EOC技术及测试.ppt
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1、EOC技术及测试,产品中心2010年11月,一、EOC技术,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。我们称之“无源EoC”。现在涌现出很多的技术和解决方案,将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。现在也被称之为“Ethernet over Coax”,但是与原始所述的有非常大的差别。同轴电缆上传输的信号不再保持以太网络信号的帧格式,严格地从技术的角度讲是不可称之为“EoC”的。这类技术主要有以下四种:HomePNA over Coax、HomeP
2、lug over Coax、WiFi over Coax、MoCA-Multimedia over Coax Alliance。我们总称之“有源EoC”或“调制型EoC”。,2、EOC基本工作原理 广电城域网的接入网采用EPON到楼的结构时,ONU输出的以太网信号如何入户就成为需要解决的问题。解决方案有两种:a)多个用户共用一个ONU,五类线入户方案)采用多用户输出端口的ONU 一个ONU平均带宽32Mbps,一个24口ONU可供24个用户共享32Mbps。ONU每个输出端口(RJ45)用五类线直接接入用户。)采用单用户输出端口的ONU 在ONU输出端口接以太网交换机,多个用户共享一个OUN,
3、用五类线直接接入用户。,b)多个用户共用一个ONU,同轴电缆入户方案 这种方案的实质是将五类线上的以太网信号通过转换,使其能在同轴电缆中传输。这种变换称为EOC,EOC通过一种介质变换器来实现。介质变换器分为:无源的EOC-基带型 有源的EOC-调制型 实现方法可采用EPON到楼(或光节点)EoC+无源同轴网接入方案。,广电网络双向网改方案,EPONLAN,双线入户,交换机,STB,PC,分光器,交换机,STB,PC,住户1,住户2,园区机房,EPON,CATV,楼道,光接收机,ONU,分光器,园区机房,EPON,CATV,光接收机,EOC终端,住户1,住户2,ONU,楼道,EOC终端,EPO
4、N无源EOC,单线入户,EOC合成器,用户,ONT,分光器,园区机房,EPON,CATV,光接收机,有源EOC终端,住户1,住户2,ONU,楼道/园区机房,有源EOC终端,EPON有源EOC,单线入户,光发射机,OLT C8000,VOD等增值业务中心,CATV中心,网管,认证计费,混合器,Internet,骨干网,CATV1550nmv,IP CORE,CATV1550/1310nmv,EPON:1310nm/1490nm,光纤,同轴,五类线,光纤,有源EOC头端,同轴分配网,BRAS,c)无源EOC工作原理 无源EOC是基于同轴电缆上的一种以太网信号传输技术。其原有的以太网信号的帧格式没有
5、改变,改变的是从双绞线上的双极性(差分)信号转换成为适合同轴电缆传输的单极性信号。,基带EOC传输技术基本原理:利用有线电视信号在111860MHz频率传输,基带数据信号在120MHz频率传输的特性,可以使两者在一根同轴电缆中传输而互不影响。把电视信号与数据信号通过合路器,利用有线电视网络送至用户。在用户端,通过分离器将电视信号与数据信号分离开来,接入相应的终端设备。,基带EOC技术原理如图所示。主要由二四变换、高/低通滤波两部分实现。由于采用基带传输,无需调制解调技术,楼道端、用户端设备均是无源设备。现有的以太网技术是收发共两对线,而同轴电缆在逻辑上只相当于一对线,所以在无源滤波器中需要进行
6、四线到两线的转换(见图)。,图1,图2,无源EOC网络架构图,基带EOC技术的特点:漏斗噪声效应极低,每户的干扰噪声点到点地传送到以太同轴网桥,并在此被隔离。而单一用户的干扰噪声电平不足以干扰高电平(高达127dBV)的以太数据信号。系统稳定可靠,维护量小。带宽大,每户独享10Mb/s,支持VOD、IPTV、Internet业务等。标准化程度高。能有效地解决楼内重新敷设五类线的困难。用户家庭为无源终端,安装方便,价格低。只适用于星形结构的无源分配同轴网。,使用无源EOC注意点:)自环问题 与五类线采用两对线收发分离不同,无源基带技术在链路中引入了不平衡的传输介质同轴电缆,使得收发均要靠一对线来
7、完成。当链路空载时,很容易形成环路即自环。由于存在自环,在使用无源基带器件时,首先要考虑上联交换机的兼容性。交换机如具备环路检测能力,关断自环端口后仍可正常工作,否则,交换机的MAC地址表很快将通过广播包的收发而改变,表中所有下联设备的MAC地址最终将被自环端口“劫持”,整个交换机瘫痪,还会影响上一级设备的稳定。与无源基带兼容的交换机不仅需要具备环回检测能力,而且要具备同时检测多个自环的能力。,)传输距离 无源基带产品的另一个问题是对传输距离的影响。由于同轴电缆的介入,无源基带的信号传输实际是分为三段的,中间为同轴电缆,同轴电缆两侧均为五类线连接,通常,五类线的传输距离一般可达100米,引入同
8、轴电缆作为中间传输介质后,虽然同轴电缆本身传输性能优良,不会对以太网信号造成太大衰减,但由于在两端经过了两次介质耦合,信号受到一定损失,因此,同轴无源基带系统中五类线的最大传输距离小于100m。,)楼道接入交换机 由于大量使用楼道接入交换机,必须考虑其成本问题。对部分国产低端交换机进行的测试证明,大部分低端交换机无法满足EoC系统的要求。只有个别机型符合要求,也就是说,只有与这样的交换机上联,基带EoC系统才是稳定的。,d)有源EOC工作原理 有源EOC的头端将ONU输出的以太网数据信号对射频载波(该射频载波的频率与有线电视频谱不重叠)进行调制,已调制的射频载波与有线电视射频信号在EOC头端频
9、分复用后,输入同轴分配网传输到用户。用户的上传数据信号在EOC的用户端设备EOC-MODEM对上行射频载波进行调制后,通过同轴分配网上传到有源EOC的头端,在此解调为数据信号输出到OUN,再由EPON系统完成数据上传。,现有的有源EOC,由于不同生产厂家采用的调制技术不同而有多种产品。按调制载波频率又可以分为高频调制和低频调制两大类。高频调制EOC采用标准的WLAN、MoCA 技术以及非标准的如雷科通BIOC技术。低频调制EOC采用标准的PLC 或 HPNA技术以及非标准的如H3C EPCN技术。,)采用WLAN(WiFi)的EOC WLAN的优点:价格低、标准化程度高,越来越多的终端内置了W
10、LAN模块。WLAN采用OFDM调制技术,动态范围大、抗多径干扰,因此十分强壮。WLAN的缺点:频率高(2.4GHz)、损耗大,如果有线入户,同轴分配系统的无源器件需要更换。布线长时不能保证可靠通信。,同轴WiFi系统:同轴WiFi系统工作于2.4GHz,一个实际的试验系统,由一个AP头端带6个终端,设备连接如图所示,目前该系统仍在运行中。,同轴WiFi系统连接图,WiFi系统的典型应用,此类技术在入户的最后一段距离内,将WIFI AP的2.4GHz微波信号经阻抗变换后,送入同轴电缆传输,接入端既可使用专用的接收设备,也可使用市场上普遍销售的802.11系列无线网卡。无线网卡接收既可以使用无线
11、方式,也可用同轴电缆有线连接。采用802.11g标准,PHY速率可达54Mbps,实际吞吐量可达22Mbps。,此类技术的优势在于:WIFI技术成熟,无论AP还是无线网卡,全球范围内出货量都很大,并且无源同轴电缆网不用进行集中分配改造。使用注意点:无源同轴分配网的无源器件需要更换成2.4GMHz的;AP、网卡均为有源设备,网卡的安装更要费一番功夫,有一定的运维成本;RF同轴电缆工作在2.4GMHz时,其损耗需要由使用者自己测定,如果不能测定,则传输距离只能靠实际摸索而定。,)采用MoCA(Multimedia over Coax Alliance同轴电缆多媒体联盟)的EOC MoCA每个频道占
12、用带宽50MHz,物理层速率可达到270Mbps,吞吐量达到100Mbps。使用工作频带:因地区而异,如美国使用8601550MHz,日本使用7701030MHz。如果选择1GHz以下频段可以使用有线电视网络。目前只有一个芯片厂家(Entropic),芯片价格还较高,产品c.LINK已经问世。,厂家称,c.LINK可以跨越同轴电缆的无源分配器实现互连,直接实现端端数据传输,距离可达600m/300m。c.Link优点如下:在8001550MHz带宽内,每个50MHz频道理论上最大物理数据速率270Mpbs,最大有效数据速率130Mpbs,实际吞吐量80Mpbs。MOCA不影响原来的电视信号,与
13、CATV、DBS及HDTV 并存;QoS保证、安全性高、高可靠性、安装方便。设备典型发送电平:112dBv;接收电平范围:109dBv63.75dBv,接收电平动态范围45dB;系统动态范围48dB;典型时延:3ms。,MOCA技术在同轴电缆上传输交互数据原理如下图:MOCA能够通过分支分配器,但工作频率高,超过1000MHz需要更换分支分配器和电缆,对网络适应能力较差,家中还需安装MOCA Modem,价格高。一个MOCA主机,可带31个MOCA Modem。,使用MoCA系统注意点:1)因为系统工作在860MHz以上,同轴电缆和无源器件的损耗都比较大,必须考虑回传信号通过分支器时的损耗是否
14、超过容限。2)传输距离:同轴电缆在860MHz以上的损耗20dB/100m,从主机到最远用户的距离必须限制在100m以内。3)如果MoCA主机信号要通过放大器,则放大器的带宽是否满足要求特别重要。或者采用旁路跨接方式。,)采用PLC技术的EOC PLC(电力线通信)技术近来发展很快,HomePlug AV标准物理层速率已达到200Mbps,吞吐量也达到80Mbps(理论可达100Mbps)。它和WLAN的调制技术、MAC层协议都很相似,但由于使用低频段,从技术上有比较优势,适用于最后100米是完全可行的。,Homeplug AV技术用于HFC双向网改造的EOC接入,称为Homeplug AV
15、over Coax。它既可以用于同轴星形分配网,也可以用于同轴树形分配网。这就使交互数据入户有更灵活的选择。Homeplug AV over Coax工作在低频段,分为两个频段:2-30MHz/34-62MHz。每个频段使用917个子载波,每个子载波单独进行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和 调制。采用Turbo FEC纠错,物理层速率达到200Mb/s,静荷150Mb/s。实际吞吐量仅100Mb/s。,Homeplug AV over Coax完整地借用Homeplug协议,只是修改前端耦合等电路设计来实现。由于Homeplug AV over Coax技术
16、本身的局限性,一个Homeplug AV over Coax设备头端支持的CPE最多可达64个。而且随着CPE个数的增加,每个用户的带宽随之降低。,Homeplug AV在同轴电缆上传输数据原理如下图:,使用中注意点:1)由于工作在2-30MHz/34-62MHz频段,必须注意回传信号受汇聚噪声的影响。2)特别要注意个别用户家里的噪声对整个PLC头端覆盖用户的影响。要像在运行Cable modem系统一样,将非数据用户用高通滤波器隔离。3)PLC-EOC产品要能实现以太网的通信协议和用户业务管理。,)采用HPNA 的EOC HPNA(Home Phone line Networking All
17、iance)是国际上一些计算机和半导体器件制造公司发起并成立于1998年的标准组织,其最初目的是利用现有电话线路,以类似于以太网的技术提供一种低成本高宽带网络的解决方案,现在已经发展到针对同轴电缆线路的解决方案。HomePNA3.0是国际(ITUT)标准(G.9954),现已升级到3.1版本。,HomePNA采用QAM/FDQAM调制方式,FDQAM增加了信噪比边界,有较好的抗扰性。目前HomePNA系统主要工作在三个频段:4MHz21MHz,12MHz28MHz,36MHz52MHz,其大部分频点可以采用256QAM调制技术,并可根据信道实际的SNR要求自适应地使用128QAM,64QAM,
18、32QAM,16QAM,8QAM。,HomePNA3.0的覆盖能力及规划,主要依据为其传输距离和带宽的分配。目前HomePNA3.0的传输距离为300米(最大电平衰减61dbm),带宽最大提供128Mbps。根据实际测试结果,在300米传输距离的前提下,一般可以覆盖23栋住宅楼。按照带宽分配计算,每用户可提供最大吞吐90Mbps;考虑同时在线率因素,每个在线用户可提供带宽2Mbps以上。在HomePNA3.1标准中,调制带宽将提高到160320Mbps。,HPNA3.0系统配置图 CLT为同轴电缆线路终端 CNU为同轴网络单元,HPNA3.0的业务承载能力 HomePNA3.0网络是在现有HF
19、C网络基础上,进行相应的改造,不仅能满足原有的广播业务需求,同时能实现双向互动服务,可以提供包括宽带上网、IPTV、语音等各种应用,是具备视频(video)、语音(voice)、数据(data)等各种业务。HomePNA3.0全程支持二层的QoS,HomePNA3.0技术在广播信道上对识别的流可以应用不同的QoS策略:带宽、抖动和延时。在EPON+HomePNA3.0的网络架构下,可以实现基于MAC地址、VLAN、IP、UDP/TCP端口等多种方式的用户识别和业务区分。从而保证了对网络中用户的管理控制,业务流的划分,不同业务的多等级服务。,技术特点及应用分析 对原有电视网络的网络结构、承载的业
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