小区宽带接入方案---电话线解决方案

小区宽带接入方案——电话线解决方案（HomePlugAV）摘要：简要介绍了电话线通信行业标准发展，详细论述了PLC(PhoneLineCommunication)技术与WLAN、EPON技术相融合的创新性宽带入户解决方案，并对该方案的系统组成、通信机制及影响因素进行了简析，最后列举了典型的应用案例，具体体现了该方案的优越性。关键词：PLC；WLAN；电话线通信；无线宽带入户；EPON.作者：昆山网电PLC研发工程师前言随着国家两部委共同编制的两项关于“光纤入户”的国家标准正式实施，宣布了我国正式开始迈入后光纤的时代，然而在各运营商争相喊出“宽带提速，光进铜退”的口号用于抢占市场的时也遇到居多现实的问题，同时无线家庭覆盖的需求对当今智能终端大行其道的年代来说实在是无处不在。如何把无线覆盖于宽带入户且宽带升级有机的结合，困扰着每个运营商。光纤铺设成本高，铜线资源丰富成关键在宽带提速大背景下，国内的各大电信运营商开始逐步推进光进铜退，转向FTTH的光纤接入方式。但同时，运营商也面临着光纤入户的部署施工的难题和成本的压力。对于运营商而言，如何去利用现有的资源发挥更大的价值是一项重要课题。从根据国内宽带用户及运营商现状的实际情况出发，昆山网电根据自身的PLC通信技术优势，为各大运营商提供了一套完整的铜线电话线）入户的解决方案。因市场的需要，能与FTTH的速率相媲美的PLC技术，作为充分利用短距离铜缆高速传输的有效技术，再次受到了运营商的高度关注。据了解，相比较于FTTH,PLC的理论速率可达320Mbps。同时，PLC可以充分利用现有的铜缆资源，无须进行现有线路改造施工，毫不费力地就能跨过了最后100米接入难的鸿沟，且其建设成本远低于FTTH。国内市场巨大，光铜并肩发展由于端到端较高的投资成本拉长了FTTH的回报周期，而且关键器件等维护也牵涉到今后的运营成本。FTTH建网成本是PLC的4倍。在宽带普及提速的现实需求下，对于光纤布放困难、宽带渗透率低的区域有着不可替代的成本优势和先天的施工优势。对于宽入户问题，南方电信和北方联通都可以借助先天的优势来解决，即丰富的电话线网络资源ADSL。ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非对称数字用户线）是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术。ADSL即非对称数字信号传送，它能够在现有的铜双绞线，即普通电话线上提供高达8Mbit/s的高速下行速率。对ADSL技术来说带宽已到极限，我们需要采用另一种技术，利用现有的铜线资源来实现带宽升级，HomePlug技术无疑是一个完美的选择，为解决最后一百米的宽带升级发挥其独特的优势。1.当今市场中的HomePlug技术HomePlug是家用电力线网络联盟的商标。家用电力线网络联盟是由一群开发电力线网络标准和认证方案的公司组成的联盟。类似于开发无线标准的Wi-Fi联盟，拥有HomePlug认证标志的任何设备均已经通过严格的测试，确保高性能、可靠性和互操作能力。HomePlug技术正走得更远，变得更快…千兆位级HomePlugAV2标准已于2012年1月发布HomePlug技术正走向混合化…混合产品正出现在市场上，既有电线的性能（HomePlug），又有无线技术的灵活性（Wi-Fi）在IEEE1905.1混合网络规范中得到了IEEE的支持。将降低网络安装的成本和复杂性HomePlug技术正变得更加绿色化…HomePlugGreenPHY为智能家电、电动汽车通信、家庭自动化和控制应用打开了新的机会作为SEP2互操作能力协会（CSEP）的发起成员，与Wi-Fi联盟和ZigBee联盟一起界定智能能源网络2.昆山网电宽带入户----PLC解决方案将WLAN与PLC、EPON技术完美融合当我们在执行“宽带提速，光进铜退”时不得不面对居多的现实问题：小区的物业如何协调、楼道内穿墙打洞如何实施、如何进入业务室内等足以让基层工作人员感到力不从心，基层真的感觉到了：光纤爱你不容易的真实感受。对于WLAN，目前定位是：以承载高速数据业务为主，覆盖重要公共热点区域，分流3G网络的热点数据流量，降低网络建设成本，改善用户体验。而目前的WLAN建设则主要以室内覆盖为主，基于802.11a/b/g/n标准，使用2.4G/5.8G频段；覆盖方法主要使用传统的室分系统对目标区域进行覆盖，802.11使用的是2.4G/5.8G的高频，相对于使用800/900MHz的GSM网络，WLAN信号线路传输的损耗及空气中传播的损耗较大，穿透力较弱。在某些场所，如宾馆酒店的豪华套房、高档小区、别墅群、跃层式住宅等，由于装修及美观等原因，线路难以布设至目标覆盖区域，若采用传统的室内分布系统在房间外布放天线进行覆盖常常很难达到理想的覆盖效果，尤其对于普通的家庭用户来说，那是难上加难。2.1昆山网电（宽带）入户PLC解决方案系统组成昆山网电的（宽带）入户解决方案创新性的将EPON、WLAN与PLC技术相融合，完美得解决了宽带入户，宽带升级等问题。通信系统主要由局端电话网桥、无线电话猫和组成。2.1.1局端电话网桥局端电话网桥是电话线宽带接入系统的接入汇聚设备,通过电话线传输和接收以太网信号，可以使原有的电话线网络以很低的投资升级成为一个电信级的可运营、可管理的宽带接入网络。局端电话网桥将ONU（或光电转换器/交换机）输出的标准的以太网信号调制成可以在电话线上传输的射频信号，通过采用OFDM技术使其能够在复杂的网络环境中进行可靠的数据传输。局端电话网桥安装在小区机房、小区弱电井、小区光节点或者楼道内.昆山网电宽带（WLAN）入户解决方案系统组成图2.1.2无线电话猫无线电话猫，即无线电话线型AP，顾名思义，是电话调制解调模块（Modem）和无线接入点AP的融合。AP单元完美支持目前802.11g/n协议。无线电话猫终端使用在用户家庭中。2.1.3PLC系统通信机制PLC系统的局端电话网桥和无线电力猫终端采用点对多的拓扑结构，采用MASTER、SLAVE模式适应电话线接入网络模式，局端电话网桥定义为MASTER模式，无线电话猫终端定义为SLAVE模式，相互之间是主从关系。PLC系统的上下行数据采用了不同的传输方式，专为适应电话线共享网络媒介的特性而设计。当无线电话猫终端与电话线联通上电后，系统会自动搜寻局端电话网桥，并且在局端电话网桥上注册自己的MAC地址，同时，局端电话网桥给每一个电话猫终端分配一个唯一的终端设备标识（TEI）。数据从局端电话网桥以时分复用技术(TDM)广播到每个电话猫终端，当数据信道到达电话猫终端时，会根据TEI在物理层上做出判断，接收给它自己的数据帧，摒弃那些给其他无线电话猫终端设备的数据帧。昆山网电的PLC设备采用了十分高效的MAC层处理技术，支持工频周期同步机制，综合使用具有QoS保证的TDMA时分多址有序接入和CSMA竞争接入2种方式，并通过快速自动重发请求ARQ可靠传送。其中，TDMA面向连接，提供QoS保障，确保带宽预留、高可靠性和严格的时延抖动控制；CSMA面向优先级，提供四级优先级。局端电话网桥控制所在的电话线网络其他同等设备的活动，并协调同相邻电话线网络的共存，以支持电话线宽带接入、多电话线网络运行和隐藏节点服务。局端电话网桥除了提供无线电话猫终端网络集中与接入外，还采用VLAN和QOS技术，能够对用户的数据、语音和视频业务进行精细化管理，可以针对用户的不同业务需求进行带宽分配和管理配置，并且采用黑白名单的方式对终端用户进行管理。所有电话猫终端的上行数据都传递给局端电话网桥，无线电话猫终端之间不能相互通讯，也就是各个用户之间是隔离的，这可以有效避免用户之间的影响。2.2昆山网电宽带入户PLC解决方案影响因素简析2.2.1.政策层面：关于电话线宽带的接入仍然需要依靠骨干网络，解决的是大楼到桌面的这一段接入。因此还是由传统的运营商利用PLC技术来解决光纤入户难的一部分用户的问题。有效解决基于光纤，成本，带宽升级，施工难的问题。2.2.2技术层面：HomePlug技术从14Mbps、22Mbps、56Mbps、85Mbps、200Mbps和500Mbps的高速率，1000Mbps将于2014年推出。传输距离可达500米，被业界认为是最有前景的宽带接入技术。3.1系统的架构如下图2所示。小区楼宇配电间的PLC局端电话网桥的RJ45接口连接交换机/ONU、光收发器通过光缆到中国联通某分公司的通信机房接入网络口。PLC局端电话网桥射频信号输出经电话线上住户家里面，再连接到每个用户端的PLCModem（无线电话猫）。用户的无线电话猫默认广播中国中国联通某分公司的XXX信号，从而实现基于PLC系统的WLAN无线宽带入户覆盖。同时带有RJ45的有线口，对各网口可以定义不同的业务如：语音，IPTV，可视电话，网络2.中国联通某分公司的宽带（WLAN）入户PLC解决方案优劣对比相比FTTH宽带入户，PLC解决方案的优势显而易见，即便与传统有线宽带通信而言，亦有不可比拟的优势：1)成本低：对运营商而言，利用电话线上网，直接使用现有的电话网就可以实现高速率通信，而不需要另外铺设电话线、光电缆等，大大减少了在基础网络上的投资。2)覆盖广：现有的电话线网络是此方案的优势，电话线是最基础的网络，它的规模之大是其他网络所无法比拟的，运营商可以轻松地将网络接入服务渗透到每个家庭。此方案将会促进电信级运营商市场的发展，并为WLAN普及带来极大的发展空间。3)传输速率高：利用电话线上网能够为用户提供高速的数据传输速率，信息传送速度可达到300Mbit/s，甚至后续平滑升级到1000Mbit/s，满足普通家庭的宽带及WLAN无线宽带入户。4)施工快捷：采用PLC解决方案，利用现有的电话线，成本低，在网络传输资源到位的情况下，全网覆盖小区的一栋住宅楼，只需要几个小时的时间。无论在施工时间上，还是施工难度上，其他的解决方案都与此方案无法比拟。5)售后压力小：无线电话猫终端属于家庭里的终端产品，虽然产品需求数量巨大，但是因为其资产属性属于用户端，用户也即插即用，运营商不必时刻支付高昂的设备运维费用。运营模式类似中国电信的Modem，终端用户可以根据产品的质量情况和使用时间，根据业务协议进行退换或者购买，售后压力非常小。