摘要：在寬帶競(jìng)爭(zhēng)、FTTH成為國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的形勢(shì)下，業(yè)界產(chǎn)生了一個(gè)疑問(wèn)：同軸接入網(wǎng)還能堅(jiān)持多久？本文作者對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了深入思考，認(rèn)為同軸接入網(wǎng)至少還會(huì)延續(xù)20-30年。作者指出，同軸接入網(wǎng)要繼續(xù)向前演進(jìn)，需要轉(zhuǎn)變思路：在標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等一系列環(huán)節(jié)作出相應(yīng)改變，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)光纖化、數(shù)字化、寬帶化的新形勢(shì)；作者還指出，當(dāng)前HFC接入的瓶頸在光纖，需要推動(dòng)10GEPON盡快規(guī)模商用。同時(shí)，作者對(duì)如何挖掘同軸資源潛力、提升HFC網(wǎng)絡(luò)價(jià)值提出了一些思路和具體建議。
0. 前言
這是一個(gè)飛速發(fā)展的年代，摩爾定律、超摩爾定律擴(kuò)展到整個(gè)信息技術(shù)領(lǐng)域。昨天還是正確的觀念，今天就可能變成悖論。在這樣的年代，我們必須緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，隨時(shí)調(diào)整自己的思路。
光傳輸是發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，光纖化——從廣域網(wǎng)到城域網(wǎng)、到接入網(wǎng)、甚至到桌面已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。光纖到戶成為電信行業(yè)接入網(wǎng)建設(shè)的主流模式，并已成為國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。接入帶寬從1M-2M一下子跳躍到8M-20M、20M-100M，甚至1G-2G！在這樣的形勢(shì)下，有線電視業(yè)界都在思考：同軸接入網(wǎng)還有沒(méi)有價(jià)值？同軸介質(zhì)還能存在多久？應(yīng)該如何對(duì)待FTTH？同軸接入技術(shù)往何處去？本文試圖和業(yè)界同仁共同探討這些問(wèn)題。
1. 同軸接入網(wǎng)還有沒(méi)有價(jià)值？
回答這個(gè)問(wèn)題首先要看同軸是否能夠滿足日益增長(zhǎng)的帶寬需求，其次要衡量滿足帶寬需求的代價(jià)——和FTTH比。
1.1 同軸帶寬資源
根據(jù)**公司提供的電纜測(cè)試數(shù)據(jù)和3GHz分配器參數(shù)計(jì)算得出的最后100米無(wú)源同軸分配網(wǎng)損耗如表1所示。據(jù)此推算，48戶2GHz同軸分配網(wǎng)AWGN信道SNR可以做到35dB以上（LDPC編碼對(duì)應(yīng)4096QAM ），3GHz同軸分配網(wǎng)AWGN信道SNR可以做到24dB（LDPC編碼對(duì)應(yīng)256QAM ）以上。因此，總帶寬資源≥2GHz×12bit/s/Hz+0.5GHz×10bit/s/Hz+0.5GHz×8bit/s/Hz=33Gbps，考慮網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際存在的各種干擾以及PHY-MAC接口效率，按70%可用計(jì)算還有23.1Gbps，滿足雙向10Gbps有余。
目前可以看得到的光纖入戶技術(shù)是10Gbps等級(jí)，盡管XG-PON2和NGEPON都把速率目標(biāo)定在40Gbps或100Gbps速率，但是XG-PON2和NGEPON都不打算定義單用戶單元的場(chǎng)景和設(shè)備，ONU將位于多用戶單元（樓頭）。即便是10GPON或10GEPON，ONU直接入戶的應(yīng)用可能也不多。根據(jù)以上分析，同軸實(shí)現(xiàn)雙向10Gbps速率是沒(méi)有問(wèn)題的，用同軸代替光纖入戶，帶寬資源足夠。
IEEE802.3 EPOC標(biāo)準(zhǔn)組已將同軸頻譜上限擴(kuò)展到5GHz，因此同軸帶寬擴(kuò)展還有很大潛力。
1.2 同軸接入與FTTH對(duì)比
1.2.1 帶寬
目前FTTH和同軸接入網(wǎng)基本上都處于總線速率1Gbps階段，下一代同軸接入技術(shù)EPoC、DOCSIS3.1都可以達(dá)到10G光網(wǎng)絡(luò)同等水平，超過(guò)1G的入戶帶寬尚未看到需求。光進(jìn)銅退將會(huì)延續(xù)20-30年，甚至更長(zhǎng)。
1.2.2 無(wú)源分配網(wǎng)投資
按照電信的核算，PON每線ODN分?jǐn)偝杀炯s500-600元，CDN（無(wú)源同軸分配網(wǎng)）分?jǐn)偝杀静粫?huì)超過(guò)300元。
1.2.3 分配網(wǎng)工程、維護(hù)難易程度
光纖工程、維護(hù)技術(shù)難度大，人員需要專業(yè)培訓(xùn)；需要專用工具和儀表，工具、儀表投入大。
1.2.4 無(wú)源分配網(wǎng)維護(hù)量
理論上ODN在器材、工程質(zhì)量有保障的前提下基本是免維的；CDN（無(wú)源同軸分配網(wǎng)）由于接頭多、電纜老化維護(hù)量大。但從目前電信行業(yè)FTTH的實(shí)踐看，前期ODN的器材和工程質(zhì)量恰恰沒(méi)有保障，因此維護(hù)量反而比同軸還大。
1.2.5分配網(wǎng)壽命
同樣的，雖然理論上ODN壽命長(zhǎng)，但現(xiàn)階段并不完全如此。
1.2.6設(shè)備投資
由于集團(tuán)采購(gòu)，電信行業(yè)目前把PON的設(shè)備價(jià)格壓得很低，以至于今年出現(xiàn)反彈。但廣電行業(yè)的PON采購(gòu)價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電信，也遠(yuǎn)高于CM和EoC。
1.2.7設(shè)備維護(hù)量
由于同軸接入比FTTH多增加了同軸中的有源設(shè)備（即使是N+0網(wǎng)絡(luò)，也有樓頭數(shù)據(jù)插入設(shè)備），因此設(shè)備維護(hù)量一般高于FTTH。但真的到了1G帶寬入戶的時(shí)代，到樓的速率等級(jí)必然要達(dá)到10G以上，而10G級(jí)別的ONU入戶成本是否可以降到合理價(jià)位？也許樓頭還需要一次10G-1G的速率等級(jí)轉(zhuǎn)換？那就不可避免地要有有源設(shè)備（1G OLT）。
1.2.8供電條件
FTTH只能分散由用戶供電，同軸接入既可以分散供電也可以集中供電，這是FTTH無(wú)法做到的。這點(diǎn)在提供高等級(jí)業(yè)務(wù)（比如電話）時(shí)是個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：集中供電便于集中后備，可降低運(yùn)維成本。
1.2.9耗電
這點(diǎn)和1.2.7一樣，同軸接入耗電一般大于FTTH。
為了更直觀，筆者把以上對(duì)比歸納為表2：
由表2可以看到，同軸接入和光纖入戶各有優(yōu)劣，在現(xiàn)階段實(shí)際情況下同軸略優(yōu)；從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，F(xiàn)TTH更有發(fā)展優(yōu)勢(shì)。美國(guó)MSO預(yù)測(cè)同軸接入將延續(xù)到2040年。中國(guó)應(yīng)用條件優(yōu)于美國(guó)——居住密集；競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境劣于美國(guó)——政策環(huán)境不如美國(guó)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)不如美國(guó)；同軸接入應(yīng)該有更長(zhǎng)生命周期。
現(xiàn)在關(guān)鍵是要解決同軸接入不如FTTH的幾個(gè)問(wèn)題：電纜和接頭的壽命以及樓頭設(shè)備運(yùn)維成本（包括耗電）。其中最關(guān)鍵的是接頭。目前同軸分配網(wǎng)的最大問(wèn)題是-5電纜接頭數(shù)量多、質(zhì)量差，經(jīng)常發(fā)生接觸不良、不密封、接頭氧化等故障，進(jìn)而影響電纜壽命——電纜滲漏、外導(dǎo)體氧化。是否可以生產(chǎn)一種-5同軸電纜的密封連接器？同時(shí)在工程上用熱縮管把整個(gè)接頭套住密封？
2. 如何應(yīng)對(duì)FTTH？
電信行業(yè)FTTH的形勢(shì)：2012年光纖到戶覆蓋用戶新增4900萬(wàn)戶，達(dá)到9400萬(wàn)，2013工信部下達(dá)任務(wù)新增3500萬(wàn)。也就是電信行業(yè)FTTH覆蓋的用戶已經(jīng)大大超過(guò)廣電行業(yè)雙向改造覆蓋范圍。
但現(xiàn)階段中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商FTTH沒(méi)有優(yōu)勢(shì)：整體光纖資源不如電信多，技術(shù)積累比電信差，采購(gòu)成本比電信高，寬帶出口資源差距就更大了。因此，中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商近期不宜大規(guī)模開(kāi)展FTTH，不能盲目在FTTH上跟電信競(jìng)爭(zhēng)。其實(shí)電信在FTTH上也有很多教訓(xùn)：前期投入太大，開(kāi)通用戶太少（不足20%），資本沉淀嚴(yán)重；ODN建設(shè)問(wèn)題較多。為此，從2012年開(kāi)始已經(jīng)調(diào)整了策略，將全覆蓋改為薄覆蓋；從FTTH為主改為FTTB和FTTH并重。但這樣一來(lái)又帶來(lái)戶均工程成本的增加。住建部2012.12發(fā)布公告（GB 50846/7-2012標(biāo)準(zhǔn)），F(xiàn)TTH從2013年4月1日起成為住房開(kāi)發(fā)的公共設(shè)施，產(chǎn)權(quán)為業(yè)主所有，任何一個(gè)運(yùn)營(yíng)商想壟斷FTTH都不可能。反過(guò)來(lái)說(shuō)，要想為全部用戶提供服務(wù)，只能依靠獨(dú)有資源——同軸恰恰是中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商的獨(dú)有資源。因此現(xiàn)階段放棄同軸、全面開(kāi)展FTTH是不明智的——同軸是有線運(yùn)營(yíng)商安身立命之本——100%服務(wù)的手段。中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該做好FTTB——這是在新形勢(shì)下FTTH的基礎(chǔ)，加上公共開(kāi)發(fā)的入戶光纖（沒(méi)必要、也不可能自己做）就可以實(shí)現(xiàn)FTTH。在這樣的形勢(shì)下，也許有線運(yùn)營(yíng)商很長(zhǎng)時(shí)期都不能放棄同軸。
現(xiàn)階段中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商主要應(yīng)該研究如何利用同軸替代光纖入戶。但FTTH畢竟是發(fā)展方向，我們不能置身事外，更不能排除在外；必須積極進(jìn)行試點(diǎn)、掌握技術(shù)、學(xué)習(xí)電信、積累經(jīng)驗(yàn)、隨時(shí)準(zhǔn)備實(shí)施FTTH。這也可以避免重復(fù)電信在FTTH初期走過(guò)的彎路，可以走捷徑。
3. 新形勢(shì)下HFC的新問(wèn)題
光纖化、數(shù)字化、寬帶化和用戶應(yīng)用（接入）環(huán)境變化給HFC接入技術(shù)提出了許多新課題：
3.1光纖化（光進(jìn)銅退）帶來(lái)系統(tǒng)指標(biāo)分配的變化——放大器取消或大大減少了，同軸分配網(wǎng)的指標(biāo)應(yīng)該而且可以大大提高。理論上AWGN無(wú)源同軸網(wǎng)只有基底噪聲，SNR取決于接收設(shè)備的接收電平和噪聲系數(shù)。
3.2數(shù)字化改變了調(diào)制方式，帶來(lái)接口指標(biāo)、電平、均衡等一系列指標(biāo)相應(yīng)調(diào)整的需求：
數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)無(wú)載波，因此不存在CSO、CTB，非線性產(chǎn)物表現(xiàn)為噪聲。如何調(diào)整使得系統(tǒng)總噪聲最低（圖1所示SNR最高點(diǎn)，白噪聲=非線性噪聲）？
在模擬通道加載數(shù)字調(diào)制信號(hào)，由于數(shù)字調(diào)制信號(hào)峰均比高于模擬調(diào)制信號(hào)，因此發(fā)送電平需要相應(yīng)降低，否則會(huì)造成系統(tǒng)過(guò)載。根據(jù)**公司的測(cè)試，64QAM調(diào)制信號(hào)峰均比比模擬信號(hào)高14dB的概率是1%左右；高9dB的概率大約10%左右。但是數(shù)字信號(hào)對(duì)非線性的指標(biāo)要求低于模擬（相當(dāng)于噪聲），從這個(gè)角度，數(shù)字信號(hào)又可以提高發(fā)送電平。究竟數(shù)模信號(hào)電平應(yīng)該相差多少？不同調(diào)制方式的數(shù)字信號(hào)電平又應(yīng)該相差多少？理論值？實(shí)測(cè)值？概率與BER的關(guān)系？概率取多少合理？過(guò)去曾有一個(gè)說(shuō)法：64QAM調(diào)制信號(hào)比模擬低10dB左右，256QAM低6dB左右。這主要是從數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)相互干擾角度考慮的——如何使得模擬和數(shù)字信號(hào)綜合指標(biāo)最好。這個(gè)規(guī)定是很粗糙的?，F(xiàn)在模擬信號(hào)大大減少了，將來(lái)還會(huì)全部取消，應(yīng)該有新的規(guī)范。
3.3見(jiàn)圖1，數(shù)字化對(duì)非線性指標(biāo)要求降低帶來(lái)非線性產(chǎn)物組成的變化——原來(lái)主要考慮二階、三階產(chǎn)物，現(xiàn)在可能高階上升為主要產(chǎn)物 ，原有的預(yù)失真補(bǔ)償是否需要改變？
3.4模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制對(duì)均衡的要求也不相同。如圖2所示，模擬調(diào)制要把全頻段（f1到f3）均衡成平坦的。但在數(shù)字調(diào)制的情況下，可以只均衡f1到f2（可以在發(fā)送端均衡），使得這一段頻譜的信道在降低發(fā)送電平的前提下可以達(dá)到最高需求的信噪比，從而實(shí)現(xiàn)最高頻譜效率；而f2到f3雖然達(dá)不到最高需求的信噪比，但仍然可以通過(guò)降低調(diào)制率在低信噪比條件下應(yīng)用。特別是OFDM調(diào)制，每個(gè)子載波寬度都比較窄，每個(gè)子載波可以自適應(yīng)調(diào)制，更降低了平坦度均衡的要求——均衡的目標(biāo)不再是全頻段的平坦，而是總的頻譜效率最高、總發(fā)送電平和功耗最低。今后可以通過(guò)信道探測(cè)、編程自適應(yīng)調(diào)整每個(gè)子載波的發(fā)送電平——在滿足最高調(diào)制指數(shù)要求的前提下，降低子載波發(fā)送電平；在發(fā)送電平限額之內(nèi)不能滿足最高調(diào)制指數(shù)要求的子載波保持最高發(fā)送電平。
3.5寬帶化對(duì)頻譜提出了更高要求：?jiǎn)涡诺缼挻蟠筇岣?，必須采用多載波自適應(yīng)調(diào)制：信噪比、調(diào)制指數(shù)、子載波數(shù)量都可以自適應(yīng)。這和模擬信道以及單載波固定調(diào)制指數(shù)調(diào)制完全不同：頻譜帶寬、信噪比、速率是一組對(duì)應(yīng)的可變參數(shù)，信道基本要求的標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)如何相應(yīng)變化？
3.6應(yīng)用環(huán)境變化帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路的變化
80年代末、90年代初剛開(kāi)始搞有線電視網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，每戶只有一臺(tái)電視機(jī)，房子也比較小，入戶電纜只有3米左右；節(jié)目只有十來(lái)套?，F(xiàn)在和十年、二十年前已經(jīng)有很大變化：每戶多終端、室內(nèi)長(zhǎng)布線、節(jié)目套數(shù)成倍增加；設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、維護(hù)規(guī)范（電平、均衡、指標(biāo)調(diào)整）應(yīng)當(dāng)如何相應(yīng)調(diào)整？
3.7接入技術(shù)、有線、無(wú)線共存環(huán)境和半導(dǎo)體工藝也發(fā)生了并將繼續(xù)發(fā)生極大變化。該如何適應(yīng)？
以上問(wèn)題都需要通過(guò)理論研究和大量實(shí)測(cè)提出解決方案、制定相關(guān)規(guī)范。也許有些問(wèn)題今天還沒(méi)有完善的解決方案，制定相應(yīng)規(guī)范的時(shí)機(jī)尚未成熟，但這些新問(wèn)題必須在今后實(shí)踐中認(rèn)真探索、逐步解決；有些還需要在標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、芯片、設(shè)備、工藝等方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新：比如前面提到的均衡、接頭以及信道要求的標(biāo)準(zhǔn)體系。
4. 當(dāng)前HFC接入瓶頸在光纖
當(dāng)前樓頭同軸雙向接入總速率基本在150Mbps—920Mbps之間，GEPON合理應(yīng)用前提下分光比1:10—1:32，此時(shí)到樓接入速率平均僅30Mbps—100Mbps，顯然與同軸段速率不匹配。為解決這個(gè)問(wèn)題，筆者歸納了5種可能匹配的技術(shù)，詳見(jiàn)圖3和表3。
其中采用點(diǎn)到點(diǎn)光纖到樓的方案，多數(shù)地區(qū)需要重新敷設(shè)光纜，可能涉及管道和工程，有些地方甚至無(wú)法實(shí)施；前端（分前端）需光端口交換機(jī)。采用粗波分方案（包括基于CWDM的PON，前端（分前端）需光端口交換機(jī)，需要多品種彩色光纖收發(fā)器（符合CWDM波長(zhǎng)規(guī)范），施工維護(hù)都很麻煩。符合CWDM標(biāo)準(zhǔn)的千兆激光器質(zhì)量和價(jià)格差別很大，較難控制。
兩級(jí)交換方案需要在小區(qū)部署光交換機(jī)，維護(hù)復(fù)雜、能耗大。
綜合以上，從技術(shù)路線延續(xù)和降低長(zhǎng)期運(yùn)維成本出發(fā)，中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商需要盡快部署10GEPON。但目前10GEPON價(jià)格還較高，主要是市場(chǎng)還沒(méi)有形成規(guī)模。運(yùn)營(yíng)商需要聯(lián)合起來(lái)，推動(dòng)10GEPON規(guī)模應(yīng)用；有關(guān)廠商也應(yīng)該認(rèn)清形勢(shì)，引導(dǎo)市場(chǎng)向10GEPON演進(jìn)。今年已經(jīng)可以看到10GEPON部署正在加速，價(jià)格也在快速降低。
5. 挖掘HFC網(wǎng)絡(luò)潛力
如圖4所示，HFC網(wǎng)絡(luò)由前端到終端許多部分組成，每個(gè)部分都對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)有不同影響。挖掘HFC網(wǎng)絡(luò)潛力有許多途徑：對(duì)前端，由于設(shè)備數(shù)量少、影響面大，應(yīng)該盡可能選用指標(biāo)高的設(shè)備；一般QAM和IPQAM調(diào)制器最好選擇MER≥42dB的；同時(shí)前端線纜匯集，布線對(duì)系統(tǒng)影響較大：既可能影響串?dāng)_，又可能影響維護(hù)，必須統(tǒng)籌考慮、做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，既整潔規(guī)范，又方便維護(hù)。隨著光進(jìn)銅退的推進(jìn)，光纖傳輸系統(tǒng)決定了下行廣播系統(tǒng)指標(biāo)的優(yōu)劣。因此需要需要對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)精心設(shè)計(jì)、精心施工、精心調(diào)測(cè)、精心維護(hù)。在數(shù)字化整轉(zhuǎn)期間，模擬、數(shù)字信道數(shù)經(jīng)常調(diào)整、變化，應(yīng)當(dāng)根據(jù)光發(fā)射機(jī)總調(diào)制度分別確定模擬和數(shù)字單信道光調(diào)制度，采用人工調(diào)整方式，避免接收機(jī)由于發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)整調(diào)制度造成輸出電平大范圍波動(dòng)。根據(jù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)盡量避免采用可調(diào)式衰減器和均衡器：可調(diào)器件容易接觸不良、產(chǎn)生故障、降低指標(biāo)。同軸分配網(wǎng)雖然正在無(wú)源化，但依然是HFC網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵——最主要的原因是接頭多。對(duì)同軸信道組成的每個(gè)部分——電纜、器件、設(shè)備都需要研究、創(chuàng)新，以提高性能、延長(zhǎng)壽命。特別是連接器創(chuàng)新大有可為：如果降低損耗、提高可靠性、密封性、匹配性、壽命和連接工藝，那就可以大大提高同軸電纜壽命、降低分配網(wǎng)維護(hù)量。應(yīng)杜絕使用套環(huán)式F型連接器。至于樓頭數(shù)據(jù)插入設(shè)備，永遠(yuǎn)不可能比FTTH做得更好，因?yàn)镕TTH沒(méi)有樓頭有源設(shè)備。我們只能盡可能簡(jiǎn)化設(shè)備、降低能耗、減少配置和維護(hù)；同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備防護(hù)，降低雷擊、滲漏等損傷。
提高網(wǎng)絡(luò)效率和效益大有可為：調(diào)制率從64QAM提高到256QAM，速率提高1/3；提高到4096QAM，速率提高一倍。只要我們加強(qiáng)同軸信道基本特征、參數(shù)等基礎(chǔ)研究；采用先進(jìn)的調(diào)制編碼技術(shù)；提高施工工藝，做好密封、防滲漏、進(jìn)線滴水彎、盤(pán)留、防雷、接地等基礎(chǔ)工作；加強(qiáng)日常檢測(cè)、維修和數(shù)據(jù)積累；就一定可以挖掘同軸潛力，延長(zhǎng)同軸生命周期。
筆者深信：相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)同軸可以替代光纖入戶。
結(jié)論：
充分利用和挖掘同軸資源的價(jià)值、延長(zhǎng)同軸生命周期、爭(zhēng)取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是現(xiàn)階段中國(guó)有線運(yùn)營(yíng)商的正確選擇。