eoc原理与应用技术

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1、EOC原理及应用技术,唐明光 2010.3.6 大庆市广电,广电网络构成,采用EPON-EoC接入方式,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

2、主要有以下四种：HomePNA over Coax、HomePlug 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，OUN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

3、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，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,CA

4、TV,光接收机,EOC终端,住户1,住户2,ONU,楼道,EOC终端,EPON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,CATV 1550nmv,IP CORE,CATV 1550/1310nmv,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

5、 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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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WLAN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

11、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

12、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8001550M

13、Hz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

14、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

15、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 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

16、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。