C-DOCSIS技術寬帶接入

李 喆，王 聃

(天津泰達有線電視網絡有限公司 天津300457)

C-DOCSIS技術寬帶接入

李 喆，王 聃

(天津泰達有線電視網絡有限公司 天津300457)

C-DOCSIS技術標準是我國自主創新優化的國際標準，相關產品和解決方案已經基本成熟。通過現網實驗驗證了C-DOCSIS的諸多優點和不足，總結并展望了該技術的未來。指出國內廠家正在逐步完善C-DOCSIS技術，今后必然會成為我國雙向網絡技術的引領技術。

DOCSIS C-DOCSIS CMTS CCMTS

0 引 言

DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications)有線電纜數據服務接口規范，是一個由有線電纜標準組織Cable Labs 制定的國際標準。DOCSIS技術體系成熟、產業鏈完整，支撐三網融合業務能力強，在美國和歐洲應用十分廣泛，在我國也有應用。但是，在國內 DOCSIS產品還存在成本偏高、沒有實現國產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，國內科研機構結合我國有線電視網絡現狀和相關產業能力等客觀條件，豐富和創新了DOCSIS技術體系，實現了DOCSIS技術的國產化，走出了一條中國式的C-DOCSIS發展道路。

1 C-DOCSIS技術特點

C-DOCSIS的發展大概經歷了3個階段：第1階段，推動CMTS小型化；第 2階段，以模塊化推動產業鏈開放和國產化；第3階段，以創新架構提升組網和技術應用靈活性。目前，C-DOCSIS標準和相關產品已經基本成熟。

1.1 與DOCSIS的不同

與DOCSIS相比較，C-DOSIS主要有如下不同：

1.1.1 標準側重

DOCSIS主要規定了 MAC層、PHY層等底層的技術規范，而C-DOCSIS主要規定了系統組成及設備形態。

1.1.2 應用形態

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

1.2 C-DOCSIS技術優點

① 簡化調制模式。現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，故在調制方式上只保留了支持DOCSIS2.0設備的SCDMA及ATDMA兩種上行調制模式。

② 減少服務流數量。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量。在同等用戶規模條件下，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。DOCSIS2.0中的BPI使用的是 DES數據加密技術；為控制成本，僅支持基于 DES的BPI。

2 C-DOCSIS技術實踐

2013年末，天津泰達有線電視網絡公司開始了相關 CDOCSIS技術測試，并在開發區某小區先行開展現網實驗，覆蓋16個光節點。

2.1 網絡結構

如圖1所示，在 DOCSIS網絡結構中數字電視信號接入到光發射模塊主輸入口，IPQAM及CMTS信號需要混合后接入到光發射模塊窄帶輸入口。通過光模塊將射頻信號調制成1,310,nm 波長的光信號通過光分路器均分后直達各光節點，光節點將光信號解調為射頻信號通過 HFC網絡送至用戶家中，滿足用戶有線電視、寬帶數據的下行需求。如圖2所示，在C-DOCSIS網絡結構中，原有數字電視系統信號直接接入光發射模塊，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射模塊窄帶輸入口，只需將 IPQAM 信號調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)，通過光信號傳輸到小區交接箱，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成射頻信號，通過傳統射頻網絡傳輸至用戶家中的電纜調制解調器(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制成射頻信號，反向通過射頻網絡傳輸至 CCMTS，CCMTS將射頻信號調制成光信號，通過1,310,nm波長傳輸至主前端機房OLT。通過這樣的過程，實現了機房到用戶終端的閉環，實現了有線電視雙向網絡的數據通信，OLT上聯核心路由器將用戶的上網流量轉入到互聯網。

圖1 DOCSIS網絡結構Fig.1 DOCSIS network structure

圖2 C-DOCSIS網絡結構Fig.2 C-DOCSIS network structure

2.2 技術優點

通過現網部署 C-DOCSIS設備，在實踐中發現了下面幾點技術優勢：

① 節約光纖資源。使用原來的 DOCSIS技術進行覆蓋，需要占用較大的光纖資源，以項目小區共 16個光節點為例，原方案每個光節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網絡結構中，覆蓋同等用戶規模，使用8芯光纖資源至主前端，約節約資源50%,。

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

③ 機房施工量減少。DOCSIS網絡結構中，使用光發射模塊、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網絡結構中，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場施工調試的工作量。

3 總結與展望

2014年 8月 29日，美國 CableLabs正式發布了 CDOCSIS系統規范，這也是國際化組織認可C-DOCSIS技術的重要標志。C-DOCSIS技術標準創新了DOCSIS系統架構，優化了 DOCSIS技術機制，符合我國國情和產業現狀。CDOCSIS技術在未來應該可以發布C-DOCSIS 3.1的標準來適應DOCSIS 3.1的技術發布及D-CCAP的發展。

通過現網實驗，我們發現了 C-DOSIS技術的諸多優點，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定性。但是，國內廠家正在逐步完善 C-DOCSIS技術，今后必然會成為未來我國雙向網絡技術的領導者。■

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

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

［3］ 汪剛，杜申利. C-DOCSIS技術應用和發展展望[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