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徐江山:C-DOCSIS产业化应用及接入技术趋势

导语:C-DOCSIS工作组组长徐江山表示,2013年经过工作组与CABLELABS的多次会议,CABLELABS已于7月正式将C-DOCSIS系统标准草案发布并征求意见,标准号为:CM-SP-CDOCSIS-D01。

  由中广互联以及DVB+OTT融合创新论坛共同主办的第五届数字技术未来论坛(DTF2014),于3月18日(CCBN2014主题报告会的前一天)在北京广电国际酒店三层宴会厅召开。 本次会议邀请了政府主管部门、业界专家、有线运营商、新媒体机构等产业链各方,共同解读技术趋势,把握广电未来。

  在18日上午的论坛上,C-DOCSIS工作组组长徐江山做了题为《C-DOCSIS产业化应用及接入技术趋势》的演讲,他表示2013年经过工作组与CABLELABS的多次会议,CABLELABS已于7月正式将C-DOCSIS系统标准草案发布并征求意见,标准号为:CM-SP-CDOCSIS-D01。


图为:C-DOCSIS工作组组长徐江山

  主持人曾会明:各位领导,各位来宾,女士们、先生们大家早上好!今天是3月18日,一年一度的CCBN明天主题报告会开始,后天就是展览,连续三天的展览和开幕,今天非常高兴在这里,也就是在CCBN举办的前夕,由中广互联、DVB+OTT融合创新论坛在这里举办“第五届数字技术未来论坛”,非常高兴能邀请各位在这里共同探讨我们广电数字技术的未来。在会议正式开始之前我先简单把这个会议的背景情况给大家做一介绍。

  “数字技术未来论坛”从四年前开始在CCBN期间举办,今年是第五届,连续五年来得到了业界朋友,各地有线网络公司包括广大业界朋友的大力支持,今年的数字技术未来论坛的主题是“解读技术趋势,把握广电未来”。2013年应该说是整个行业面临巨大的一年,2014年很多朋友说马上有钱或者马上怎么样,我们也看到马年有很多的变化,在后面的演讲我还会提到马云、马化腾的嘀嘀、快嘀之争,我们也看到马来西亚让飞机消失,非常的揪心,到今天也还没有结果。今年的行业,我想今年的CCBN有了更多的关注,包括今天会议的其中一个主题DVB+OTT,究竟会朝什么样的方向来走。

  今天的论坛本来开始之前邀请国家新闻出版广电总局科技司的盛处上午做开场报告,但盛处上午临时有个会议,所以报告调整为下午第一个。会议开始之前也介绍一下,在座各位袋里有个参会手册,封底有个二维码,大家用手机扫描二维码就可以浏览会议直播内容,有DTF2014专题,大家可以看图文直播,有一些笔记可以免去,对直播的内容可以转发或点评、做记录。今天上午的会议就正式开始,首先有请C-DOCSIS工作组组长徐江山先生为各位共享C-DOCSISDOCSIS宽带接入技术及其最新进展。掌声欢迎!

  以下为演讲实录:

  徐江山:各位来宾早上好!我把C-DOCSIS的技术情况和工作进展向各位汇报一下,最近美国netflix向Comcast收宽带运营费,这意味着视频有线运营商要做管道,当然还要做智能管道的诉求在这个价值上终于得到了初步的体现,智能管道需要非常好的接入网体系,所以DOCSIS和C-DOCSIS能够实现这样的体系架构。我的报告是五方面:第一,对C-DOCSIS技术产生的背景作出分析;第二对C-DOCSIS的要点作出解析,这是我本次发言的重点;第三,向各位报告C-DOCSIS系统在天威测试的情况;第四,对C-DOCSIS系统的应用场景和前景向大家作出讲解;第五,从标准制定、产业支撑及运营商运用等方面对C-DOCSIS的发展做出展望。有线宽带铜轴接入技术大家都知道,各有各的优势,各有各的优点,各有各的使用场景,基于同轴电缆的接入技术,同轴电缆是我们有线运营商的优势,接入到千家万户,有很宽的带宽,这是我们的优势,不能放弃。原来的CMTS有它的一些优势,也有它的一些缺点。优势在于它有非常好的QOS业务保障能力,而且经过大规模商业运营的检验。缺点是基于整个噪声汇聚的网络,网络可靠性相对较弱,而且是上下带宽不对称的网络,对交互视频业务在带宽上是有一些缺陷,关于在建CMTS对机房空间供电需求很大,对有线运营商需求上面要求很大,目前我们难以满足。我们也对有线运营商带宽承载运营做了分析,归总来说,今后要满足多业务运营,在静态的用户带宽是4M,上行带宽是0.5M,所以,中国有些运营商在继承HFC和CMTS+DOCSIS的技术资产前提下,同时克服了他们的确定,创造性地提出了C-DOCSIS的技术。

  简单回顾C-DOCSIS宽带技术的要点。

  C-DOCSIS是将DOCSIS3.0的物理层和数据链路层从接口从分中心机房下移至有线电视光节点处,向下通过射频接口与同轴电缆分配网络相接,向上通过PON或以太网与汇聚网络相连。针对节口下移的模式,C-DOCSIS接入技术规范了系统功能模块以及模块之间的数据和控制接口,扩展了C-DOCSIS3.0上下射频的调制技术,简化了部分信道技术,在保证与C-DOCSIS2.0和3.0终端设备兼容的同时能够实现千兆到楼,百兆到户,承载视频、语音、数据等综合业务据大贷款业务多承载、多业务业务保障,可运营、可管理的能力,是有线网络下一代宽带接入技术之一。

  组网示意图(音),终端是2.0、3.0的CM,中间布置CMC,分中心机房我们会通过PON三层OLT或者二层OLT+三层路由器实现和汇聚网的对接,在总前端业务和管理系统能够继承CMTS原有业务管理和配置系统。这是更加细化的组网示意图,以三层OLT汇聚为例。C-DOCSIS的逻辑功能模块有六个部分,一是终端、射频控制模块、设备模块、配置系统、网络管理系统等,头端系统和汇聚网络的接口定义为NSI,头端系统和同轴电缆系统定义为RFA,逻辑接口之间的内部我们定义了CPT的接口,还有CMM的接口,还有CCI的接口,CCI没有定义,但是有这样的明确。还有CMI和OMI的接口,整个C-DOCSIS技术就围绕着这些接口做了定义。

  C-DOCSIS系统下行数据包处理流程和上行数据包处理流程。对逻辑模块做一阐述,射频接口模块主要实现PHY和MAC层的功能,包括在下行基于业务流的调度、排队、整形、创建C-DOCSIS帧头、射频调制和传输。下行不对下行数据流,根据数据文中的TCP、UDP、IPLLC等相关字段进行数据包匹配,并插入标签。对上行数据流分类转发模块是根据上报所携带的CDT标签,把C-DOCSIS业务映射到汇聚网络业务标识到汇聚网络上,从而实现C-DOCSIS整个融通保障。系统控制模块是实现对射频接口模块分类转化模块的配置和管理。C-DOCSIS主要是这三个模块。

  C-DOCSIS里最主要的可能是CDT和CDMM作为它整个四大创新里的总结两点,CDT主要是定义了DOCSIS的头端部分类转发模块与射频接口模块之间数据平面的标识格式,CDT使用801.1P/Q VLAN标签的格式,用VLAN  ID标识数据包所属的CM,用COS字段标识数据包所属的业务流。CDMM也定义了格式。整个C-DOCSIS头端协议栈,对待三层功能是可选的,所以,有的厂家是把三层的功能做到CMC里,有的是外挂交换机实现三层的功能。对这样标准做的定义,具体实现上粪为三类,第一类是系统控制模块、分类转发模块、射频接口模块做到CMC设备里,我们叫集成式的典型系统,还有分布式的典型系统,把系统控制模块、分类转发模块,现在更多的厂家是把这两个模块的功能做到分前段的RNT路由器里实现,射频模块在远端的CMC里实现。这是二型。三型目前正在做的Remote PHY的概念,把M-CMTS模块集成到远程机房,使得远程机房实现射频功能。

  总结C-DOCSIS的创新。

  在于定义了一种分布式部署、集中式控制的有线电视网络宽带接入网络。这种架构与目前北美,尤其以Comcast为主导的Remote分布式架构是殊途同归的。为了C-DOCSIS成本降低,同时集成QoS的优势,DOCSIS的物理层和MAC层上做了相应的裁减,这和4个附件会在CABLELABS上下发。
整个系统体系定义了融通DOCSIS域与汇聚网,实现两个网的保障。

  C-DOCSIS系统验证测试情况。

  (测试验证框图)CMC是在光节点处和原先的光节点混合之后送到用户家里,在分中心机房会有三层的ORT,上行回传光纤,回传到光接收机回到CMTS接口。光节点处CMC可以和下行的光接收机做成集成设备,替换原先双向的光机。在头端把CMTS下行的射频端口去掉,我们要建立ORT的系统,整个CATV下行接口还是用CATV内调下行模拟光纤送到光节点处。

  我们的测试主要是对物理层、数据链路层和支持的业务做了全面的测试,目前芯片能力是16个下行频道捆绑的,4个上行频道捆绑的。所以上行吞吐量基本可以做到800M,下行能做到140M。C-DOCSIS系统测试要支持现网的业务,DHCP的支持、组播的支持,信令优先级的支持,上网业务不同产品的支持,静态IP、动态IP的测试,整个CMC的管理。对数据测试结果来看,C-DOCSIS测试系统在物理特性及链路层特性达到了预计指标,下横支持800M净负荷带宽,下行达到140M净负荷带宽。天威上可以支持所有静态上网的VOD业务。在网管上需要加强。做完线网测试之后,在天威三网融合示范小区,就是万科第五园比较高档的楼盘,天威做了全业务,在商业用户的部署实验。这样的小区共覆盖了5749户,有29个光节点。下行就是原来的大C占了7G频点,大C的调制方式是256QAM调制的,上行用64QAM、QPSK等调试。因为上行的信道质量不太一样,所以用了不同的调制方式。实际在这个小区,天威双向业务渗透率是很高的,包括宽带上网和互动点播。因为互动点播是内置KM Modem,覆盖率可以达到4500余户。整个楼盘的楼层有高层、多层、别墅等多种物理形式,最大的光节点是500户,其他的光节点一般是170户,整个光机类型有两端、四端口的,分配网有无源、1/2级放大器。在这样的区域做C-DOCSIS部署是非常有意义的,而且整个业务渗透率是非常高的。

  (现场安装图片和网络连接图)测试和适用的结果,总体来说,在维持分配网现状的情况下,小C(就是C-DOCSIS、CMC)可以平滑现有CMTS平台,支持在网运行的OSS系统,兼容各类CM和内置CM高清互动机顶盒,并且带Wi-Fi功能,具有良好的网络适应性,能有效节省机房的空间资源,减少机房线缆需求,降低机房供电压力,大幅增加小区接入带宽。CMC设备防止与光节点位置,去掉反向通道模拟光传输,减小了互调噪声以及反向王通道维护工作量。系统具有较好的网管特性,在我们做原来测试和这次实际部署之间,整个设备提供商网管的功能有了很大的改进,网管可以实时监测对OLT、CMC、CM以及CPE运行状态,连贯起来进行监控。但也存在一些细节的问题,这些问题主要在于对于三层功能的支持上,有些厂家对三层交换机功能理解上比较弱,问题主要在分中心机房外挂三层交换机与本身二层CMC之间的互通问题上,以及对于OS、PEF协议的支持。介入端系统CMC紧耦合,不能互通,要接个比较大的光节流,用户业务渗透率高的话,这方面是个瓶颈。

  C-DOCSIS的应用,刚才讲了,对广电业务带宽做了规划,上行800M,下行140M,替代大C做双向网管,放在小于三层光节点的位置是合适的。现在业界又在讨论50户的光节点的问题,其实这不是一味地求小光节点是最好的,因为800M的带宽,按照4M的每个用户静态带宽来看的话,带宽是够的,在200户的位置。在这个基础上可以构建无源的铜轴接入网络。厂家接入形态,把光节点接在一起,实现示端口输出。

  小区应用情况,我们目前了解到,从目前标准发布以来,就是3A化部署以来,整个小C商业化产品大概卖了5000台左右,天威做了6000户的试验小区,部署35台,已经采购了170台设备,准备部署3万户小区。广州珠江数码做得最超前,这个数据现在有点陈旧,最新的情况,他们应该接近部署了2000台小C。困山有线去年开了现场会,昆山有线大部分已经部署了。华数在去年年底已经部署了950台,覆盖12万户,在8月份之前他们要再部署1050台,总计是2000台,总共覆盖用户数20万户。华数省网也在杭州以外的地区进行这样的部署实验。南京也开始了测试。歌华准备采用这种技术对郊县的网络进行改造。

  这是一个厂家提供的商用案例。主要是珠江数码、华数、天威、南京,广东省网在福山和珠海也做的试点,还有困山。这是这个厂家提供的在海外商用的案例,这是另外一个厂商提供的情况,也是珠江数码、天威、南京、昆山,海外也有不少运营商对这个技术很感兴趣。这个厂家小C设备已经通过最新的C-DOCSIS3.0的认证。

  C-DOCSIS宽带技术的发展。

  有一个标准组,大家都知道,标准是在2012年8月,同时这个标准一个叫标准,还有四个附录,已经提供给CABLELABS,文档已经做好,只是CABLELABS需要和中国签个版权协议,之后就可以发布了。这是标准目录。实际天威在牵头,包括那个厂家、规划院一起做了非常全面的C-DOCSIS实际应用指南,这个事儿已经说了一年多了,目前正在征求各个运营商的修改意见,之后就可以发布。应用指南的目的是指导运营商怎么使用这样的技术,包括头端系统的配置、接入端部署、网管的设置,还做了一个案例,从怎么样部署开始写的非常详细。另一方面也指导设备供应商使用这个技术的方法。所以,这个标准指南发布之后应该会对C-DOCSIS有比较好的推动。

  对芯片的开发情况,大家知道小C的芯片主要还是博通提供的,目前主要是这样的耗电。因为中国的网改在原先总局有个网改意见,光节点部署到50户,就是光纤。如何使小C支持50户的光节点上具有性价比,博通做了一个裁减的方案,8个下行频道、2个上行频道,有功能减半的情况,同时还有功能家倍的方案。(图)这是功能裁减的方案。这是8个上行频道和32个下行频道的捆绑。

  现在CABLELABS和标准组一起制定Remote PHY,以前没有制定Remote  PHY的架构,50户的光节点只是支持PHY的功能,支持比较低的成本。Remote PHY在局端有个模块,在远端部署一个Remote PHY的CMC。这是要建立一个数据加密传输通道,同时时间同步。做Remote PHY实际对远端的PHY和前段的Core时间上的同步是非常麻烦的事情。

  我简单给大家介绍C-DOCSIS的技术和最新的进展情况。谢谢大家!

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【责任编辑: 苗梦佳 】

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