新形势下HFC接入网建设和改造的技术模式选择

贾云涛，赵 强

（云南广电网络集团公司，云南 昆明 650106）

随着信息网络技术的不断进步和国家文化信息发展有关战略的实施，视听传播领域开始处于历史上最快速的变革和创新时期，呈现出渠道多元化、终端多样化、收视互动化、应用跨屏化、操作智能化、服务云端化等一些新的特征。这些演变趋势，从技术、业态和运营等多个层面，最终都转到技术IP化、发展互联网化的方向。

新形势下，有线电视运营商需要转变观念、顺应趋势，从技术层面把有线电视网定位为互联网的一个重要组成部分，以适应媒体和信息服务双轨发展的需要，适应跨网跨屏全业务运营的需要。由于有线电视在20多年的发展历程中，为适应广播电视数字化和多业务发展的需要，普遍进行了“光进铜退”的多次升级改造，形成了巨额资产，投资亟待回收。沿着“光纤到户”这一终极目标，有线电视运营商只能采取逐步演进的策略，在保护既有投资、发挥自身特色和面向未来需要几个方面找到合适的平衡点[1-3]。

本文试图对当前主流的接入网技术路线做一个概括、对比，并结合形势发展需要和业务、技术的演变趋势，对新建、原已网改、待网改区域提出不同的建设改造模式和策略。

1 有线电视运营商未来业态分析

有线运营商当前开展的业务，从形态上来看主要有电视直播、互动点播、基于互动电视的增值业务应用、互联网及其他增值业务，上述业务在承载层面，电视直播业务还是以DVB模式为主，也有部分运营商在小规模试验IPTV的技术模式，互动点播当前仍然以IPQAM承载为主，其他增值业务则更多地承载在IP技术上，综合目前的业务形态及技术发展趋势，笔者认为，直播业务在很长一段时间内，仍然会维持DVB的射频传输，这主要得益于HFC网本身良好的广播传输能力，直播业务的规模IP化，取决于IP技术本身的QoS保证及大规模组播技术应用成本的进一步降低；互动点播业务则会逐步向纯IP化过渡，IPQAM将会逐步收缩，其原因在于随着业务需求的增长，要求IPQAM进一步下移，导致建设成本大规模增长，OTT业务的异军突起，要求运营商不能仅构建支持自身业务需求的专用的网络，而应朝着更加开放、通用的目标前进。

总体来看，有线运营商未来几年的网络发展趋势还是RF+IP的架构，RF主要用于传输高质量的直播业务，用以形成相对IPTV、OTT等的高品质优势，IP则用于承载互动的、个性化的业务。

2 基础网络演进情况及当前可选的建设和改造模式

光进铜退是一个大趋势，有线电视网络的基础网络建设节奏亦遵循了这一趋势，网络建设从早期的纯电缆网到一个光节点覆盖几千户甚至上万户，逐步过渡到FTTC（光纤到片区）、FTTB（光纤到楼栋）、FTTU（光纤到单元）以至现在的FTTH，光节点离用户越来越近。

光节点不断缩小，技术进步是一个因素，业务驱动才是最本质的推动力，利用有线电视网络进行数据传输，不同的基础网络建设模式有不同的可选方案，总结起来，FTTC主要利用CMTS技术，而FTTB、FTTU主要通过EPON+EoC技术，FTTU也可以通过EPON+LAN技术来构建数据通道。

本省内有线运营商于2001年前后开展互联网接入业务，初期接入网层面普遍选用CMTS技术，受汇聚噪声、出口带宽、CMTS单位带宽成本较高等因素的影响，市场占有率较低；2006年开始引入EPON+EoC、EPON+LAN技术，互联网业务发展势头良好，局部区域市场占有率已超过其他运营商。随着光技术应用成本的进一步降低，2012年广电开始进行FTTH试点，在部分发展潜力好的新建小区利用FTTH技术构建有线电视网络，总结FTTH技术在广电应用的优势、劣势，积累FTTH建设和网络改造施工经验、运维经验，探索FTTH技术如何更好地服务有线运营商。

3 各种技术模式基础网络建设成本分析

笔者所在单位2012年选了数个新建小区作为FTTH的试点，专门对比FTTH、FTTB、FTTU三种模式的建设成本及特性，下面以一个典型的新建小区（2 400户）为案例对几种模式的建网成本进行对比，成本对比情况见表1，迭加用户渗透率变化因素时，几种技术模式的电视开通成本对比见表2。

表1 3种建网模式成本对比表 元

表2 迭加用户渗透率变化因素后，电视开通成本对比

表1是以一个2 400户用户规模的小区为原型所做的测算，详细的对比测算受篇幅限制，无法展现。表1中：FTTH模式中在小区设置机房部署光放大器及第一级分光系统，在楼道部署二级分光系统；FTTU及FTTB模式在分前端部署光放大器，在小区设置两级分光系统，结构与FTTH类似，FTTU每光节点覆盖24户，FTTB每光节点覆盖48户；表中的无差异部分指无论对哪种技术模式均存在，且差别不大的部分；施工成本包括干线光缆的架设、电缆铺设，入户安装、箱体安装等；施工成本、辅材数据来源于笔者所在地数百个小区的案例实际；FTTB、FTTU均已做到有线电视全部开通信号，但FTTH还需根据用户入住情况配置用户光接收机；表中的建设成本包含了数据网络基础光缆、分光器等的投资，但未包含类似EPON、EoC等数据设备的投资。

表1未提供详细的测算过程，FTTU和FTTB两种模式比较容易看懂，FTTH主要是迭加不同渗透率下光接收机的投入。

综合表1和表2，可以得出结论：对于新建设的网络，在基础网络部分的投资FTTH、FTTU相差不大，FTTB仍然具有较大的成本优势；FTTH的投资分为两个阶段（基础网络建设部分和用户入住开通成本），用户开通成本在用户入住时才会发生。

4 网络改造的成本说明

已有网络改造的成本受限于现有网络的结构、原来的建设标准、老化程度等因素，很难一概而论，总体来看，FTTH的改造成本是最高的，基本等同于新建一张网的成本，接下来依次是FTTU（户均改造成本在200～310元之间）、FTTB（户均成本在几十到两百元之间）、FTTC（户均成本在几十到一百五十元之间）。

5 各种双向接入技术对比分析

5.1 假设条件

仍然以前述的小区为案例，同时取35%的带宽并发率计算业务渗透率在10%～50%之间变化时的户均成本、入户带宽等指标变化情况。

EPON系统为GEPON，每个PON口提供1 000 Mbit/s的带宽。为充分保证服务质量，FTTH模式下，每个PON口最多下挂64个ONU；FTTU模式下，每个PON接口下挂32个ONU；FTTB及FTTC模式下，每个PON接口下挂16个ONU。未来随着业务增长，可将PON升级至10GEPON或降低覆盖密度。

EoC选择当前主流的低频HomePlugAV 74系列芯片方案，为简化分析过程，每节点部署一台EoC头端，实际应用中每节点下用户超过一定规模时，可对EoC做堆叠，以提升性能。

为简化计算，假设用户分布情况完全平均。考虑到OLT成本远低于其他成本，测算中忽略PON接口的成本。主要设备测算单价（以当前正常采购价做参考）：入户型ONU为420元/台，LAN接入ONU为720元/台，EoC头端为1 200元/台，EoC终端为160元/台，CCMTS头端为9 000元/台，CM终端为180元/台。

5.2 户均接入成本分析

根据5.1的假设条件，结合第3部分的基础网络建设成本，可计算出各种宽带渗透率下的户均接入成本变化，详见表3。

表3 不同业务渗透率下的宽带业务成本

表3中，户均成本包含基础网络建设成本、数据业务开通成本，具体计算过程未列出，有兴趣的读者可根据前面的条件，自行求证。

5.3 入户带宽变化情况

根据5.1的假设条件，可计算出各种宽带渗透率下的平均入户带宽变化，见表4。

表4中：平均入户带宽是指从分前端OLT设备直至用户端可用的带宽；受PON链路共享带宽及基础网络的限制，LAN，EoC，CCMTS各种技术手段的入户带宽无差异。

表4 不同业务渗透率下平均入户带宽变化表

对比成本变化、入户带宽变化两张表，可以发现：在当前的业务需求下，各种技术模式差异不大；LAN方式受基础网络建设成本的制约，户均成本劣势明显，原因在于无论业务渗透率如何，运营商需要为100%的用户线路买单，50%的业务渗透率是LAN方式与基于Cable的接入技术成本对比翻转点；基于Cable的接入技术中，CCMTS受头端价格的制约，若光节点覆盖用户比较少（如案例中的48户/节点），成本劣势非常明显。

5.4 极限情况分析

前面根据实际运营中的情况，对各种接入技术做了对比，模型中的数据可应用于当前的网络建设中。表4中的入户带宽由PON链路、入户链路两级共同决定，组网中，1个PON口下挂多个ONU，入户链路的带宽高于PON链路，PON链路成为户均带宽的决定因素。在当前及今后一段时间内的带宽需求下，表中的户均带宽均能较好地支撑，随着需求带宽不断变大，PON链路可通过不断减少下挂节点数完成PON链路的扩容，到时，决定因素将会发生变化。

以上面的案例来看：FTTH的扩展能力是最强的，以当前的技术条件至少可扩展至上百兆，后续随着10G EPON技术的使用，入户带宽还能进一步扩大；LAN的接入方式，入户带宽受限于五类线的传输能力，理论上限接近百兆；EoC的接入方式，受限于头端数量，可通过堆叠进行扩容，入户带宽上限接近表中的上限数据37 Mbit/s；CCMTS的接入方式，以上表的数据单台头端入户带宽上限在50 Mbit/s左右。

6 FTTH，FTTU，FTTB和FTTC四种模式综合对比

通过前面的分析，可以得出表5所示的对比情况。

7 结论

通过前面的分析，可以得出这样的结论：1）光纤入户是未来的发展方向，有线运营商未来的网络建设应该着力在FTTH上，对于新建设的网络应该以FTTH为主，避免重复投资；2）HFC网仍然具有强大的生命力，对已经建成的网络，尤其是网络基础较好、光节点下挂用户不多的区域，不应该盲目上马光纤入户改造，更不应该实施双线入户的网络改造，而应该充分利用新技术的特征，挖掘现有同轴网络资源的富余带宽价值；3）基础网络的模式复杂化，接入设备技术的多样化，决定了在现有HFC网络上搭建数据传输通道，很难统一到某一种技术手段上，网络统一，应该统一在IP层面、统一在业务接口层面，对于基础网络和接入设备，要综合网络结构、带宽需求、设备成本等因素选择合适的技术手段，做到统一而非单一；4）在基于Cable的接入技术上，现阶段可用的主要是EoC和CCMTS两种技术，从技术角度来看，CCMTS有非常明显的优势，但CCMTS的成本是制约其发展的主要因素，在现阶段，可将每光节点覆盖用户100户作为分界点，若光节点下用户少于100户且基本无源的光节点，选用EoC技术具有成本低、带宽适中的优点，虽然EoC面临随着用户增多，由于碰撞导致性能急剧下降的危险，但可通过EoC头端堆叠的方式来缓解这一问题。对于光节点下用户超过100户的光节点，建议采用CCMTS技术作为接入设备技术，获得较高带宽的同时户均分摊成本适中。

表5 各种基础网络建设模式综合对比表

[1] 李远东.有线电视光纤到户接入网设计计算的实践[J].电视技术，2012，36（22）：39-41.

[2] 卜建荣，吴磊.六合广电FTTB结构网络中EPON光分路器设计思路[J].中国有线电视，2010（10）：1193-1195.

[3] 王锋，王金涛.基于EPON技术的有线宽带接入网络研究[J].数字技术与应用，2012（12）：92-93.