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DOCSIS双向网设计工程模型

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vijfang 发表于 2017-2-6 16:18:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 vijfang 于 2017-2-6 16:17 编辑

      双向HFC网络与DOCSIS数据网络集成,通常包含系统业务类型、业务需求和用户组划分的具体设计集成工作。国际各大有线运营商的标准DOCSIS系统集成工程,一般采用了摩托罗拉公司推荐的HPCB模型和Cloonan流量工程模型做CMTS系统业务的设计集成,本文将依据此模型进行探讨。
1. CMTS用户覆盖HPCB模型
MOTOROLA对于CMTS覆盖用户的带宽设计,推荐采用HPCB计算模型,以得出合理的建设投资性价比。
计算方法:单个光节点对每种业务带宽的需求=H*P*C*B
H =Households Passed       每个光节点覆盖的有线电视用户数
P = Penetration Ratio       业务渗透率
C = Concurrency Ratio       业务并发率
B = Bandwidth              业务带宽
业务并发率
“并发率” 是在”业务带宽”的基础上对实际用户流量进行预测的一种方法,“并发率”与”业务带宽”的关联关系,当业务带宽增加并超过用户应用所需要的带宽时,“并发率” 会降低。观察到的不同接入速率下的并发率数据(来源于原摩托罗拉宽带事业部):
拨号(56K): 20%
帧中继(1.544 Mbps): 3%
D2.0 CM宽带业务(10 Mbps):1%
D2.0 CM宽带业务(30 Mbps):0.7%
D3.0 CM宽带业务 (100 Mbps):0.25%

HPCB宽带业务计算
DOCSIS宽带业务(30Mbps,业务开通率10%)
H = 500/FN    每个光节点覆盖500个有线电视用户数
P = 10%      宽带业务渗透率10%
C=5%         HSD业务并发率5%(取值相对较大)
B=30Mbps      HSD业务带宽30Mbps
HPCB/FN = 500×10%×5%×30M=75Mbps
得出,每个光节点宽带业务的带宽需求为:75Mbps
STB双向互动业务(0.5Mbps,业务开通率100%)
H =500/FN   (每个光节点覆盖500个有线电视用户数)
P =100%
C =1%
B =0.5Mbps
HPCB/FN = 500×100%×5%×0.5=12.5Mbps
即每个光节点宽带业务的带宽需求为:12.5Mbps
CMTS一个下行覆盖多少多用户
CMTS一个下行的带宽:50M*4(欧标、256QAM)
400M/(75+12.5) ≈4个光节点=2000户

2.   Cloonan流量模型
Dr. Thomas Cloonan提出关于信道绑定的DOCSIS系统,多种业务流量负载和分配的流量工程模型。已在美国Comcast、台湾TBC、北京歌华有线、深圳天威有线、重庆有线等DOCSIS运营商系统中使用验证,是目前DOCSIS系统用户带宽演进,网络设计规划的最有效计算方式。
计算公式:Csg=K*Tmax+S*Tavg
    Csg为每下行端口MAC域(或者称为空分服务组)所需要的下行流量。
    K为用户业务体验因子,范围是0.6-2,取值越高用户使用体验越好,取值低则相反。通常取1以上,美国运营商目前取值为1.2。
    Tmax是网络中最大带宽业务,目前部分Cable运营商Tmax情况:
USA Tmax=100Mbps(美国Comcast近期已开始在DOCSIS数据网络上推出1Gbps高宽带用户服务)。
     S是每服务组开通数据宽带用户数量。
     Tavg是数据用户平均使用流量,取值方法是内外网端口流量之和,再除以网络中所有宽带用户数得出。部分运营商现阶段的Tavg值:
     USA Tavg=300-500k
     北京哥华Tavg=220k
     深圳天威Tavg=280k
     南京有线Tavg=250k

开展业务计算实例:
某国内有线运营商业务开展情况
Tmax=100Mbps
Tavg=250kbps
TV渗透率80%
宽带渗透率6%
Csg=1*100+30*0.25=107.5 Mbps(注:K取1)
有线运营商典型流量模型计算(国内)
  
Tmax(Mbps)
  
Tavg(Mbps)
HHP
CM Subs
Csg(Mbps)
CH Bounding
  
(Annax A)
100
0.25
2000
120
130
3
100
0.25
1000
60
115
3
100
0.25
500
30
107.5
3
100
0.25
250
15
103.75
3
某北美有线运营商业务开展情况
Tmax=300Mbps
Tavg=500kbps
TV渗透率60%
宽带渗透率35%
Csg=1*300+175*0.5=387.5 Mbps (注:K取1)

有线运营商典型流量模型计算(国外)
  
Tmax(Mbps)
  
Tavg(Mbps)
HHP
CM Subs
Csg(Mbps)
CH Bounding
  
(Annax B)
300
0.5
2000
700
650
18
300
0.5
1000
350
475
13
300
0.5
500
175
387.5
11
300
0.5
250
87.5
343.75
10
      综上所述,系统集成设计时,HPBC模型参考计算出业务用户数和DOCSIS数据设备系统的配比。Cloonan流量模型,可在用户带宽需求日益提高时,规划出DOCSIS数据网络的演进升级参考。
国内典型DOCSIS应用是1:4MAC域的上下行,频点比为4X4。按照Cloonan流量模型计算,2000户的服务组,宽带用户渗透率6%以内,DOCSIS数据系统完全可支持开通100Mbps宽带用户服务。当然,运营商在开展业务时,可从用户体验、业务开通率等方面调整计算,灵活配比的建设集成DOCSIS数据业务。

参考文献
[1]《有线电视双向HFC网络设计与实用技术》广电总局第122期学习课程
  周强博士 讲授(广电总局客座教授,先后任职于MOTOROLA公司和ARRIS公司首席技术专家)
[2]《摩托罗拉(中国)电子有限公司2007-2013年度培训》摩托罗拉移动终端与家庭宽带事业部
[3]ARRIS中国周强博士关于双向网规划设计论文资料
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