李 喆，王 聃

(天津泰達有線電視網(wǎng)絡有限公司 天津300457)

C-DOCSIS技術(shù)寬帶接入

李 喆，王 聃

(天津泰達有線電視網(wǎng)絡有限公司 天津300457)

C-DOCSIS技術(shù)標準是我國自主創(chuàng)新優(yōu)化的國際標準，相關(guān)產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)基本成熟。通過現(xiàn)網(wǎng)實驗驗證了C-DOCSIS的諸多優(yōu)點和不足，總結(jié)并展望了該技術(shù)的未來。指出國內(nèi)廠家正在逐步完善C-DOCSIS技術(shù)，今后必然會成為我國雙向網(wǎng)絡技術(shù)的引領技術(shù)。

DOCSIS C-DOCSIS CMTS CCMTS

0 引 言

DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications)有線電纜數(shù)據(jù)服務接口規(guī)范，是一個由有線電纜標準組織Cable Labs 制定的國際標準。DOCSIS技術(shù)體系成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完整，支撐三網(wǎng)融合業(yè)務能力強，在美國和歐洲應用十分廣泛，在我國也有應用。但是，在國內(nèi) DOCSIS產(chǎn)品還存在成本偏高、沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化和面對密集用戶集群的帶寬拓展能力不足等問題。為了解決這些問題，國內(nèi)科研機構(gòu)結(jié)合我國有線電視網(wǎng)絡現(xiàn)狀和相關(guān)產(chǎn)業(yè)能力等客觀條件，豐富和創(chuàng)新了DOCSIS技術(shù)體系，實現(xiàn)了DOCSIS技術(shù)的國產(chǎn)化，走出了一條中國式的C-DOCSIS發(fā)展道路。

1 C-DOCSIS技術(shù)特點

C-DOCSIS的發(fā)展大概經(jīng)歷了3個階段：第1階段，推動CMTS小型化；第 2階段，以模塊化推動產(chǎn)業(yè)鏈開放和國產(chǎn)化；第3階段，以創(chuàng)新架構(gòu)提升組網(wǎng)和技術(shù)應用靈活性。目前，C-DOCSIS標準和相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)基本成熟。

1.1 與DOCSIS的不同

與DOCSIS相比較，C-DOSIS主要有如下不同：

1.1.1 標準側(cè)重

DOCSIS主要規(guī)定了 MAC層、PHY層等底層的技術(shù)規(guī)范，而C-DOCSIS主要規(guī)定了系統(tǒng)組成及設備形態(tài)。

1.1.2 應用形態(tài)

C-DOCSIS系統(tǒng)中，CCMTS作為一種邊緣同軸數(shù)據(jù)接入設備存在，因其部署的位置下沉，數(shù)量也較DOCSIS設備部署量大增，保留原路由功能意義不大，而可靠性、環(huán)境適應性方面要求則顯著提高。

1.2 C-DOCSIS技術(shù)優(yōu)點

① 簡化調(diào)制模式?，F(xiàn)階段的用戶終端設備均為支持DOCSIS2.0及以上的Cable Modem。DOCSIS1.0的終端設備基本全部退出市場，故在調(diào)制方式上只保留了支持DOCSIS2.0設備的SCDMA及ATDMA兩種上行調(diào)制模式。

② 減少服務流數(shù)量。考慮到C-DOCSIS設備部署位置的下沉，導致覆蓋用戶范圍減少，相應的可以減少每臺 CDOCSIS所支持的服務流的數(shù)量。在同等用戶規(guī)模條件下，減少設備成本。

③ 對 AES加密方式不做強制要求。AES是在DOCSIS3.0的BPI中增加的加密技術(shù)。DOCSIS2.0中的BPI使用的是 DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)；為控制成本，僅支持基于 DES的BPI。

2 C-DOCSIS技術(shù)實踐

2013年末，天津泰達有線電視網(wǎng)絡公司開始了相關(guān) CDOCSIS技術(shù)測試，并在開發(fā)區(qū)某小區(qū)先行開展現(xiàn)網(wǎng)實驗，覆蓋16個光節(jié)點。

2.1 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

如圖1所示，在 DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中數(shù)字電視信號接入到光發(fā)射模塊主輸入口，IPQAM及CMTS信號需要混合后接入到光發(fā)射模塊窄帶輸入口。通過光模塊將射頻信號調(diào)制成1,310,nm 波長的光信號通過光分路器均分后直達各光節(jié)點，光節(jié)點將光信號解調(diào)為射頻信號通過 HFC網(wǎng)絡送至用戶家中，滿足用戶有線電視、寬帶數(shù)據(jù)的下行需求。如圖2所示，在C-DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，原有數(shù)字電視系統(tǒng)信號直接接入光發(fā)射模塊，但IPQAM信號及原來CMTS下行信號在C-DOCSIS解決方案中不再進行混合進入光發(fā)射模塊窄帶輸入口，只需將 IPQAM 信號調(diào)制到合適電平直接插入窄帶輸入口。但是，機房中需要部署 OLT(即 C-DOCSIS頭端設備)，通過光信號傳輸?shù)叫^(qū)交接箱，通過四路均分光分路器，將C-DOCSIS的上下行信號共用一根光纖進入 CCMTS局端設備(下行使用1,490,nm波長，上行使用1,310,nm波長，故可同一根光纖中進行傳輸且不互相影響)。CCMTS將光信號中的下行解調(diào)成射頻信號，通過傳統(tǒng)射頻網(wǎng)絡傳輸至用戶家中的電纜調(diào)制解調(diào)器(CableModem，縮寫 CM)，可提供用戶寬帶的下行傳輸。CM將用戶寬帶的上行請求調(diào)制成射頻信號，反向通過射頻網(wǎng)絡傳輸至 CCMTS，CCMTS將射頻信號調(diào)制成光信號，通過1,310,nm波長傳輸至主前端機房OLT。通過這樣的過程，實現(xiàn)了機房到用戶終端的閉環(huán)，實現(xiàn)了有線電視雙向網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通信，OLT上聯(lián)核心路由器將用戶的上網(wǎng)流量轉(zhuǎn)入到互聯(lián)網(wǎng)。

圖1 DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)Fig.1 DOCSIS network structure

圖2 C-DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)Fig.2 C-DOCSIS network structure

2.2 技術(shù)優(yōu)點

通過現(xiàn)網(wǎng)部署 C-DOCSIS設備，在實踐中發(fā)現(xiàn)了下面幾點技術(shù)優(yōu)勢：

① 節(jié)約光纖資源。使用原來的 DOCSIS技術(shù)進行覆蓋，需要占用較大的光纖資源，以項目小區(qū)共 16個光節(jié)點為例，原方案每個光節(jié)點必須各使用兩芯光纖資源到主機房，共占用32芯。但在C-DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，覆蓋同等用戶規(guī)模，使用8芯光纖資源至主前端，約節(jié)約資源50%,。

② 噪聲干擾減少。DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，需要將2～4個光節(jié)點的上行信號進行混合，會造成幾個光節(jié)點的反向頻譜進行疊加，往往會抬高底噪的數(shù)值，造成CM的信噪比不如單節(jié)點測試時高。另外，當一個光節(jié)點出現(xiàn)突發(fā)較大侵入噪聲時，不但會影響自己所帶的光節(jié)點覆蓋用戶的上網(wǎng)，還會一同影響同混合下的其他光節(jié)點用戶的上網(wǎng)，造成一個故障可能會影響一片用戶的尷尬局面。在C-DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，每臺CCMTS單獨工作互相獨立，當其覆蓋的區(qū)域出現(xiàn)噪聲問題時只會影響自己所覆蓋區(qū)域而不會影響其他 CCMTS覆蓋的用戶使用。

③ 機房施工量減少。DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，使用光發(fā)射模塊、光接收模塊，且均需要連接到 CMTS設備，機房布線一個光站雙向需制作連接約 3～4根射頻線纜，工程量較大且大量電纜若部署不當會造成機房的混亂狀況。在 C-DOCSIS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，減少了大量的射頻電纜制作及部署工作，雙向下行在機房只需要光纖即可，且一根光纖可以帶多個 CCMTS進行工作。在機房施工部署的工作上減少并沒有增加施工單位在小區(qū)部署 CCMTS的工作量。工程師在 OLT端配置后CCMTS的配置后，施工單位人員再部署CCMTS的時候只需像部署有線電視光節(jié)點一樣部署一臺設備即可滿足兩種需求，因配置會在 CCMTS加點后自動部署，免去了施工單位人員現(xiàn)場施工調(diào)試的工作量。

3 總結(jié)與展望

2014年 8月 29日，美國 CableLabs正式發(fā)布了 CDOCSIS系統(tǒng)規(guī)范，這也是國際化組織認可C-DOCSIS技術(shù)的重要標志。C-DOCSIS技術(shù)標準創(chuàng)新了DOCSIS系統(tǒng)架構(gòu)，優(yōu)化了 DOCSIS技術(shù)機制，符合我國國情和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。CDOCSIS技術(shù)在未來應該可以發(fā)布C-DOCSIS 3.1的標準來適應DOCSIS 3.1的技術(shù)發(fā)布及D-CCAP的發(fā)展。

通過現(xiàn)網(wǎng)實驗，我們發(fā)現(xiàn)了 C-DOSIS技術(shù)的諸多優(yōu)點，但是自身也存在硬性缺點。比如，芯片廠家過于依靠國外一家，OLT設備不具備路由功能以及設備自身的穩(wěn)定性。但是，國內(nèi)廠家正在逐步完善 C-DOCSIS技術(shù)，今后必然會成為未來我國雙向網(wǎng)絡技術(shù)的領導者?！?/p>

［1］ GY/T 266—2012. 中華人民共和國廣播電影電視行業(yè)標準[S].

［2］ 徐冉，陳海彬，張治. 融合 C-DOCSIS體系的綜合網(wǎng)管設計與實現(xiàn)[J]. 電視技術(shù)，2015(8)：96-99.

［3］ 汪剛，杜申利. C-DOCSIS技術(shù)應用和發(fā)展展望[J].廣播電視信息，2014(11)：28-30.

C-DOCSIS Broadband Access

LI Zhe，WANG Dan
(Tianjin TEDA Cable TV Network Co.，Ltd.，Tianjin 300457，China)

C-DOCSIS is an independently optimized international technology standard in China and its related products and solutions have become basically mature．Based on practices in current HFC network，advantages and defects of C-DOCSIS were verified．This paper summarizes the advantages and disadvantages of C-DOCSIS and prospects its future．As the technology is being perfected by domestic companies，it predicts that C-DOCSIS will lead China’s bilateral network technology.

DOCSIS；C-DOCSIS；CMTS；CCMTS

TN941.3

A

1006-8945(2015)09-0093-02

2015-08-07