有線電視CMTS和EPON技術方案的比較和選取

【摘 要】本文介紹了CMTS+CM和EPON技術方案的網絡拓撲結構，分析對比了兩種主流技術的優缺點，闡述了采用EPON技術為有線電視雙向網絡改造技術的理由。

【關鍵詞】有線電視；CMTS；EPON

在一定區域內用有線方式為用戶提供多路圖像聲音廣播及數據信號的系統叫有線電視系統。目前，國內有線電視雙向網絡建設的主流技術主要有以下兩種，傳統的CMTS+CM接入方式和新興的EPON技術接入方式。

一、CMTS+CM接入方式

CMTS（Cable Modem Termination System，電纜調制解調器終端系統）+CM（Cable Modem，電纜調制解調器）方案其相關技術標準為J.112和J.122，即DOCSIS1.0、1.1、和2.0，其典型組網方案如圖1所示：在前端或者分前端機房放置局端CMTS設備，用戶端放置CM設備，CMTS和CM通過有線電視HFC雙向網絡實現業務的透明承載。

主要技術參數為：下行40Mbps，采用QAM調制方式，占用一個下行電視頻道；上行帶寬為10Mbps，采用QPSK調制方式占用5MHz～42MHz低頻頻段。隨著DOCSIS3.0的發布，通過采用信道捆綁方式，能將至少4個電視頻道進行捆綁，以獲得更大的帶寬，典型值為160Mbps。

二、EPON+FTTB接入方式

采用EPON技術無需有線電視傳輸網絡進行復雜的雙向改造，只需利用HFC網絡中鋪設的備用光纖，作為EPON的主干光纖，再通過光纖分支器和分支光纖，將EPON頭端設備

OLT（光線路終端）和用戶單元設備ONU（光網絡單元）連接起來，就構成了EPON系統，如圖2所示。

EPON系統的OLT設備可根據網絡傳輸狀況，放置在分前端機房，光信號通過星—樹型光分配網絡到達小區或樓棟光節點。根據光節點覆蓋范圍，可在光節點處放置ONU單元，或者配備光纖分支器，進一步將光纖延伸至樓道后再放置ONU單元，ONU設備可以支持4、8、24個以太網接口，根據覆蓋用戶數量再進行選擇。在最后入戶100米的方案選擇中，可以選擇EPON+LAN（五類線接入）的技術，也可以選擇EPON+EOC（Eth

ernet Over Cable，同軸電纜接入）的技術。對于新建小區或者改造成本較低的老舊小區，可以直接鋪設同軸電纜和五類線捆綁在一起的線纜，采用EPON+LAN的接入方式，對于需要大規模網絡改造和成本較高的老舊小區，適宜采用EPON+EOC的接入方式。

三、CMTS+CM和EPON+FTTB技術方案對比

（1）傳輸帶寬的對比。CMTS下行帶寬為40 Mbps，上行帶寬為10 Mbps，而EPON具有雙向千兆的帶寬，能充分滿足用戶日益增長的帶寬需求。EPON+LAN的接入方式能為每個用戶提供10/100M獨享帶寬，沒有CMTS上行傳輸過程中的噪聲匯聚和多用戶共享帶寬問題。（2）有線電視傳輸網絡雙向改造成本對比。基于EPON技術的雙向網絡改造成本低，改造工程簡單易行。EPON技術基于原有HFC傳輸網絡的星—樹型結構，通過改造其光分路設備，采用單纖雙向傳輸模式，改造施工相對容易，人工成本顯著降低。基于CMTS技術的雙向網絡改造需要配備大量的上行光發射機和光接收機，還要對分配網的射頻放大器進行雙向改造，另外回傳鏈路的施工、調試技術性很強。如果以改造一個10萬戶的城區網絡對比CMTS和EPON技術方案的設備成本的話，采用EPON方案，以每50戶一個ONU、每32個ONU一個PON口進行覆蓋，大概需要66個PON口；采用CMTS方案，以每400戶一個光節點，每4個光節點一個頭端計算，需要約63個頭端。在設備價格方面來看，EPON的PON口1萬/個，集成交換ONU 3000元/個，EOC為200元/線；CMTS頭端價格10萬/臺，CM 400元/個計算，可作出總投資與用戶接入率的關系曲線，如圖3所示。從圖3可以看出，在較低接入率的情況下，EPON+LAN技術方案要比同等接入率情況下的CMTS方案節省50%～70%的成本；而

EPON技術方案在用戶100%入戶，100%上線的情況下也能保證用戶1 Mbps的雙向帶寬，此時CMTS只能為用戶提供

80 KB的帶寬。

（3）網絡運行維護成本對比。CMTS+CM技術系統層級復雜，上行從CM頭端開始，跨越了同軸電纜分配網、同軸電纜干線網、光鏈路，鏈路層中連接設備多是有源設備，且數量多，因此故障發生率相對較高，故障排除也需要技術人員有著豐富的技術知識和實際工作經驗，這些都增加了網絡運行維護成本。

EPON技術方案層級簡單，OLT-ONU或者ONU-OLT的傳輸過程中，只有無源光網絡，基本實現了端到端的網絡接入，網絡維護更加簡單、輕松。EPON可以實現帶寬的動態分配，使帶寬的分配使用更趨合理、有效和公平；EPON擁有豐富的OAM管理特性，可以集中管理所有的遠端ONU，并通過各種性能告警和故障定位機制，迅速判定故障類型和故障點，提高了運行維護效率。（4）帶寬擴展方面對比。EPON技術方案只需減少每個PON口的分支數即可增加用戶的帶寬，從而為業務升級提供空間，如圖4所示。

以一個PON接口1萬元計算，每用戶增加1 M帶寬平均需要10元，而相對于CMTS技術方案來說，每增加1 M帶寬需要增加一臺CMTS的40M帶寬來提供，其40 M帶寬價格為10萬元，平均增加1 M帶寬需要2500元。因此EPON技術方案在系統的擴容方面優勢巨大。

綜上所述，在有線電視HFC雙向網絡改造中，雖然CMTS技術也有它本身的特點，但在很多方面EPON技術都要比CMTS技術出色，EPON是有線電視雙向網絡改造的重要技術手段。