HFC 网络CMTS 小区接入方案的设计和优化

梁满杰

广东省广播电视网络股份有限公司佛山南海分公司，广东佛山 528200

信息的飞速发展，广电网络在规模、技术层次和服务水平上都产生翻天覆地的变化。作为三大电信运营商基础产业之一的有线电视行业，支撑起国家的社会发展与经济建设。而HFC 网作为最先进入市场的较为成熟的宽带网络连接技术，为有线网络公司提供了更大的带宽与更高的经济性，基于此，本文将着重探讨HFC 网络CMTS 小区接入时的管理难题，优化HFC 广电宽带接入方案。

1 HFC网络CMTS小区接入方案的定义

的英文缩写，HFC 网络是从有线电视网络发展而成。它的工作原理是在有线电视系统中，在前端设备上连接有线电视信号处理与数据信号，用低损耗的同轴电缆或光纤对模拟数字载波信号进行传输，在用户小区实行同轴分配网络下行载波信号，汇聚上行数据载波信号。

HFC 的网络数据接入局端设备是CMTS[1]，它是电缆调制解调器终端系统的英文缩写，连接数据网络与HFC模拟射频网络，完成网络数据的转发、协议处理及射频调制解调。

HFC 网络CMTS 小区的接入方案的设计为构建智能住宅区提供可能，降低用户的接入成本。

2 设计HFC网络CMTS小区方案的实践意义

在初期试行广电宽带HFC 网络CMTS 小区接入方案时，因为用户群对此新型网络接入方案缺乏了解，因此用户的宽带需求与业务开通率并不高，用户在使用过程中不会产生大问题。但随着业务的开拓，当前的有线网络面临着巨大的压力，之前无视的制约网络业务发展的问题逐渐暴露出来，对HFC 网络CMTS 小区应用的要求也多起来。

首先，对功能的要求。用户已不仅仅满足于单方面的接收信息，而更多关注信息的互动，追求返回信息的渠道。传统的HFC 接入架构大多为单向网络[2]，只能单方面向住户传播信息。要求运营商对其改革，在保证整个接入网系统安全可靠的基础上，向用户提供完整的业务管理和网络管理功能[3]。HFC 网络CMTS 小区方案的设计会从用户的需求出发，制定出合理的HFC 网络CMTS双向接入方案，为小区用户提供更好的网络服务与上网体验。

其次，传输速率的要求。数据服务是HFC 网络的重要市场，它是通过电缆调制解调器来实现获得IP 地址与数据交换。流量过小或是流量饱和，将影响数据传输的速率，严重时还会造成数据丢包、降低带宽，造成用户Cable Modem 掉线。为实现基础网络的稳定，对网络数据传输速率的要求也越来越严格。

再次，承载性能的要求。对HFC 网络CMTS 小区接入方案设计的忽视、无规律的任意接入网络造成CMTS所接端口未得到合理利用，影响投资收益，且光节点混合接入，正常光节点受低噪声大的光节点影响，干扰用户的正常体验。在网络故障的排查中，无法系统地处理问题，长期故障累计，极大影响网络的安全和稳定。

3 方案的设计与优化

3.1 根据小区网络基本情况，优化线路

选择合理的关节点接入比例有利于有效使用CMTS设备的资源，提高宽带业务的质量。用户群的人数与CMTS 设备板卡上下行端口比例对关节点接入比例的选择有很大影响[3]。

本着布局合理、路径最短和易于实施的原则，确定出关节点的接入比例，核查统计所在小区的用户人数、CMTS 端口数量及流量使用状况，调整关节点比例扩大用户群，减少CMTS 投资成本，在最大跨度内确保客户群密集时的宽带质量，降低用户投诉率。

3.2 降低网络噪声的措施

为减少网络回传噪声，HFC 网络的光节点应靠近用户。GMTS 双向改造中，上行通道的噪音比下行通道的噪音复杂严重得多，且关节点带的用户数越多，噪音侵入的机会也越大。对CMTS 端口进行优化时，可以对光节点进行拆分或接入。即当小区光节点流量特别大时，可移走不太常用的光模块降低端口流量；而反之，若是小区光模块缺乏时，可接入拆分后的野外光节点，尽力减少每个光节点覆盖的用户。

电波干扰、太阳黑子的活动、线路匹配不良、分支分配器屏蔽的不良都会引起上行通道的侵入噪声。选择屏蔽性能良好的网络器材，提高网络施工质量，隔离非双向用户端的上行频段信号，减少底噪声高的小区对正常小区的影响，不影响正常小区用户体验的同时，也方便对底噪声较大的小区进行后期的设计与优化。

3.3 选择合理的负载均衡技术

当小区HFC 网络业务拓宽，客户数量增加造成CMTS 接入端口流量饱和时，可采用CMTS 接入端口负载均衡技术优化端口流量。原有端口上的Cable Modem 数量被均衡分配至多个端口，多通道传输流量，减轻单一端口的流量负担。进行HFC 网络CMTS 小区接入方案设计时，可分为上行端口、下行端口两方面考虑如何使用负载均衡优化技术。

4 案例分析

本案例对原小区HFC 网络CMTS 接入方案进行优化设计，提高了带宽的利用率，运用CMTS 端口负载均衡技术，更好的提高用户的上网体验度。

4.1 工程概括

某涵盖120 个小区的HFC 网络CMTS 接入工程，每个小区有100 位用户，其中选用宽带的用户有总计有6666 户，选用交互机顶盒的用户总计有53333 户。

4.2 工程前期准备和设备状况

1）前期准备。

现场了解小区的基本情况，了解每个小区所对应的CMTS 端口用户数量、流量使用情况及接入比例，并制定出相应的《某某小区HFC 网络CMTS 接入设计优化方案》，并依据优化原则与方法执行方案。

2）设备状况。

按照正向链路调试规范与零增益调试方法进行正、反向链路的调试。在信号干扰大，流量少的小区保留接入3 张Docsis2.0 的5 ×20 卡，其余8 张全部回收 ，再将回收的8 张Docsis2.0 的5 ×20 卡全部升级换为8 张Docsis3.0 的20 ×20 卡。

3）接入卡的标准配置介绍。

cisco 2821 Docsis3.0 设备采用基于端口流量的配置策略，下行端口负载均衡策略，使基于端口的CM数量、连接数量、端口流量尽量保持一致，该设备交换机800M 端口，其上、下行频点是610MHz～666MHz、50MHz～60MHz。

4）效果分析。

在HFC 网络CMTS 接入工程前120 个小区，共计60个下行信道，其中宽带下行信道的利用率较高，60%带宽的下行信道利用率在90%以上，所有下行信道的平均利用率高达80%以上。

HFC 网络CMTS 接入工程完工后120 个小区，共计180 个下行信道，除保留的Docsis2.0 带宽下行信道利用率高于60%以外，其余Docsis3.0 带宽下行信道中，80%带宽的下行信道利用率在40%以下，所有下行信道的平均利用率低50%以下。

因为工程前主要只是将125 个上行端口做了平移，所以在上行带宽利用率上，工程前后差异不大。工程结果表明，设备上线后增大了下行端口的带宽，有效解决下行端口流量的饱和，降低每频道的带宽利用率。而CMTD 上行端口则以平移为主，依靠对端口的拆分或负载均衡技术的合理运用来体高用户上网体验度。

5 结论

综上所述，HFC 网络CMTS 接入技术作为一种新型技术，想满足未来业务发展的需求，更好的管理与优化HFC 网络CMTS 小区的接入，设计出合理科学的HFC 网络CMTS 小区接入方案，就必须严格遵循优化原则与执行方法，适用三网融合的需要，为用户带来更好的服务与体验。

[1] 王浩.广电宽带小区接入网方案比较分析研究[J].中国电子商务，2011（4）：7-8.

[2] 陈敬南.基于HFC 技术的智能宽带小区建设[J].中国有线电视，2004（17）：5-6.

[3] 陈佳阳.有线电视网络双向改造方案介绍[J].信息通信，2014（1）：12-13.