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网络双向化改造技术--HomePNA
 
      2008 年12 月4日,科技部与广电总局共同签署《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网(NGB )自主创新合作协议书》,一期共同投入1000 亿人民币支持NGB 升级改造,将在10 年内改造2亿有线电视网络用户。中国下一代广播电视网(NGB)将以有线电视网数字化整体转换和移动多媒体广播 CMMB 的成果 为基础,以“高性能宽带信息网(3TNet)”自主创新的核心技术为支撑,创新有线无线相结合的网络技 术体系,扩展和提升 3TNet 核心技术的应用范围,形成 NGB 的技术体制。NGB 核心传输带宽将超过 1 万兆 bit/s,每户接入带宽超过 60Mb/s。NGB 将以 3TNet 为基础,支持高速宽带、双向交互、全程全网、可管可控。

       2009 年7 月31 日,科技部、广电总局与上海市政府正式签署中国下一代广播电视网(NGB) 建设示范合作协议,上海将在2010 年前完成50 万户NGB 示范网络建设,开展基于NGB 的交互式高清晰度电视、医疗、教育等服务应用,每户独立带宽不少于30M/s 。2009 年,包括上海、江苏、浙江、青岛等地已率先启动下一代广播电视网建设。

       随着国家信息化建设总体要求和广电总局科技发展的统一部署以及用户对交互电视业务的需求日益增加,构建以广播电视网络为基础满足“三网融合”要求的下一代数字电视网是有线电视网络发展的必然要求。充分利用现有庞大的 HFC 基础网络来拓展双向传输业务,面临很多技术上的选择,包括 MoCA、EoC、Wi-Fi 、HomePNA/Plug AV/BPL以及 DOCSIS 等用户接入技术。面对多种的技术选择,DVBCN将陆续与各位网友介绍在HFC网络上各种主流的用户接入技术。

       上一期DVBCN小编给大家介绍HFC网络用户接入技术之MoCA技术,本期给大家介绍HFC网络用户接入技术之HomePNA


       HomePNA概述

       HOMEPNA是Home Phoneline Network Alliance,家庭电话线网络联盟的简称,该联盟是一个非盈利性组织,致力于协调采用统一标准,统一电话线网络的工业标准。 该联盟在1998由11个公司(包括3com、AMD、IBM等)共同建立,如今已有100多个公司加入,涉及的领域包括:网络、电信、电脑硬件及其他电子工业。


       HomePNA接入方式是众多家庭网络接入方式竞争方案之一。其他方案包括:以太网、电力线协议以及蓝牙方式。以太网广泛用于局域网中,每台计算机需要配备网卡,还需要同轴电缆或双绞线作为传输介质。电力线协议目前属于低速传输协议,利用家庭电线进行网络连接。蓝牙方式利用无线技术传送数据,有效范围30英尺。HomePNA利用家庭电话线进行网络连接。HOMEPNA1.0版本的最高速率为1M,2.0版本最高可达32M。


       HomePNA3.0 于2005 年5 月被国际电联(ITU-T)接受成为国际标准(G.9954)。HomePNA 利用原有的有线电视光纤网络来构建GEPON 基础传输网络,利用HomePNA3 技术构建基于同轴无源分配网的宽带接入网,这种改造方式对网络的改造量较小,可以利用现有网络开展双向业务,满足今后FTTH 的发展趋势。


       技术原理及实现方式


       HomePNA 采用QAM/FDQAM 调制方式,FDQAM 增加了信噪比边界,有较好的抗扰性。目前HomePNA 系统主要工作在三个频段:4MHz-21MHz,12MHz-28MHz,36MHz-52MHz,其大部分频点可以采用256QAM 调制技术,并可根据信道实际的SNR 要求自适应地使用128QAM,64QAM,32QAM,16QAM,8QAM。HomePNA3 的覆盖能力及规划,主要依据为其传输距离和带
宽的分配。目前HomePNA3 的一般传输距离为300 米(最大电平衰减-61dbm),带宽最大提供128Mbps。根据实际测试结果,在300 米传输距离的前提下,一般可以覆盖2-3 栋住宅楼。按照带宽分配计算,每用户可提供最大吞吐90Mbps;考虑同时在线率因素,每个在线用户可提供带宽2Mbps 以上。在HomePNA3.1标准中,调制带宽将提高到160-320Mbps。


       在HomePNA3 技术中,同轴电缆线路终端CLT(Coax Line Terminal),作为局端设备,将从GEPON 网络中的ONU 收到的下行数据业务信息,调制成可以在同轴上传输的模拟信号,然后同电视信号混合后发送到同轴分配网上传输(反方向需将调制后模拟的上行数据信息解调成数字信号,送往GEPON 网络中的ONU);同轴网络单元CNU(Coax Network Unit),作为用户驻地设备,用于从同轴线缆上分离出电视信号和调制后的数据信息,并将调制后的下行数据信息解调成数据业务信息(反方向需将上行数据信息调制成可以在同轴网上传输的模拟信号,并送往同轴分配网)。CLT 和CNU 所需的调制技术都是相同的,主要的区别在于CLT 接受上行信号时面对的是多个CNU,需要对多个CNU 的上行信号的发送时刻进行控制,尽量避免在总线型网络中出现碰撞,降低网络效率。


       业务承载能力


       HomePNA3 网络是在现有HFC 网络基础上,进行相应的改造,不仅能满足原有的广播业务需求,同时能实现双向互动服务,可以提供包括宽带上网、IPTV、语音等各种应用,是具备视频(video)、语音(voice)、数据(data)等各种业务。

       HomePNA3 全程支持二层的QoS,HomePNA3 技术在广播信道上对识别的流可以应用不同的QoS 策略:带宽、抖动和延时。在GEPON+HomePNA3 的网络架构下,可以实现基于MAC 地址、VLAN、IP、UDP/TCP 端口号等多种方式的用户识别和业务区分。从而保证了对网络中用户的管理控制,业务流的划分,不同业务的多等级服务。


       技术特点及应用分析


       1、对原有电视网络的网络结构、承载的业务没有影响;具备QoS 能力;同时支持电视、话音和数据业务;
       2、HomePNA3 解决了HFC 网络的IP 联通性(对称速率、全双工、高带宽、QoS 保证),可以利用IP 技术的灵活性,在网络上可以开展基于IP 的业务,包括现有的VOD/VOIP/VIDEO PHONE 等业务;
       3、HomePNA3 技术适合于大规模、广覆盖、高并发的网络建设;网络建设可根据用户需要逐步建设、逐步改造。

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