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EOC与CMTS接入应用对比分析的论文
摘 要：四会市广播电视台从2004年开始双向网络的改造，沿用CMTS+CM的接入方式，用户反映问题很多，没有办法改造，引起了维护的极大困难。2011年，引进了EPON+EOC的接入测试方案，使用接近半年，情况良好，现就对这个光节点两种接入形式的使用情况进行对比分析。
关键词：CMTS+CM； EPON+EOC； 信噪比； 占用频率； 上行通道； OLT； ONU
从对比的情况来看，确实在CMTS使用不稳定的地方，用EOC反而能满足要求，现在就对这两种方式下面的情况进行比较。
1测试点的选择
考虑到要对这两种接入方式使用情况进行有效比较我们选用了一个带放大器比较多，级数比较多，线路比较长的光节点，该光节点的结构图如下：
从图可以看出，该光节点的放大器最大为3级，超过EOC最多过两级放大器的要求，同时该光节点基本所有放大器都带有用户，双向用户为28户，整个节点的电视用户为700户。这个节点的噪声比较大，如图（CMTS接收电平为64dBuV，上行通道5-42MHz）。该节点引起所在光点CM不能上线，而且引起整个上行口的所有CM都不能上线。更换设备后，如图：
从图看出，采用EOC形式，每个光节点都是独立的，但会多一个混频器，放大器会增加桥接器（图中未标出）。对于EOC不能经过第三级放大器的问题，我们采用上面右侧图示方式来进行处理（用EOCmodem转以太信号，再增加EOC头端）。从使用效果来看，由于用户数不多，除了成本较高外，针对测试暂时是可以使用的。
2实际带宽对比
CM接入方式时，机房CMTS为百兆接入，根据信噪比情况，一般为6个光点混合一个上行口，下行为共用带宽，现时采用128QAM调制方式，通道带宽为6MHz，因此可以得到30M的下行带宽。而上行因为网络质量问题，采用的是QPSK调试方式，通道带宽为1.6MHz，得到上行带宽为1.2M，在用户终端方面CM限速下行2M、上行512KBps，带宽为共享。
EOC接入时，PON部分采用的是GPON，OLT到ONU之间为千兆传输，ONU输出口为百兆4口，而EOC头端的输入口为百兆口，EOC Modem限速为上行1M下行4M，根据EOC的特性，一个头端带的用户不能超过32户，此时基本能保证用户需求，而且带宽基本为独享，特别是上行带宽。
经过使用对比，使用CM时，晚上经常会出现带宽瓶颈，同时由于放大器级数较多网络的封闭性做的不好，而且最远处有接近700米的线路，经常出现突发的噪声，加高通滤波器效果不大，出现的现象为用户上网感觉比较慢，测试有丢包现象严重时还会掉线，而且在突发噪声大的时候，该光点还经常影响其它光节点。使用EOC后，由于每个光点独立，因此没有出现这个点干扰其它点的现象，同时由于EOC带宽足够，因此使用高峰时基本没有出现瓶颈的现象，由于EOC modem电平对链路贡献比较大，抑制噪声方面能力较强，晚上使用不丢包和掉线，用户感觉网速快了，回访用户全部反映速度快了上网稳定了。
3响应时间
为做对比测试，我们记录了两种接入方式在不同时间段ping网关测试（两者都在各项参数正常的情况下时），测试参数为：ping命令、bytes=1000、次数100次，测试到的时延和丢包情况如下图：
经过测试对比，在不同时候当CM不出现瓶颈和没有噪声干扰的时候，从时延上面来说两种接入方式差别不大。
4占用频率通道
CMTS+CM接入方式，上行占用5-65MHz通道（我台现时实际使用为5-42MHz，上行频点36MHz），下行由于很难实现空间分割，现在下行占用带宽为567MHz-603MHz，如采用DOCSIS3.0，可能占用的频率资源就更多了。
EOC接入方式，由于我们采用Homeplug AV标准，现占用频率资源为7-30MHz，据说现在新的芯片可以到7-65MHz，根本不占用下行频率资源。
因此从以上可以看出，单从频率资源的占用来说，EOC是很有优势的，现在我台的网络为伪860MHz（使用860MHz设备，但实际使用到600MHz左右，更高的频率没有测试和设计），在频率资源越来越紧张的今天，随着更多的付费频道开通，高清互动、vod等业务的开展，我们的频率资源已经非常紧张了，使用EOC确实可以节省更多的频率资源。
5网络结构与设计
采用CMTS接入，机房有大量的回传接收模块，还要多路汇聚，随着有源器件的增多，稳定性不断下降。而采用EPON，由于基本全部无源设备，因此理论上在稳定性方面更好。
在光节点方面，如左下图，原来的光节点为这种形式：
增加EOC后如右上图（未标明ONU设备），增加了设备，在当时的安装中的确造成了安放困难，如果能和光接收机整合一体估计使用上会方便很多：
在放大器方面，采用CM方式时，放大器均为双向放大器，放大器结构变复杂，还要计算发电平计算链路衰减，而且噪声汇聚情况严重，如左下面双向放大器原理图：
通过双工器分开高低频信号，并分别对正向和回传信号进行放大和补偿。改用EOC后，如右上图，由于是桥接方式，与原来电视信号相对独立，各节点互不干扰，从光节点桥接到放大器桥接都均为无源设备，放大器可使用单向放大器。
EOC由于发射电平恒定，只关注链路衰减，不用做信号的调整，比较方便，但是由于信号没有补偿，不能做长距离的传输。（对于本光节点的三级放大器，我们是采用转换方式实现）
6噪声及电平的影响
首先是CMTS的情况，测试的光节点链路图如下（其中AB之间为射频管理器组）：
从图中可以看性出，采用CMTS接入模式时，信噪比只有20dB左右，稳定性较差，有各点相互影响的情况。
在同样的信噪环境下，采用EOC时，基本能稳定使用，因此在同样的信噪环境下面EOC确实更能适合我们的网络。（这里主要是指抑制噪声的能力，而非抗噪能力）
另外，从电平的调整方面来看，CMTS接入方式，无论在机房接收机、光节点、放大器、用户终端都要考虑电平的问题，各链路都要进行均衡和调整，要从主要设备发信号进行链路的调整，因为网络不好等各方面原因下面，就很难做到各链路衰减相等，因此CM发射电平很难做到统一，同时由于各个链路要汇聚到光节点再汇聚到机房，中间环节过多，不稳定因素增多。而采用EOC接入方式，由于EOC Modem发射电平恒定，到EOC头端之间都为无源器件，对噪声的抑制比较理想，理论上更稳定，而且从实际应用来说也证实了这个推断。
7支持的用户数量
由于冲突机制的不同，CMTS+CM方式所带的用户数一般会比较多，排除带宽和价格因素外，CMTS每个上行口可以带几百用户以上，而EOC每个头端由于冲突机制的限制，只能带不大于32用户，大于这个用户数会出现网络很卡的现象，因此在大规模使用上受到了限制。
在实际的应用中，由于带宽的限制，我台网络比较差，每个上行口只能有1.2M的带宽，当带用户数达到30户时，就出现了上行瓶颈。而在测试的光节点中，因为用户不到30户，暂时都没有出现带宽不够用的情况，但要增加用户的话就要相应增加EOC头端设备。
8用户体现
Modem上线速度比较，由于CMTS的下行频率比较多，不能实现空间分割，造成CM第一次上线速度比较慢，要人工改频率才能比较快速上线，很麻烦。而EOC由于独立性，上线速度一般非常快，基本是一接上去就可以用，很方便。
发热量比较，根据用户反馈和现场实测，在相同的环境下面，CM的发热量是很大的，到了烫手的地步，而相反EOC modem发热量就少很多，基本是微温。
上网应用方面，这个也是通过用户的回访反映和实测对比发现，采用两种接入方式在网页浏览方面相差不大，但下载速度方面EOC有明显的优势，特别是视频应用，以前使用CM是非常卡不能用的，改用EOC后，用户反映视频可以用了，而且得益于带宽的加大和瓶颈的避免，用户下载速度和快了很多，经回访全部用户都反映网络比以前好了很多。
9设备、管理和设置方面的对比
总的说来，现时采用的CMTS+CM方式设备在设置方面比较复杂，基本都是命令行设置，而且基本为英文，而EOC由于国产的原因，多为中文，界面友好，对比如下：
如图，CMTS的设置界面不友好，设置难度大，要专门的技术人员进行设置。CM的管理界面一般也为英文，而且项目较少。
EOC头端界面一般为中文，设置简单直观，难度小很多，modem界面也为中文
因此从使用方便性来说，EOC优于CM，但CMTS在功能上要比EOC头端强大。在设备本身的稳定性方面，由于要至少要运行1-2年的时间，暂时还不能对比。
10维护要求
采用CMTS接入时，每次需要调整或者抢修，都要多人进行，既要机房有人，现场也要多人，维护麻烦。而且在设计和调整的时候，对于电平的计算比较麻烦，要频繁用信号发生器发信号，而且该技术对县市级台来说，也不是每个维护人员所能掌握的，因此对维护人员要求很高。因为这个原因，维护人员很难单独进行网络的维护，出现网络问题的可能原因有多个点，很难对用户端故障进行及时有效的排查。
采用EOC接入时，由于出现故障点面窄，有源设备少，排查很有针对性。而且干线的故障主要是更换设备，当没有专门的检测设备时，在各个点进行测试都比较方便，有很多时候一个人就能完成很多故障的抢修，而且都是设备故障居多，在维护的实效性方面能很好的保障。由于维护没有调整，只有更换，对维护人员要求很低，每个人员都可以维护。
11总结
可以看出，客观来说CMTS与EOC接入各有特色，主要是看是否适合自己的网络，从测试来看，比较适合用EOC接入方式的。因为它简单，有效抑制噪声，对于网络来说是可靠的解决方案。同时也可以看出，EOC的固有缺点也是制约着这种技术的应用，例如：标准不统一、设备不通用、没有大的生产厂家、没有更多的应用经验等。在一些双向用户不多，放大器级数不多但信噪环境较差的网络是特别适合的。
参考文献
[1] 张文生. 有线电视宽带HFC网络回传系统. 北京：中国广播电视出版社，1999.83-84.
[2] 唐明光. 有线电视宽带HFC网络技术. 北京：中国广播电视出版社，2004.72-73.
[3] 杨清学. 有线电视技术. 北京：机械工业出版社，2005.112-113.
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