EPON技術互動式數字電視網絡應用探討

文丨喻品利 鄭祖輝

EPON技術互動式數字電視網絡應用探討

文丨喻品利 鄭祖輝

目前，廣電網絡正面臨著數字電視的變革，隨著網絡技術的不斷發展，新業務的出現促進了業務的變化和廣電網絡技術的不斷進步，同時也帶來了新的市場機會和發展可能，使廣電網絡的運營面臨著新的機遇和挑戰，用EPON技術構建雙向網絡，可實現光纖到戶，大大加快全民的信息化進程。筆者簡述EPON的概念及歷史，并從基礎理論與規范完善、EPON的關鍵技術點及其器件的研發等方面探討了EPON關鍵技術，最后結合工作實踐提出了EPON技術在有線電視中的應用典范。

數字電視； EPON； 頻道切換； 雙向改造

1 EPON的概念

EPON（以太無源光網絡）是一種新型的光纖接入網技術，它采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供多種業務。它在物理層上采用PON技術，在鏈路層使用以太網協議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。因此，它綜合了PON技術和以太網技術的優點：低成本、高帶寬、擴展性強，靈活快速的服務重組，與現有以太網兼容，方便的管理等，基于EPON的眾多優點，它正成為目前寬帶接入網一種有效的通信方式。PON技術研究起源于1995年，當年FSAN聯盟成立，目的是要共同定義一個通用的PON標準。1998年10月，ITU－T以155Mbit／sATM技術為基礎，發布了G。983系列APON（ATMPON）標準。同時各電信設備制造商也研發出了APON產品，但由于價格較高，又受到ATM推廣受阻的影響，所以APON在我國幾乎沒有什么應用。

為更好地適應迅速增長的IP業務，并考慮到基于ATM的PON復雜性和實用性問題，EFMA（EthernetintheFirstMileAlliance，第一英里以太網聯盟）于2000年底提出了基于以太網的PON—Ethernet－PON（EPON）的概念，在二層用以太網取代ATM，傳輸速率達1Gbps，鏈路層基于簡單的Ethernet封裝；IEEE于2001年成立第一英里以太網（EFM）小組，開始正式研究包括1.25Gbit／s的EPON在內的EFM相關標準，EPON標準IEEE802.3ah已于2004年6月正式頒布。目前由于國際標準的確立以及EPON芯片技術的發展，EPON的產品已經相當成熟，國內外均有符合標準的成熟商用產品問世，部分網絡公司在進行有線電視網絡改造時已經把它作為改造的方案之一考慮，如杭州、北京、武漢、綿陽等許多城市已經開始大量使用EPON系統。

2 EPON的主要組成

EPON主要分成三部分，即光線路終端（OLT：OpticalLineTermination）、光網絡單元（ONU／ONT：OpticalNetworkUnit／OpticalNetworkTermination）和光分配網絡（ODN：OpticalDistributionNetwork）組成。其中OLT位于局端，一般是在局端機房，ONU位于用戶端，可以是路邊（FTTC）、住宅樓（FTTB），或者是用戶家中（FTTH）。光分配網絡包括光分路器（Splitter）和光纖，光分路器是無源光纖分支器，是一個連接光線路終端和光網絡單元的無源設備。在數據下行方向采用802.3幀廣播技術，上行方向執行時分復用（TDMA）方式。

3 EPON在有線電視中的應用

EPON網絡結構與有線電視光傳輸網絡結構相類似，均采用無源分路的星型結構，在光鏈路預算方面也比較相近，網絡結構的相似使得通過EPON傳輸有線電視信號成為可能，基本上只在原來的光纖網絡上做簡單的配置，就可以在較短時間內完成網絡的疊加，以下探討EPON系統在有線電視中的應用。

3.1 傳輸寬帶信號以及開展數字電視點播業務

EPON將Ethernet技術與PON技術結合，其目標是用最簡單的方式實現一個點到多點結構的吉比特以太網光纖接入系統，其特點是消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運行成本；可以大量采用以太網技術成熟的芯片，實現簡單，相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。EPON屬于IEEE以太網標準的范圍，因此可以承載寬帶IP業務、語音業務以及基于IP交換的數字電視視頻IP點播業務，如在雙波長EPON系統中，下行使用1550nm或1490nm、上行使用1310nm來實現各項業務。

3.2 整合有線電視信號傳輸

EPON是近年來發展較快的接入技術，最初的EPON用來傳輸數據寬帶信號，在杭州城區有線電視網絡改造與升級時，部分地區采用了EPON技術，它提供了一種符合更多用戶寬帶接入要求及能提供更高帶寬的寬帶接入方式，當然可以考慮在使用EPON系統傳輸寬帶信號的同時傳輸有線電視圖像信號，這為有線電視網的雙向化改造提供了可靠并符合未來發展趨勢的一種思路。對于光纖接入網來說實現三網合一也是重要發展方向之一，就目前來看，有線電視圖像業務傳輸需占用的巨大帶寬和較高的QoS要求，不是現有數字光纖接入技術能輕易解決的，所以基于模擬技術的有線電視光纖傳輸設備和用于寬帶數據和語音傳輸的數字光纖通信設備難以在短時期內實現技術上的徹底融合，但是依托EPON系統，借助于波分復用（WDM）技術以及最新芯片技術，有線電視圖像完全能夠在EPON系統中傳輸，甚至已經有商用的產品出臺，隨著EPON技術的進一步發展，到了GEPON系統，傳輸視頻圖像信號將成為必備的功能。

3.3 作為回傳通道：HFC光點網管的回傳通道

EPON系統從本質上說是一種接入網，它給用戶提供了一種寬帶接入的選擇，即構建了從骨干機房至用戶端的雙向通道，因此通過EPON系統可以提供HFC設備的網管信息的回傳通道，進而在HFC網管中可以實現針對HFC光站的管理，即直接通過接入ONU下的交換機實現對光機的管理，但需要EPON設備廠家的積極配合及對相關設備進行參數配置（進行OLT透傳設置、ONU端口參數設置以及上層交換機的路由及VLAN設置）。

4 結束語

眾所周知，各地雙向有線電視網絡已經可以開展寬帶和語音業務，從接入層面考慮，傳統的方法是將CATV信號和寬帶數字傳輸設備采用各自的光纖線路分別接入，EPON是光纖寬帶接入目前最經濟的一種方式，它是在HFC基礎上以EPON技術為核心開展多業務的，三波長1310／1490／1550nm單纖接入網方案能有效地滿足未來的需求，當廣播電視網絡采用EPON系統作為新型接入方式時，可以給用戶提供更多雙向全業務服務，是利用CATV傳輸網絡實現傳統的有線電視網、PSTN、數據網三網合一較好的解決方案，EPON系統在有線電視網絡改造中逐漸推廣正說明了EPON的無限潛力，EPON系統必將在有線電視網絡改造中發揮越來越重要的作用。在“三網融合”的大趨勢下，單純的廣播傳送功能已不能滿足網絡發展的要求，而建設具有互動性的綜合業務平臺是非常必要的，在原有HFC網絡中采用EPON技術實現互動式數字電視網絡，不僅可以保護原有投資，而且由于不用太大的改變原有HFC網絡的體系結構，具有節省資源、維護簡單、可靠性高、給用戶提供各種各樣的增值服務的優勢，從而使數字電視網絡成為最具有競爭力和廣闊發展前景的綜合業務網。

[1]馬漢良. 數字化整體轉換. 中國廣播電視出版社，2005（9）.

[2]王達. 網絡工程師必讀—接入網與交換網. 電子工業出版社，2006（9）.

[3]郭世滿，馬蘊穎，郭蘇寧. 寬帶接入技術及應用. 北京郵電大學出版社，2006（3）.

（江西省廣播電視網絡傳輸有限公司萍鄉市分公司，江西萍鄉 337000）