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EOC的发展之路 余少波（北京金桥恒泰科技有限公司，北京，100055）余少波，博士，yushaobo 摘要： EoC（Ethernet over Coax）是当下双向网改造中热门的技术之一，即在同轴电缆中进行以太网数据信号传输。它以简单、稳定、安全、成本低等优点成为双向网改造技术中的宠儿。在三网融合中，广电的关键任务之一是建立NGB网络。由于历史和技术的原因，现有的广电双向化技术方案非常多，也有许多的各种争论。这样一来，广电网络公司无从选择。本文将分析各种EOC技术，总结未来的EOC技术发展趋势。 关键词：EOC、双向网改造、MoCA、EPOC(Beijing Golden Bridge hengtai science and Technology Co Ltd, Beijing,100055) Summary: EoC ( Ethernet over Coax ) is present in the bidirectional network transformation one of hot technologies, namely in the coaxial cable of the Ethernet data signal transmission. It is simple, stable, safe, low cost has become the darling of the bidirectional network transformation technology. In the triple play, radio and television one of the key tasks is to establish NGB network. Due to history and technology, the technical scheme of CATV bidirectional very much, also have a lot of controversies. As a result, radio and television network company have no choice. This article will analysis all kinds of EOC technology, summed up the future of EOC technology development trend. Keywords：EOC、bi-directional technology programme、MoCA、EPOC 作者简介：余少波（1963-），男，博士，从事通信和广电网络方面的研究，E-mail:yushaobo；概述 EoC（Ethernet over Coax）是当下双向网改造中热门的技术之一，即在同轴电缆中进行以太网数据信号传输。它以简单、稳定、安全、成本低等优点成为双向网改造技术中的宠儿。自从EOC技术出现以来，作为一种用于广电网络双向化改造的技术，已经逐步替代传统的CMTS技术。各地也有许多的实验和测试，从而积累了大量的经验。但目前国家对EoC并没有统一的标准。 目前电信运营商正在大规模建设FTTH网络，在网络带宽、可靠性、传输质量方面都形成较大优势，在三网融合的发展背景下，广电运营商面临较大的网络改造压力。如何基于现有的网络基础，最大化发展同轴网络，成为广电迫切需要解决的课题。我国有线运营商所坚持的“在最后100m同轴上进行技术创新，打造高速率、高性能、高可靠同轴接入网”的技术路线得到了全球同行的认可。这里首选的技术是FTTB+EOC技术。 EOC技术的认识和发展也是一个过程。对EOC技术的认识也是逐步深入和透切。人们从最初的只关注EOC技术的传输速率、传输距离、对网络的适应性等，逐步过渡到EOC产品对一台网络功能的支持、对网管的支持。最后，由于NGB是一个语音、数据、视频同时传输的网络，认识到QoS才是关键。 这个认识过程大约可以分解为三个阶段： 1、 宣传阶段：-2008年之前，只是关注EOC的性能方面，比如传输距离、传输速率、抗干扰能力等。所以，有许多的争论。不同的技术提供商，从自己的看到的部分来想象EOC这个大象。这个阶段只是一个初级阶段，也是宣传的阶段。 2、 试用阶段：2008年2009年，开始关注EOC对以太网络的支持功能，比如MAC地址学习能力、风暴抑制能力、网管功能等。这是一个开始试用和使用的阶段，因此，如何支持以太网就是一个问题了，就提出了相应的需求。3、 运营阶段：2010年-，开始认识到QoS对NGB来说是那么的重要，开始研究NGB网络对EOC的QOS有什么要求。这个阶段是一个开始运营的阶段，这个运营已经不是简单的提供宽带了，而是要考虑同时传输语音、视频和数据，如是QoS提上了议事日程。总局规划院已经在研究对EOC的QoS需求。与这个认识过程对应的技术发展过程大约可以分解为三个阶段：4、 直接借用：比如最早的基带EOC技术，窄带EOC技术，调制EOC技术（包括AV、PNA、WiFi、MoCA等）。5、 修改使用：由于对EOC技术的认识的不断加深，发现所使用的各种技术有缺陷，不能满足广电网络深层次应用的需求，因此，就开始对各种EOC技术进行修改。 6、 开发新技术：由于低频技术不能满足广电网络接入网的需求，于是就寻求新的技术方案。下面我们描述这几个技术发展阶段，最后总结未来的EOC未来的发展趋势。第一阶段 直接借用技术在这个阶段，由于急切寻求一种解决方案，就将其它领域的技术借用到EOC的解决方案中。从而形成了许多的解决方案。比如基带EOC技术，窄带EOC技术，调制EOC技术（包括AV、PNA、WiFi、MoCA等）。这些解决方案有各自的优点，比如基带EOC技术和窄带EOC技术有价格上的优势，但只是一种极其短命的解决方案，在2007年还是热门的解决方案，目前为止，基本上没有人使用。AV、PNA、WiFi解决方案，不能满足QoS的需求。MoCA方案在成本上没有优势。各种调制EOC技术比较如表1。表1 各种调制EOC技术比较表1 各种调制EOC技术比较比较项目PNAAVWiFiMoCAECAN通信方式半双工半双工半双工半双工半双工标准ITU G.9954HomePlug AV802.11/g/nMoCA 1.0MoCA 1.0MoCA 2.0厂家自有标准MAC协议CSMA/CACSMA/CA、TDMACSMA/CATDD、TDMA上下行均采用TDMA方式TDD、TDMA下行采用广播方式，上行采用TDMA方式升级方式空分升级空分升级频分升级信道绑定频分升级信道绑定空分升级调制方式单载波QAM，支持频率分割窗口OFDM窗口OFDM自适应OFDM单载波VSBFEC没有Turbo CodeTurbo CodeReed SolomonReed Solomon占用频段4-28MHz3.1的工作频段已经从421MHz，1228MHz，3652MHz扩展到36MHz68MHz。2-28MHzP1901工作频率250MHz，可扩展到100MHz2400MHz或变频500-1650MHz6-60 MHzMAC速率80,共享120,共享100,共享350,共享25,共享90,共享130,共享400,共享800,共享120,共享压力测试效果不好比较好不好好好小包测试3.1比较好比较好比较好1.1比较好好动态管理不好不好不好好好QoS802.1p,Prioritize QoS802.1p,CSMA/TDMA802.1p,Prioritize QoS802.1p,Paramaterized QoS802.1p,Prioritize QoS抖动（ms）小1:1为0.21:27 为1.8随着终端的增加而弱有增加非常大1:1 为18随着终端的增加而增加非常大1:1 为5随着终端的增加而增加非常小1:1 为0.51:31 为0.5不随着终端的增加而增加比较大1:32 为5不随着终端的增加而增加延迟（ms）小1:1 为1.51:27 为15随着终端的增加而增加非常大1:1 为401:32 为100随着终端的增加而增加非常大1:1 为42随着终端的增加而增加非常小1:1 为3.51:31 为4随着终端的增加几乎不变小1:32 为14随着终端的增加几乎不变芯片厂家Sigma Design (Coppergate)Intellon,Spidcom; 多家EntropicBroadcom普然成熟度成熟成熟成熟成熟尚未量产第二阶段 修改已有的技术由于对EOC技术的认识的不断加深，发现所使用的各种技术有缺陷，不能满足广电网络深层次应用的需求，因此，就开始对各种EOC技术进行修改。对于AV技术，实际上市不能满足广电网络接入网的需求的。但由于是总局的一种简易方案，因此，就有了对其进行修改使用的建议。这个建议在初期得到了芯片厂家的支持。做了一些修改。包括AV在带宽上推出了新版本，带宽达到300Mbps，在MAC层协议上，下行改为TDMA，上行保留了CSMA。在性能上有一些提高，但由于AV技术本身的缺陷，在QoS上还是不能满足广电网络接入网的需求。AV的另外一个主要问题是由于使用低频，无法满足广电网络持续的高带宽需求。这样，这个修改是不切底的，但没有办法进行进一步的修改，因为要完全或基本满足广电网络的双向化改造的需求，还要做许多的修改，这一点，芯片厂家无法做到，因此相应的芯片厂家高通在ICTC2011上，宣布了自己的EOC发展方向，就是采用基于EPON MAC+OFDM PHY的方案。MoCA技术给出了自己的路线图。MoCA在一开始就选择高频，能够满足广电网络持续的高带宽需求，因为其使用范围是500-1600MHz的频率范围上。理论上的带宽可以达到4-10Gbps。为了满足接入网的需求，MoCA技术开发了适合接入网需求的版本，在QoS上可以满足需求。PNA技术没有自己的发展路线图，在技术升级上几乎没有任何进展，应该是一种排除在外的方案了。WiFi技术是一种高频EOC方案。采用802.11n技术的方案，速率可以达到300Mbps。802.11ac技术方案甚至可以达到Gbps的级别。但WiFi本身在QoS上不能满足介入网络的需求。第三阶段 开发新的技术由于现有的各种EOC技术还不能满足广电网络接入网的QoS、未来20年的持续的高带宽需求，就开始寻求新的解决方案。这种新的解决方案的最早的尝试是ECAN、DECO技术。ECAN、DECO是低频技术，采用的是EPON MAC+OFDM PHY的技术模式。但由于采用低频模式，在为了的带宽需求上不能满足广电网络发展得需求，而且，现在为止，还不是一个成熟的产品。另外一种EOC技术就是HiNOC技术，选择的是750-1006MHz的频率范围.可以做到3Gbps的速率。选择的带宽是32MHz（终端），128MHz（局端）。采用TDMA协议，满足广电网络的QoS需求。还有一种就是MoCA2.0技术和将来的升级版本，采用50MHz带宽，因为其使用范围是500-1600MHz的频率范围上，理论上的带宽可以达到4-10Gbps。能够满足广电网络持续的高带宽需求。为了满足接入网的需求，MoCA技术开发了适合接入网需求的版本，在QoS上可以满足需求。另外一种技术就是EPOC技术，在下行的时候采用广播的方式，在上行的时候采用TDMA的方式。EPOC是一个新的技术，尽管也是采用EPON MAC+OFDM PHY的技术模式，但为了实现与对应的1G EPON和10G EPON，在频率规划上做了调整，在带宽上选择24MHz/48MHz按照IEEE的分析，大约在2013年底或2014年初可以有芯片。图1是EPOC技术的频谱使用情况。EPON MAC的优点是灵活简洁，且支持DBA，这是众多EOC技术采用它的原因。虽然EOC的MAC与EPON的MAC相同，但EOC的MAC和EPON的MAC仍然是相互独立的，并不能有效对接起来。同轴电缆的信道环境毕竟与光纤不一样，微发射、干扰等问题都是光纤所没有的，采用原本针对光纤信道的EPON MAC后，物理层的处理（同步、信道估计与均衡等）就会相对复杂，发送训练序列（可以是时域的也可以是频域的）可以简化这些处理，缺点是会降低带宽利用率。另外一个重要的选择的是：上下行是否采用相同的传输参数；头端设备与不同终端设备间是否采用相同的传输参数；不同子载波上是否采用相同的QAM方式。这些选择都会影响频谱利用效率。与现有的EOC技术不同的还有DOCSIS3.0技术。现在有线电视工业主流的DOCSIS 3.0技术支持8个下行通道和4个上行通道，最大支持320Mbps下行带宽和120Mbps上行带宽，未来还可以拓展到1Gbps的下行带宽。尽管如此，许多有线电视运营商还是决定未雨绸缪。新的EPoC标准可能采用在无线通信和MoCA协议中使用的OFDM正交频分复用调制方式，从而可以将现在负载被设置缩小为40KHz到100KHz，从而每赫兹传输更高的比特。如今的256QAM技术支持的是8比特每赫兹的比率。OFDM可以预计实现10比特或者12比特每赫兹的比率。小结广电运营商采用FTTB+ EOC方案，是最佳选择。用FTTBEOC技术有助于综合利用网络资源，快速完成NGB接入层的建设，实现“数字化”、“双向化”改造，减少大量的重复建设，节约建设和运维成本。用户无需对室内布线做任何更改，只需增加终端设备就可以实现双向、交互、多功能、多业务，享受三网融合带来的丰富内容。EPONEOC方案能够全面提升有线电视网络技术水平和业务承载能力，发挥有线电视网频带宽、低成本、易普及的优势，使有线数字电视成为进入千家万户的多媒体信息平台。未来的EOC技术必须满足QoS和未来20年对带宽的持续需求。为此，未来的EOC技术的特点是：1、 采用高频技术。这样未来20年对带宽的持续需求。2、 物理层是用OFDM技术。OFDM正交频分复用调制方式，从而可以将现在负载被设置缩小为40KHz到100KHz，从而每赫兹传输更高的比特。如今的256QAM技术支持的是8比特每赫兹的比率。OFDM可以预计实现10比特或者12比特每赫兹的比率。3、 在MAC层采用可以满足QoS的协议，比如TDMA技术。满足传输延迟小于10ms，抖动小于0.5ms的要求。因此，MoCA2.0是一种现实的技术选择，HiNOC2.0和EPOC是未来可以选择的方案。参考文献1、“EOC技术分析比较”余少波、陈涛，世界宽带网络 2011年第18卷第10期 44-47页。2、“有线电视网络双向化建设与改造” 杨杰，世界宽带网络 2007年第14卷第3期 18-18页,20,22页。3、“基于MoCA的有线电视接入网双向化改造” 王涛，余少波，世界宽带网络 2007年第14卷第6期，67-70页。4、“满足NGB网络双改需求的EPONMoCA解决方案” 余少波等，世界宽带网络 2010年第10期，47-50页。5、Aurelio Amodei Jr., Lu?_s Henrique M. 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