图1：下一代广播网络架构
在图1中，EoC的局端设备包括同轴电缆宽带接入终端（CBAT）及有线电视信号混合器，可为EoC网络提供桥接及管理功能，以实现广播电视的双向服务，如：IPTV、VOD、HSD、VoIP及P2P游戏等。本文介绍了EPON及EoC技术的整体背景，并深入讨论了可用于有线电视网络双向改造的EPON EoC解决方案。
EPON、EoC技术特色
EPON：EPON技术可提供双向1Gbs链路连接，下行波长为1490nm，上行波长为1310nm。下行数据流被传送至所有ONU（光网络单元），在前导码（逻辑链路ID）中加入LLID域来区别具体帧在PON网络中的目的地；上行数据中，DBA负责为已注册的ONU动态分配带宽。EPON系统优势如下：
◎ 便于集成及简单实用——EPON是基于以太网技术，可在同一架构上混合传播VoIP、IPTV、数据及各种射频数据流，同时可提供QoS机制以保证不同数据流的传输质量。
◎ 长距离——当EPON网络采用前向纠错（FEC）时，可延伸至20公里甚至30公里。光纤架构所产生的损失仅为每2000英尺1dB.
◎ 低成本——由于采用了无源分光器，因此从长远来看，运维成本将低于同轴电缆。
◎ 高可靠性——作为无源且不包括任何耗电的电子元件的网络，具备更高的可靠性。
EoC：以太网同轴网络（EoC）是指在两点或多点间采用同轴有线电缆传输以太网信号。主要包括：基带（无源系统）或射频调制（有源系统）两种传输方式。基带系统便于建立及使用，缺点是需要点对点连接以获得适于IP网络当前应用需求的数据率（>10Mbps）；有源系统可支持多个客户端器件连接至同一同轴电缆，且所有客户端均可由一个设在节点的局端主件控制。目前有源系统可分为两种：基于同轴电缆多媒体联盟 (MoCA)行业标准的系统及基于家庭电话线网络联盟 (HPNA)标准的系统。MoCA与HPNA之间主要的区别是其使用的频率范围不同：MoCA采用于高于862MHz的频率范围，用于本地楼内分配，而在最新的3.1版本中，HPNA则采用4～52MHz频率范围。
EPON + EoC解决方案
在国内有线电视下一代广播网络中，EoC局端主器件扮演了一个关键性角色——桥接光纤及2同轴电缆，并在EoC网络中管理客户端设备的授权及传输。EoC主器件设备根据是否集成ONU可分为两种。如图2所示：
图2： EoC局端主件设备类型
在类型A中，与电信公司目前部署的ONU类似，其ONU独立于EoC的局端主器件。EoC主器件由控制CPU、EoC局端技术相应的硅晶芯片（HPNA Master，MoCA网络控制器设备或HomePlug）及一个可在输出同轴电缆上叠加有线电视信号的混合器组成。采用这种模式时，PMC公司的MSP7150是一个理想的解决方案，可用来作为控制CPU及PCI总线的主控件。此外，在特定地区，EoC主器件设备需要提供第三层网关的一些功能，如路由、NAT及防火墙等，而MSP7150的硬件和软件平台完全可以支持这些功能。
在类型B中，ONU被集成进EoC主器件中。该解决方案极大地降低了有线电视运营商的设备及维护成本投入。采用该技术时，如无需网关功能，PMC PAS6301内嵌的CPU可用于EoC网络的控制CPU；否则系统就需要增加MSP7150作为控制CPU及提供相应的网关功能。
凭借成熟的EPON技术、高吞吐量及灵活的软件架构，PMC的EPON EoC解决方案可加速有线电视网络的过渡发展。图3为一个典型B类型器件，其采用了PMC的ONU、CPU解决方案及第三方合作伙伴的EoC局端主器件产品。
图3：EPON EoC参考设计
图3的设计设计方案可支持超过400Mbps的吞吐量，多个EoC主件节点及所需要的网络数据处理功能，包括VLAN、QinQ、PPPoE、DHCP、QoS、WebGUI及SNMP，另外，其还可支持包括路由、防火墙、NAT、Wi-Fi和VoIP在内的增强服务功能，并具有丰富的扩展空间可容纳未来的应用。
EoC技术详解
下面简要介绍基于PMC方案的HPNA及 MoCA两种EoC技术，目前皆已应用于系统中。其他EoC的解决方案，如HomePlug也较为普遍。
HPNA： HomePNA技术可提供具有QoS带宽保证、远程管理及诊断能力，且高达320Mbps的物理数据传输速率，其系统局端主件不仅作为同轴电缆网络及基于IP和以太网PON网络的连接网关，且可管理所有客户端设备。在基于HPNA3.1版本的系统中， 主件可支持并控制多达32个客户端设备通过任意树型或星型架构连接至一个同轴电缆。典型的HPNA架构见图4。
图4：HPNA网络架构
HPNA3.1版本中定义了4种运行模式，这4种模式占用不同的频谱，不同的网络可选择使用对其最优的运行模式。
根据不同的频率分配，物理数据速率最高可达到320Mbps, 其可在半双工方式下可实现最多32个客户端设备间的动态分配。（如在半双工方式下，HPNA系统采用同一频谱范围向客户端设备传送和接收）。
HPNA MAC层协议负责管理客户端设备且同时确保每个客户端设备的最大带宽。除管理客户端设备管理外，HPNA MAC层还支持管理QoS带宽保证及优化所需的全部功能，以使HPNA能够应用于需要保证传输带宽的VoIP或类似的多媒体应用中。
MoCA： MoCA 1.1版本可使MoCA以270Mbps的物理数据速率实现175Mbps的MAC层数据吞吐，其性能提升主要是通过集成多个以太网数据包至单个MoCA帧来实现，最新的MoCA2.0将通过利用高于有线电视服务的闲置频段进一步提升数据传输速率，以使其重新成为数据传输速率最高的EoC技术。MoCA网络架构见图5。
图5：MoCA网络架构
在MoCA网络中，局端网络控制器节点负责MoCA客户端设备的认证，通过MAP信息控制数据在终端中的传输及管理密钥。MoCA1.1版本则引入了参数化QoS，以支持带宽预留及设备接入控制。
针对国内有线网络区域分割的的现状，笔者认为，未来在网络接入技术的较量中，两种EoC技术不会有最终的胜利者。不但如此，其他各种能够实现以太网帧在家庭网络中传输的技术也会被采用，如HomePlug AV及基于同轴电缆的WiFi[FS:Page]。
对于有线运营商来说，未来无论选择哪种接入技术，基于PMC公司PON芯片及CPU的EPON EoC方案均可很好地满足他们的需求。
目前，国内中国有线电视网络正从传统的HFC广播网络向双向、互动、高速，基于全IP的下一代广播网络全面升级。EPON作为一种成熟的技术，非常适合替代HFC网络中的光纤部分，而EoC技术经过多年的发展，已完全可以作为最后1公里网络连接的解决方案来部署。 PMC公司的参考设计则可助力潜在的系统提供商及时开发EPON EoC解决方案。
* PMC-Sierra 是业界领先的网络架构半导体解决方案提供商，可同时支持EPON （IEEE 802.3ah）以及GPON（ITU-T G.984）两种标准，并率先推出业界首款对称及非对称10G EPON参考设计平台。PMC-Sierra 系统级芯片方案目前已运行于全球超过800万台PON ONU设备中。
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