有线电视双向网络改造(MOCA)之浅要探讨

2022-09-10

随着数字电视整体平移的逐渐完成, 高清电视, 交互电视等视频业务的即将展开, 用户端对高带宽的需求越加迫切, 而传统采用CMTS+CM方案进行双向网络改造的模式, 由于CMTS的带宽限制, 不能较好的满足高带宽的视频业务的需求, 随着基于同轴电缆双向接入——EOC技术的趋于成熟, 我们不由得去尝试PON+EOC模式的双向网络改造, 而MOCA作为EOC的一种, 能够较少改变原有网络结构, 同时理论上上下行速率均能达到100M以上, 个人觉得似乎更加适合将来的双向网络改造, 对于PON部分目前已有比较成熟的实现方案, 本文不再具体探讨, 而着重探讨电缆网部分如何通过MOCA实现双向改造。

1 MoCA的技术背景

M o C A即M u l t i m e d i a o v e r C o a x Alliance, 是产业标准, 提供基于同轴电缆的宽带接入和家庭网络产品方案, 包括运营商, 系统设备制造商, 芯片供应商, 构成完整的产业链。

1.1技术背景

(1) 可以利用现有的同轴电缆网络, 结合光通信技术, 用它来向大厦和小区提供高速宽带接入。

(2) 能够轻易反向穿透电缆分配器而无需改造原有电缆网络就可达到双向通讯的目的。

(3) 占用频段为800~1500MHz, 每一频道带宽为50MHz, 每段同轴电缆最多支持4~8个频道, 每个频道上可同时连接31个终端客户, 在每个50MHz频道内双向物理传输速率可达270Mbps, 有用数据传输速率为130Mbps, 距离可达600m。

(4) 典型发送电平为3dBm (111dB) , 接收电平范围0to~75dBm (33~108dB) 。

2 关于MOCA的实际应用方案和计算验证

由于MOCA占用频段为800~1500MHZ, 我们在0~860M仍然传输电视信号, 在860~1500MHz传输数据信号, 而目前的分支分配器和电缆均标称5~1000MHz, 故需要测试器件和电缆频谱特性, 特别关注其在1000~1500MHZ的衰减特性, 现随机抽取了FP204, FZ108, FP610及100米RG6电缆, 通过AGILENT8712ET实际测量其0~1300MHZ频谱特性 (8712测量上限为1300MHZ) 。

通过上面频谱图我们发现, 这几个分支分配器在0~1300M的频谱特性比较平缓, 特别是在1000M~1300M没有出现突降式衰减, 我们可以推广认为其它类型分支分配器也具有这种特性, RG6电缆在0~1300M频谱特性则与理论上相一致, 呈下弧形缓降, 故可以利用860~1500MHZ频率段传输数据信号, 现在设想通过分支器将EOC输出数据信号与放大器输出电视信号进行混合, 选用分支器而不选用两分配的目的是尽量减少对电视信号的影响, 两分配将对原有电视信号产生4dB左右的衰减, 而很多单向网络都是些老网, 进户电平本身就处于一种临界状况, 再加上4dB衰减, 很可能出现电平不够的情况, 所有选用分支器插入混合信号, 这样可以不改变原有网络结构, 尽量不影响正常的电视信号, 双向改造后基本网络架构如图1。

现在我们以黄天荡新村7幢光机覆盖下网络为例, 运用上述架构进行改造, 在每个放大器输出口加一个FZ108, 可以选用更大的分支器, 如FZ112, FZ114等, 以最大程度减少对主路电视信号的影响, 这里仅以FZ108作举例说明, FZ108需反过来使用, 即主输出口输入放大器输出信号, 分支口输入EOC输出信号, 输入口则输出混合后信号, 改造后网络拓扑如图2。

我们关注改造后用户端电视信号电平和数据信号电平, 截取出12幢放大器后分配网络, 并以链路最长的12幢3单元601用户作为典型用户进行分析, 补全其室内网络, 得出网络拓扑如图3。

取550M作为电视信号的典型点频, 取1300M作为数据信号的典型点频, 根据测量出来的分支器和电缆的频谱图, 取出具体数值如下:FZ108主输出 (OUT) 在550M衰减为2.73dB, 1300M衰减为3.44dB

FZ108分支口 (TAP) 在550M衰减为937dB, 1300M衰减为9.84dB

FP204在550M衰减为4.78dB, 1300M衰减为6.14dB

FP610在550M衰减为10.36dB, 1300M衰减为12.56dB

R G6电缆 (1 0 0米) 在5 5 0 M衰减为1 717dB, 1300M衰减为26.73dB放大器在550M典型输出电平为102dB, EOC典型输出电平为111dB, CPE接收电平范围33-108dB

现在开始计算12幢3单元601用户端电视信号电平 (550M) 和数据信号电平 (1300M) 为计算方便, 将信号流经链路上分支分配器均编上号, 如上图所示, 并用红线标出电视信号流经链路, 蓝线标出数据信号流经链路, 同时将链路中所有RG6电缆长度合并, 约为30米, 铝管电缆合并为61米。

根据上图网络拓扑, 可知电视信号链路衰减为:FZ1 (OUT) +FP1+FZ2 (OUT) +FP2+FP3+FP4+FP5+RG6 (30米) +铝管电缆 (61米)

带入550M具体数值计算得:

2.7 3+4.7 8+2.7 3+4.7 8+4.7 8+1 0.3 6+4.7 8+5.1 5+5.4 9=4 5.6 d B

用户端550M电视信号电平为:102-45.6=5 6.4 d B

数据信号链路衰减为:FZ1 (TAP) +FP1+FZ2 (OUT) +FP2+FP3+FP4+FP5+RG (30米) +铝管电缆 (61米)

带入1300M具体数值计算得:

9.8 4+4.7 8+3.4 4+6.1 4+6.1 4+1 2.5 6+6.1 4+8.0 1+8.1 4=6 5.2 d B

用户端1300M数据信号电平为:111-6 5.2=4 5.8 d B

通过上述计算可得, 该用户TV接收信号电平56.4d B左右, CPE接收信号电平45.8d B左右, 大于CPE最低接收电平3 3 d B, 而且该用户是链路最长, 衰减最大的用户, 其它用户TV和CPE接收电平应该更高, 可见通过上述架构完成双向改造后, 用户端电视信号和数据信号电平都能符合要求。