HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)接入方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化

梁滿杰

廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司佛山南海分公司，廣東佛山 528200

信息的飛速發(fā)展，廣電網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模、技術(shù)層次和服務(wù)水平上都產(chǎn)生翻天覆地的變化。作為三大電信運(yùn)營商基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一的有線電視行業(yè)，支撐起國家的社會發(fā)展與經(jīng)濟(jì)建設(shè)。而HFC 網(wǎng)作為最先進(jìn)入市場的較為成熟的寬帶網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，為有線網(wǎng)絡(luò)公司提供了更大的帶寬與更高的經(jīng)濟(jì)性，基于此，本文將著重探討HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)接入時(shí)的管理難題，優(yōu)化HFC 廣電寬帶接入方案。

1 HFC網(wǎng)絡(luò)CMTS小區(qū)接入方案的定義

的英文縮寫，HFC 網(wǎng)絡(luò)是從有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而成。它的工作原理是在有線電視系統(tǒng)中，在前端設(shè)備上連接有線電視信號處理與數(shù)據(jù)信號，用低損耗的同軸電纜或光纖對模擬數(shù)字載波信號進(jìn)行傳輸，在用戶小區(qū)實(shí)行同軸分配網(wǎng)絡(luò)下行載波信號，匯聚上行數(shù)據(jù)載波信號。

HFC 的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入局端設(shè)備是CMTS[1]，它是電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)的英文縮寫，連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與HFC模擬射頻網(wǎng)絡(luò)，完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議處理及射頻調(diào)制解調(diào)。

HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)的接入方案的設(shè)計(jì)為構(gòu)建智能住宅區(qū)提供可能，降低用戶的接入成本。

2 設(shè)計(jì)HFC網(wǎng)絡(luò)CMTS小區(qū)方案的實(shí)踐意義

在初期試行廣電寬帶HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)接入方案時(shí)，因?yàn)橛脩羧簩Υ诵滦途W(wǎng)絡(luò)接入方案缺乏了解，因此用戶的寬帶需求與業(yè)務(wù)開通率并不高，用戶在使用過程中不會產(chǎn)生大問題。但隨著業(yè)務(wù)的開拓，當(dāng)前的有線網(wǎng)絡(luò)面臨著巨大的壓力，之前無視的制約網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展的問題逐漸暴露出來，對HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)應(yīng)用的要求也多起來。

首先，對功能的要求。用戶已不僅僅滿足于單方面的接收信息，而更多關(guān)注信息的互動，追求返回信息的渠道。傳統(tǒng)的HFC 接入架構(gòu)大多為單向網(wǎng)絡(luò)[2]，只能單方面向住戶傳播信息。要求運(yùn)營商對其改革，在保證整個(gè)接入網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠的基礎(chǔ)上，向用戶提供完整的業(yè)務(wù)管理和網(wǎng)絡(luò)管理功能[3]。HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)方案的設(shè)計(jì)會從用戶的需求出發(fā)，制定出合理的HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS雙向接入方案，為小區(qū)用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與上網(wǎng)體驗(yàn)。

其次，傳輸速率的要求。數(shù)據(jù)服務(wù)是HFC 網(wǎng)絡(luò)的重要市場，它是通過電纜調(diào)制解調(diào)器來實(shí)現(xiàn)獲得IP 地址與數(shù)據(jù)交換。流量過小或是流量飽和，將影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑖?yán)重時(shí)還會造成數(shù)據(jù)丟包、降低帶寬，造成用戶Cable Modem 掉線。為實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也越來越嚴(yán)格。

再次，承載性能的要求。對HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)接入方案設(shè)計(jì)的忽視、無規(guī)律的任意接入網(wǎng)絡(luò)造成CMTS所接端口未得到合理利用，影響投資收益，且光節(jié)點(diǎn)混合接入，正常光節(jié)點(diǎn)受低噪聲大的光節(jié)點(diǎn)影響，干擾用戶的正常體驗(yàn)。在網(wǎng)絡(luò)故障的排查中，無法系統(tǒng)地處理問題，長期故障累計(jì)，極大影響網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定。

3 方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

3.1 根據(jù)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)基本情況，優(yōu)化線路

選擇合理的關(guān)節(jié)點(diǎn)接入比例有利于有效使用CMTS設(shè)備的資源，提高寬帶業(yè)務(wù)的質(zhì)量。用戶群的人數(shù)與CMTS 設(shè)備板卡上下行端口比例對關(guān)節(jié)點(diǎn)接入比例的選擇有很大影響[3]。

本著布局合理、路徑最短和易于實(shí)施的原則，確定出關(guān)節(jié)點(diǎn)的接入比例，核查統(tǒng)計(jì)所在小區(qū)的用戶人數(shù)、CMTS 端口數(shù)量及流量使用狀況，調(diào)整關(guān)節(jié)點(diǎn)比例擴(kuò)大用戶群，減少CMTS 投資成本，在最大跨度內(nèi)確保客戶群密集時(shí)的寬帶質(zhì)量，降低用戶投訴率。

3.2 降低網(wǎng)絡(luò)噪聲的措施

為減少網(wǎng)絡(luò)回傳噪聲，HFC 網(wǎng)絡(luò)的光節(jié)點(diǎn)應(yīng)靠近用戶。GMTS 雙向改造中，上行通道的噪音比下行通道的噪音復(fù)雜嚴(yán)重得多，且關(guān)節(jié)點(diǎn)帶的用戶數(shù)越多，噪音侵入的機(jī)會也越大。對CMTS 端口進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可以對光節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拆分或接入。即當(dāng)小區(qū)光節(jié)點(diǎn)流量特別大時(shí)，可移走不太常用的光模塊降低端口流量；而反之，若是小區(qū)光模塊缺乏時(shí)，可接入拆分后的野外光節(jié)點(diǎn)，盡力減少每個(gè)光節(jié)點(diǎn)覆蓋的用戶。

電波干擾、太陽黑子的活動、線路匹配不良、分支分配器屏蔽的不良都會引起上行通道的侵入噪聲。選擇屏蔽性能良好的網(wǎng)絡(luò)器材，提高網(wǎng)絡(luò)施工質(zhì)量，隔離非雙向用戶端的上行頻段信號，減少底噪聲高的小區(qū)對正常小區(qū)的影響，不影響正常小區(qū)用戶體驗(yàn)的同時(shí)，也方便對底噪聲較大的小區(qū)進(jìn)行后期的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

3.3 選擇合理的負(fù)載均衡技術(shù)

當(dāng)小區(qū)HFC 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)拓寬，客戶數(shù)量增加造成CMTS 接入端口流量飽和時(shí)，可采用CMTS 接入端口負(fù)載均衡技術(shù)優(yōu)化端口流量。原有端口上的Cable Modem 數(shù)量被均衡分配至多個(gè)端口，多通道傳輸流量，減輕單一端口的流量負(fù)擔(dān)。進(jìn)行HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)接入方案設(shè)計(jì)時(shí)，可分為上行端口、下行端口兩方面考慮如何使用負(fù)載均衡優(yōu)化技術(shù)。

4 案例分析

本案例對原小區(qū)HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 接入方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了帶寬的利用率，運(yùn)用CMTS 端口負(fù)載均衡技術(shù)，更好的提高用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)度。

4.1 工程概括

某涵蓋120 個(gè)小區(qū)的HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 接入工程，每個(gè)小區(qū)有100 位用戶，其中選用寬帶的用戶有總計(jì)有6666 戶，選用交互機(jī)頂盒的用戶總計(jì)有53333 戶。

4.2 工程前期準(zhǔn)備和設(shè)備狀況

1）前期準(zhǔn)備。

現(xiàn)場了解小區(qū)的基本情況，了解每個(gè)小區(qū)所對應(yīng)的CMTS 端口用戶數(shù)量、流量使用情況及接入比例，并制定出相應(yīng)的《某某小區(qū)HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 接入設(shè)計(jì)優(yōu)化方案》，并依據(jù)優(yōu)化原則與方法執(zhí)行方案。

2）設(shè)備狀況。

按照正向鏈路調(diào)試規(guī)范與零增益調(diào)試方法進(jìn)行正、反向鏈路的調(diào)試。在信號干擾大，流量少的小區(qū)保留接入3 張Docsis2.0 的5 ×20 卡，其余8 張全部回收 ，再將回收的8 張Docsis2.0 的5 ×20 卡全部升級換為8 張Docsis3.0 的20 ×20 卡。

3）接入卡的標(biāo)準(zhǔn)配置介紹。

cisco 2821 Docsis3.0 設(shè)備采用基于端口流量的配置策略，下行端口負(fù)載均衡策略，使基于端口的CM數(shù)量、連接數(shù)量、端口流量盡量保持一致，該設(shè)備交換機(jī)800M 端口，其上、下行頻點(diǎn)是610MHz～666MHz、50MHz～60MHz。

4）效果分析。

在HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 接入工程前120 個(gè)小區(qū)，共計(jì)60個(gè)下行信道，其中寬帶下行信道的利用率較高，60%帶寬的下行信道利用率在90%以上，所有下行信道的平均利用率高達(dá)80%以上。

HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 接入工程完工后120 個(gè)小區(qū)，共計(jì)180 個(gè)下行信道，除保留的Docsis2.0 帶寬下行信道利用率高于60%以外，其余Docsis3.0 帶寬下行信道中，80%帶寬的下行信道利用率在40%以下，所有下行信道的平均利用率低50%以下。

因?yàn)楣こ糖爸饕皇菍?25 個(gè)上行端口做了平移，所以在上行帶寬利用率上，工程前后差異不大。工程結(jié)果表明，設(shè)備上線后增大了下行端口的帶寬，有效解決下行端口流量的飽和，降低每頻道的帶寬利用率。而CMTD 上行端口則以平移為主，依靠對端口的拆分或負(fù)載均衡技術(shù)的合理運(yùn)用來體高用戶上網(wǎng)體驗(yàn)度。

5 結(jié)論

綜上所述，HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 接入技術(shù)作為一種新型技術(shù)，想滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，更好的管理與優(yōu)化HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)的接入，設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的HFC 網(wǎng)絡(luò)CMTS 小區(qū)接入方案，就必須嚴(yán)格遵循優(yōu)化原則與執(zhí)行方法，適用三網(wǎng)融合的需要，為用戶帶來更好的服務(wù)與體驗(yàn)。

[1] 王浩.廣電寬帶小區(qū)接入網(wǎng)方案比較分析研究[J].中國電子商務(wù)，2011（4）：7-8.

[2] 陳敬南.基于HFC 技術(shù)的智能寬帶小區(qū)建設(shè)[J].中國有線電視，2004（17）：5-6.

[3] 陳佳陽.有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造方案介紹[J].信息通信，2014（1）：12-13.