2015年是DOCSIS技術誕生20周年，而以傳統廣播電視業務為基礎的多業務運營商（Multiple Service Operator，MSO），正依靠著高質量的HFC網絡和DOCSIS技術成為跨電視和電信服務領域的重要力量。近年來，隨著視頻發展進入高清和OTT時代、寬帶網絡進入泛在超寬時代，以及用戶業務需求由單一轉向綜合，涵蓋視頻、話音、超高速數據以及移動等多種業務類型，千兆時代已經來臨，傳統的MSO運營商面臨著新的挑戰和機遇。
IP融合業務成為趨勢
隨著互聯網應用的逐漸普及，人們對互聯網的依存度越來越高，互聯網的觸角深入人們生活的各個角落，越來越多行業的固有盈利模式相繼被打破，多項新的互聯網銷售紀錄不斷被刷新，人們更加清晰地意識到，穩定的超寬帶互聯網逐漸成為全球民眾的“剛需”。
過去十幾年，MSO在頻譜和帶寬上展現出強勁勢頭，在CMTS（Cable Modem Terminating System）系統的幫助下，依靠CMTS集中式資源共享的優勢，MSO為客戶提供了超過100M甚至更高的有線帶寬。然而，隨著千兆寬帶業務的逐步普及和設備帶寬能力的增長，傳統的集中式CMTS遇到了因其自身為模擬方案而帶來的帶寬持續增長困難、HUB機房占用多和能源消耗大等諸多瓶頸，業務帶寬提升的成本也逐漸增高。
IP化視頻的話題同樣炙手可熱，2016年，預計美國將有超過72%的互聯網用戶會使用OTT服務，而美國主要的SVOD服務商Netflix的OTT視頻用戶到2016年年底預計會達到7000萬，同時僅Netflix一家的流量就占用運營商管道帶寬的30%以上。與此同時，在YouTube上高清視頻的平均流量已達到20Mb/s。這說明，IP化視頻與交互式體驗在當今的互聯網時代，已呈迅猛增長態勢。不僅如此，電信網、互聯網和廣播電視網的三網融合也要求網絡實現全IP化轉型。三網融合不僅是網絡層面的融合，也是業務層面和終端層面的融合，在泛互聯網時代，MSO除了保持媒資集團在內容豐富度上的傳統優勢外，實現多業務的交叉滲透、多場景的無縫對接和多行業用戶的個性化服務，已成為多家MSO的基本戰略，而基于分組和盡力交付的IP技術，天生就是承載多業務的最佳載體。從廣播式CATV和DVB點播視頻向基于IP視頻發展的基本方向確定之后，與之相對應的，建設一張向IP化平滑演進的網絡，使之既要滿足未來IP化網絡、語音和視頻業務的演進需求，又要在這個長期演進的過程中兼顧現有的傳統業務，還要具備網絡建設的經濟性以最大限度地保護MSO的投資，就成為全球MSO最為關注的熱點問題。
MSO網絡架構改造
隨著4K等高清晰度IP化視頻在未來幾年逐漸占據主角地位，構筑高帶寬IP化融合網絡已成為大勢所趨。目前，MSO對此的演進方案主要有兩種方式——DOCSIS 3.1和光節點分裂。
關鍵詞一：DOCSIS 3.1
DOCSIS 3.1標準于2013年4季度由美國有線電視實驗室CableLabs正式發布，其采用OFDM調制技術，在更高的頻率帶寬上（上行達204MHz，下行達1.2G～1.7GHz）使能多個子載波，極大地提升了信息傳輸效率，從而降低了單位帶寬成本；同時，DOCSIS 3.1可以完美地向下兼容DOCSIS 3.0/2.0，因此DOCSIS 3.1被公認為是有線電視網絡下一步擴展上下行頻率、提供千兆寬帶業務的技術方向。業界普遍認為，大多數設備提供商將在未來3年內全面支持“上行2×下行2”～“上行2×下行4”的信道容量，結合已有的DOCSIS3.0能力，以支持5Gb/s至10Gb/s的下行速率。
眾所周知，MSO的HFC網絡是其擁有的存量資產，一張質量良好的HFC網絡所能創造的價值將是非常巨大的。DOCSIS技術現在以及將來的發展之路相當明朗，DOCSIS 3.0已在全球發達地區大規模部署，DOCSIS 3.1也即將開始商用。可以預見，DOCSIS 3.1將能為MSO帶來更高帶寬的網絡和更強的競爭力，但同時DOCSIS 3.0在向DOCSIS 3.1升級時，也將涉及到端到端設備的升級和整體網絡的改造，包括局端設備CMC、終端設備CM以及HFC部件和工程等，對MSO運營商來說，這也意味著一筆較大的投資，因此合理選擇DOCSIS 3.1改造方案將是決定未來MSO競爭力的關鍵之一。
關鍵詞二：光節點分裂/下移
光節點是HFC網絡中光和銅的分界點，MSO通過在HFC網絡中進行光站點分裂和光站點下移從而縮小共享用戶單元的方法，可以有效提升用戶帶寬。MSO在進行光節點分裂的過程中一般都會同時進行光節點下移，比如，將一個覆蓋2000家庭的光節點分裂并下移為4個分別覆蓋500家庭的光節點，在這個過程中光纖會進一步延伸到用戶側，即為Fiber Deeper（光進銅退）的過程。當光節點持續下移使得光纖延伸到最后一級放大器，即光纖已經延伸到非常靠近用戶的位置，這時的HFC網絡架構通常被稱為FTTLA（Fiber To The Last Amplifier）。不同的MSO在對HFC網絡進行規劃時都有不同的Fiber Deeper方案，絕大多數發達國家的MSO都逐漸在向N+1～N+2（光站點下帶1～2級放大器）的網絡進行演進。結合DOCSIS 3.1演進，如何選擇光站點設備以最大限度地釋放DOCSIS 3.1的潛力，將關系到MSO的HFC網絡遷移戰略能否成功。
D-CCAP方案重構MSO HFC網絡
華為D-CCAP（分布式有線電視融合接入平臺）解決方案不僅將上述兩種網絡改造方向合二為一，更有所優化和發展。其采用數字化的GPON/10G-PON光纖下沉架構，具備業界領先的DOCSIS 3.1能力、融合視頻業務，以及與FTTx共平臺等獨特優勢，是華為為MSO量身定做的、面向未來的多業務融合解決方案。
華為D-CCAP方案完全符合DOCSIS標準中的Remote MAC PHY體系架構，在這種體系結構中，CMC設備對數據進行流分類和轉發，完成數據鏈路層的MAC成幀，在物理層上進行數據調制和解調。CMC部署在距離用戶較近的位置——通常在光站，控制模塊履行控制系統協議、配置和管理服務的職能。CMC控制器設備負責執行業務聚合和路由學習。此外，EQAM也可以集成到CMC來提供分布式下移的視頻業務。
由于CMC控制器采用了GPON/10G-PON/40G TWDM PON/GE等成熟的標準化接口，確保了CMC控制器和CMC之間的業務可靠性。華為D-CCAP解決方案充分考慮到了千兆同軸業務的部署和光纖基礎設施的優化，同時，其與FTTx共平臺的特點也讓越來越多以FTTH為終極目標的MSO運營商實現了靈活建網，在向未來演進的過程中，最大限度地保護了MSO運營商的投資，降低了其戰略風險，顯著提升了其業務競爭力。
數字化網絡，降低建網成本
對于現有的HUB站點，由于缺乏站址空間和高能耗而導致的維護困難是在未來網絡演進發展時需要重點考慮解決的問題之一。分布式D-CCAP方案通過數字化可大幅減少模擬設備，從而有效節省機房空間。如果以3萬用戶覆蓋規模來估算各種方案的HUB機房空間占用和能耗的結果，無論是在空間還是能耗方面D-CCAP方案都更勝一籌，尤其是在VOD和BC QAM也被集成進遠端D-CCAP站點之后，其優勢就更加明顯。同時，傳統CMTS/CCAP網絡的光纖是點對點光纖，光纖消耗嚴重，如果使用DWDM等波分設備進行合波也存在擴容不靈活等問題；分布式D-CCAP網絡采用點對多點的PON架構，可大幅節省光纖資源。
1Gb/s用戶多8倍，DOCSIS 3.1建設一步到位
CableLabs已經發布了DOCSIS 3.1對于4K～16K的QAM調制階數規范，雖然理想很豐滿，但大多數運營商的現實卻很骨感——由于從射頻接口到光站需要經由多個光電/電光轉換，其噪聲積累導致的CNR（載噪比）劣化可高達8dB，統計顯示，現有同軸寬帶用戶中只有很小部分可以滿足4K QAM調制的CNR（根據標準定義至少41dB），大部分線路只能維持在1K QAM的調制水平。華為D-CCAP方案采用數字化光纖傳輸，可以有效地改善這一問題，CNR提升后，80%的現網用戶可開通1Gb/s業務，比傳統CCAP提升了8倍。
根據業界估計，DOCSIS 3.1將在2016年啟動商用，大規模成熟商用的時間約為3～5年，但MSO在網絡建設時需要提前考慮DOCSIS 3.1的部署問題。因為傳統CMTS架構由于技術和平臺的限制，若要演進到DOCSIS 3.1需要經過更換CCAP平臺、更換下行線卡和上行線卡等多個步驟，會導致建設成本高昂。華為提供一步到位的DOCSIS 3.1建設方案，不僅可提供DOCSIS 3.1硬件ready的技術，同時可以實現上下行軟件DOCSIS 3.1能力一步到位，一次部署即可提供DOCSIS 3.1上下行全業務。
FTTH融合平臺，助力按需建網戰略
隨著全業務協同運營的發展，與FTTx兼容的FMC戰略已經被越來越多的電信運營商和MSO采用，他們對于一套平臺能同時支持銅線千兆寬帶技術（DSL、Vectoring和G.fast）、千兆光纖技術（GPON、10G-PON和40G TWDM PON）和同軸千兆技術（DOCSIS 3.1）的訴求也越來越強烈。華為D-CCAP方案通過同一OLT平臺可提供3種MSO建網場景（圖1）：在新建區域，由于可輕松部署光纖到戶，所以推薦使用GPON/10G-PON部署FTTH；在傳統同軸改造區域，可直接重用現網DOCSIS 3.0 Cable Modem實現提速；在高價值同軸改造區域，推薦采用DOCSIS 3.1技術升級網絡，提供超寬帶能力。值得一提的是，上述3種建網場景均可在同一個OLT平臺、同一個ODN網絡以及同一個CMC設備上提供，同時也可在同一套網管和OSS內進行管理，從而幫助MSO建設一張彈性的網絡，快速提供具有競爭力的業務。
面向未來的軟件定義網絡（SDN）架構
在軟件定義的D-CCAP架構中，整個接入網絡（包括OLT和CMC）可以被虛擬為一個數據中心式的虛擬CCAP設備，該設備可以自動獲取并管理IP地址、發起自動配置和接入網業務發放流程。此外，網絡功能和虛擬CCAP的業務發放將由用戶觸發、可以通過門戶網站進行定制，這樣，用戶一上線，虛擬CCAP控制器就可以自動生成和分發虛擬網絡資源和業務功能給該用戶。未來，華為D-CCAP解決方案將具備可編程和虛擬化特性，這將加速網絡向基于開放網絡API的網絡即服務（ANaaS）演進，同時不需要任何額外配置，這樣就簡化了海量的物理站點，達到在長期網絡發展中節省大量投資的目的。
敏捷從容應對多業務市場競爭
綜上所述，華為D-CCAP方案旨在構建全數字化的千兆同軸光纖融合網絡，提供數字化、分布式的網絡架構，有效提升業務帶寬，減少HUB機房占用和能耗，提供一站式DOCSIS 3.1商用能力，并通過統一平臺兼容FTTx，幫助MSO運營商更加高效、合理地實施網絡規劃，管控其在下一個網絡建設周期內的資本投入，從而更加敏捷、從容地應對未來5～10年的多業務市場競爭，占據市場先機。
目前，華為D-CCAP方案已經被中國廣電、新西蘭沃達豐、丹麥TDC、摩納哥電信、巴西NET以及日本CNCI等全球多家領先MSO運營商選擇，并幫助他們提供豐富多彩的各種千兆寬帶業務。
作者：華為接入網營銷經理 王歡;華為接入網高級營銷經理 王琴 
