2024年6月5日发(作者：法思萱)

ｌ　ＷＩＤＥ　ＢＡＮＤ　Ｎ宽ＥＴ带ＷＯ网Ｒ络Ｋ　

矿　

■鞠教蠢　

ｉｄｅｏ　ｉ　Ｐ　Ｆ　ｒｉｎｆｌ　

【本文献信息】茹伟光，王正军，倪晨鸣．ｃ—ＨＰＡＶ在ＮＧＢ接入网中的应用［ＪＪ．电视技术，２０１３，３７（２０）　

Ｃ—ＨＰＡＶ在ＮＧＢ接入网中的应用　

茹伟光，王正军，倪晨呜　

（上海东方有线网络有限公司，上海２０００４１）　

【摘　要】基于同轴电缆的以太网数据技术（ＥｏＣ）在国内广电网的接入网技术中已应用和发展多年，随着三网融合的推进，　

ＥｏＣ技术成为下一代广播电视网（ＮＧＢ）的主要接入网技术之一。介绍了ＥｏＣ主流技术Ｃ—ＨＰＡＶ的技术要点，以及广电运营商　

在系统设计部署中的技术应用要点，最后分析了该标准后续的技术演进方向。　

【关键词】下一代广播电视网；接入网；ＥｏＣ；Ｃ—ＨＰＡＶ　

【中图分类号】ＴＮ９４３．６　【文献标志码】Ａ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃ—ＨＰＡＶ　ｉｎ　ＮＧＢ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　

ＲＵ　Ｗｅｉｇｕａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｅｎｇｊｕｎ，ＮＩ　Ｃｈｅｎｍｉｎｇ　

（Ｏｒｉｅｎｔａｌ　Ｃａｂｌｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００４１，Ｃｈｉｎａ）　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃ０ａｘｉａｌ　ｃａｂｌｅ　（ＥｏＣ）ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｍａｎｙ　ｙｅａｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　０ｆ　ｃａｂｌｅ　

ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｉｐｌｅ　ｐｌａｙ，ＥｏＣ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ（ＮＧＢ）．Ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃ－ＨＰＡＶ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＥｏＣ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ａｎｄ　

ｍａｎａｇｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃ－ＨＰＡＶ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　

【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＮＧＢ；ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ＥｏＣ；Ｃ—ＨＰＡＶ　

近几年来，随着三网融合试点的推广，以ＩＥＥＥ１９０１／　

于ＥｏＣ技术的一种。系统由一个头端设备ＣＬＴ　Ｃｏａｘ　

ＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶ标准为基础的ＥｏＣ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｏｖｅｒ　Ｃｏａｘｉａｌ，同　

Ｌｉｎｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ，同轴电缆线路终端，这里特指Ｃ—ＨＰＡＶ网　

轴电缆以太网）技术在国内获得了广泛的应用，并因其具　

络头端）、多个用户终端ＣＮＵ（Ｃｏａｘ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｕｎｉｔ，同轴电　

有优异的接人性能和合理的产品价格成为众多广电运营　缆网络单元，这里特指Ｃ—ＨＰＡＶ网络终端），以及连接　

商的首选接入网技术，并在ＮＧＢ接入网市场中占到很大　

ＣＬＴ与ＣＮＵ的同轴电缆分配网组成，这与其他许多ＥｏＣ　

的市场比率。ＩＥＥＥ１９０１是电气电子工程师协会（Ｉｎｓｔｉ．　技术的组网结构相似，非常适合国内有线电视接入网络。　

ｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，ＩＥＥＥ）发布的　

一

基于Ｃ—ＨＰＡＶ技术的典型系统结构如图１所示。头　

种通过电力线承载以太网信号传输的技术标准，该标　

端设备ＣＬＴ主要完成以太网数据信号的调制和解调，通　

准主要应用在在电力线通信领域。Ｃ—ＨＰＡＶ（Ｃｈｉｎａ　

过混频装置与有线电视信号混合后接人到有线电视同轴　

ＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶ）标准吸取了ＩＥＥＥ１９０１标准的技术特点，将　分配网络中。数据双向传输的调制信号工作在低频段，　

该技术在同轴电缆中作为接入技术呈现，实现高带宽以　

有线电视信号单向广播工作在较高频段。用户通过ＣＮＵ　

太网数据通过同轴电缆传输。该技术标准在原国家广电　

接收混合信号并分离出数据信号和电视信号，分别送入　

总局的指导下，由国内部分网络运营商、芯片制造厂商、　ＣＮＵ解调模块和电视接收设备。ＣＮＵ设备在用户侧提供　

科研院所和设备制造商联合起草制定。本文主要介绍了　

以太网接口与用户的电视机机顶盒、ＰＣ终端、ＩＰ电话终　

Ｃ—ＨＰＡＶ的主要技术要点，以及在广电接入网改造过程　

端或者其他网络交换设备连接。　

中的工程设计、业务部署以及相应接入网的运行、维护和　

Ｃ—ＨＰＡＶ系统主要支持基于三网融合的各种业务，　

管理相关应用要点，最后介绍了该技术标准的发展方向。　

采用“多彩生活一线传”的理念，通过一根同轴电缆为用　

１　Ｃ—ＨＰＡＶ技术简介　

１．１　Ｃ—ＨＰＡＶ技术概述　

户提供所有业务的接入。因而无须大幅改造原有的同轴　

电缆网络。有线电视网络运营商可以充分利用已有ＨＦＣ　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术是基于同轴电缆网络的接入技术，属　

基金项目：国家“８６３”计划项目（２０１１ＡＡ０１Ａ１０９）　

网络的同轴电缆网资源，提供各种业务接入。　

３４《电视技术》第３７卷第２ｏ期（总第４２３期）ｌ投稿网址ｈｔｔＤ：　ｖｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎ　

■鞠技蠢　

ｉｔ　０ｏ匹＾４ｉｎ￡ｔ　ｒ｛＾４　

Ｗ　Ｄ　Ｎ　滕锄　

对于承载Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上网等业务的ＣＮＵ，可以配置为　

ＣＳＭＡ工作模式，不占用ＴＤＭＡ资源；对于承载视频点播、　

视音频通信等业务的ＣＮＵ，建议配置为ＴＤＭＡ工作模式，　

以保证业务传输质量。　

１－５　ＱｏＳ功能　

Ｃ—ＨＰＡＶ拥有至少４个业务调度类型，最高优先级　

队列一般建议传输控制管理信息，其他优先级队列可根　

据网络中的业务传输需求进行定义。　

、

、一

／　

系统可按照多种规则对数据流进行分类，放人对应的　

优先级队列。支持的分类方法包括：ＶＬＡＮ优先级标记、源／　

图１　Ｃ—ＨＰＡＶ系统架构图　

１．２物理层调制技术　

目标ＭＡＣ地址、源／目标ＩＰ地址、ＴＣＰ源／目标地址等方式。　

Ｃ—ＨＰＡＶ标准采用ＯＦＤＭ技术调制，将业　

务信号调制在低于６５　ＭＨｚ的频谱范围内。该　

标准以２４．４１４　ｋＨｚ为单元划分子载波，每　

个子载波可采用ＢＰＳＫ至４　０９６ＱＡＭ模式　

进行单独调制，也支持每个子载波的单独关闭　

图２信标结构　

以应对网络存在的强噪声干扰等恶劣的信道环境。　

在实际网络部署中，可以将宽带上网、视频点播、视　

Ｃ—ＨＰＡＶ系统具有两种工作模式，主要区别在于使　

音频通信等不同业务赋予不同的优先级进行ＱｏＳ保障。

６　ＤＢＡ功能　

用的物理频谱范围不同：基本模式的频谱范围为７．６～　

１．

Ｃ—ＨＰＡＶ系统支持ＤＢＡ功能，这是之前部署的　

３０　ＭＨｚ，经测试至少可提供１００　Ｍｂｉｔ／ｓ左右的ＭＡＣ层数　

ＥＥＥ１９０１　ＥｏＣ系统所不具备的功能之一。对于一个特　

据带宽；扩展模式的频谱范围为７．６～６５　ＭＨｚ，可提供　

Ｉ

３００　Ｍｂｉｔ／ｓ左右的ＭＡＣ层数据带宽。在实际的网络部署　

定的ＣＮＵ，至少可提供固定＋保证、固定＋尽力而为、固　

中可以根据需求选取适合的工作模式。　

１．３信道评估功能　

定＋保证＋尽力而为、保证＋尽力而为的带宽类型组合的　

业务，可对重点客户的重点业务进行有效的保障。　

７安全性　

Ｃ—Ｉ－ＩＰＡＶ系统具有较强的抗噪声性能，支持初始信　

１．

Ｃ—ＨＰＡＶ系统安全性方面体现为：ＣＬＴ支持源／目标　

道评估和动态信道评估。信道建立时通过探测包的交　

Ｐ地址过滤功能，并能够防止ＤＯＳ　

互完成初始信道评估，信道质量变化时亦通过交互探测　

ＭＡＣ地址过滤、源／目标Ｉ

包来完成动态信道评估。系统通过信道评估结果改变　

攻击及ＩＣＭＰ报文攻击；头端设备登录需要通过ＡＡＡ认　

各个子载波的调制位数及开关状态，即更新载波映射。　

证；ＣＬＴ具有对ＣＮＵ进行设备认证的能力，并支持通过区　

在实际应用中，可以通过网管系统或专用仪表等工　

分ＭＡＣ地址来对ＣＮＵ设备进行标识和端口溯源和基于　

ｉｏｎ　８２的用户标识和溯源；管理消息和业务信息　

具采集特定连接中每个子载波的状态来了解信道优劣。　

ＤＨＣＰ　ｏｐｔ

若以子载波频率为横坐标，调制位数为纵坐标进行描点，　

的加密传输。这些都为系统创造了良好的安全运行环境。

即可以组成类似噪声频谱的图形，可让普通的开通及维　

护人员直观地判断物理信道质量。　

１．４　ＣＳＭＡ与ＴＤＭＡ　

２　Ｃ～ＨＰＡＶ系统的设计部署　

在实际的网络建设中，通常采用ＰＯＮ＋ＥｏＣ的方式进　

行有线电视网络双向数据接入部分的建设，利用ＰＯＮ的　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术的ＭＡＣ层支持ＣＳＭＡ／ＣＡ和ＴＤＭＡ两　

种信道访问模式，二者可以共同存在于同一个网络，并由　

ＣＬＴ通过信标周期对信道资源进行分配。　

图２为信标周期的构成：信标段、ＣＳＭＡ段和ＴＤＭＡ　

段。所有ＣＳＭＡ和ＴＤＭＡ的信道划分信息都由信标段广　

播。信标周期取值范围为５～４０　ｍｓ，可以根据网络与业务　

技术完成机房到驻地的长距离传输和驻地楼间的光缆终　

端信号分配部署，使用ＥｏＣ技术进行信号混入及楼内的　

分配和人户。其典型结构如图３所示。　

２．１光网络设计　

有线电视网络的ＰＯＮ光纤传输通常采用二芯三波的　

的特点进行具体取值选择，一般取２０　ｍｓ为宜。过低的信　

标周期可提高时延及抖动性能，但会降低网络可用带宽。　

方式进行。其中一芯用于原有ＨＦＣ网络的有线电视信号　

传输，一芯用于新建或改造的ＰＯＮ网络传输。ＰＯＮ网络　

投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗ￣．ＶｉｄｅｏＥ．ｏｎ　Ｉ《电视技术》第３７卷第２０期（总第４２８期）　＾－　

ｎＷ　Ｄ　Ｎ　

●秘投■　

矿　ｉ如０匹　口ｉ　ｃ　ｃ　ｒｌ　

很难满足运营要求。所以规划设计设备开通系统，以及　

增强设备对自开通能力的支持非常重要。头端设备和终　

端设备的开通流程设计参考见图４和图５。　

图３　ＰＯＮ＋ＥｏＣ接入网典型结构　

一

图４设备自开通流程　

般采用ＥＰＯＮ技术，下行光波长采用１　４９０　ｎｍ，上行光　

波长采用１　３１０　ｎｍ，双向光信号共纤传输。ＰＯＮ头端设　

备ＯＬＴ一般采用集约化设备配置在具有电力及网络保障　

的数据机房之中；ＰＯＮ终端ＯＮＵ配置在楼内或楼头位　

置，为小范围用户提供双向数据源。　

２．２电缆网络设计　

根据有线电视接入网络的特点，建议将支持　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术的头端模块ＣＬＴ、有线电视信号输入及分　

配模块ＣＡＴＶ、ＥＰＯＮ的终端模块ＯＮＵ及主控／网络管理　

模块集成在同一个设备中，作为数据网络光节点及ＣＡＴＶ　

与数据信号的汇聚点（缆桥交换机）部署在楼内或楼头。　

根据业务及户均带宽的规划，建议在网络新建或改造　

设计中将每个Ｃ—ＨＰＡＶ头端模块覆盖用户数量控制在一　

定范围之内，一般重点区域不超过１０～２０户，以避免后续　

用户的增长和每户业务带宽增加带来的二次改造工程。　

２．３接入网频率规划设计　

ＣＡＴＶ频率规划：新建或改造的网络ＣＡＴＶ正向频率　

的使用建议采用１１０～１　０００　ＭＨｚ，用于模拟电视、数字电　

视等正向业务频率的传输，网络既有的ＣＭＴＳ下行及　

ＩＰＱＡＭ信号也可以在此频段传输。当原有ＨＦＣ网络频　

ＣＬＴ设备安装上电时，可通过设备集群管理协议向　

开通系统申请管理ＩＰ地址建立基础连接，再由系统通过　

ＳＮＭＰ协议对设备进行一系列的自动配置，最后由系统操　

谱达不到８６２　ＭＨｚ要求时，则应进行ＨＦＣ网络改造，将　

ＨＦＣ网络升级至１　０００　ＭＨｚ。　

作人员录入安装位置、覆盖区域等业务信息。　

全程对现场人员的要求仅仅是做好外线安装并上电　

双向数据频率规划：Ｃ—ＨＰＡＶ使用７．６～３０　ＭＨｚ或　

７．６～６５　ＭＨｚ进行ＥｏＣ信号的传输，并建议预留一定的可　

即可，没有现场配置的要求可大幅降低对安装工人的技　

扩展频率。　

能需求，保证工程施工效率。　

２．４设备开通系统设计　

ＣＮＵ设备安装上电时，由ＣＬＴ设备采集ＣＮＵ的相关　

面对庞大的接人网，工程建设阶段的Ｃ—ＨＰＡＶ头端　

信息并组成认证请求报文向配置系统发出认证申请。　

设备陆续上线数量、业务发展阶段的用户Ｃ—ＨＰＡＶ终端　

若通过认证，配置系统返回的成功认证信息和业务信息　

设备安装数量均考验着网络生产效率，依靠纯手工操作　

下发到ＣＬＴ设备后，由ＣＬＴ设备将配置信息形成配置指　

３６《电视技术》第３７卷第２０期（总第４２３期）Ｉ投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎ　

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Ｗ　Ｄ　Ｎ　黧殂　

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令通过管理通道配置ＣＮＵ；若未通过认证，则配置系统返回　相当长的一段时间，曾经为广大居民用户提供了优质的宽　

失败认证信息下发到ＣＬＴ设备，ＣＬＴ设备拒绝该ＣＮＵ上线。　带接入。但随着用户对网络带宽需求的不断增加，以传统　

２．５网管系统建设　ＤＯＣＳＩＳ技术为基础的产品在性能和价格上均很难满足要　

由于接入网位于整个网络的最末端，规模大、范围　

求，所以由ＤＯＣＳＩＳ技术升级为Ｃ—ＨＰＡＶ，Ｃ—ＤＯＣＳＩＳ，Ｈｉ—　

广，不同厂家不同型号的设备和终端众多，若不加以有效　

ＮｏＣ等技术，将成为各地ＮＧＢ接入网络建设的方向。　

的管理，很难做到ＮＧＢ网络可管可控的要求。所以对于　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术的基本模式为存在ＤＯＣＳＩＳ的接入网　

网管的部署规划不可小觑。根据网管系统的常规部署方　

进行工程和业务的平滑过渡创造条件。当系统工作在基本　

法，可以采用ＮＭＳ管理各厂商ＥＭＳ，ＥＭＳ管理设备的方　模式时，可以实现与ＤＯＣＳＩＳ技术共网并行工作，支持与欧　

式，也可采用ＮＭＳ直接管理设备的方式建设网管系统。　标及美标的ＤＯＣＳＩＳ上行调制信号分频传输，如图６所示。　

一

般采用后者方式更适合采用ＥｏＣ技术的接入网管理。　

经现网实地检测，基本模式的ＥｏＣ网络与频率为３８￣１．６　ＭＨｚ　

除了需要具备故障管理、性能管理、配置管理、系统管理　

的美标ＤＯＣＳＩＳ２．０（３．２　ＭＨｚ频宽、１６ＱＡＭ调制）并行工作　

等网管系统的常规功能，还应具备辅助智能化运维的能　

时，ＣＭＴＳ上行端口接收信号ＳＮＲ指标劣化１　ｄＢ左右，劣化　

力，减轻网络维护压力。　

２．６由ＤＯＣＳＩＳ网络过渡规划　

程度可控。基本模式虽然大幅降低了频谱使用量，从而降　

低系统业务带宽，但可以实现传统ＤＯＣＳＩＳ网络平滑转换　

ＤＯＣＳＩＳ技术在中国的有线电视网络中存在并发展了　

为Ｃ—ＨＰＡＶ网络，在实际部署中大有意义。　

ａ传统阶段　

ｂ转换过渡阶段　Ｃ完成转换及业务迁移过程　

图６　ＤＯＣＳＩＳ向Ｃ—ＨＰＡＶ过渡过程示意图　

这里讨论的平滑过渡是指从工程启动到完工，直至　

升，Ｃ—ＨＰＡＶ技术将向吉比特的高带宽、高ＱｏＳ保障、高　

通过验收投入使用的过程中，对既有的各业务用户的影　操作维护性的方向发展。下一代Ｃ—ＨＰＡＶ技术将更加充　

响降到最小，不需将用户业务停止较长时问，也不需要对　

分地挖掘广电同轴电缆接人网络的潜在优势，提供基于　

维持原有业务的用户强制更换终端设备。在ＤＯＣＳＩＳ向　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术体系的ＮＧＢ接入网平滑升级演进方案，为　

Ｃ—ＨＰＡＶ带宽升级的改造工程中，平滑过渡不管对于运　

促进我国电子信息产业、现代服务业和文化产业的发展　

营商、用户还是施工方都是非常重要的。　

做出切实贡献。　

目前上海市建设完成的４００余万户ＮＧＢ网络中，有　

超过覆盖２５０万户的区域实施了两种技术共存，随着　

参考文献：

ＮＧＢ建设工程的逐渐收尾，ＤＯＣＳＩＳ的终端Ｃａｂｌｅ　Ｍｏｄｅｍ　

［１］　国家广播电影电视总局科技司．面向下一代广播电视网（ＮＧＢ）电　

缆接入技术（ＥｏＣ）需求白皮书［ｓ］．２００９．　

更换为ＥｏＣ终端ＣＮＵ的产品升级工作逐步进入高峰，真　

【２］李孟玲，薛剑，聂钊，等．ＮＧＢ接入网设备集成平台［ＪｌＪ．电视技术，　

正实现业务平滑过渡。　

２０１１，３５（１６）：６８—６９．　

３　结论　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术在不占用下行有线电视频率这一宝贵　

［３］金立标，张乃谦，李鉴增．面向ＮＧＢ的ＥｏＣ接入网技术分析［ＪＪ．电视　

技术，２０１０，３４（６）：５７—５９．　

作者简介：　

资源的基础上，为ＮＧＢ网络接人部分提供足够的双向数　

据带宽。该技术结合高效、稳定的ＨＦＣ网络，可以满足相　

当长的一段时间内用户不断增长的宽带接入和ＤＶＢ＋ＯＴＹ　

茹伟光（１９７　一）。管理学学士，工程师。主研有线电视接入网技术；　

王正军（１９７Ｏ一）。硕士。教授级高级工程师。主研有线电视网相关　

网络、业务和运营支撑技术：　

倪晨鸣（１９６３＿＿），理学学士，ＭＢＡ，高级工程师。主研有线电视网　

等业务的发展需求，是三网融合下实现数字广播功能加宽　

带接人的接入网改造中非常合适且又非常现实的技术。　

相关网络、业务和运营支撑技术。　

责任编辑：薛京　收稿日期：２０１３—０７—１７　

随着三网融合业务的不断发展及用户需求的持续提　

投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｒｌ　ｌ《电视技术》第３７卷第２０期（总第４２３期）　＾■，　●　

2024年6月5日发(作者：法思萱)

ｌ　ＷＩＤＥ　ＢＡＮＤ　Ｎ宽ＥＴ带ＷＯ网Ｒ络Ｋ　

矿　

■鞠教蠢　

ｉｄｅｏ　ｉ　Ｐ　Ｆ　ｒｉｎｆｌ　

【本文献信息】茹伟光，王正军，倪晨鸣．ｃ—ＨＰＡＶ在ＮＧＢ接入网中的应用［ＪＪ．电视技术，２０１３，３７（２０）　

Ｃ—ＨＰＡＶ在ＮＧＢ接入网中的应用　

茹伟光，王正军，倪晨呜　

（上海东方有线网络有限公司，上海２０００４１）　

【摘　要】基于同轴电缆的以太网数据技术（ＥｏＣ）在国内广电网的接入网技术中已应用和发展多年，随着三网融合的推进，　

ＥｏＣ技术成为下一代广播电视网（ＮＧＢ）的主要接入网技术之一。介绍了ＥｏＣ主流技术Ｃ—ＨＰＡＶ的技术要点，以及广电运营商　

在系统设计部署中的技术应用要点，最后分析了该标准后续的技术演进方向。　

【关键词】下一代广播电视网；接入网；ＥｏＣ；Ｃ—ＨＰＡＶ　

【中图分类号】ＴＮ９４３．６　【文献标志码】Ａ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃ—ＨＰＡＶ　ｉｎ　ＮＧＢ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　

ＲＵ　Ｗｅｉｇｕａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｅｎｇｊｕｎ，ＮＩ　Ｃｈｅｎｍｉｎｇ　

（Ｏｒｉｅｎｔａｌ　Ｃａｂｌｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００４１，Ｃｈｉｎａ）　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃ０ａｘｉａｌ　ｃａｂｌｅ　（ＥｏＣ）ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｍａｎｙ　ｙｅａｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　０ｆ　ｃａｂｌｅ　

ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｉｐｌｅ　ｐｌａｙ，ＥｏＣ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ（ＮＧＢ）．Ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃ－ＨＰＡＶ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＥｏＣ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ａｎｄ　

ｍａｎａｇｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃ－ＨＰＡＶ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　

【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＮＧＢ；ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ＥｏＣ；Ｃ—ＨＰＡＶ　

近几年来，随着三网融合试点的推广，以ＩＥＥＥ１９０１／　

于ＥｏＣ技术的一种。系统由一个头端设备ＣＬＴ　Ｃｏａｘ　

ＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶ标准为基础的ＥｏＣ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｏｖｅｒ　Ｃｏａｘｉａｌ，同　

Ｌｉｎｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ，同轴电缆线路终端，这里特指Ｃ—ＨＰＡＶ网　

轴电缆以太网）技术在国内获得了广泛的应用，并因其具　

络头端）、多个用户终端ＣＮＵ（Ｃｏａｘ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｕｎｉｔ，同轴电　

有优异的接人性能和合理的产品价格成为众多广电运营　缆网络单元，这里特指Ｃ—ＨＰＡＶ网络终端），以及连接　

商的首选接入网技术，并在ＮＧＢ接入网市场中占到很大　

ＣＬＴ与ＣＮＵ的同轴电缆分配网组成，这与其他许多ＥｏＣ　

的市场比率。ＩＥＥＥ１９０１是电气电子工程师协会（Ｉｎｓｔｉ．　技术的组网结构相似，非常适合国内有线电视接入网络。　

ｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，ＩＥＥＥ）发布的　

一

基于Ｃ—ＨＰＡＶ技术的典型系统结构如图１所示。头　

种通过电力线承载以太网信号传输的技术标准，该标　

端设备ＣＬＴ主要完成以太网数据信号的调制和解调，通　

准主要应用在在电力线通信领域。Ｃ—ＨＰＡＶ（Ｃｈｉｎａ　

过混频装置与有线电视信号混合后接人到有线电视同轴　

ＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶ）标准吸取了ＩＥＥＥ１９０１标准的技术特点，将　分配网络中。数据双向传输的调制信号工作在低频段，　

该技术在同轴电缆中作为接入技术呈现，实现高带宽以　

有线电视信号单向广播工作在较高频段。用户通过ＣＮＵ　

太网数据通过同轴电缆传输。该技术标准在原国家广电　

接收混合信号并分离出数据信号和电视信号，分别送入　

总局的指导下，由国内部分网络运营商、芯片制造厂商、　ＣＮＵ解调模块和电视接收设备。ＣＮＵ设备在用户侧提供　

科研院所和设备制造商联合起草制定。本文主要介绍了　

以太网接口与用户的电视机机顶盒、ＰＣ终端、ＩＰ电话终　

Ｃ—ＨＰＡＶ的主要技术要点，以及在广电接入网改造过程　

端或者其他网络交换设备连接。　

中的工程设计、业务部署以及相应接入网的运行、维护和　

Ｃ—ＨＰＡＶ系统主要支持基于三网融合的各种业务，　

管理相关应用要点，最后介绍了该技术标准的发展方向。　

采用“多彩生活一线传”的理念，通过一根同轴电缆为用　

１　Ｃ—ＨＰＡＶ技术简介　

１．１　Ｃ—ＨＰＡＶ技术概述　

户提供所有业务的接入。因而无须大幅改造原有的同轴　

电缆网络。有线电视网络运营商可以充分利用已有ＨＦＣ　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术是基于同轴电缆网络的接入技术，属　

基金项目：国家“８６３”计划项目（２０１１ＡＡ０１Ａ１０９）　

网络的同轴电缆网资源，提供各种业务接入。　

３４《电视技术》第３７卷第２ｏ期（总第４２３期）ｌ投稿网址ｈｔｔＤ：　ｖｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎ　

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Ｗ　Ｄ　Ｎ　滕锄　

对于承载Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上网等业务的ＣＮＵ，可以配置为　

ＣＳＭＡ工作模式，不占用ＴＤＭＡ资源；对于承载视频点播、　

视音频通信等业务的ＣＮＵ，建议配置为ＴＤＭＡ工作模式，　

以保证业务传输质量。　

１－５　ＱｏＳ功能　

Ｃ—ＨＰＡＶ拥有至少４个业务调度类型，最高优先级　

队列一般建议传输控制管理信息，其他优先级队列可根　

据网络中的业务传输需求进行定义。　

、

、一

／　

系统可按照多种规则对数据流进行分类，放人对应的　

优先级队列。支持的分类方法包括：ＶＬＡＮ优先级标记、源／　

图１　Ｃ—ＨＰＡＶ系统架构图　

１．２物理层调制技术　

目标ＭＡＣ地址、源／目标ＩＰ地址、ＴＣＰ源／目标地址等方式。　

Ｃ—ＨＰＡＶ标准采用ＯＦＤＭ技术调制，将业　

务信号调制在低于６５　ＭＨｚ的频谱范围内。该　

标准以２４．４１４　ｋＨｚ为单元划分子载波，每　

个子载波可采用ＢＰＳＫ至４　０９６ＱＡＭ模式　

进行单独调制，也支持每个子载波的单独关闭　

图２信标结构　

以应对网络存在的强噪声干扰等恶劣的信道环境。　

在实际网络部署中，可以将宽带上网、视频点播、视　

Ｃ—ＨＰＡＶ系统具有两种工作模式，主要区别在于使　

音频通信等不同业务赋予不同的优先级进行ＱｏＳ保障。

６　ＤＢＡ功能　

用的物理频谱范围不同：基本模式的频谱范围为７．６～　

１．

Ｃ—ＨＰＡＶ系统支持ＤＢＡ功能，这是之前部署的　

３０　ＭＨｚ，经测试至少可提供１００　Ｍｂｉｔ／ｓ左右的ＭＡＣ层数　

ＥＥＥ１９０１　ＥｏＣ系统所不具备的功能之一。对于一个特　

据带宽；扩展模式的频谱范围为７．６～６５　ＭＨｚ，可提供　

Ｉ

３００　Ｍｂｉｔ／ｓ左右的ＭＡＣ层数据带宽。在实际的网络部署　

定的ＣＮＵ，至少可提供固定＋保证、固定＋尽力而为、固　

中可以根据需求选取适合的工作模式。　

１．３信道评估功能　

定＋保证＋尽力而为、保证＋尽力而为的带宽类型组合的　

业务，可对重点客户的重点业务进行有效的保障。　

７安全性　

Ｃ—Ｉ－ＩＰＡＶ系统具有较强的抗噪声性能，支持初始信　

１．

Ｃ—ＨＰＡＶ系统安全性方面体现为：ＣＬＴ支持源／目标　

道评估和动态信道评估。信道建立时通过探测包的交　

Ｐ地址过滤功能，并能够防止ＤＯＳ　

互完成初始信道评估，信道质量变化时亦通过交互探测　

ＭＡＣ地址过滤、源／目标Ｉ

包来完成动态信道评估。系统通过信道评估结果改变　

攻击及ＩＣＭＰ报文攻击；头端设备登录需要通过ＡＡＡ认　

各个子载波的调制位数及开关状态，即更新载波映射。　

证；ＣＬＴ具有对ＣＮＵ进行设备认证的能力，并支持通过区　

在实际应用中，可以通过网管系统或专用仪表等工　

分ＭＡＣ地址来对ＣＮＵ设备进行标识和端口溯源和基于　

ｉｏｎ　８２的用户标识和溯源；管理消息和业务信息　

具采集特定连接中每个子载波的状态来了解信道优劣。　

ＤＨＣＰ　ｏｐｔ

若以子载波频率为横坐标，调制位数为纵坐标进行描点，　

的加密传输。这些都为系统创造了良好的安全运行环境。

即可以组成类似噪声频谱的图形，可让普通的开通及维　

护人员直观地判断物理信道质量。　

１．４　ＣＳＭＡ与ＴＤＭＡ　

２　Ｃ～ＨＰＡＶ系统的设计部署　

在实际的网络建设中，通常采用ＰＯＮ＋ＥｏＣ的方式进　

行有线电视网络双向数据接入部分的建设，利用ＰＯＮ的　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术的ＭＡＣ层支持ＣＳＭＡ／ＣＡ和ＴＤＭＡ两　

种信道访问模式，二者可以共同存在于同一个网络，并由　

ＣＬＴ通过信标周期对信道资源进行分配。　

图２为信标周期的构成：信标段、ＣＳＭＡ段和ＴＤＭＡ　

段。所有ＣＳＭＡ和ＴＤＭＡ的信道划分信息都由信标段广　

播。信标周期取值范围为５～４０　ｍｓ，可以根据网络与业务　

技术完成机房到驻地的长距离传输和驻地楼间的光缆终　

端信号分配部署，使用ＥｏＣ技术进行信号混入及楼内的　

分配和人户。其典型结构如图３所示。　

２．１光网络设计　

有线电视网络的ＰＯＮ光纤传输通常采用二芯三波的　

的特点进行具体取值选择，一般取２０　ｍｓ为宜。过低的信　

标周期可提高时延及抖动性能，但会降低网络可用带宽。　

方式进行。其中一芯用于原有ＨＦＣ网络的有线电视信号　

传输，一芯用于新建或改造的ＰＯＮ网络传输。ＰＯＮ网络　

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矿　ｉ如０匹　口ｉ　ｃ　ｃ　ｒｌ　

很难满足运营要求。所以规划设计设备开通系统，以及　

增强设备对自开通能力的支持非常重要。头端设备和终　

端设备的开通流程设计参考见图４和图５。　

图３　ＰＯＮ＋ＥｏＣ接入网典型结构　

一

图４设备自开通流程　

般采用ＥＰＯＮ技术，下行光波长采用１　４９０　ｎｍ，上行光　

波长采用１　３１０　ｎｍ，双向光信号共纤传输。ＰＯＮ头端设　

备ＯＬＴ一般采用集约化设备配置在具有电力及网络保障　

的数据机房之中；ＰＯＮ终端ＯＮＵ配置在楼内或楼头位　

置，为小范围用户提供双向数据源。　

２．２电缆网络设计　

根据有线电视接入网络的特点，建议将支持　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术的头端模块ＣＬＴ、有线电视信号输入及分　

配模块ＣＡＴＶ、ＥＰＯＮ的终端模块ＯＮＵ及主控／网络管理　

模块集成在同一个设备中，作为数据网络光节点及ＣＡＴＶ　

与数据信号的汇聚点（缆桥交换机）部署在楼内或楼头。　

根据业务及户均带宽的规划，建议在网络新建或改造　

设计中将每个Ｃ—ＨＰＡＶ头端模块覆盖用户数量控制在一　

定范围之内，一般重点区域不超过１０～２０户，以避免后续　

用户的增长和每户业务带宽增加带来的二次改造工程。　

２．３接入网频率规划设计　

ＣＡＴＶ频率规划：新建或改造的网络ＣＡＴＶ正向频率　

的使用建议采用１１０～１　０００　ＭＨｚ，用于模拟电视、数字电　

视等正向业务频率的传输，网络既有的ＣＭＴＳ下行及　

ＩＰＱＡＭ信号也可以在此频段传输。当原有ＨＦＣ网络频　

ＣＬＴ设备安装上电时，可通过设备集群管理协议向　

开通系统申请管理ＩＰ地址建立基础连接，再由系统通过　

ＳＮＭＰ协议对设备进行一系列的自动配置，最后由系统操　

谱达不到８６２　ＭＨｚ要求时，则应进行ＨＦＣ网络改造，将　

ＨＦＣ网络升级至１　０００　ＭＨｚ。　

作人员录入安装位置、覆盖区域等业务信息。　

全程对现场人员的要求仅仅是做好外线安装并上电　

双向数据频率规划：Ｃ—ＨＰＡＶ使用７．６～３０　ＭＨｚ或　

７．６～６５　ＭＨｚ进行ＥｏＣ信号的传输，并建议预留一定的可　

即可，没有现场配置的要求可大幅降低对安装工人的技　

扩展频率。　

能需求，保证工程施工效率。　

２．４设备开通系统设计　

ＣＮＵ设备安装上电时，由ＣＬＴ设备采集ＣＮＵ的相关　

面对庞大的接人网，工程建设阶段的Ｃ—ＨＰＡＶ头端　

信息并组成认证请求报文向配置系统发出认证申请。　

设备陆续上线数量、业务发展阶段的用户Ｃ—ＨＰＡＶ终端　

若通过认证，配置系统返回的成功认证信息和业务信息　

设备安装数量均考验着网络生产效率，依靠纯手工操作　

下发到ＣＬＴ设备后，由ＣＬＴ设备将配置信息形成配置指　

３６《电视技术》第３７卷第２０期（总第４２３期）Ｉ投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎ　

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令通过管理通道配置ＣＮＵ；若未通过认证，则配置系统返回　相当长的一段时间，曾经为广大居民用户提供了优质的宽　

失败认证信息下发到ＣＬＴ设备，ＣＬＴ设备拒绝该ＣＮＵ上线。　带接入。但随着用户对网络带宽需求的不断增加，以传统　

２．５网管系统建设　ＤＯＣＳＩＳ技术为基础的产品在性能和价格上均很难满足要　

由于接入网位于整个网络的最末端，规模大、范围　

求，所以由ＤＯＣＳＩＳ技术升级为Ｃ—ＨＰＡＶ，Ｃ—ＤＯＣＳＩＳ，Ｈｉ—　

广，不同厂家不同型号的设备和终端众多，若不加以有效　

ＮｏＣ等技术，将成为各地ＮＧＢ接入网络建设的方向。　

的管理，很难做到ＮＧＢ网络可管可控的要求。所以对于　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术的基本模式为存在ＤＯＣＳＩＳ的接入网　

网管的部署规划不可小觑。根据网管系统的常规部署方　

进行工程和业务的平滑过渡创造条件。当系统工作在基本　

法，可以采用ＮＭＳ管理各厂商ＥＭＳ，ＥＭＳ管理设备的方　模式时，可以实现与ＤＯＣＳＩＳ技术共网并行工作，支持与欧　

式，也可采用ＮＭＳ直接管理设备的方式建设网管系统。　标及美标的ＤＯＣＳＩＳ上行调制信号分频传输，如图６所示。　

一

般采用后者方式更适合采用ＥｏＣ技术的接入网管理。　

经现网实地检测，基本模式的ＥｏＣ网络与频率为３８￣１．６　ＭＨｚ　

除了需要具备故障管理、性能管理、配置管理、系统管理　

的美标ＤＯＣＳＩＳ２．０（３．２　ＭＨｚ频宽、１６ＱＡＭ调制）并行工作　

等网管系统的常规功能，还应具备辅助智能化运维的能　

时，ＣＭＴＳ上行端口接收信号ＳＮＲ指标劣化１　ｄＢ左右，劣化　

力，减轻网络维护压力。　

２．６由ＤＯＣＳＩＳ网络过渡规划　

程度可控。基本模式虽然大幅降低了频谱使用量，从而降　

低系统业务带宽，但可以实现传统ＤＯＣＳＩＳ网络平滑转换　

ＤＯＣＳＩＳ技术在中国的有线电视网络中存在并发展了　

为Ｃ—ＨＰＡＶ网络，在实际部署中大有意义。　

ａ传统阶段　

ｂ转换过渡阶段　Ｃ完成转换及业务迁移过程　

图６　ＤＯＣＳＩＳ向Ｃ—ＨＰＡＶ过渡过程示意图　

这里讨论的平滑过渡是指从工程启动到完工，直至　

升，Ｃ—ＨＰＡＶ技术将向吉比特的高带宽、高ＱｏＳ保障、高　

通过验收投入使用的过程中，对既有的各业务用户的影　操作维护性的方向发展。下一代Ｃ—ＨＰＡＶ技术将更加充　

响降到最小，不需将用户业务停止较长时问，也不需要对　

分地挖掘广电同轴电缆接人网络的潜在优势，提供基于　

维持原有业务的用户强制更换终端设备。在ＤＯＣＳＩＳ向　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术体系的ＮＧＢ接入网平滑升级演进方案，为　

Ｃ—ＨＰＡＶ带宽升级的改造工程中，平滑过渡不管对于运　

促进我国电子信息产业、现代服务业和文化产业的发展　

营商、用户还是施工方都是非常重要的。　

做出切实贡献。　

目前上海市建设完成的４００余万户ＮＧＢ网络中，有　

超过覆盖２５０万户的区域实施了两种技术共存，随着　

参考文献：

ＮＧＢ建设工程的逐渐收尾，ＤＯＣＳＩＳ的终端Ｃａｂｌｅ　Ｍｏｄｅｍ　

［１］　国家广播电影电视总局科技司．面向下一代广播电视网（ＮＧＢ）电　

缆接入技术（ＥｏＣ）需求白皮书［ｓ］．２００９．　

更换为ＥｏＣ终端ＣＮＵ的产品升级工作逐步进入高峰，真　

【２］李孟玲，薛剑，聂钊，等．ＮＧＢ接入网设备集成平台［ＪｌＪ．电视技术，　

正实现业务平滑过渡。　

２０１１，３５（１６）：６８—６９．　

３　结论　

Ｃ—ＨＰＡＶ技术在不占用下行有线电视频率这一宝贵　

［３］金立标，张乃谦，李鉴增．面向ＮＧＢ的ＥｏＣ接入网技术分析［ＪＪ．电视　

技术，２０１０，３４（６）：５７—５９．　

作者简介：　

资源的基础上，为ＮＧＢ网络接人部分提供足够的双向数　

据带宽。该技术结合高效、稳定的ＨＦＣ网络，可以满足相　

当长的一段时间内用户不断增长的宽带接入和ＤＶＢ＋ＯＴＹ　

茹伟光（１９７　一）。管理学学士，工程师。主研有线电视接入网技术；　

王正军（１９７Ｏ一）。硕士。教授级高级工程师。主研有线电视网相关　

网络、业务和运营支撑技术：　

倪晨鸣（１９６３＿＿），理学学士，ＭＢＡ，高级工程师。主研有线电视网　

等业务的发展需求，是三网融合下实现数字广播功能加宽　

带接人的接入网改造中非常合适且又非常现实的技术。　

相关网络、业务和运营支撑技术。　

责任编辑：薛京　收稿日期：２０１３—０７—１７　

随着三网融合业务的不断发展及用户需求的持续提　

投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｒｌ　ｌ《电视技术》第３７卷第２０期（总第４２３期）　＾■，　●