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2015年是DOCSIS技術誕生20周年，而以傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務為基礎的多業(yè)務運營商（Multiple Service Operator，MSO），正依靠著高質量的HFC網絡和DOCSIS技術成為跨電視和電信服務領域的重要力量。近年來，隨著視頻發(fā)展進入高清和OTT時代、寬帶網絡進入泛在超寬時代，以及用戶業(yè)務需求由單一轉向綜合，涵蓋視頻、話音、超高速數據以及移動等多種業(yè)務類型，千兆時代已經來臨，傳統(tǒng)的MSO運營商面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。
IP融合業(yè)務成為趨勢
隨著互聯網應用的逐漸普及，人們對互聯網的依存度越來越高，互聯網的觸角深入人們生活的各個角落，越來越多行業(yè)的固有盈利模式相繼被打破，多項新的互聯網銷售紀錄不斷被刷新，人們更加清晰地意識到，穩(wěn)定的超寬帶互聯網逐漸成為全球民眾的“剛需”。
過去十幾年，MSO在頻譜和帶寬上展現出強勁勢頭，在CMTS（Cable Modem Terminating System）系統(tǒng)的幫助下，依靠CMTS集中式資源共享的優(yōu)勢，MSO為客戶提供了超過100M甚至更高的有線帶寬。然而，隨著千兆寬帶業(yè)務的逐步普及和設備帶寬能力的增長，傳統(tǒng)的集中式CMTS遇到了因其自身為模擬方案而帶來的帶寬持續(xù)增長困難、HUB機房占用多和能源消耗大等諸多瓶頸，業(yè)務帶寬提升的成本也逐漸增高。
IP化視頻的話題同樣炙手可熱，2016年，預計美國將有超過72%的互聯網用戶會使用OTT服務，而美國主要的SVOD服務商Netflix的OTT視頻用戶到2016年年底預計會達到7000萬，同時僅Netflix一家的流量就占用運營商管道帶寬的30%以上。與此同時，在YouTube上高清視頻的平均流量已達到20Mb/s。這說明，IP化視頻與交互式體驗在當今的互聯網時代，已呈迅猛增長態(tài)勢。不僅如此，電信網、互聯網和廣播電視網的三網融合也要求網絡實現全IP化轉型。三網融合不僅是網絡層面的融合，也是業(yè)務層面和終端層面的融合，在泛互聯網時代，MSO除了保持媒資集團在內容豐富度上的傳統(tǒng)優(yōu)勢外，實現多業(yè)務的交叉滲透、多場景的無縫對接和多行業(yè)用戶的個性化服務，已成為多家MSO的基本戰(zhàn)略，而基于分組和盡力交付的IP技術，天生就是承載多業(yè)務的最佳載體。從廣播式CATV和DVB點播視頻向基于IP視頻發(fā)展的基本方向確定之后，與之相對應的，建設一張向IP化平滑演進的網絡，使之既要滿足未來IP化網絡、語音和視頻業(yè)務的演進需求，又要在這個長期演進的過程中兼顧現有的傳統(tǒng)業(yè)務，還要具備網絡建設的經濟性以最大限度地保護MSO的投資，就成為全球MSO最為關注的熱點問題。
MSO網絡架構改造
隨著4K等高清晰度IP化視頻在未來幾年逐漸占據主角地位，構筑高帶寬IP化融合網絡已成為大勢所趨。目前，MSO對此的演進方案主要有兩種方式——DOCSIS 3.1和光節(jié)點分裂。
關鍵詞一：DOCSIS 3.1
DOCSIS 3.1標準于2013年4季度由美國有線電視實驗室CableLabs正式發(fā)布，其采用OFDM調制技術，在更高的頻率帶寬上（上行達204MHz，下行達1.2G～1.7GHz）使能多個子載波，極大地提升了信息傳輸效率，從而降低了單位帶寬成本；同時，DOCSIS 3.1可以完美地向下兼容DOCSIS 3.0/2.0，因此DOCSIS 3.1被公認為是有線電視網絡下一步擴展上下行頻率、提供千兆寬帶業(yè)務的技術方向。業(yè)界普遍認為，大多數設備提供商將在未來3年內全面支持“上行2×下行2”～“上行2×下行4”的信道容量，結合已有的DOCSIS3.0能力，以支持5Gb/s至10Gb/s的下行速率。
眾所周知，MSO的HFC網絡是其擁有的存量資產，一張質量良好的HFC網絡所能創(chuàng)造的價值將是非常巨大的。DOCSIS技術現在以及將來的發(fā)展之路相當明朗，DOCSIS 3.0已在全球發(fā)達地區(qū)大規(guī)模部署，DOCSIS 3.1也即將開始商用�？梢灶A見，DOCSIS 3.1將能為MSO帶來更高帶寬的網絡和更強的競爭力，但同時DOCSIS 3.0在向DOCSIS 3.1升級時，也將涉及到端到端設備的升級和整體網絡的改造，包括局端設備CMC、終端設備CM以及HFC部件和工程等，對MSO運營商來說，這也意味著一筆較大的投資，因此合理選擇DOCSIS 3.1改造方案將是決定未來MSO競爭力的關鍵之一。
關鍵詞二：光節(jié)點分裂/下移
光節(jié)點是HFC網絡中光和銅的分界點，MSO通過在HFC網絡中進行光站點分裂和光站點下移從而縮小共享用戶單元的方法，可以有效提升用戶帶寬。MSO在進行光節(jié)點分裂的過程中一般都會同時進行光節(jié)點下移，比如，將一個覆蓋2000家庭的光節(jié)點分裂并下移為4個分別覆蓋500家庭的光節(jié)點，在這個過程中光纖會進一步延伸到用戶側，即為Fiber Deeper（光進銅退）的過程。當光節(jié)點持續(xù)下移使得光纖延伸到最后一級放大器，即光纖已經延伸到非�？拷脩舻奈恢�，這時的HFC網絡架構通常被稱為FTTLA（Fiber To The Last Amplifier）。不同的MSO在對HFC網絡進行規(guī)劃時都有不同的Fiber Deeper方案，絕大多數發(fā)達國家的MSO都逐漸在向N+1～N+2（光站點下帶1～2級放大器）的網絡進行演進。結合DOCSIS 3.1演進，如何選擇光站點設備以最大限度地釋放DOCSIS 3.1的潛力，將關系到MSO的HFC網絡遷移戰(zhàn)略能否成功。
D-CCAP方案重構MSO HFC網絡
華為D-CCAP（分布式有線電視融合接入平臺）解決方案不僅將上述兩種網絡改造方向合二為一，更有所優(yōu)化和發(fā)展。其采用數字化的GPON/10G-PON光纖下沉架構，具備業(yè)界領先的DOCSIS 3.1能力、融合視頻業(yè)務，以及與FTTx共平臺等獨特優(yōu)勢，是華為為MSO量身定做的、面向未來的多業(yè)務融合解決方案。
華為D-CCAP方案完全符合DOCSIS標準中的Remote MAC PHY體系架構，在這種體系結構中，CMC設備對數據進行流分類和轉發(fā)，完成數據鏈路層的MAC成幀，在物理層上進行數據調制和解調。CMC部署在距離用戶較近的位置——通常在光站，控制模塊履行控制系統(tǒng)協議、配置和管理服務的職能。CMC控制器設備負責執(zhí)行業(yè)務聚合和路由學習。此外，EQAM也可以集成到CMC來提供分布式下移的視頻業(yè)務。
由于CMC控制器采用了GPON/10G-PON/40G TWDM PON/GE等成熟的標準化接口，確保了CMC控制器和CMC之間的業(yè)務可靠性。華為D-CCAP解決方案充分考慮到了千兆同軸業(yè)務的部署和光纖基礎設施的優(yōu)化，同時，其與FTTx共平臺的特點也讓越來越多以FTTH為終極目標的MSO運營商實現了靈活建網，在向未來演進的過程中，最大限度地保護了MSO運營商的投資，降低了其戰(zhàn)略風險，顯著提升了其業(yè)務競爭力。
數字化網絡，降低建網成本
對于現有的HUB站點，由于缺乏站址空間和高能耗而導致的維護困難是在未來網絡演進發(fā)展時需要重點考慮解決的問題之一。分布式D-CCAP方案通過數字化可大幅減少模擬設備，從而有效節(jié)省機房空間。如果以3萬用戶覆蓋規(guī)模來估算各種方案的HUB機房空間占用和能耗的結果，無論是在空間還是能耗方面D-CCAP方案都更勝一籌，尤其是在VOD和BC QAM也被集成進遠端D-CCAP站點之后，其優(yōu)勢就更加明顯。同時，傳統(tǒng)CMTS/CCAP網絡的光纖是點對點光纖，光纖消耗嚴重，如果使用DWDM等波分設備進行合波也存在擴容不靈活等問題；分布式D-CCAP網絡采用點對多點的PON架構，可大幅節(jié)省光纖資源。
1Gb/s用戶多8倍，DOCSIS 3.1建設一步到位
CableLabs已經發(fā)布了DOCSIS 3.1對于4K～16K的QAM調制階數規(guī)范，雖然理想很豐滿，但大多數運營商的現實卻很骨感——由于從射頻接口到光站需要經由多個光電/電光轉換，其噪聲積累導致的CNR（載噪比）劣化可高達8dB，統(tǒng)計顯示，現有同軸寬帶用戶中只有很小部分可以滿足4K QAM調制的CNR（根據標準定義至少41dB），大部分線路只能維持在1K QAM的調制水平。華為D-CCAP方案采用數字化光纖傳輸，可以有效地改善這一問題，CNR提升后，80%的現網用戶可開通1Gb/s業(yè)務，比傳統(tǒng)CCAP提升了8倍。
根據業(yè)界估計，DOCSIS 3.1將在2016年啟動商用，大規(guī)模成熟商用的時間約為3～5年，但MSO在網絡建設時需要提前考慮DOCSIS 3.1的部署問題。因為傳統(tǒng)CMTS架構由于技術和平臺的限制，若要演進到DOCSIS 3.1需要經過更換CCAP平臺、更換下行線卡和上行線卡等多個步驟，會導致建設成本高昂。華為提供一步到位的DOCSIS 3.1建設方案，不僅可提供DOCSIS 3.1硬件ready的技術，同時可以實現上下行軟件DOCSIS 3.1能力一步到位，一次部署即可提供DOCSIS 3.1上下行全業(yè)務。
FTTH融合平臺，助力按需建網戰(zhàn)略
隨著全業(yè)務協同運營的發(fā)展，與FTTx兼容的FMC戰(zhàn)略已經被越來越多的電信運營商和MSO采用，他們對于一套平臺能同時支持銅線千兆寬帶技術（DSL、Vectoring和G.fast）、千兆光纖技術（GPON、10G-PON和40G TWDM PON）和同軸千兆技術（DOCSIS 3.1）的訴求也越來越強烈。華為D-CCAP方案通過同一OLT平臺可提供3種MSO建網場景（圖1）：在新建區(qū)域，由于可輕松部署光纖到戶，所以推薦使用GPON/10G-PON部署FTTH；在傳統(tǒng)同軸改造區(qū)域，可直接重用現網DOCSIS 3.0 Cable Modem實現提速；在高價值同軸改造區(qū)域，推薦采用DOCSIS 3.1技術升級網絡，提供超寬帶能力。值得一提的是，上述3種建網場景均可在同一個OLT平臺、同一個ODN網絡以及同一個CMC設備上提供，同時也可在同一套網管和OSS內進行管理，從而幫助MSO建設一張彈性的網絡，快速提供具有競爭力的業(yè)務。
面向未來的軟件定義網絡（SDN）架構
在軟件定義的D-CCAP架構中，整個接入網絡（包括OLT和CMC）可以被虛擬為一個數據中心式的虛擬CCAP設備，該設備可以自動獲取并管理IP地址、發(fā)起自動配置和接入網業(yè)務發(fā)放流程。此外，網絡功能和虛擬CCAP的業(yè)務發(fā)放將由用戶觸發(fā)、可以通過門戶網站進行定制，這樣，用戶一上線，虛擬CCAP控制器就可以自動生成和分發(fā)虛擬網絡資源和業(yè)務功能給該用戶。未來，華為D-CCAP解決方案將具備可編程和虛擬化特性，這將加速網絡向基于開放網絡API的網絡即服務（ANaaS）演進，同時不需要任何額外配置，這樣就簡化了海量的物理站點，達到在長期網絡發(fā)展中節(jié)省大量投資的目的。
敏捷從容應對多業(yè)務市場競爭
綜上所述，華為D-CCAP方案旨在構建全數字化的千兆同軸光纖融合網絡，提供數字化、分布式的網絡架構，有效提升業(yè)務帶寬，減少HUB機房占用和能耗，提供一站式DOCSIS 3.1商用能力，并通過統(tǒng)一平臺兼容FTTx，幫助MSO運營商更加高效、合理地實施網絡規(guī)劃，管控其在下一個網絡建設周期內的資本投入，從而更加敏捷、從容地應對未來5～10年的多業(yè)務市場競爭，占據市場先機。
目前，華為D-CCAP方案已經被中國廣電、新西蘭沃達豐、丹麥TDC、摩納哥電信、巴西NET以及日本CNCI等全球多家領先MSO運營商選擇，并幫助他們提供豐富多彩的各種千兆寬帶業(yè)務。
作者：華為接入網營銷經理 王歡;華為接入網高級營銷經理 王琴
來源：《華為技術》第73期
