广电FTTH的具体情况,以南京广电实践为基础梳理了在广电FTTH网络演进过
程中以小C融合IPQAM作为一种补充的可行性,探讨了广电网络从实际网络情况出发,在存量网络中发挥同轴极致潜力
并向FTTH逐步过渡的一种方式。
关键词:小C;IPQAM;FTTH;网络演进
doi:10.3969/.1672-7274.2020.12.009
中图分类号:TN943.6 文献标示码:A 文章编码:1672-7274(2020)12-0023-04
Discussion on C-CMTS Fusion IPQAM as an Supplement in the
Evolution of CATV FTTH
SUN Jie, SHI Changchao, XU Jun, HUANG Jun
(Jiangsu broadcasting cable information network corporation limited Nanjing branch, Nanjing 210001, China)
Abstract
:
Combined with the characteristics of CATV, the specifi c situation of CATV FTTH is analyzed. Based on the
practice of Nanjing CATV, the feasibility of using C-CMTS fusion IPQAM as an supplement in the evolution of CATV FTTH
network is sorted out. A way for CATV network to use the potential of cable and gradually transition to FTTH is discussed.
Keywords
:
C-CMTS; IPQAM; FTTH; network evolution
1 FTTH
1.1 FTTH在电信运营商的发展历程
FTTH技术发端于电信运营商通信网的应用。纵观
20年来宽带业务的发展历程,家庭宽带接入方式从电话
拨号到 ADSL宽带再到光纤接入,用户带宽速率从最初
的 56 kb/s以下,提升到 100 Mb/s乃至1,000 Mb/s的带
宽速率。 20世纪90年代末期的电信业务主要聚焦于传
统语音业务,围绕铜线网络和同轴技术的网络建设是最
为经济实用的选择。进入2000年后头十年里,数据业务
开始稳步增长,国内电信运营商开始探索基于 PON技术
新建 FTTB、 FTTC补充原有铜线网络数据传输能力的不
足。自 2006年起,国内三大运营商已经部署了几千万线
的 FTTB,尽管有效提升了用户带宽,但随着高带宽业
务的不断涌现,FTTB等技术的短板效应开始显现。而
另一方面,经过近 10年发展,FTTH的建设成本进一步
下降,三大运营商开始倾向于选择基于 FTTH的解决方
案
[1]
。
屏幕的生存空间,呈现出颠覆传统电视功能与服务方式
的趋势,越来越多的终端用户趋向于选择网络视频、自
媒体等新兴数据服务内容。所以面向互联网,以具备高
速传输、海量业务数据存储转发能力的广电网络为支撑,
实现广电业务与互联网业务的融合发展,才是未来广电
网络发展的方向。面对井喷式发展的互联网创新需求,
只有高带宽、低能耗的 FTTH通信网络能够承担起大数
据时代媒体融合发展信息传输的重担。
无论是电信网建设还是广电网络接入网双向改造建
设,全光网络是网络建设的必然趋势和终 极目标。面对
电信运营商日益激烈的竞争压力,广电运营商必须有效
解决融合网络的挑战,改变长期以来广播电视产品单一
的劣势,通过互动电视、智能家居、物联网服务、宽带
及其他增值业务的融合,来迎合客户日益多样化的需求。
随着光产业链的成熟,PON光网络设备及相关全光元件
成本的大幅下降和施工效率的提升,FTTH已成为具有
广电网络全业务承载能力的接入网解决方案之一
[2]
。
1.2 广电网络发展诉求
互联网诞生之前,广播电视网络一直是人们获取信
息的最主要渠道。在互联网发展初期,由于带宽的限
制,互联网视频服务质量还远不能与有线电视网络相提
并论。然而在 2006年以后,随着网络基础建设的迅猛发
展,互联网业务服务质量不断提升,业务形态趋于多样
性,手机、平板电脑等智能化终端的兴起,挤占了电视
2 广电FTTH演进过程中存量网络的问题
FTTH也就是代表着全 IP化,电信运营商网络在有
线业务网络端除去天然 IP化的宽带业务,发展起来的
IPTV没有任何历史负担,从机顶盒终端到网络侧、播出
侧都是基于 IP化的,则 FTTH网络对于电信运营商是水
到渠成。区别于电信运营商,虽然广电网络个人业务也
可划分为宽带业务和机顶盒电视类业务,由于广电的电
2020.12
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技术
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研究
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视类业务本质上就不是一个基于 IP化的业务,前端播出
侧、城域网络侧以及大量的用户机顶盒终端侧都有一个
存量的问题
[3]
,所以当前广电的 FTTH更多集中在宽带
业务光纤入户。站在一个长远的角度,广电网络电视类
业务的入户必将也是光纤化,实现全业务的 FTTH,但
是这也将是一个时间窗口的问题。下面进行一些具体的
分析。
图1 广电现网的FTTH+同轴入户
表1 广电FTTH网络对于当前业务的适配性
广电现有业务类型FTTH网络适配备注
宽带数据OKNA
机顶盒端点播
OTT视频点播OKNA
IPQAM视频点播NO
前端、机顶盒需全部
机顶盒端直播射频NO
IP化
由上述可见,当 FTTH网络部署后,对于广电网络
的全业务来说,若是要形成端到端的 FTTH能力,则对
于现网大量存在的机顶盒终端以及直播、点播平台将同
步带来一个演进的过程。另外在施工上,纯新建网络及
配套没有光纤入户困难,但是存量网络让光纤进入用户
家也是一个棘手的问题。
3 以小C融合IPQAM作为广电FTTH演
进过程中的一种补充
3.1 小C技术简介
在传统 HFC网络上,利用 CMTS和CM设备能
够实现基于 HFC网络的宽带数据传输。为了满足有线
电视接入网络大带宽业务承载、多业务 QoS保障、可
运营、可管理的运营要求,中国广电提出了基于ETSI
EN302878系列标准的一种同轴宽带接入技术,兼容了
DOCSIS标准,也称为 C-DOCSIS技术、小 C。此外,《
NGB宽带接入系统 C-DOCSIS技术规范》已于 2012年8
月成为广电行业标准。
小C接入技术将 EN302878系列标准规定的物理层
与数据链路层的接口,从分中心机房下移至有线电视光
节点处,向下通过射频接口与同轴电缆分配网络相接,
向上通过 PON或以太网与汇聚网络相连。针对接口下移
后的组网模式,小 C接入技术规范了系统的功能模块及
模块之间的数据和控制接口,扩展了 TSI EN302878系列
标准规定的上下行射频调制技术,简化了部分信道技术,
在保障与符合ETSI ES202488、ETSI EN302878系列标
准的终端设备兼容的同时能够实现大带宽入户,承载视
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2020.12
频、语音和数据等综合业务。具有大带宽业务承载、多
业务 QoS保障、可运营、可管理的能力,是有线电视网
络承载三网融合业务的下一代宽带接入技术
[4]
。
3.2 FTTH演进过程中存量网络采用小C迭代的
特点
在广电 FTTH演进过程中,大量的存量 CMTS网
络通过小 C的迭代可以达到很好的效果。小 C也是通
过 PON网络到达光节点处,相比于 FTTH网络,只是
FTTH网络的 ONU入户了,而小 C网络的 ONU在光节
点处,再通过射频调制的同轴入户,一定程度上等同于
FTTB,那么待到用户终端等周边条件都成熟后,小 C
网络结构上对于可光纤入户的用户直接跨过 CMTS单元
直接 ONU入户,光纤入户有困难的用户还可以暂时保
留同轴入户,通过演进最终达到全部 FTTH。另外,当
小 C融合了 IPQAM功能后,对于当前广电暂未 IP化的
VoD点播系统直接节约了 IPQAM设备投入,待到 VoD
前端系统 IP化后小 C中IPQAM的频点资源全部转化为
CMTS频点资源即可,即 VoD视频全部转化为 IP数据
资源
[5]
。再者,小 C下沉至光节点处可以充分利用既有
的CMTS频点资源,增加总体接入带宽,满足用户高带
宽接入需求。
表2 以小C进行存量网络迭代的特点
4 南京地区小C网络融合IPQAM应用实
践
南京地区自 2013年试点上线小 C以来,全网约
有2,000多台小 C运行,涵盖华为和鼎点各时期型
号,经测试新型号的鼎点 CC8800C-P2和华为 MA5633-
H822CCKRC均能支持 IPQAM的VoD点播。南京大网
目前已经启动了小 C融合IPQAM功能工作,并已在具
备转换条件的区域逐步进行用户覆盖。
4.1 小C启用IPQAM后网络拓扑的调整
当小C中启用了 IPQAM功能后,网络侧需做对应
调整,整体来说简化了网络拓扑结构。一是需要将VoD
后台的 IPQAM推流数据在 OLT处直接对接并通过小
C下发;二是直播信号 1550光信号直接在小C处混合,
省去机房光电、电光转换。图2为网络调整前后的对比图,
红线部分为改纤位置,在实现同样功能的情况下大大精
简了网络结构。
图2 机房双向
、
单向网络结构调整
4.2 小C中IPQAM功能与VoD平台对接
VoD系统是通过推流分组号+某个IPQAM频点+
某个节目号来作为推流目标的,根据小 C网络的特点
采用每台小 C一个推流分组,UDP端口号重复使用。
UDP端口号从 257开始,每信道 UDP port间隔256,每
节目对应 UDP端口步进为 1。另外,现网中每台 OLT
为32个PON口,每个 PON口带4台小C,合计不超过
128台,所以每台 OLT上规划 1个C的推流IP地址及分
组号。
需要注意,OLT下挂的小 C可以共用一个推流 IP
地址,通过 65,535个UDP端口号也可以做到区分不同
的小 C,即 IP地址+UDP端口号做推流目标的区分,但
是这样不利于后续直观的运维,需要通过 UDP端口号翻
译出来对应的小 C设备。现网里采用每一个小 C一个推
流 IP地址,UDP端口号只在一个 IP地址下使用,小 C
之间可以重复使用,靠 IP地址做到区分,这种一一对应
的关系方便日后运维。
表3 每小C/IPQAM推流分组EQAM配置mapping表
每个分组/小C信道范围内QAM参数设置(鼎点外挂服务器下发配置方式&华为olt直接下
发配置方式)
udp起始端口pmtpid设置(仅
EQAM信道频点节目号范围
(每信道udp port
每节目对应
间隔256)
udp端口步进
设备中设置,
步进16)
DS1482Mhz1~322571112~608
DS2490Mhz1~325131112~608
DS3498Mhz1~327691112~608
DS4506Mhz1~3210251112~608
DS5514Mhz1~3212811112~608
DS6522Mhz1~3215371112~608
DS7530Mhz1~3217931112~608
DS8538Mhz1~3220491112~608
4.3 鼎点小C启用跨OLT的Control管理模式
现网频谱资源 IPQAM为482 MHz开始,CMTS为
714 MHz开始,目前,鼎点 CC8800C-P2版本若通过
OLT下发配置管理则无法跨越 192 MHz频点限制,故
配置专用的小 C网管Control服务器解决此问题。此
套体系中需要为鼎点每台小 C下发管理 IP地址,并且
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在 DHCP中配置 Control服务器的 IP地址给小C,需要
BCC系统支持 DHCP option43。在整个过程中:
(1)OLT做DHCP relay时为不同的设备做不同的
giadd,BCC系统依靠DHCP中带上去的不同的giadd
对应到不同的地址池,达到BCC系统识别是小C的
DHCP请求的目的。
(2)BCC系统为小 C进行DHCP分配IP地址。
(3)BCC系统在为小 C分配地址的过程中启用
option43字段将 Control服务器地址下发至小 C。
图3 鼎点小C的Control模式拓扑图
4.4 利用通信理论进行实践创新,提升小C上行
信道抗噪声能力
依据香农公式C=W*log
2
(1+S/N)(bps),研究小C
上行保持总体带宽不变的前提下,通过增大信道带宽 W
为2倍情况下,即log
2
(1+C/N)=2*log
2
(1+C1/N),信
噪比变化。
搭建实验室模拟环境,在 CM上行通道引入可调白
噪声,通过 CMTS上行信道调制方式的改变,测量不同
的调制方式下,上行对应的抗噪声能力。通过PC机在
小 C处向CM长ping 1500的大包,调整 CM上行引入
的噪声,直至 ping包出现断断续续而 CM并没有下线,
则认为此时噪声为临界值。
图4 上行噪声测试方法
表4 上行噪声极限测试
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表5 上行带宽测试
由以上的测试研究可以看出,对于小C的上行信
道,通过降阶调制方式,可以提升抗干扰能力,同时再
辅以增大调制带宽,可以保障整体带宽不变。通过这样
的组合,不回避上行信道容易受到噪声干扰,在保障
总体带宽不变的情况下提升了抗干扰能力,为上行信道
开 4个频点打下了理论基础,从而也为小C现网部署环
境下,用户CM更健壮的网络适应性、更好的用户体验
打下基础。目前南京局部覆盖区域已经开始按照3个6.4
MHz带宽QAM16上行信道外加1个兜底的6.4 MHz带
宽QPSK上行信道配置使用。
在覆盖大量在线用户前提下,全部使用FTTH入户也不
太现实,只要有用户不使用光纤入户,则理论上大C系
统就不能下线,除非丢弃这些用户。此时使用小C进行
网络迭代,无论在网络演进方向还是提升用户性能上都
是一个很好的选择,也可以和在使用期限内的大C混合
使用。另外,现阶段需要结合广电自身的特点,可以充
分挖掘同轴潜力,稳步推进FTTH光纤到户,形成同轴
对光纤进行补点的一个良性发展局面,避免一刀切从而
造成入户困难、用户流失的问题。通过小C网络叠加
FTTH,通过时间窗口内不断进行网络演进从而在未来的
某个时间点全部实现FTTH光纤入户,支撑广电网络业
务发展。
参考文献
[1] 严海涛,刘厚伟,马刚.运营商FTTH接入覆盖方式探讨[J].信息通信,
2013(07):241-242.
[2] 李荣军.广电网络FTTH建设的必要性与应用研究[J].电子世界,2019
(16):158-159.
[3] 陈绍荣.广电网络FTTH建设中一些问题的探讨[J].中国有线电视,2018
(08):938-940.
[4] 中华人民共和国广播电影电视行业标准.GY/T 266-2012, NGB宽带接入
系统C-DOCSIS技术规范[S].2012.
[5] 孙四虎,张国圆.融合型C-DOCSIS建设[J].有线电视技术,2019(08):
65-67.
5 结束语
当前,广电网络大存量的大 C网络都将到达使用周
期,继续维保或者重新购买也将是一笔不小的费用,而
(上接第17页)
bTy pe为消息类型,bSubType为消息子
类型,pbData为数据地址,sLen为数据长度。根据消息
类型和消息子类型,发送指定的数据给指定的某个或多
个板卡。
(3)Msg _Recv(unsigned char* pbData,unsigned
short sLen)。消息接收处理函数,主要完成消息的接收
和缓存。其中,pbData为待接收数据的地址,sLen为待
接收数据的长度。在循环队列中完成缓存后,数据会在
main主函数中调用 Msg _ Handle进行解析处理。
基于这个消息传递处理机制,可实现多处理器的同
步以及多处理器之间大数据量的传递。同时由于驱动层
自定义 API的存在,消除了底层硬件接口的差异,具备
良好的可移植性。
统一使用标准化的硬件接口API,可实现网控器功能,
提供多链路协议切换以及对无线网络进行实时管理的功
能,同时也满足大数据量的要求。同时基于对底层硬件
接口区别的屏蔽,该框架可方便地移植到其他硬件接口
的平台,也实现了模块化分层化。
参考文献
[1] 范明.基于标准VPX的机载SAR成像/GMTI算法实现[D].西安:西安
电子科技大学,2019.
[2] 丁有源,汪安民.基于多核任务并行处理的DSP软硬件设计[J].单片机
与嵌入式系统应用,2012,12(05):43-45.
[3] 李超.RapidIO高速互联技术研究[J].现代导航,2017,8(05):385-390.
[4] 冯毅.基于WinDriver的多路串行设备驱动开发[J].电子技术,2014,43
(06):61-63.
[5] 邝安玄,刘明,朱守园.VxWorks下串口设备驱动设计与实现[J].航空计
算技术,2018,48(4):78-81.
[6] 孙广明,唐建.基于高可靠CPCI接口的4通道串口设计[J].电子设计工程,
2017,25(23):90-93.
5 结束语
本文设计了一种适合高速高带宽数据通信系统中,
同时存在多处理器的应用环境下,一种基于VPX的
DSP软件通用架构设计,该设计屏蔽了底层硬件差别,
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以小C融合IPQAM作为广电FTTH演进中一种补充的探讨
孙 捷,史长超,徐 军,黄 俊
(江苏有线南京分公司,江苏 南京 210001)
摘要:结合广电网络自身特点分析了广电FTTH的具体情况,以南京广电实践为基础梳理了在广电FTTH网络演进过
程中以小C融合IPQAM作为一种补充的可行性,探讨了广电网络从实际网络情况出发,在存量网络中发挥同轴极致潜力
并向FTTH逐步过渡的一种方式。
关键词:小C;IPQAM;FTTH;网络演进
doi:10.3969/.1672-7274.2020.12.009
中图分类号:TN943.6 文献标示码:A 文章编码:1672-7274(2020)12-0023-04
Discussion on C-CMTS Fusion IPQAM as an Supplement in the
Evolution of CATV FTTH
SUN Jie, SHI Changchao, XU Jun, HUANG Jun
(Jiangsu broadcasting cable information network corporation limited Nanjing branch, Nanjing 210001, China)
Abstract
:
Combined with the characteristics of CATV, the specifi c situation of CATV FTTH is analyzed. Based on the
practice of Nanjing CATV, the feasibility of using C-CMTS fusion IPQAM as an supplement in the evolution of CATV FTTH
network is sorted out. A way for CATV network to use the potential of cable and gradually transition to FTTH is discussed.
Keywords
:
C-CMTS; IPQAM; FTTH; network evolution
1 FTTH
1.1 FTTH在电信运营商的发展历程
FTTH技术发端于电信运营商通信网的应用。纵观
20年来宽带业务的发展历程,家庭宽带接入方式从电话
拨号到 ADSL宽带再到光纤接入,用户带宽速率从最初
的 56 kb/s以下,提升到 100 Mb/s乃至1,000 Mb/s的带
宽速率。 20世纪90年代末期的电信业务主要聚焦于传
统语音业务,围绕铜线网络和同轴技术的网络建设是最
为经济实用的选择。进入2000年后头十年里,数据业务
开始稳步增长,国内电信运营商开始探索基于 PON技术
新建 FTTB、 FTTC补充原有铜线网络数据传输能力的不
足。自 2006年起,国内三大运营商已经部署了几千万线
的 FTTB,尽管有效提升了用户带宽,但随着高带宽业
务的不断涌现,FTTB等技术的短板效应开始显现。而
另一方面,经过近 10年发展,FTTH的建设成本进一步
下降,三大运营商开始倾向于选择基于 FTTH的解决方
案
[1]
。
屏幕的生存空间,呈现出颠覆传统电视功能与服务方式
的趋势,越来越多的终端用户趋向于选择网络视频、自
媒体等新兴数据服务内容。所以面向互联网,以具备高
速传输、海量业务数据存储转发能力的广电网络为支撑,
实现广电业务与互联网业务的融合发展,才是未来广电
网络发展的方向。面对井喷式发展的互联网创新需求,
只有高带宽、低能耗的 FTTH通信网络能够承担起大数
据时代媒体融合发展信息传输的重担。
无论是电信网建设还是广电网络接入网双向改造建
设,全光网络是网络建设的必然趋势和终 极目标。面对
电信运营商日益激烈的竞争压力,广电运营商必须有效
解决融合网络的挑战,改变长期以来广播电视产品单一
的劣势,通过互动电视、智能家居、物联网服务、宽带
及其他增值业务的融合,来迎合客户日益多样化的需求。
随着光产业链的成熟,PON光网络设备及相关全光元件
成本的大幅下降和施工效率的提升,FTTH已成为具有
广电网络全业务承载能力的接入网解决方案之一
[2]
。
1.2 广电网络发展诉求
互联网诞生之前,广播电视网络一直是人们获取信
息的最主要渠道。在互联网发展初期,由于带宽的限
制,互联网视频服务质量还远不能与有线电视网络相提
并论。然而在 2006年以后,随着网络基础建设的迅猛发
展,互联网业务服务质量不断提升,业务形态趋于多样
性,手机、平板电脑等智能化终端的兴起,挤占了电视
2 广电FTTH演进过程中存量网络的问题
FTTH也就是代表着全 IP化,电信运营商网络在有
线业务网络端除去天然 IP化的宽带业务,发展起来的
IPTV没有任何历史负担,从机顶盒终端到网络侧、播出
侧都是基于 IP化的,则 FTTH网络对于电信运营商是水
到渠成。区别于电信运营商,虽然广电网络个人业务也
可划分为宽带业务和机顶盒电视类业务,由于广电的电
2020.12
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技术
IGITCW
研究
Technology Study
视类业务本质上就不是一个基于 IP化的业务,前端播出
侧、城域网络侧以及大量的用户机顶盒终端侧都有一个
存量的问题
[3]
,所以当前广电的 FTTH更多集中在宽带
业务光纤入户。站在一个长远的角度,广电网络电视类
业务的入户必将也是光纤化,实现全业务的 FTTH,但
是这也将是一个时间窗口的问题。下面进行一些具体的
分析。
图1 广电现网的FTTH+同轴入户
表1 广电FTTH网络对于当前业务的适配性
广电现有业务类型FTTH网络适配备注
宽带数据OKNA
机顶盒端点播
OTT视频点播OKNA
IPQAM视频点播NO
前端、机顶盒需全部
机顶盒端直播射频NO
IP化
由上述可见,当 FTTH网络部署后,对于广电网络
的全业务来说,若是要形成端到端的 FTTH能力,则对
于现网大量存在的机顶盒终端以及直播、点播平台将同
步带来一个演进的过程。另外在施工上,纯新建网络及
配套没有光纤入户困难,但是存量网络让光纤进入用户
家也是一个棘手的问题。
3 以小C融合IPQAM作为广电FTTH演
进过程中的一种补充
3.1 小C技术简介
在传统 HFC网络上,利用 CMTS和CM设备能
够实现基于 HFC网络的宽带数据传输。为了满足有线
电视接入网络大带宽业务承载、多业务 QoS保障、可
运营、可管理的运营要求,中国广电提出了基于ETSI
EN302878系列标准的一种同轴宽带接入技术,兼容了
DOCSIS标准,也称为 C-DOCSIS技术、小 C。此外,《
NGB宽带接入系统 C-DOCSIS技术规范》已于 2012年8
月成为广电行业标准。
小C接入技术将 EN302878系列标准规定的物理层
与数据链路层的接口,从分中心机房下移至有线电视光
节点处,向下通过射频接口与同轴电缆分配网络相接,
向上通过 PON或以太网与汇聚网络相连。针对接口下移
后的组网模式,小 C接入技术规范了系统的功能模块及
模块之间的数据和控制接口,扩展了 TSI EN302878系列
标准规定的上下行射频调制技术,简化了部分信道技术,
在保障与符合ETSI ES202488、ETSI EN302878系列标
准的终端设备兼容的同时能够实现大带宽入户,承载视
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频、语音和数据等综合业务。具有大带宽业务承载、多
业务 QoS保障、可运营、可管理的能力,是有线电视网
络承载三网融合业务的下一代宽带接入技术
[4]
。
3.2 FTTH演进过程中存量网络采用小C迭代的
特点
在广电 FTTH演进过程中,大量的存量 CMTS网
络通过小 C的迭代可以达到很好的效果。小 C也是通
过 PON网络到达光节点处,相比于 FTTH网络,只是
FTTH网络的 ONU入户了,而小 C网络的 ONU在光节
点处,再通过射频调制的同轴入户,一定程度上等同于
FTTB,那么待到用户终端等周边条件都成熟后,小 C
网络结构上对于可光纤入户的用户直接跨过 CMTS单元
直接 ONU入户,光纤入户有困难的用户还可以暂时保
留同轴入户,通过演进最终达到全部 FTTH。另外,当
小 C融合了 IPQAM功能后,对于当前广电暂未 IP化的
VoD点播系统直接节约了 IPQAM设备投入,待到 VoD
前端系统 IP化后小 C中IPQAM的频点资源全部转化为
CMTS频点资源即可,即 VoD视频全部转化为 IP数据
资源
[5]
。再者,小 C下沉至光节点处可以充分利用既有
的CMTS频点资源,增加总体接入带宽,满足用户高带
宽接入需求。
表2 以小C进行存量网络迭代的特点
4 南京地区小C网络融合IPQAM应用实
践
南京地区自 2013年试点上线小 C以来,全网约
有2,000多台小 C运行,涵盖华为和鼎点各时期型
号,经测试新型号的鼎点 CC8800C-P2和华为 MA5633-
H822CCKRC均能支持 IPQAM的VoD点播。南京大网
目前已经启动了小 C融合IPQAM功能工作,并已在具
备转换条件的区域逐步进行用户覆盖。
4.1 小C启用IPQAM后网络拓扑的调整
当小C中启用了 IPQAM功能后,网络侧需做对应
调整,整体来说简化了网络拓扑结构。一是需要将VoD
后台的 IPQAM推流数据在 OLT处直接对接并通过小
C下发;二是直播信号 1550光信号直接在小C处混合,
省去机房光电、电光转换。图2为网络调整前后的对比图,
红线部分为改纤位置,在实现同样功能的情况下大大精
简了网络结构。
图2 机房双向
、
单向网络结构调整
4.2 小C中IPQAM功能与VoD平台对接
VoD系统是通过推流分组号+某个IPQAM频点+
某个节目号来作为推流目标的,根据小 C网络的特点
采用每台小 C一个推流分组,UDP端口号重复使用。
UDP端口号从 257开始,每信道 UDP port间隔256,每
节目对应 UDP端口步进为 1。另外,现网中每台 OLT
为32个PON口,每个 PON口带4台小C,合计不超过
128台,所以每台 OLT上规划 1个C的推流IP地址及分
组号。
需要注意,OLT下挂的小 C可以共用一个推流 IP
地址,通过 65,535个UDP端口号也可以做到区分不同
的小 C,即 IP地址+UDP端口号做推流目标的区分,但
是这样不利于后续直观的运维,需要通过 UDP端口号翻
译出来对应的小 C设备。现网里采用每一个小 C一个推
流 IP地址,UDP端口号只在一个 IP地址下使用,小 C
之间可以重复使用,靠 IP地址做到区分,这种一一对应
的关系方便日后运维。
表3 每小C/IPQAM推流分组EQAM配置mapping表
每个分组/小C信道范围内QAM参数设置(鼎点外挂服务器下发配置方式&华为olt直接下
发配置方式)
udp起始端口pmtpid设置(仅
EQAM信道频点节目号范围
(每信道udp port
每节目对应
间隔256)
udp端口步进
设备中设置,
步进16)
DS1482Mhz1~322571112~608
DS2490Mhz1~325131112~608
DS3498Mhz1~327691112~608
DS4506Mhz1~3210251112~608
DS5514Mhz1~3212811112~608
DS6522Mhz1~3215371112~608
DS7530Mhz1~3217931112~608
DS8538Mhz1~3220491112~608
4.3 鼎点小C启用跨OLT的Control管理模式
现网频谱资源 IPQAM为482 MHz开始,CMTS为
714 MHz开始,目前,鼎点 CC8800C-P2版本若通过
OLT下发配置管理则无法跨越 192 MHz频点限制,故
配置专用的小 C网管Control服务器解决此问题。此
套体系中需要为鼎点每台小 C下发管理 IP地址,并且
Technology Study
技术研究
DCW
在 DHCP中配置 Control服务器的 IP地址给小C,需要
BCC系统支持 DHCP option43。在整个过程中:
(1)OLT做DHCP relay时为不同的设备做不同的
giadd,BCC系统依靠DHCP中带上去的不同的giadd
对应到不同的地址池,达到BCC系统识别是小C的
DHCP请求的目的。
(2)BCC系统为小 C进行DHCP分配IP地址。
(3)BCC系统在为小 C分配地址的过程中启用
option43字段将 Control服务器地址下发至小 C。
图3 鼎点小C的Control模式拓扑图
4.4 利用通信理论进行实践创新,提升小C上行
信道抗噪声能力
依据香农公式C=W*log
2
(1+S/N)(bps),研究小C
上行保持总体带宽不变的前提下,通过增大信道带宽 W
为2倍情况下,即log
2
(1+C/N)=2*log
2
(1+C1/N),信
噪比变化。
搭建实验室模拟环境,在 CM上行通道引入可调白
噪声,通过 CMTS上行信道调制方式的改变,测量不同
的调制方式下,上行对应的抗噪声能力。通过PC机在
小 C处向CM长ping 1500的大包,调整 CM上行引入
的噪声,直至 ping包出现断断续续而 CM并没有下线,
则认为此时噪声为临界值。
图4 上行噪声测试方法
表4 上行噪声极限测试
2020.12
数字通信世界
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技术
IGITCW
研究
Technology Study
表5 上行带宽测试
由以上的测试研究可以看出,对于小C的上行信
道,通过降阶调制方式,可以提升抗干扰能力,同时再
辅以增大调制带宽,可以保障整体带宽不变。通过这样
的组合,不回避上行信道容易受到噪声干扰,在保障
总体带宽不变的情况下提升了抗干扰能力,为上行信道
开 4个频点打下了理论基础,从而也为小C现网部署环
境下,用户CM更健壮的网络适应性、更好的用户体验
打下基础。目前南京局部覆盖区域已经开始按照3个6.4
MHz带宽QAM16上行信道外加1个兜底的6.4 MHz带
宽QPSK上行信道配置使用。
在覆盖大量在线用户前提下,全部使用FTTH入户也不
太现实,只要有用户不使用光纤入户,则理论上大C系
统就不能下线,除非丢弃这些用户。此时使用小C进行
网络迭代,无论在网络演进方向还是提升用户性能上都
是一个很好的选择,也可以和在使用期限内的大C混合
使用。另外,现阶段需要结合广电自身的特点,可以充
分挖掘同轴潜力,稳步推进FTTH光纤到户,形成同轴
对光纤进行补点的一个良性发展局面,避免一刀切从而
造成入户困难、用户流失的问题。通过小C网络叠加
FTTH,通过时间窗口内不断进行网络演进从而在未来的
某个时间点全部实现FTTH光纤入户,支撑广电网络业
务发展。
参考文献
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系统C-DOCSIS技术规范[S].2012.
[5] 孙四虎,张国圆.融合型C-DOCSIS建设[J].有线电视技术,2019(08):
65-67.
5 结束语
当前,广电网络大存量的大 C网络都将到达使用周
期,继续维保或者重新购买也将是一笔不小的费用,而
(上接第17页)
bTy pe为消息类型,bSubType为消息子
类型,pbData为数据地址,sLen为数据长度。根据消息
类型和消息子类型,发送指定的数据给指定的某个或多
个板卡。
(3)Msg _Recv(unsigned char* pbData,unsigned
short sLen)。消息接收处理函数,主要完成消息的接收
和缓存。其中,pbData为待接收数据的地址,sLen为待
接收数据的长度。在循环队列中完成缓存后,数据会在
main主函数中调用 Msg _ Handle进行解析处理。
基于这个消息传递处理机制,可实现多处理器的同
步以及多处理器之间大数据量的传递。同时由于驱动层
自定义 API的存在,消除了底层硬件接口的差异,具备
良好的可移植性。
统一使用标准化的硬件接口API,可实现网控器功能,
提供多链路协议切换以及对无线网络进行实时管理的功
能,同时也满足大数据量的要求。同时基于对底层硬件
接口区别的屏蔽,该框架可方便地移植到其他硬件接口
的平台,也实现了模块化分层化。
参考文献
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5 结束语
本文设计了一种适合高速高带宽数据通信系统中,
同时存在多处理器的应用环境下,一种基于VPX的
DSP软件通用架构设计,该设计屏蔽了底层硬件差别,
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