EPON+EOC技術在招遠廣電有線電視網絡雙向改造中的應用

招遠市廣播電視臺 滕愛偉

1.引言

隨著國家加快推進三網融合，促使廣電對現有的網絡加快了雙向改造進程。當前對于廣電HFC網絡改造方案有CMTS+CM、EPON+LAN、EPON+EOC甚至純PON的FTTH等。

與CMTS、EPON+LAN相比，EPON+EOC無論從技術方面還是建設成本方面都具有一定的優勢，并且和廣電現有的大部分網絡拓撲結構相似，特別是有源EOC有效地解決了HFC網絡最后100m的雙向寬帶接入問題，利用原有同軸電纜傳輸數據信號，對網絡改造量小、初期投入少，方便快速實施。

招遠廣電網絡目前已實現光纖鋪設到小區甚至到樓，且樓內已經鋪設同軸電纜，同時根據廣電業務和網絡運營模式的發展，現有網絡的承載和接入能力已經不能滿足當前需求，需要同時提供互動數字電視和寬帶上網業務。城區網絡經過EPON+EOC技術雙向改造后，能夠為用戶提供高速Internet接入、局域網互聯等數據業務，實現高速業務和中低速業務等服務功能。

2.EPON技術介紹

EPON是一種新型的光纖接入網技術，采用點到多點（P2MP）結構，單纖雙向傳輸，將PON技術和以太網相結合。EPON系統由光線路終端（OLT）、光網絡單元（ONU）、無源分光器（POS）以及光纜和無源光配線設備等構成，系統結構如圖1所示。

圖1中，SNI是指業務節點接口，主要包括CATV、Internet、NGN（Next Generation Network）PSTN(P ublic Switched Telephome Network)等業務接口。

EPON技術綜合了PON技術和以太網技術的優點：成本低、帶寬高、擴展性強、服務重組靈活快速、與原有以太網具有較強兼容性、管理方便等等。

以EPON為代表的雙向改造技術主要包括：

(1)EPON+LAN

OLT利用分前端光纖到遠端機房，光分路器分光接入各個樓道ONU，ONU采用LAN入戶，承載數字電視點播信令回傳和寬帶上網等多種業務，下行的模擬和數字電視信號通過原有的光纖和HFC線路下行，最終雙線入戶，解決廣電數字網絡問題，如圖2所示。

該方案的優點：網絡升級改造方便、網絡接入帶寬較高、可擴充性好、不占用同軸電纜的頻率資源、主干線傳輸鏈路沒有有源設備等。

該方案的缺點：由于用在有線電視網絡，不能利用HFC現有的電纜網部分入戶，因此該方案的實質就是另建一張獨立的寬帶數據網，這無疑會使維護和運營成本大大提高，且施工和維護難度都較高。

(2)EPON+EOC

OLT利用分前端光纖到遠端機房，光分路器分光接入各個ONU，然后以EOC方式下行。EOC局端部署在小區樓道，將CATV信號和數據信號進行合成，通過原有HFC網絡傳送到用戶側，最終通過用戶側的EOC終端分離出CATV信號和數據信號，用戶數字電視點播信號通過EOC方式上行。EOC充分利用現有網絡的同軸電纜、分支分配器資源。架構如圖3所示。

該方案的優點：在雙向改造初期能夠有節省建網成本，終端設備成本較低，網絡結構適應性強等。

圖1 EPON系統架構

圖2 EPON+LAN

圖3 EPON+EOC圖4 有源EOC系統結構

圖5 招遠廣電EPON+EOC雙向網絡架構

該方案的缺點：每戶家庭至少需要一個有源EOC終端設備，剛開始使用的用戶都會覺得不便，且目前業界EOC技術方案多種多樣，標準與成熟度參差不齊。

3.EOC技術介紹

EOC主要分為基帶傳輸、調制傳輸、2.4G擴展應用3類，同時又可具體細分出很多標準、非標準的技術，國內目前主要有基帶EOC、MoCA、同軸Wi-Fi、HomePlugAV/BPL等技術。

基帶EOC一般為無源設備，適用于集中分配的小區，一般情況下數據信號必須到樓道，因此基帶EOC技術無法適用于網絡中的普遍存在的樹型網絡。

調制EOC系統能克服基帶EOC的缺點，優點是是傳輸距離遠，能跨越放大器、分支分配器，較高帶寬，支持QoS，支持集中網管等。

一個典型的有源EOC系統由同軸線路終端（CLT）、同軸網絡終端(CNU)和分支分配器組成。如圖4所示。CLT類似于一個集中器，放置于小區光節點或樓道內，CNU放置于用戶家中，兩者由分支分配器組成的樹形或星形網絡連接。CLT除了提供網絡集中和接入的功能外，還采用了VLAN/QQS技術，能對用戶的數據、語音和視頻的全業務進行精細化管理，可以針對用戶的不同業務要求進行帶寬分配和管理分配。所有CNU的上行數據都傳遞給CLT，CNU之間不能相互通訊，各個用戶之間隔離，可以避免相互影響。

有源EOC調制，物理層速率可以達到200Mbps，數據帶寬可以達到100Mbps，而且采用的QoS機制和TMDA上行機制可以保證在用戶不斷增加的情況下實現負載的均衡，從而有效保證帶寬，支持點播和上網業務。

每個CNU設備只能和CLT設備通訊，終端設備之間無法通信，有效保證了各個用戶之間的隔離。同時設備還支持VLAN，可以根據用戶、業務等劃分VLAN，進一步隔離各個用戶的相互影響，防止黑客攻擊、故障異常等影響用戶正常使用。

4.招遠城區雙向網絡改造

招遠有線電視網始建1991年，目前，城區有線電視網絡由環-星相結合的兩級光纖網及有源和無源電纜網絡組成。城區按照星形拓撲結構布放了180多個光節點，每個光節點覆蓋用戶為500戶以內。鄉鎮站到農村全部實現干線傳輸光纖化。網內現傳送模擬電視節目36套，已將數字電視節目100余套送入網中。目前單向廣播式傳輸電視節目已經不能滿足廣大用戶的需要，實施有線電視雙向網改造的時機已經成熟。

4.1 網絡系統架構

招遠廣電雙向網絡系統主要由中心機房網絡設備和接入網絡設備組成。網絡架構如圖5所示。中心機房網絡設備主要包括：核心交換系統、網管系統、EOC系統接入控制軟件。接入網絡設備主要包括：OLT、ONU、局端設備、局端通信模塊、橋接器和EOC終端等。

4.2 雙向改造技術模式

招遠市城區有線電視網絡的雙向升級改造，經過多次論證分析，確定技術模式為：按雙纖三波方式光纖到樓(FTTB)；采用1芯光纖以1550nm、862MHz光傳輸系統作為下行單向傳送廣播電視節目和視頻業務的主要手段；用另1芯光纖以雙波長，下行為1490nm波長，上行為1310nm波長進行雙向數據業務和IPTV等交互業務。以招遠有線電視傳輸中心為網絡核心和總前端，采用兩級光纖網絡結構。以已建成光纜主干線的14個(含總前端所覆蓋區域)分前端在A、B兩個環上所形成的骨干網為一級光纖網。一級光纖網采用環型自愈，A平臺(單向下行862MHz光纖傳輸網)和B平臺(寬帶IP以太網)兩個業務傳輸平臺分別設置。接入層采用EPON實現FTTB，入戶方式根據實際的接入條件靈活選擇。

4.3 網絡頻率劃分

5～65MHz為上行通道；87～550MHz為模擬頻道和數字頻道；550～860MHz為VOD與數據廣播等。

4.4 業務融合

通過在前端增加光發射機，由無源光分路器再次進行功率分配，CATV信號和與IP數據信號，通過各自獨立的光纖共纜傳輸到樓單元，光接收機輸出RF信號，ONU提供IP數據，在同軸電纜集線器實現業務融合。

4.5 OLT設置

OLT的布放考慮的主要因素包括覆蓋范圍、城域承載網絡的配套以及寬帶業務系統的規劃等。招遠廣電雙向改造目前處于初期階段，OLT集中設置在中心機房，用來覆蓋多個用戶區，直接上聯至匯聚交換機，這樣能夠充分利用已有的配電系統、機架、光纖配線系統等資源。

4.6 光路設計

光通道損耗理論計算公式如下：

（1）ONU接收側光功率=OLT發射功率-光路損耗；

（2）光路損耗=光纖損耗+連接器損耗+分光器損耗+光纖熔接點損耗+光纖機械接續點損耗+工程裕量。

4.7 靈活的入戶方式

招遠廣電同軸電纜分配網大多為樹形分配，而無源EOC的基帶信號經過多級分支分配器后大幅衰減，影響用戶接收效果，因此招遠廣電無法合適地采用無源EOC如基帶EOC技術，而在雙向改造中采用有源EOC。

針對招遠廣電不同城區的線路狀況，對網絡雙向入戶采取不同的接入方式：

（1）新建小區尚未敷設網絡的用戶，采用同軸電纜+五類線方式雙線入戶。

（2）舊網絡且光點覆蓋用戶少的（放大器級數少，網絡傳輸正常）直接采用有源EOC方式改造用戶。

舊網絡且光點覆蓋用戶多的（主要是多級放大器，傳輸線路過長），采用增加光節點并升級改造老外線，采用有源EOC方式入戶，這樣在雙向入戶的同時順便把入戶的同軸電纜一并升級改造。

用戶家里配置相應的CNU設備，提供多業務接入、多業務識別和端到端的QoS控制，滿足IPTV和互聯網寬帶業務的差異化承載需求。

5.結束語

面對激烈的競爭和挑戰，招遠廣電積極探索新技術、新思維和新模式。目前招遠多個小區已完成有線電視網絡雙向改造，用戶反映良好，全市的雙向改造正在有條不紊地進行。采用EPON+EOC技術改造的網絡同時支持模擬電視、數字電視、互動電視、數據業務和傳統的TDM業務，滿足全業務運營接入網的目標要求，為三網融合開辟了一條可以開展全業務的網絡改造道路。

[1]王建英.廣電網絡雙向化EPON之道[J].廣播與電視技術,2007(03):78-82.

[2]閻德升.EPON-新一代寬帶光接入技術與應用[M].北京:機械工業出版社,2007.