EPON技術的原理及其在HFC網絡中的應用優勢

【摘要】有線電視網絡對于我們來說并不陌生了，隨著我國經濟和科學技術的發展，人們的生活水平也在提高，有線電視網絡的使用量也在逐步攀高。因此，人們對于有線電視網絡的要求也在逐步攀高，有線電視網絡所面臨的壓力也越來越大，面對這一現狀，HFC網絡急需提高和改進，而EPON技術在HFC網絡應用上所發揮的優勢也越來越明顯了。本文主要探討了EPON技術在HFC網絡中的應用，并指出了它存在著的一些優勢所在。

【關鍵詞】EPON技術HFC網絡應用優勢

隨著電視媒體技術和網路技術的發展，有線電視網絡在我們的日常生活中幾乎隨處可見了，單單在我國就有將近一億的固定用戶，可見有線電視網絡的發展勢頭和發展前景的廣闊。也正因為如此，我們才要逐步提高有線網絡電視的技術環境以滿足越來越多的消費者的需要。而針對有線電視網絡來說，目前急需提高的一點就是針對接入網的改造，因此，如何改造接入網技術就成了我們研究的重點。

針對接入網的改造我們也做過眾多的研究，也采取了很多的方式，比如ADSL、Cable modem等各種接入改造技術，但這些技術都存在著自身的一些缺陷，與這些技術相比，EPON技術則比較符合人們的需要，也能夠很好的達到標準的要求，這主要得益于它和HFC的網絡結構極其相似，所以它在HFC上的應用也必將得到推廣。

1EPON技術和HFC網絡

EPON技術是目前最為流行的網絡接入技術之一，它的全稱是Ethernet Passive Optical Network，翻譯過來就是以太無源光網絡，它在網絡接入技術中可以說是起到了革命性的意義，并且在眾多的其他的相關領域也發揮著巨大的作用。它的技術來源主要有兩方面：鏈路層的以太網技術和物理層的無源光網絡技術，他把這兩者的優勢集合在一起從而發展成了新一代的網絡接入技術。EPON的主要組成部分有三個，即光線路終端、光網絡單元和無源光分路器，其中光線路終端是整個組成部分的核心所在，同時也是在HFC網絡中最為關鍵的部分。針對這三部分而運行的EPON的原理基本是一個雙向的過程，也就是說有廣播形式發送出來的信息經過光線路終端和無源光分路器轉送到各個光網絡單元中，而光網絡單元中的信息也可以傳送到光線路終端中，這就是上行和下行的雙向過程。它的基本運行原理如下圖所示:

下面再來看下HFC的技術原理，和EPON相對照來看，HFC的技術原理和EPON有著很大的相似之處，首先它們的下行網絡系統幾乎是完全一樣的，也就是說通過廣播形式發送的信息都是經過光線路終端和無源光分路器等結構的中間過程分散到光網絡單元中；另外兩者的拓撲結構也極為相似，我們都知道目前常見的拓撲結構主要由星形、樹形、總線型和環形等，而EPON技術和HFC的拓撲結構都極為相似，都是基本有星形和樹形兩種，這一點從組成結構上我們也能看出來，光線路終端和光網絡單元本來就是一個一對多的過程組合。

這些優良的基礎也就促成了我們可以把EPON網絡接入技術成功的應用到HFC技術當中，并且也極為便利，根本不需要進行過多的技術網絡改造就可以了。下面我們就來具體看下EPON網絡接入技術是如何在HFC中應用的。

2EPON技術在HFC網絡中的應用

正如我們上文所說的那樣，EPON網絡接入技術和HFC網絡存在著很多的相似之處，也就很好的能夠在HFC網絡中成功的應用EPON技術，就目前的使用狀況來看，EPON網絡接入技術在HFC網絡中的應用主要有兩種形式：光線空分復用、波分復用。這兩種不同的應用方案是目前我們在HFC網絡中成功應用EPON技術最好的方式。

2.1光線空分復用方案

光線空分復用方案主要針對的是星形的拓撲結構的HFC網絡，在這些拓撲結構的光節點中，每一個光節點的芯都必須是有四個芯線組成的，這四條芯線都有著各自的作用，其中兩條一條是作為電視傳播信號的下行網絡傳輸線，一條是作為往回傳送的芯線，這也就是我們上文中提到的上行和下行的網絡結構，其余的兩條芯線則是為了節目信號數據的上下行所預留的，EPON網絡接入技術就是采用這兩芯線通過空分復用的方式來進行網絡結構設置。這種共纜不共纖的網絡設置方式存在著巨大的優勢，首先它沒有對HFC網絡進行大的向改造，原有的HFC網絡保持原樣；其次電視信號和數據信號在這個網絡接入系統中是分開來傳導的，這樣就避免了它們之間的相互干擾，因為我們知道波之間的干擾是很嚴重的，這樣嚴重影響傳輸的質量；最后，這種方式還有效的避免了HFC網絡中資源的浪費，因為它避免了閑置光纜的使用。進入到用戶家庭中的方式主要有三種，具體的連接方式如下圖所示。

2.2波分復用方案

波分復用方案也是目前比較常用的一種網絡接入方案，它的中心思想就是對于有線電視網絡中的光節點進行了進一步的延伸，更進一步的延伸到了最后一級的放大器，甚至是樓，而在樓內則采用原有的同軸電傳輸。其具體的操作過程主要由兩個方面：一個方面是主要在有線電視前添加一個光線路終端，或者添加在有線電視的分前端也可以，當然這里的光線路終端就是我們上面提到的EPON的一部分；另外一部分就是把原有的節點位置的光收發器都撤換掉，轉而換成EPON結構里的光網絡單元。通過這兩種方式EPON網絡接入技術就成功的應用到了HFC網絡當中。而采用的波分復用技術也正式建立在這種結構基礎上的。在有線電視前的光線路終端中所傳輸出來的波我們可以理解為是電視信號和數據信號的合成，其實是采用的波分復用技術來合成的合波信號，而這種合波信號在到達光網絡單元時再采用解波分復用技術把這兩種信號分離開來分別使用，這樣在用戶端就可以實現各種各樣的服務類型了。

3EPON技術在HFC網絡中應用的優勢

EPON網絡接入技術在HFC網絡中的應用存在著巨大的優勢，具體來說主要由以下幾個方面：

（1）從經濟角度講，它可以大大的節約成本。首先因為EPON技術所需要的結構很簡單，僅僅有三部分構成，這三者之間僅僅用電纜連接就可以了，這樣的系統結構不僅不需要專業的人員去維護和大大的減少了設備的開支，因為這樣的設計避免了傳統的中繼器、放大器等一些設備的使用；另外在傳輸中我們僅僅需要一根主光纜就可以傳輸長達20公里的距離，大大減少了光纜的使用量；并且光線路終端和光網絡單元的使用又大大提高了對于用戶的提供量，這樣便可以有效的節約了成本。

（2）帶寬較高，能夠滿足客戶對于網速的要求。在EPON技術結構中上行線路和下行線路均采用的是千兆速率，這種帶寬不僅能夠充分滿足用戶的各種需求，還能夠有效的進行不同的調節，以服務更多的客戶。

（3）EPON技術可以同時傳輸三種不同的信號：TDM、IP數據和視頻信號。這一點就很好理解了，在上一部分我們講到的兩種不同的設計方式都可以同時傳送不同的數據信號，這樣也就提高了傳輸的多樣性，也就從另一方面節省了成本開支，并且提高了服務質量。

結語

綜上所述，EPON技術在HFC網絡中的應用確實存在著巨大的優勢可言，而如何擴大這種優勢就目前的研究來看還遠遠不夠，需要我們進一步的去挖掘、去深究，如何把這種優勢化作我們實際的生產力必將成為我們今后研究的核心所在。

參考文獻

[1]陳雪.無源光網絡技術.北京郵電大學出版社，2006

[2]余兆明，余智.數字電視傳輸與組網.北京:人民郵電出版社，2003

[3]唐明光.有線電視網絡雙向改造的技術選擇.中國有線電視，2007（6）: 526~533

[4]文衛芳. FTTB+LAN和EPON綜合比較與分析.通信產業報. 2006年09月03日