鎮域廣電接入網雙向網改造技術與實踐

摘 要：本文闡述了EPON技術在有線電視雙向網絡改造過程中的技術優勢、特點、基本結構、基本原理和實際應用，說明了EPON+EoC新的接入網技術方案為永嘉甌北鎮廣電網改造提供了一種實現雙向傳輸的良好方法。

關鍵詞：EPON；EoC；雙向改造

中圖分類號：TN943.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-02

數字電視（DTV）的發展，對廣電系統來講是一個前所未有的發展機遇。只有開展新業務、提供新服務，才能使整體轉換取得真正意義上的成功。有線運營商要實現真正意義上的新業務運營，必須在基礎網絡上具備兩個條件，一是實現網絡雙向化，另一個則是擁有一套業務運營支撐系統，即BOSS系統，而網絡雙向化是其重要前提。目前，有線電視雙向改造主要有三種方案：（1）是采用CMTS方案；（2）是采用五類線直接入戶方案（EPON+LAN方案）；（3）是采用同軸線纜入戶方案（EPON+EoC方案）。

CMTS方案在原有的HFC線路上傳輸上/下行數據，需要對原有的HFC線路進行改造。主要牽涉到放大器、光節點、分前端的設備更換及增加，部分需要更換電纜、接頭等無源設備。對于未進行HFC網絡改造的情況下，改造環節多、成本較高。從全球范圍看，只有很少幾家設備供應商，是逐漸邊緣化的技術。這些問題導致了CMTS技術在雙向網改造中競爭力不及EPON。從目前的情況來看，在小區光節點以上部分充分利用原有光纖資源，采用EPON技術來組建最后1公里接入網絡基本上是主流的選擇方案。

一、EPON系統特點及優勢

（1）系統能提供高帶寬。EPON向用戶提供的帶寬是目前PON系統中最高的，在本地的IP下行速率可以達到1Gbps，最多達64個ONU的上行速率可以超過800Mbps；（2）協議轉換成本低。EPON采用以太網的傳輸格式同時也是用戶局域網/駐地網的主流技術，二者具有天然的融合性，消除了復雜的傳輸協議轉換帶來的成本因素；（3）系統成本低，建設周期短。相對非PON系統而言，采用PON結構節省了大量光纖和有源關器件的投入及運營成本。由于大多HFC接入網都采用星型網結構，該結構與EPON十分相似；（4）安全性高。EPON下行采用針對不同用戶加密廣播傳輸的方式共享帶寬，上行利用時分多址接入共享帶寬。支持VLAN、VPN、IPSec和通道技術等，提供安全的網絡接入；（5）EPON可以平滑地過渡到FTTH；（6）EPON系統中的ONU可以是多用戶型、也可以是單用戶型。單用戶型的情況就是光纖到用戶（FTTH）。

二、EPON技術原理

（一）網絡結構分析

（1）局端（OLT）與用戶（ONU）之間僅有光纖、光分路器等無源光器件，無需機房、無需配備電源、無需有源設備維護人員；（2）采用單纖波分復用技術（下行1490nm，上行1310nm，或下行1550nm，上行1490nm），僅需一根主干光纖和一個OLT，傳輸距離可達20公里。在用戶側通過光分路器分送給最多32個ONU，因此可大大降低OLT和主干光纖的成本壓力；（3）上下行均為千兆速率，下行采用針對不同用戶加密廣播傳輸的方式共享帶寬，上行利用時分多址接入（TDMA）共享帶寬。高速寬帶，充分滿足接入網客戶的帶寬需求，并可方便靈活的根據用戶需求的變化動態分配帶寬；（4）點對多點的結構，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；（5）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IEEE 802.3以太網的格式進行傳輸，輔以電信級的網管系統，足以保證傳輸質量。通過擴展第三個波長（通常為1550nm）即可實現視頻業務廣播傳輸。

（二）傳輸原理

（1）傳輸方式。系統采用單光纖3個波長來傳輸全業務，EPON中OLT兩個上/下行波（1310/1490nm）通過波分復用，用于傳輸數據、語音和IP交換的數字視頻（IP-SDV），第三個波長（1550nm）用于下行CATV射頻的傳輸。采用這種設計，PON可以覆蓋20km以內16個以上的光節點。電視信號通過HFC網絡廣播來實現，IP、話音、視頻點播等雙向業務通過EPON來運行；（2）EPON下行方向。多種業務信號通過骨干網傳輸到中心局（前端），然后被OLT變換為光信號，為用戶服務采用的是廣播方式，經PON分配到ONU單元。由ONU的光/電轉換及相應處理后，每個ONU根據每個數據包的地址信息，接收屬于自己的數據包。每個ONU根據以太幀所帶有的MAC地址相關信息，確定該以太幀是被接收或被遺棄；（3）EPON上行方向。上行采用時分多址接入（TDMA），系統在進行測距和時延補償后，OLT根據一定的原則將不同的時隙分配給各個ONU，每個ONU的上行信號再進入光分配器的共用光纖，正好占據分配給它的一個指定時隙，以避免不同ONU上傳的數據發生相互碰撞干擾。

三、EOC技術的特點和優勢

EoC是在同軸電纜上傳輸以太網數據的技術統稱。EOC可以充分利用現有HFC同軸電纜網和分支分配器資源，不需重新布線，能夠有效節省建網成本，入戶施工難度小工作量少，降低了施工難度。改造成本低改造速度快，終端設備成本較低降低用戶投資，可以有效地減少雙向網改資金投入，減少部分資金壓力，同時該技術方案不受同軸網絡上的噪聲對系統傳輸質量的影響，是最后100米接入的理想選擇。

根據早期區分習慣，EoC技術分為無源EoC和有源EoC。無源EoC直接把以太網的基帶信號通過無源器件耦合到同軸電纜中傳輸。該方案要求：局端數據信號必須到樓道，從樓道到用戶端CABLE網絡必須為星型，EoC經過的CABLE網絡不能有分支分配器。由于采用簡單的信號耦合，無源EoC抗干擾能力差、對阻抗匹配要求高，CABLE線懸空會導致網絡自環不可用等問題，實際使用中適應性比較差。有源EoC技術，現在業界方案多種多樣，規模、成熟度不一，大多是基于調制技術。

四、永嘉甌北鎮廣電雙向網改造方案

通過比較可以看出有線網雙向化改造中EPON+EoC方案相比CMTS和EPON+LAN方案具有非常明顯的成本優勢，改造簡單施工較快，業務開展迅速，符合有線網雙向改造所要求的低成本、高帶寬、可升級、保護現有投資等。從目前趨勢看EPON+EOC將是今后有線運營商適應三網融合需求的最佳網絡改造技術選擇方案，也是我們甌北鎮廣電的主選方案，可承載數據傳輸、視頻點播、VoIP等業務，可以完全滿足當前廣電對接入網雙向改造的要求。

該方案中，在前端機房部署EPON OLT，在小區光節點或樓道單元內部署EPON ONU，前端和光節點之間通過光纜進行雙向數據的傳送，光分路器POS和光纜共同組成無源光分配網ODN，EPON連接見圖1。

圖1 EPON連接圖

五、EPON+EOC技術方案的實際應用

永嘉甌北鎮從2009年開始，在甌北山茶花小區啟動有線電視雙向網絡改造試點，采用EPON+EOC方式，隨后在全站范圍大規模鋪開網改，到2013年底基本完成網改任務，合計網改用戶約30000戶左右，總共計1690個光節點，其中1200多個已部署了ONU和EOC頭端設備，到目前發展約3000多個高清互動電視用戶和一百多個寬帶用戶，在一些高檔小區，部分光節點下互動寬帶用戶達20多到30來個，通過近幾年的運營發現，雙向網絡運行總體上穩定可靠，取得了不錯的效果。

六、結束語

通過以上的闡述，EPON+EOC作為一種新興的寬帶接入網技術，非常適合有線電視網絡的技術改造，該方案比傳統的HFC網絡+CableModem改造方式更具成本和業務方面的優勢，比EPON+LAN又具有實施便利方面的巨大優勢。利用EPON技術解決分前端機房到小區樓道光節點的光纖雙向接入問題，而EOC技術解決光節點到用戶家中的入戶接入問題，EPON+EOC可謂珠聯璧合，相得益彰。

參考文獻：

[1]竇瑩.廣電接入網雙向改造的實踐與思考[J].中國有線電視，2012.

[作者簡介]黃忠潔（1974.01-），男，浙江永嘉人，本科，廣播電視助理工程師，研究方向：廣播電視技術。