摘要：在寬帶競爭、FTTH成為國家強制標準的形勢下，業界產生了一個疑問：同軸接入網還能堅持多久？本文作者對這個問題進行了深入思考，認為同軸接入網至少還會延續20-30年。作者指出，同軸接入網要繼續向前演進，需要轉變思路：在標準、設計、施工、維護等一系列環節作出相應改變，以適應網絡光纖化、數字化、寬帶化的新形勢；作者還指出，當前HFC接入的瓶頸在光纖，需要推動10GEPON盡快規模商用。同時，作者對如何挖掘同軸資源潛力、提升HFC網絡價值提出了一些思路和具體建議。
0. 前言
這是一個飛速發展的年代，摩爾定律、超摩爾定律擴展到整個信息技術領域。昨天還是正確的觀念，今天就可能變成悖論。在這樣的年代，我們必須緊跟時代發展步伐，隨時調整自己的思路。
光傳輸是發展最快的領域之一，光纖化——從廣域網到城域網、到接入網、甚至到桌面已經成為現實。光纖到戶成為電信行業接入網建設的主流模式，并已成為國家強制標準。接入帶寬從1M-2M一下子跳躍到8M-20M、20M-100M，甚至1G-2G！在這樣的形勢下，有線電視業界都在思考：同軸接入網還有沒有價值？同軸介質還能存在多久？應該如何對待FTTH？同軸接入技術往何處去？本文試圖和業界同仁共同探討這些問題。
1. 同軸接入網還有沒有價值？
回答這個問題首先要看同軸是否能夠滿足日益增長的帶寬需求，其次要衡量滿足帶寬需求的代價——和FTTH比。
1.1 同軸帶寬資源
根據**公司提供的電纜測試數據和3GHz分配器參數計算得出的最后100米無源同軸分配網損耗如表1所示。據此推算，48戶2GHz同軸分配網AWGN信道SNR可以做到35dB以上（LDPC編碼對應4096QAM ），3GHz同軸分配網AWGN信道SNR可以做到24dB（LDPC編碼對應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，考慮網絡中實際存在的各種干擾以及PHY-MAC接口效率，按70%可用計算還有23.1Gbps，滿足雙向10Gbps有余。
目前可以看得到的光纖入戶技術是10Gbps等級，盡管XG-PON2和NGEPON都把速率目標定在40Gbps或100Gbps速率，但是XG-PON2和NGEPON都不打算定義單用戶單元的場景和設備，ONU將位于多用戶單元（樓頭）。即便是10GPON或10GEPON，ONU直接入戶的應用可能也不多。根據以上分析，同軸實現雙向10Gbps速率是沒有問題的，用同軸代替光纖入戶，帶寬資源足夠。
IEEE802.3 EPOC標準組已將同軸頻譜上限擴展到5GHz，因此同軸帶寬擴展還有很大潛力。
1.2 同軸接入與FTTH對比
1.2.1 帶寬
目前FTTH和同軸接入網基本上都處于總線速率1Gbps階段，下一代同軸接入技術EPoC、DOCSIS3.1都可以達到10G光網絡同等水平，超過1G的入戶帶寬尚未看到需求。光進銅退將會延續20-30年，甚至更長。
1.2.2 無源分配網投資
按照電信的核算，PON每線ODN分攤成本約500-600元，CDN（無源同軸分配網）分攤成本不會超過300元。
1.2.3 分配網工程、維護難易程度
光纖工程、維護技術難度大，人員需要專業培訓；需要專用工具和儀表，工具、儀表投入大。
1.2.4 無源分配網維護量
理論上ODN在器材、工程質量有保障的前提下基本是免維的；CDN（無源同軸分配網）由于接頭多、電纜老化維護量大。但從目前電信行業FTTH的實踐看，前期ODN的器材和工程質量恰恰沒有保障，因此維護量反而比同軸還大。
1.2.5分配網壽命
同樣的，雖然理論上ODN壽命長，但現階段并不完全如此。
1.2.6設備投資
由于集團采購，電信行業目前把PON的設備價格壓得很低，以至于今年出現反彈。但廣電行業的PON采購價遠遠超過電信，也遠高于CM和EoC。
1.2.7設備維護量
由于同軸接入比FTTH多增加了同軸中的有源設備（即使是N+0網絡，也有樓頭數據插入設備），因此設備維護量一般高于FTTH。但真的到了1G帶寬入戶的時代，到樓的速率等級必然要達到10G以上，而10G級別的ONU入戶成本是否可以降到合理價位？也許樓頭還需要一次10G-1G的速率等級轉換？那就不可避免地要有有源設備（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無法做到的。這點在提供高等級業務（比如電話）時是個顯著優勢：集中供電便于集中后備，可降低運維成本。
1.2.9耗電
這點和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劣，在現階段實際情況下同軸略優；從長遠看，FTTH更有發展優勢。美國MSO預測同軸接入將延續到2040年。中國應用條件優于美國——居住密集；競爭環境劣于美國——政策環境不如美國，網絡基礎不如美國；同軸接入應該有更長生命周期。
現在關鍵是要解決同軸接入不如FTTH的幾個問題：電纜和接頭的壽命以及樓頭設備運維成本（包括耗電）。其中最關鍵的是接頭。目前同軸分配網的最大問題是-5電纜接頭數量多、質量差，經常發生接觸不良、不密封、接頭氧化等故障，進而影響電纜壽命——電纜滲漏、外導體氧化。是否可以生產一種-5同軸電纜的密封連接器？同時在工程上用熱縮管把整個接頭套住密封？
2. 如何應對FTTH？
電信行業FTTH的形勢：2012年光纖到戶覆蓋用戶新增4900萬戶，達到9400萬，2013工信部下達任務新增3500萬。也就是電信行業FTTH覆蓋的用戶已經大大超過廣電行業雙向改造覆蓋范圍。
但現階段中國有線運營商FTTH沒有優勢：整體光纖資源不如電信多，技術積累比電信差，采購成本比電信高，寬帶出口資源差距就更大了。因此，中國有線運營商近期不宜大規模開展FTTH，不能盲目在FTTH上跟電信競爭。其實電信在FTTH上也有很多教訓：前期投入太大，開通用戶太少（不足20%），資本沉淀嚴重；ODN建設問題較多。為此，從2012年開始已經調整了策略，將全覆蓋改為薄覆蓋；從FTTH為主改為FTTB和FTTH并重。但這樣一來又帶來戶均工程成本的增加。住建部2012.12發布公告（GB 50846/7-2012標準），FTTH從2013年4月1日起成為住房開發的公共設施，產權為業主所有，任何一個運營商想壟斷FTTH都不可能。反過來說，要想為全部用戶提供服務，只能依靠獨有資源——同軸恰恰是中國有線運營商的獨有資源。因此現階段放棄同軸、全面開展FTTH是不明智的——同軸是有線運營商安身立命之本——100%服務的手段。中國有線運營商應該做好FTTB——這是在新形勢下FTTH的基礎，加上公共開發的入戶光纖（沒必要、也不可能自己做）就可以實現FTTH。在這樣的形勢下，也許有線運營商很長時期都不能放棄同軸。
現階段中國有線運營商主要應該研究如何利用同軸替代光纖入戶。但FTTH畢竟是發展方向，我們不能置身事外，更不能排除在外；必須積極進行試點、掌握技術、學習電信、積累經驗、隨時準備實施FTTH。這也可以避免重復電信在FTTH初期走過的彎路，可以走捷徑。
3. 新形勢下HFC的新問題
光纖化、數字化、寬帶化和用戶應用（接入）環境變化給HFC接入技術提出了許多新課題：
3.1光纖化（光進銅退）帶來系統指標分配的變化——放大器取消或大大減少了，同軸分配網的指標應該而且可以大大提高。理論上AWGN無源同軸網只有基底噪聲，SNR取決于接收設備的接收電平和噪聲系數。
3.2數字化改變了調制方式，帶來接口指標、電平、均衡等一系列指標相應調整的需求：
數字調制后的信號無載波，因此不存在CSO、CTB，非線性產物表現為噪聲。如何調整使得系統總噪聲最低（圖1所示SNR最高點，白噪聲=非線性噪聲）？
在模擬通道加載數字調制信號，由于數字調制信號峰均比高于模擬調制信號，因此發送電平需要相應降低，否則會造成系統過載。根據**公司的測試，64QAM調制信號峰均比比模擬信號高14dB的概率是1%左右；高9dB的概率大約10%左右。但是數字信號對非線性的指標要求低于模擬（相當于噪聲），從這個角度，數字信號又可以提高發送電平。究竟數模信號電平應該相差多少？不同調制方式的數字信號電平又應該相差多少？理論值？實測值？概率與BER的關系？概率取多少合理？過去曾有一個說法：64QAM調制信號比模擬低10dB左右，256QAM低6dB左右。這主要是從數字信號和模擬信號相互干擾角度考慮的——如何使得模擬和數字信號綜合指標最好。這個規定是很粗糙的。現在模擬信號大大減少了，將來還會全部取消，應該有新的規范。
3.3見圖1，數字化對非線性指標要求降低帶來非線性產物組成的變化——原來主要考慮二階、三階產物，現在可能高階上升為主要產物 ，原有的預失真補償是否需要改變？
3.4模擬調制和數字調制對均衡的要求也不相同。如圖2所示，模擬調制要把全頻段（f1到f3）均衡成平坦的。但在數字調制的情況下，可以只均衡f1到f2（可以在發送端均衡），使得這一段頻譜的信道在降低發送電平的前提下可以達到最高需求的信噪比，從而實現最高頻譜效率；而f2到f3雖然達不到最高需求的信噪比，但仍然可以通過降低調制率在低信噪比條件下應用。特別是OFDM調制，每個子載波寬度都比較窄，每個子載波可以自適應調制，更降低了平坦度均衡的要求——均衡的目標不再是全頻段的平坦，而是總的頻譜效率最高、總發送電平和功耗最低。今后可以通過信道探測、編程自適應調整每個子載波的發送電平——在滿足最高調制指數要求的前提下，降低子載波發送電平；在發送電平限額之內不能滿足最高調制指數要求的子載波保持最高發送電平。
3.5寬帶化對頻譜提出了更高要求：單信道帶寬大大提高，必須采用多載波自適應調制：信噪比、調制指數、子載波數量都可以自適應。這和模擬信道以及單載波固定調制指數調制完全不同：頻譜帶寬、信噪比、速率是一組對應的可變參數，信道基本要求的標準體系應如何相應變化？
3.6應用環境變化帶來網絡建設思路的變化
80年代末、90年代初剛開始搞有線電視網絡的時候，每戶只有一臺電視機，房子也比較小，入戶電纜只有3米左右；節目只有十來套。現在和十年、二十年前已經有很大變化：每戶多終端、室內長布線、節目套數成倍增加；設計、施工、驗收、維護規范（電平、均衡、指標調整）應當如何相應調整？
3.7接入技術、有線、無線共存環境和半導體工藝也發生了并將繼續發生極大變化。該如何適應？
以上問題都需要通過理論研究和大量實測提出解決方案、制定相關規范。也許有些問題今天還沒有完善的解決方案，制定相應規范的時機尚未成熟，但這些新問題必須在今后實踐中認真探索、逐步解決；有些還需要在標準、技術、芯片、設備、工藝等方面實現創新：比如前面提到的均衡、接頭以及信道要求的標準體系。
4. 當前HFC接入瓶頸在光纖
當前樓頭同軸雙向接入總速率基本在150Mbps—920Mbps之間，GEPON合理應用前提下分光比1:10—1:32，此時到樓接入速率平均僅30Mbps—100Mbps，顯然與同軸段速率不匹配。為解決這個問題，筆者歸納了5種可能匹配的技術，詳見圖3和表3。
其中采用點到點光纖到樓的方案，多數地區需要重新敷設光纜，可能涉及管道和工程，有些地方甚至無法實施；前端（分前端）需光端口交換機。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，需要多品種彩色光纖收發器（符合CWDM波長規范），施工維護都很麻煩。符合CWDM標準的千兆激光器質量和價格差別很大，較難控制。
兩級交換方案需要在小區部署光交換機，維護復雜、能耗大。
綜合以上，從技術路線延續和降低長期運維成本出發，中國有線運營商需要盡快部署10GEPON。但目前10GEPON價格還較高，主要是市場還沒有形成規模。運營商需要聯合起來，推動10GEPON規模應用；有關廠商也應該認清形勢，引導市場向10GEPON演進。今年已經可以看到10GEPON部署正在加速，價格也在快速降低。
5. 挖掘HFC網絡潛力
如圖4所示，HFC網絡由前端到終端許多部分組成，每個部分都對系統性能指標有不同影響。挖掘HFC網絡潛力有許多途徑：對前端，由于設備數量少、影響面大，應該盡可能選用指標高的設備；一般QAM和IPQAM調制器最好選擇MER≥42dB的；同時前端線纜匯集，布線對系統影響較大：既可能影響串擾，又可能影響維護，必須統籌考慮、做好規劃設計，既整潔規范，又方便維護。隨著光進銅退的推進，光纖傳輸系統決定了下行廣播系統指標的優劣。因此需要需要對光纖傳輸系統精心設計、精心施工、精心調測、精心維護。在數字化整轉期間，模擬、數字信道數經常調整、變化，應當根據光發射機總調制度分別確定模擬和數字單信道光調制度，采用人工調整方式，避免接收機由于發射機自動調整調制度造成輸出電平大范圍波動。根據維護經驗，應盡量避免采用可調式衰減器和均衡器：可調器件容易接觸不良、產生故障、降低指標。同軸分配網雖然正在無源化，但依然是HFC網絡質量的關鍵——最主要的原因是接頭多。對同軸信道組成的每個部分——電纜、器件、設備都需要研究、創新，以提高性能、延長壽命。特別是連接器創新大有可為：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、降低分配網維護量。應杜絕使用套環式F型連接器。至于樓頭數據插入設備，永遠不可能比FTTH做得更好，因為FTTH沒有樓頭有源設備。我們只能盡可能簡化設備、降低能耗、減少配置和維護；同時加強設備防護，降低雷擊、滲漏等損傷。
提高網絡效率和效益大有可為：調制率從64QAM提高到256QAM，速率提高1/3；提高到4096QAM，速率提高一倍。只要我們加強同軸信道基本特征、參數等基礎研究；采用先進的調制編碼技術；提高施工工藝，做好密封、防滲漏、進線滴水彎、盤留、防雷、接地等基礎工作；加強日常檢測、維修和數據積累；就一定可以挖掘同軸潛力，延長同軸生命周期。
筆者深信：相當長時期內同軸可以替代光纖入戶。
結論：
充分利用和挖掘同軸資源的價值、延長同軸生命周期、爭取競爭優勢是現階段中國有線運營商的正確選擇。