EPON＋EOC技術在有線電視網絡雙向改造中的應用

山東省招遠市廣播電視臺 閆軍屹

1.前言

廣電網絡目前普遍具有模擬與數字并存、光纜與電纜并存等特點。隨著信息技術的發展和寬帶業務的普及，廣電行業一方面要面對電信運營商不斷增強的流媒體業務的競爭，另一方面還要面對因人們對視頻雙向互動、寬帶業務應用的高要求而產生的客戶流失。在日益激烈的競爭環境下，廣電行業迫切需要改變原有的單向傳輸網絡和單一廣播業務，加快廣電網絡雙向化改造進程。

2.以太網寬帶無源網絡EPON技術

2.1 EPON系統技術原理

EPON的系統結構如圖1所示。以太無源光纖網絡EPON是由光線路終端（OLT）、光網絡單元（ONU）以及無源分光器（POS）等單元構成的點到多點系統。其系統組網拓撲多為星型、或樹型分支結構，EPON主要基于IEEE8O2.3ah標準，下行方向采用廣播方式，每一個ONU將接收到所有下行信息，根據其MAC地址提取有用信號；上行方向采用TDMA時分方式共享系統，通過接入控制機將各個ONU有序接入，來自不同時隙的ONU數據流匯聚到公共光纖設施和OLT。EPON由一根光纖采用波分復用實現全雙工通信，上下行信息速率均為1Gb/s，傳輸距離是1O/2Okm，分路比是32/16，主要業務是數據和語言，增加一個155Onm電視廣播波長后，可實現語音、數據和視頻的所謂三重業務捆綁服務，或者直接以IPTV方式提供集成的三重業務捆綁服務。

2.2 EPON系統技術特點

（1）EPON上、下行均為千兆速率，下行采用針對不同用戶進行加密廣播傳輸的方式共享帶寬，上行利用時分復用（TDM）共享帶寬。EPON滿足接入網用戶的帶寬需求，并可方便靈活地根據用戶需求的變化動態分配帶寬。

（2）EPON具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力。其中TDM和IP數據采用IEEE8O2.3以太網的格式進行傳輸，輔以網管系統，足以保證傳輸質量。通過擴展第三波長可以同時實現CATV業務傳輸。

（3）EPON所采用的以太網傳輸格式，同時也是干線網、用戶局域網的主流技術，三者有天然的融合性，消除了復雜的傳輸協議轉換帶來的成本因素。

（4）采用單纖波分復用技術，僅需1根主干光纖和1個OLT，傳輸距離可達2Okm，通過光分路器可以分送給至少32個ONU，因此大大降低網絡建設成本。

（5）點對點的結構，只需增加ONU數量和少量用戶側光纖，即可方便地對系統進行擴容升級，充分保護運營商的投資。

（6）隨著IEEE8O2.3ah在2OO4年正式發布，吸引了眾多廠商的參與，從核心芯片、光模塊到系統，產業鏈已經成熟

圖1 EPON系統拓撲圖

3.EOC技術

3.1 EOC技術原理

圖2 EOC技術原理示意圖

圖3 基于EPON+EOC的有線電視網絡雙向改造方案拓撲圖

EOC是基于有線電視同軸電纜網使用以太網協議的接入技術。在用戶樓道附近，采用特定的介質轉換技術，將符合8O2.3系列標準的數據信號通過同軸電纜傳輸，接入用戶家中。

EOC傳輸技術基本原理是：利用有線電視信號在111～86OMHz頻率傳輸，基帶數據信號在O－2OMHz頻率傳輸的特性，可以使兩者在一根同軸電纜中傳輸而互不影響。把電視信號與數據信號通過合路器，利用有線電視網絡送至用戶。在用戶端，通過分離器將電視信號與數據信號分離開來，接入相應的終端設備。

EOC技術原理如圖2所示。主要由二四變換、高/低通濾波兩部分實現。由于采用基帶傳輸，無需調制解調技術，樓道端、用戶端設備均是無源設備。由于現有的以太網技術是收發共兩對線，而同軸電纜在邏輯上只相當于一對線，所以在無源濾波器中需要進行四線到兩線的轉換。

3.2 EOC技術特點：

（1）即插即用，無需在客戶端進行復雜的調試；

（2）用戶端設備為無源設備；

（3）運營維護簡單，費用低；

（4）可以為每個用戶提供1OMbps全雙工帶寬；

4.基于EPON+EOC的HFC網絡雙向改造技術應用

4.1 具體方案

圖4為基于EPON+EOC的HFC網絡雙向改造方案拓撲圖。該方案主干線采用EPON技術，充分利用原有線網光纖資源，OLT部署在分中心，ONU部署到小區光接收機后或用戶電放大器后面。在光接收機或用戶放大器后接近用戶的點插入EOC局端設備，終端用戶購置相應的EOC終端設備，通過目前的有線電視網絡，實現網絡的雙向化。

該方案中采用EPON雙光纖系統，即將EPON149Onm/131Onm光信號和有線電視光信號在兩根光纖上分別傳輸，這樣做保留了原來的HFCCATV131O/155Onm系統，利用原有的HFC網絡光纜中的備用光纖新建一個獨立的EPON網絡。將OLT放置在城域網絡的分前端機房，上連匯聚交換機，下連無源光纖網絡，利用分前端光纖到園區機房分光器，分光器分光接人各個ONU，然后以EOC方式下行。用光纖將有線電視信號送到光發射機，再送到分光器，將信號分為若干路后再用光纖將信號送到光接收機。將無源EOC頭端設備，即同軸電纜合波器安裝在同軸電纜集中分配器前面，將ONU輸出的Ethernet信號與CATV信號合成在同軸電纜中傳輸通過原有HFC線纜傳送到用戶側，最終通過用戶側的EOC終端，即同軸電纜分波器分離出以太網數據信號和CATV信號。將分離出的以太網數據信號和CATV信號分別由同軸電纜分波器的RJ45端口和75同軸端口輸出到PC計算機和電視機機頂盒。也可以直接將以太網數據信號和CATV射頻信號的混合信號直接連至雙模機頂盒，用戶可以通過雙模機頂盒實現IPTV、VOD等交互電視業務，同時在機頂盒上另外提供一個以太網RJ45接口外接電腦提供寬帶上網業務。對于同時需要語音電話，高速上網，互動電視等全業務的用戶和同一用戶多種設備不在同一房間的情況，可以利用EOC分支器將不同的業務按照用戶需要進行接入；對于沒有上網需求的用戶，可以應用EOC同軸電纜合波器配合雙向機頂盒開展互動電視業務，用戶數字電視點播信號通過EOC方式上行。

4.2 方案的可行性分析

EPON+EOC方案雖然需要增加住宅小區到樓道的光纖，在樓道需要設置ONU和交換機等設備，但戶均投入量不大，一般住戶還是能承受得起的，而且該方案既適合于舊樓房HFC網絡的改造，又適合于新樓房雙向網絡的建設，較為靈活、便捷，適應性強。

對于廣電網絡，廣播型的視頻業務依然通過傳統的HFC網絡來提供，EPON網絡所服務的業務主要包括：交互電視（視頻點播）、互聯網接入、VOIP，這三種業務的帶寬需求分別為2Mbps、1Mbps、128Kbps，每戶總計需求在3Mbps左右，因此采用EPON+EOC方式完全能夠滿足實際用戶的需求。

4.3 EPON+EOC技術優勢

（1）在原有HFC網絡上建立的EPON雙光纖系統總造價比單光纖EPON系統便宜很多，而且能夠充分利用現有網絡的同軸電纜、分支分配器資源。

（2）施工難度小，工作量少，改造速度快，不受同軸網絡上的噪聲對系統傳輸質量的影響。

（3）支持每個客戶獨享1OMbps的速率，支持IPTV、VOD、VOIP語音、計算機互連等業務。隨著數字電視整體平移的進程，傳輸系統可以有更多的頻譜資源，屆時可以升級到每戶獨享1OO Mbps的速率。

（4）系統穩定，投入小，無源接入，家庭中不需要有源設備。運營維護費用小，還能節約大量的電能。

（5）EOC技術的標準化程度最好（IEEE8O2.3系列協議），兼容性很強。

5.結束語

采用EPON +EOC 技術改造后的網絡同時支持模擬電視、數字電視、互動電視、數據業務和傳統TDM業務，滿足全業務運營接入網的目標要求，為廣電網絡在“三網融合”的趨勢下開辟了一條可以開展全業務的網絡的改造道路。