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家庭宽带入口成广电运营商抢夺用户的焦点

发布时间: 2018-04-17 16:50:19   作者:本站编辑   来源: 本站原创  
摘要: 各种新型业务发展在即,家庭宽带入口成为了电信和广电运营商抢夺用户的焦点。提升宽带能力是运营商留住用户、发展用户、实现数...

  当下,超高清、物联网、VR/AR等技术快速发展, 4K、8K超高清视频、智慧家庭、实时性交互游戏等业务需求不断增长,要求网络能够提供更大的传输带宽、更低的传输时延。根据尼尔森定律预测, 未来的3-5年,家庭用户带宽需求将进入千兆时代。

 

  各种新型业务发展在即,家庭宽带入口成为了电信和广电运营商抢夺用户的焦点。提升宽带能力是运营商留住用户、发展用户、实现数字化转型的关键。目前,广电运营商连接到每个用户家庭的传输媒介主要有两种——同轴电缆和光纤,其中同轴电缆已经覆盖了2.5亿多户家庭,是广电运营商的宝贵资源。对于采用DOCSIS技术体制的双向HFC网络,如何进一步提升网络带宽,实现网络的平滑升级,成为运营商面临的现实而迫切的问题。

 

  DOCSIS3.1从2013发布以来已经更新迭代了10余个版本,在北美等地也逐步进入了规模部署阶段。国内的C-DOCSIS2.0研究工作也已拉开帷幕,将在DOCSIS3.1 物理层传输机制的基础上开展工作。

 

  DOCSIS3.1传输机制

 

  兼容性:DOCSIS3.1保留了SC-QAM的传输机制,以确保系统的后向兼容性。根据标准的规定,DOCSIS3.1应后向兼容DOCSIS3.0、DOCSIS2.0、及DOCSIS1.1标准。

 

  频谱扩展:DOCSIS3.1在DOCSIS3.0的基础上重新定义了频谱规划方案,进一步 扩展了上下行频谱。针对上行频谱的不足,DOCSIS3.1进一步将上行频谱分割点上移,将上行频谱扩展为5-204 MHz,可选支持比204 MHz 更高的上行截止频率。

 

  物理层关键机制及参数:DOCSIS3.1与之前版本的标准第二个主要改进就是在物理层引入了OFDM子层,以获得更大的传输带宽和更高的频谱效率。OFDM子层的关键技术包括: OFDM/OFDMA多载波调制、高阶QAM调制、LDPC编码、可变的bit-loading 和多Profile的自适应调制机制等。

 

  物理层传输性能分析

 

  DOCSIS3.1物理层下行 / 上行信道分别采用OFDM/OFDMA调制方式, 一个 OFDM符号由循环前缀和OFDM数据体构成。插入循环前缀是为了克服多径带来的干扰,属于信道开销的部分,其他用于抵抗信道干扰的开销主要还包括纠错码以及无用子载波。

 

  C-DOCSIS2.0标准化主要问题探讨

 

  射频传输机制研究作为国内C-DOCSIS2.0标准研究工作的一部分, 在对DOCSIS3.1射频传输关键技术与参数进行调研、梳理和评估基础上, 需要针对国内 HFC网络特有的应用场景需求和未来发展趋势,重点评估以下两个问题。

 

  频谱扩展:DOCSIS将整个频谱划分为上行频谱和下行频谱。在DOCSIS3.0及更早的版本中,上行频谱为 5~30MHz/42MHz, 上行频谱的最高分割点为42MHz,下行频谱的低分割点为 54MHz 或 108MHz, 高分割点为 300~1002MHz 之间的某一 频率。

 

  全双工技术(in-band full duplex,FDX):DOCSIS 网络采用了频分双工(FDD)机制,把整个频谱划分为上行频谱和下行频谱,这样基本确定了最大的上行带宽、下行带宽以及上下行带宽的比例。DCOSIS3.1可以提供的最大上行带宽为 2Gbps,最大下行带宽为 10Gbps,上行带宽约为下行带宽的20%。对于FDD机制,一旦上下行频谱划分确定了, 上下行带宽的配比也基本确定,存在上下行带宽不能够灵活分配的限制。

 

  美国Comcast已经在网络中部署DOCSIS3.1系统,并借助基于同轴网络的DOCSIS 系统超越电信成功转型为全业务运营商。国内部分运营商也面临着HFC网络向千兆升级发展的需要。DOCSIS3.1和C-DOCSIS2.0通过改进同轴电缆频谱资源的利用方式提升传输效率,可以提供较FTTH相同甚至更高的传输带宽,对于广电运营商充分利用好同轴电缆资源具有重要价值。

 

  本文为节选

  全文刊登于《有线电视技术》2018年第3期

  原标题:DOCSIS3.1 物理层关键技术与行业标准制定相关问题探讨*

  作者:国家新闻出版广电总局广播科学研究院  赵翠  朱里越

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