2015年是DOCSIS技術(shù)誕生20周年，而以傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商（Multiple Service Operator，MSO），正依靠著高質(zhì)量的HFC網(wǎng)絡(luò)和DOCSIS技術(shù)成為跨電視和電信服務(wù)領(lǐng)域的重要力量。近年來，隨著視頻發(fā)展進(jìn)入高清和OTT時(shí)代、寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入泛在超寬時(shí)代，以及用戶業(yè)務(wù)需求由單一轉(zhuǎn)向綜合，涵蓋視頻、話音、超高速數(shù)據(jù)以及移動(dòng)等多種業(yè)務(wù)類型，千兆時(shí)代已經(jīng)來臨，傳統(tǒng)的MSO運(yùn)營(yíng)商面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
IP融合業(yè)務(wù)成為趨勢(shì)
隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的逐漸普及，人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的依存度越來越高，互聯(lián)網(wǎng)的觸角深入人們生活的各個(gè)角落，越來越多行業(yè)的固有盈利模式相繼被打破，多項(xiàng)新的互聯(lián)網(wǎng)銷售紀(jì)錄不斷被刷新，人們更加清晰地意識(shí)到，穩(wěn)定的超寬帶互聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)出強(qiáng)勁勢(shì)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(shì)，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(wù)的逐步普及和設(shè)備帶寬能力的增長(zhǎng)，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(zhǎng)困難、HUB機(jī)房占用多和能源消耗大等諸多瓶頸，業(yè)務(wù)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(yù)計(jì)美國(guó)將有超過72%的互聯(lián)網(wǎng)用戶會(huì)使用OTT服務(wù)，而美國(guó)主要的SVOD服務(wù)商N(yùn)etflix的OTT視頻用戶到2016年年底預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到7000萬，同時(shí)僅Netflix一家的流量就占用運(yùn)營(yíng)商管道帶寬的30%以上。與此同時(shí)，在YouTube上高清視頻的平均流量已達(dá)到20Mb/s。這說明，IP化視頻與交互式體驗(yàn)在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，已呈迅猛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。不僅如此，電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的三網(wǎng)融合也要求網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P化轉(zhuǎn)型。三網(wǎng)融合不僅是網(wǎng)絡(luò)層面的融合，也是業(yè)務(wù)層面和終端層面的融合，在泛互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，MSO除了保持媒資集團(tuán)在內(nèi)容豐富度上的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)外，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的交叉滲透、多場(chǎng)景的無縫對(duì)接和多行業(yè)用戶的個(gè)性化服務(wù)，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(shù)，天生就是承載多業(yè)務(wù)的最佳載體。從廣播式CATV和DVB點(diǎn)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(duì)應(yīng)的，建設(shè)一張向IP化平滑演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，使之既要滿足未來IP化網(wǎng)絡(luò)、語音和視頻業(yè)務(wù)的演進(jìn)需求，又要在這個(gè)長(zhǎng)期演進(jìn)的過程中兼顧現(xiàn)有的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，還要具備網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性以最大限度地保護(hù)MSO的投資，就成為全球MSO最為關(guān)注的熱點(diǎn)問題。
MSO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改造
隨著4K等高清晰度IP化視頻在未來幾年逐漸占據(jù)主角地位，構(gòu)筑高帶寬IP化融合網(wǎng)絡(luò)已成為大勢(shì)所趨。目前，MSO對(duì)此的演進(jìn)方案主要有兩種方式——DOCSIS 3.1和光節(jié)點(diǎn)分裂。
關(guān)鍵詞一：DOCSIS 3.1
DOCSIS 3.1標(biāo)準(zhǔn)于2013年4季度由美國(guó)有線電視實(shí)驗(yàn)室CableLabs正式發(fā)布，其采用OFDM調(diào)制技術(shù)，在更高的頻率帶寬上（上行達(dá)204MHz，下行達(dá)1.2G～1.7GHz）使能多個(gè)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(shí)，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(rèn)為是有線電視網(wǎng)絡(luò)下一步擴(kuò)展上下行頻率、提供千兆寬帶業(yè)務(wù)的技術(shù)方向。業(yè)界普遍認(rèn)為，大多數(shù)設(shè)備提供商將在未來3年內(nèi)全面支持“上行2×下行2”～“上行2×下行4”的信道容量，結(jié)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(wǎng)絡(luò)是其擁有的存量資產(chǎn)，一張質(zhì)量良好的HFC網(wǎng)絡(luò)所能創(chuàng)造的價(jià)值將是非常巨大的。DOCSIS技術(shù)現(xiàn)在以及將來的發(fā)展之路相當(dāng)明朗，DOCSIS 3.0已在全球發(fā)達(dá)地區(qū)大規(guī)模部署，DOCSIS 3.1也即將開始商用。可以預(yù)見，DOCSIS 3.1將能為MSO帶來更高帶寬的網(wǎng)絡(luò)和更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，但同時(shí)DOCSIS 3.0在向DOCSIS 3.1升級(jí)時(shí)，也將涉及到端到端設(shè)備的升級(jí)和整體網(wǎng)絡(luò)的改造，包括局端設(shè)備CMC、終端設(shè)備CM以及HFC部件和工程等，對(duì)MSO運(yùn)營(yíng)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(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵之一。
關(guān)鍵詞二：光節(jié)點(diǎn)分裂/下移
光節(jié)點(diǎn)是HFC網(wǎng)絡(luò)中光和銅的分界點(diǎn)，MSO通過在HFC網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行光站點(diǎn)分裂和光站點(diǎn)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(jìn)行光節(jié)點(diǎn)分裂的過程中一般都會(huì)同時(shí)進(jìn)行光節(jié)點(diǎn)下移，比如，將一個(gè)覆蓋2000家庭的光節(jié)點(diǎn)分裂并下移為4個(gè)分別覆蓋500家庭的光節(jié)點(diǎn)，在這個(gè)過程中光纖會(huì)進(jìn)一步延伸到用戶側(cè)，即為Fiber Deeper（光進(jìn)銅退）的過程。當(dāng)光節(jié)點(diǎn)持續(xù)下移使得光纖延伸到最后一級(jí)放大器，即光纖已經(jīng)延伸到非�？拷脩舻奈恢茫@時(shí)的HFC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常被稱為FTTLA（Fiber To The Last Amplifier）。不同的MSO在對(duì)HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃時(shí)都有不同的Fiber Deeper方案，絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的MSO都逐漸在向N+1～N+2（光站點(diǎn)下帶1～2級(jí)放大器）的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行演進(jìn)。結(jié)合DOCSIS 3.1演進(jìn)，如何選擇光站點(diǎn)設(shè)備以最大限度地釋放DOCSIS 3.1的潛力，將關(guān)系到MSO的HFC網(wǎng)絡(luò)遷移戰(zhàn)略能否成功。
D-CCAP方案重構(gòu)MSO HFC網(wǎng)絡(luò)
華為D-CCAP（分布式有線電視融合接入平臺(tái)）解決方案不僅將上述兩種網(wǎng)絡(luò)改造方向合二為一，更有所優(yōu)化和發(fā)展。其采用數(shù)字化的GPON/10G-PON光纖下沉架構(gòu)，具備業(yè)界領(lǐng)先的DOCSIS 3.1能力、融合視頻業(yè)務(wù)，以及與FTTx共平臺(tái)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是華為為MSO量身定做的、面向未來的多業(yè)務(wù)融合解決方案。
華為D-CCAP方案完全符合DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)中的Remote MAC PHY體系架構(gòu)，在這種體系結(jié)構(gòu)中，CMC設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行流分類和轉(zhuǎn)發(fā)，完成數(shù)據(jù)鏈路層的MAC成幀，在物理層上進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)。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(xié)議、配置和管理服務(wù)的職能。CMC控制器設(shè)備負(fù)責(zé)執(zhí)行業(yè)務(wù)聚合和路由學(xué)習(xí)。此外，EQAM也可以集成到CMC來提供分布式下移的視頻業(yè)務(wù)。
由于CMC控制器采用了GPON/10G-PON/40G TWDM PON/GE等成熟的標(biāo)準(zhǔn)化接口，確保了CMC控制器和CMC之間的業(yè)務(wù)可靠性。華為D-CCAP解決方案充分考慮到了千兆同軸業(yè)務(wù)的部署和光纖基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化，同時(shí)，其與FTTx共平臺(tái)的特點(diǎn)也讓越來越多以FTTH為終極目標(biāo)的MSO運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)了靈活建網(wǎng)，在向未來演進(jìn)的過程中，最大限度地保護(hù)了MSO運(yùn)營(yíng)商的投資，降低了其戰(zhàn)略風(fēng)險(xiǎn)，顯著提升了其業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力。
數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，降低建網(wǎng)成本
對(duì)于現(xiàn)有的HUB站點(diǎn)，由于缺乏站址空間和高能耗而導(dǎo)致的維護(hù)困難是在未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)發(fā)展時(shí)需要重點(diǎn)考慮解決的問題之一。分布式D-CCAP方案通過數(shù)字化可大幅減少模擬設(shè)備，從而有效節(jié)省機(jī)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(jī)房空間占用和能耗的結(jié)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(jìn)遠(yuǎn)端D-CCAP站點(diǎn)之后，其優(yōu)勢(shì)就更加明顯。同時(shí)，傳統(tǒng)CMTS/CCAP網(wǎng)絡(luò)的光纖是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖，光纖消耗嚴(yán)重，如果使用DWDM等波分設(shè)備進(jìn)行合波也存在擴(kuò)容不靈活等問題；分布式D-CCAP網(wǎng)絡(luò)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的PON架構(gòu)，可大幅節(jié)省光纖資源。
1Gb/s用戶多8倍，DOCSIS 3.1建設(shè)一步到位
CableLabs已經(jīng)發(fā)布了DOCSIS 3.1對(duì)于4K～16K的QAM調(diào)制階數(shù)規(guī)范，雖然理想很豐滿，但大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)實(shí)卻很骨感——由于從射頻接口到光站需要經(jīng)由多個(gè)光電/電光轉(zhuǎn)換，其噪聲積累導(dǎo)致的CNR（載噪比）劣化可高達(dá)8dB，統(tǒng)計(jì)顯示，現(xiàn)有同軸寬帶用戶中只有很小部分可以滿足4K QAM調(diào)制的CNR（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義至少41dB），大部分線路只能維持在1K QAM的調(diào)制水平。華為D-CCAP方案采用數(shù)字化光纖傳輸，可以有效地改善這一問題，CNR提升后，80%的現(xiàn)網(wǎng)用戶可開通1Gb/s業(yè)務(wù)，比傳統(tǒng)CCAP提升了8倍。
根據(jù)業(yè)界估計(jì)，DOCSIS 3.1將在2016年啟動(dòng)商用，大規(guī)模成熟商用的時(shí)間約為3～5年，但MSO在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)需要提前考慮DOCSIS 3.1的部署問題。因?yàn)閭鹘y(tǒng)CMTS架構(gòu)由于技術(shù)和平臺(tái)的限制，若要演進(jìn)到DOCSIS 3.1需要經(jīng)過更換CCAP平臺(tái)、更換下行線卡和上行線卡等多個(gè)步驟，會(huì)導(dǎo)致建設(shè)成本高昂。華為提供一步到位的DOCSIS 3.1建設(shè)方案，不僅可提供DOCSIS 3.1硬件ready的技術(shù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)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(wù)。
FTTH融合平臺(tái)，助力按需建網(wǎng)戰(zhàn)略
隨著全業(yè)務(wù)協(xié)同運(yùn)營(yíng)的發(fā)展，與FTTx兼容的FMC戰(zhàn)略已經(jīng)被越來越多的電信運(yùn)營(yíng)商和MSO采用，他們對(duì)于一套平臺(tái)能同時(shí)支持銅線千兆寬帶技術(shù)（DSL、Vectoring和G.fast）、千兆光纖技術(shù)（GPON、10G-PON和40G TWDM PON）和同軸千兆技術(shù)（DOCSIS 3.1）的訴求也越來越強(qiáng)烈。華為D-CCAP方案通過同一OLT平臺(tái)可提供3種MSO建網(wǎng)場(chǎng)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(xiàn)網(wǎng)DOCSIS 3.0 Cable Modem實(shí)現(xiàn)提速；在高價(jià)值同軸改造區(qū)域，推薦采用DOCSIS 3.1技術(shù)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)，提供超寬帶能力。值得一提的是，上述3種建網(wǎng)場(chǎng)景均可在同一個(gè)OLT平臺(tái)、同一個(gè)ODN網(wǎng)絡(luò)以及同一個(gè)CMC設(shè)備上提供，同時(shí)也可在同一套網(wǎng)管和OSS內(nèi)進(jìn)行管理，從而幫助MSO建設(shè)一張彈性的網(wǎng)絡(luò)，快速提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的業(yè)務(wù)。
面向未來的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）架構(gòu)
在軟件定義的D-CCAP架構(gòu)中，整個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)（包括OLT和CMC）可以被虛擬為一個(gè)數(shù)據(jù)中心式的虛擬CCAP設(shè)備，該設(shè)備可以自動(dòng)獲取并管理IP地址、發(fā)起自動(dòng)配置和接入網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)放流程。此外，網(wǎng)絡(luò)功能和虛擬CCAP的業(yè)務(wù)發(fā)放將由用戶觸發(fā)、可以通過門戶網(wǎng)站進(jìn)行定制，這樣，用戶一上線，虛擬CCAP控制器就可以自動(dòng)生成和分發(fā)虛擬網(wǎng)絡(luò)資源和業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)向基于開放網(wǎng)絡(luò)API的網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（ANaaS）演進(jìn)，同時(shí)不需要任何額外配置，這樣就簡(jiǎn)化了海量的物理站點(diǎn)，達(dá)到在長(zhǎng)期網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中節(jié)省大量投資的目的。
敏捷從容應(yīng)對(duì)多業(yè)務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)
綜上所述，華為D-CCAP方案旨在構(gòu)建全數(shù)字化的千兆同軸光纖融合網(wǎng)絡(luò)，提供數(shù)字化、分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有效提升業(yè)務(wù)帶寬，減少HUB機(jī)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(tái)兼容FTTx，幫助MSO運(yùn)營(yíng)商更加高效、合理地實(shí)施網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，管控其在下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期內(nèi)的資本投入，從而更加敏捷、從容地應(yīng)對(duì)未來5～10年的多業(yè)務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，占據(jù)市場(chǎng)先機(jī)。
目前，華為D-CCAP方案已經(jīng)被中國(guó)廣電、新西蘭沃達(dá)豐、丹麥TDC、摩納哥電信、巴西NET以及日本CNCI等全球多家領(lǐng)先MSO運(yùn)營(yíng)商選擇，并幫助他們提供豐富多彩的各種千兆寬帶業(yè)務(wù)。
作者：華為接入網(wǎng)營(yíng)銷經(jīng)理 王歡;華為接入網(wǎng)高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理 王琴 
