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EOC

EOC(Ethernet Over Cable)是基于有线电视同轴电缆网使用以太网协议的接入技术。其基本原理是采用特定的介质转换技术(主要包括阻抗变换、平衡/不平衡变换等),将符合802.3系列标准的数据信号通过入户同轴电缆传输。该技术可以充分利用有线电视网络已有的入户同轴电缆资源,解决最后100m的接入问题。根据介质转换技术的不同,EOC技术又分为有源EOC技术和无源EOC技术。

无源EOC传输技术是利用有线电视信号在111~860MHz频率范围内传输,基带数据信号在0~20MHz频率范围内传输的特性,采用二/四变换、高/低通滤波等技术,把电视信号与数据信号通过合路器映射到入户同轴电缆并传送到用户家中,在用户端再通过分离器将电视信号与数据信号分离,分别传送到不同终端。该系统可为每个用户提供10Mbit/s全双工带宽。无源EOC接入技术对现有的有线电视网络系统改造工作量较小,无需增加额外的有源设备,安装使用方便,运营维护成本低,是一种经济的用户接入技术。

有源EOC是在用户楼道附近采用有源设备通过QAM/FDQAM调制、多载波OFDM等方式将有线电视信号与数字信号复合到同轴电缆网中进行传送的用户接入技术。其主要技术有HiNOC(HighperformanceNetworkOverCoax)、BIOC(BroadcastingandInteractivityOverCable)、HomePNA(HomePhonelineNetworkAlliance)、MOCA(MediaoverCoaxAlliance)等。这些技术虽然采用的调制技术和系统原理不尽相同,但网络结构和建设要求基本类似,为方便描述,统一归类为有源EOC接入技术。这一类技术能满足视频、语音、数据等三网融合业务的承载需求,此处重点介绍HiNOC。HiNOC利用有线电视网络的同轴电缆,通过增加HiNOCBridge(HB)和HiNOCModem(HM)等相关设备,实现高速和高质量多业务接入。HiNOC使用860MHz以上的空余频段传送数据信号,以16MHz频带作为一个数据传输信道,采用QAM调制方法,可自适应使用BPSK到256QAM的调制技术。系统由HiNOC头端设备和处于同一信道的HM构成,HiNOC技术支持在多个信道同时构建多个相互独立的分配网络。头端设备可以是只支持一个信道的HB,也可以是支持多个信道集成的HiNOCSwitch(HS)。

EOC技术具有如下优点:

①安装简单,即插即用,快速部署,无需重新布线,无需扰民;

②目前大部分EOC技术都能提供双向100M以上带宽,抗噪声干扰能力远高于CM,可在恶劣的网络环境下工作;

③体积小,重量轻,适用于家庭、楼道和小区安装;

④安全可靠,运行稳定,经济实用;

⑤TV接口可兼容所有主流有线电视设备,如分路器、电视机、光发机等;

⑥Data接口可兼容所有以太网设备,如交换机、路由器、IP机顶盒、PC等;

⑦内嵌嵌入式系统,可通过http方式登录进行各种管理设置,如设置IP、密码等;

⑧支持全双工、半双工模式;

⑨支持10/100M自适应;

⑩支持IEEE802.310Base-T(以太网,10Mbit/s);支持IEEE802.3u100Base-TX(快速以太网,100Mbit/s)。

EoC(EthernetoverCOAX以太数据通过同轴电缆传输)

EoC原是源于欧洲一些厂家,原文是“EthernetoverCOAX”,也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术,原有以太网络信号的帧格式没有改变。最早的EOC实际上是下文讲的无源EOC或基带EOC。现在则将所有的在Cable上传输数据的技术都称为EOC。EOC(EthernetOverCOAX)主要可分为基带传输、调制传输应用两类,其中又可细分出很多具体的标准/非标准技术,目前中国市场常见的EOC技术具体分类如下:

表1 常见的EOC技术具体分类

序号

分类

标准/非标

高频/低频

EOC技术

备注

1

无源EOC

标准

低频

基带EOC

2

有源EOC

标准

低频

HomePNA

3

有源EOC

标准

低频

HomePlugBPL

4

有源EOC

标准

低频

HomePlugAV

5

有源EOC

标准

低频

IEEEP1901

6

有源EOC

非标

低频

ECAN

类EPON协议应用到同轴

7

有源EOC

标准

低频

EMoC

EPONMAC、G.hnPHY

8

有源EOC

标准

低频

Deco

EPONMAC、G.hnPHY

9

有源EOC

标准

高频

同轴WiFi

标准的2.4GWiFi,非降频

10

有源EOC

标准

高频

ITUG.hn

11

有源EOC

标准

高频

MOCA

12

有源EOC

标准

高频

HiNOC

目前尚无芯片

13

有源EOC

非标

高频

BIOC/WOC

降频WiFi,降到那个频段未标准化

由于目前存在三大类双向改造方案,EoC设备与其它设备的兼容性将成为后续发展重点之一;同时,随着高清电视、广电宽带上网等业务的发展,EoC设备需提供更高的带宽以支撑广电运营商后续业务的拓展。

从技术细分角度而言,目前市场上各种EoC细分技术并存,主要有HomePlug、HomePNA、Moca及降频WiFi四大类,其中又以HomePlug技术稳定性最高、双向改造成本较低、物理层速率较高,因而其应用也最为广泛。H3C、康特、高事达和本公司皆采用HomePlug技术,雷科通采用降频WiFi技术,赛锐琪采用HomePNA技术,亿通科技采用Moca技术。

从双向改造市场的推广而言,之前各地广电网络处于各自运营、缺少统一管理的状态各地的双向改造进度差距较大。东部地区经济较为发达,市场需求相对突出,例如江苏省下属各地的广电运营商对双向改造的投入较大;西部地区,省级广电运营商对地方运营商的控制力度较大,例如新疆自治区就进行全区统一管理推进。

现在涌现出很多的技术和解决方案,将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。尽管有人也称之为“EthernetoverCoax”,但是与真正的EoC(基带EoC/无源EoC)有非常大的差别,同轴电缆上传输的信号不再保持以太网络信号的帧格式,严格从技术的角度来说是不可称之为“EoC”的。这类技术主要有以下几种:HomePNAoverCoax、HomePlugBPLoverCoax、HomePlugAVoverCoax、WiFioverCoax、MoCA-MultimediaoverCoaxAlliance,我们暂且总称之“有源EoC”或“调制EoC”。

HomePNA、HomePlugBPL、HomePlugAV和WiFi(WirelessLAN,WirelessFidelity)都是目前比较成熟的家庭联网技术,他们的发展均有数年的历史,MoCA则是MultimediaoverCoaxAlliance推出的基于同轴电缆的联网技术,是四种技术中最年轻的。HiNOC是最近中国市场新出现的一种标准EOC技术,也是专门针对同轴电缆的技术,但目前尚无商业芯片。

MoCA是同轴电缆多媒体联盟(MultimediaoverCoaxAlliance)的缩写,MoCA成立于2004年1月,创立者为Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola与Toshiba等。MoCA希望能够以同轴电缆(Coax)来提供多媒体视频信息传递的途径;它们利用Entropic的技术(c-link)作为MoCA1.0规范的依据。MoCA的成员认为,美国的家庭里同轴电缆的普及率高达70%,整个基础设施十分完整,加上同轴电缆传输多媒体视频资料的技术已经相当成熟稳定,适合利用它来传输多媒体视频资料。MoCA产品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。

无线局域网技术是无线通信领域最有发展前景的技术之一。目前,WLAN技术已经日渐成熟,应用日趋广泛。在众多的标准中,人们知道最多的是IEEE(美国电子电气工程师协会)802.11系列,此外制定WLAN标准的组织还有ETSI(欧洲电信标准化组织)和HomeRF工作组,ETSI提出的标准有HiperLan和HiperLan2,HomeRF工作组的两个标准是HomeRF和HomeRF2。在这三家组织所制定的标准中,IEEE的802.11标准系列由于它的以太网标准802.3在业界的影响力使得在业界一直得到最广泛的支持,尤其在数据业务上。WiFioverCoax不同的厂家实现的方式略有不同,最大的差别在于:使用的频段不同以及是否变频。

MoCA发展路线图

MoCA1.0发布于2007

频段:8501500Mhz。

物理层速率:270Mbps

MAC层速率:130Mbps

用户数:63.

在97%负载时,MAC速率达到110Mpbs.

典型延迟:3ms

频段宽度:50Mhz

MoCA1.1发布于2008

频段:5001650Mhz。

用户数:63.

在97%负载时,MAC速率达到160Mpbs.

典型延迟:3ms

频段宽度:50Mhz

MAC层速率:175Mbps(使用包聚集,packetaggregation)

QoS

优先级QoS

参数化QoS(PQoS)带宽预留

目前国内已经推出了相应的产品,比如北京金桥恒泰科技,成都飞光通信,成都海拓电子等

MoCA2.0发布于2010

频段:5001650Mhz。

用户数:63.

典型延迟:3ms

QoS

优先级QoS

参数化QoS(PQoS)带宽预留

MAC层速率:400Mbps、800Mbps(带宽为100MHz)

物理层速率:700Mbps、1400Mbps(带宽为双100MHz)

向后兼容不影响性能

两种低功耗模式

改善PER性能

400Mbps已经可以使用

2000年3月,由Cisco、HP、Motorola及Intel等数十家企业共同成立HomePlugPowerlineAlliance(家庭电力线网络联盟),以电力线架设局域网络的构想终于有了一致的标准和具体的进度。家庭电力线网络联盟随后在2001年6月发表电力线网络的第一份标准-HomePlug1.0。2003年2月开始HomePlugAV制定工作,2005年8月,家庭电力线网络联盟批准了新的HomePlugAV标准。 HomePlugAV的目的是在家庭内部的电力线上构筑高质量、多路媒体流、面向娱乐的网络,专门用来满足家庭数字多媒体传输的需要。它采用先进的物理层和MAC层技术,提供200Mbps级的电力线网络,用于传输视频、音频和数据。 HomePlugAV的物理层使用OFDM调制方式,它是将待发送的信息码元通过串并变换,降低速率,从而增大码元周期,以削弱多径干扰的影响。同时它使用循环前缀(CP)作为保护间隔,大大减少甚至消除了码间干扰,并且保证了各信道间的正交性,从而大大减少了信道间干扰。当然,这样做也付出了带宽的代价,并带来了能量损失:CP越长,能量损失就越大。OFDM中各个子载波频谱有1/2重叠正交,这样提高了OFDM调制方式的频谱利用率。在接收端通过相关解调技术分离出各载波,同时消除码间干扰的影响。 基于HomePlugAV的EOC产品去除低频干扰的频率后,在7-30MHz频段使用917个子载波;功率谱密度可编程,以满足不同国家的频率管制;每个子载波可以单独进行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM调制;采用TurboFEC错误校验;物理层线路速率达到200Mbps,净荷为150Mbps,前同步码可被HomePlug1.0设备检测,从而实现两者共存,但互操作是可选项。

现在Homeplug宣布支持IEEEP1901,不再单独发展。

2004年上半年,HomePlug宣布了开发电力线宽带接入规范的意向,并向全球范围内的电力公司、服务提供商和PLC组织发出了参与邀请。10~11月,HomePlugBPL工作组成立,共有包括EDF、Intellon、Conexant、SPiDCOM、Current、Sharp等12家公司和PUA、UPLC等2个组织加入。HomePlugBPL工作组专门负责研究HomePlugBPL接入规范的市场需求文件(MRD)和相关标准,且得到了公用供电局、ISP因特网业务提供商及其它BPL工业团体的协作和支持。事实上全世界的公用供电局、ISP和各国的政府部门,都对利用无处不在的电力基础设施进行宽带接入传输的潜力颇感兴趣。作为一种传统接入技术的成功替代方案,BPL市场正在迅速增长。2004年12月~2005年2月开发了HomePlugBPL的市场需求文件,并于3月向成员发布征求意见,同年5月该文件获得理事会批准。

HomePlugBPL的应用分为以电力公司为主的服务和以用户为主的服务。以电力公司为主的服务如远程抄表、负荷控制、服务的远程启动/停止、窃电检测、动态和汇总数据分析、电能质量监测、安全监视、停电通知、设备监视、配网自动化、分布式发电的监控等;以用户为主的服务包括有因特网宽带接入、VoIP、视频传输、安全服务、家庭病毒防御、远程网络管理和故障诊断等。

HomePNA是HomePhonelineNetworkingAlliance(家庭电话线网络联盟)的简称,该组织于1998年成立,致力于开发利用电话线架设局域网络的技术,其创始会员包括Intel、IBM、HP、AMD、Lucent、Broadcom及3Com等知名公司。 HomePNA技术可以利用家庭已有的电话线路,快速、方便、低成本地组建家庭内部局域网,利用家庭内部已经布设好的电话线和插座,不需要重新布设5类线,增加数据终端如同增加话机一样方便。目前,该组织共发布了三个技术标准,1998年秋天发布HomePNAV1.0版本,传输速度为1.0Mbit/s,传输距离为150米;1999年9月发布V2.0版本,并可兼容V1.0版本,HomePNA2.0传输速度为10Mbit/s,传输距离为300米。 2003年所推出的3.0版规格(2005年成为世界标准ITUG.9954),将传输速率大幅提升到128Mbps,且还可扩充到240Mbps。HomePNA3.0提供了对视频业务的支持,除了可以使用电话线为传输媒体外,也可使用同轴电缆,为HomePNAoverCoax奠定了基础。它可与大部份的家庭网络设备,如Ethernet、802.11及IEEE1394等设备联接使用。支持Synchronous与Asynchronous两种媒体存取协议,即SMAC与AMAC。最新的标准是3.1版。 采用SMAC工作模式具备包聚合(packetaggregation)功能,以提升数据传输效率,最高速率可达240Mbps。AMAC工作模式无包聚合功能,最高速率可达128Mbps,至多可连结27部节点。目前市场上销售的HomePNA3.0产品差不多都是工作在AMAC模式。

现在,HomePNA的唯一厂家,Marvell,宣布支持G.hn,不再单独发展。

EMoC就是EPONMACoverCable的缩写,采用EPONMac层协议,G.hnG.9660物理层协议的一种在广电Cable网络上进行数据传输的一种技术。是成都双信电子的一种芯片。与Deco是兼容的。

采用G.hn的物理层,传输速率可以达到1.8Gbps。MAC层采用EPON的MAC层,最大传输速率可以达到900Mbps。

ECAN是EthernetCoaxAccessNetwork的缩写,是仿照EPON技术来设计的在广电Cable网络上进行数据传输的一种技术。是普然的一种芯片。

Deco(DatatransmissionwithEPONMACandCodedOFDM),采用EPONMac层协议,G.hnG.9660物理层协议的一种在广电Cable网络上进行数据传输的一种技术。是上海景略的一种芯片。与EMoC是兼容的。

2005年7月,电气和电子工程师学会IEEE成立P1901工作组,致力于统一电力线宽带通信的技术标准。内容涵盖电力线宽带通信的室内联网和室外宽带接入,以及两者的互操作性三部分。2008年12月IEEEP1901通过了电力线宽带通信的物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)的技术标准提案。提案包括三个可选项,基于HomePlug电力线联盟的HomePlugAV技术、基于松下公司的HDPLC技术和ITU-TG.hn的物理层规范。2010年2月IEEE已经完成最初草案并发布,将HomePlug电力线联盟的HomePlugAV技术、基于松下公司的HDPLC技术定义为物理层可选的标准,放弃了对G.hn兼容的努力。 江苏有线在2010年初发布的《江苏有线EOC技术规范》中已经将P1901标准定义为江苏省广电的EOC标准。

2009年10月16日,ITU一致通过一项技术标准G.hn(G.9660)。G.hn系列标准试图统一电力线、同轴电缆和电话线的物理层(G.9660,2009年10月16日已发布)以及MAC层(G.9661)规范,但它不能兼容目前已存的任何技术。G.hn的MAC层规范预计在2010年8月发布。G.hn能够实现以高达1.8Gbit/s(物理层)的速度处理高带宽多媒体内容。

目前有台湾的义传、领特有芯片,Marvell等也有芯片支持。

无源EoC(EthernetoverCoax)技术基于IEEE802.3相关的一系列协议,也就是把以太网信号在同轴电缆上传输的一种传输技术。原有以太网络信号的帧格式和MAC层都没有改变,只是将从差分平衡信号(双绞线媒介)转换成非平衡信号(同轴电缆媒介)。其最大的特点是客户端是无源器件。 基带同轴传输系统占用0-65MHz频段为用户提供了10M的带宽。利用高低通滤波方式全部采用无源器件在同轴上实现数据和有线电视信号的传输,系统需要将原来的平衡方式传输的以太网信号变成不平衡方式传输,还要将以太网收、发信号合成一路信号,并完成100欧/75欧阻抗变换。 基带EOC技术是将以太网数据信号IPDATA和有线电视信号TVRF采用频分复用技术,使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输的技术。根据我国的有线电视网络频率老国标分割的标准,将IPDATA信号在35MHz以下频段传输,TVRF信号在48MHz以上频带传输,可以实现两个信号的共缆传输,而互不影响,或者根据新国标65/87的分割点,EOC内置滤波器易于批量生产。在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IPDATA和TVRF混合信号直接传送至用户端,再在用户端实现混合信号的无源分离。 无源EOC需要将以太信号和86MHz以上的CATV信号通过双工滤波器合在一起,需要双工滤波器具有高隔离度、高回波损耗、尽可能低的插入损耗,才可以有效抑制以太网产生的杂散信号。同时滤波器会产生相位非线性,需要对群时延进行必须的均衡。因此对信号指标和产品工艺要求非常高,否则容易引起信号不通畅。 因为无源EOC的能量主要集中在0到20MHz,而分支分配器的带宽一般为5到1000MHz,因此无源EOC无法通过分支分配器。

目前中国广电总局已经发布了《面向下一代广播电视(NGB)的电缆接入技术需求白皮书》,试图提供统一的EOC技术选择的指导。结束市面上EOC技术的纷争乱象。另外目前EOC的相关技术还在不断的向前发展,目前P1901和G.hn是其中关注度最高的技术,而HiNOC则是国内近期兴起的一种技术。后续EOC的市场情况如何发展,还有待进一步的观察。

EOC即EthernetoverCable,以太数据通过同轴电缆传输。现有的EOC主要分为两大类:无源基带EOC和有源调制EOC。无源EoC的设备无需供电,该技术直接把以太网的基带信号耦合到同轴电缆中传输,其设备成本很低。从改造情况看,无源EoC改造必须具备两个条件:首先,局端数据信号必须到楼道;其次,无源EoC下行不能有分支分配器,且不能有额外干扰源。这两个条件,导致无源EoC技术只能适用于星形网络,无法适用于广电原有的大部分树型网络、改造成本非常大,除了利用电缆入户外,等于重建网络。

EOCADC0809引脚

在START信号之后,A/D开始转换。EOC输出低电平,表示转换在进行中,当转换结束,数据已锁存在输出锁存器之后,EOC变为高电平。EOC可视作被查询的状态信号,亦可用来申请中断。


  


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