EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及問題探討

吳志讓

（作者單位：河北廣電信息網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)股份有限公司廊坊分公司）

進(jìn)入新時(shí)期后，我國三網(wǎng)融合進(jìn)程不斷加快，電信、廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在業(yè)務(wù)方面也存在嚴(yán)重的趨同性問題，對廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營發(fā)展造成了不利影響。針對這種情況，就需要積極應(yīng)用先進(jìn)的EPON技術(shù)，科學(xué)升級與改造廣電HFC雙向網(wǎng)絡(luò)，將其寬帶資源充分利用起來，推動(dòng)有線電視網(wǎng)絡(luò)整體發(fā)展。

1 EPON技術(shù)概述

具體來講，EPON技術(shù)是以太網(wǎng)支持下的PON技術(shù)，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。一般情況下，光線路終端、光配線網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)單元是EPON技術(shù)的主要組成，其中，EPON技術(shù)的核心為光線路終端，其具有豐富的功能，能夠有效注冊管理光網(wǎng)絡(luò)單元、轉(zhuǎn)換協(xié)議、全網(wǎng)同步等等[1]。光網(wǎng)絡(luò)單元?jiǎng)t屬于用戶側(cè)設(shè)備范疇，能夠與光線路終端實(shí)施通信，將差異化的應(yīng)用端口提供給不同的終端用戶。光配線網(wǎng)絡(luò)的主要功能則是連接光線路終端與光網(wǎng)絡(luò)單元，用以傳輸各項(xiàng)信息和數(shù)據(jù)，包括光纜、接頭等組成部分。

研究發(fā)現(xiàn)，EPON技術(shù)將波分復(fù)用技術(shù)運(yùn)用過來。理論上來講，單根光纖的帶寬可以達(dá)到1.25 Gbps左右，但在諸多因素的影響下，大概有1 Gbps左右的帶寬。在下行線路中，將廣播方式運(yùn)用過來，單播復(fù)制以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，然后向光網(wǎng)絡(luò)單元傳輸，光網(wǎng)絡(luò)單元通過對以太網(wǎng)中的邏輯鏈路標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，即可有效接收數(shù)據(jù)幀。在上行線路中，則是將TDMA技術(shù)運(yùn)用過來，結(jié)合業(yè)務(wù)優(yōu)先級差異，光線路終端將帶寬、時(shí)間片等分配給光網(wǎng)絡(luò)單元。

EPON技術(shù)具有一系列的優(yōu)勢，其擁有千兆左右的上行速率和下行速率，上下行傳輸分別應(yīng)用時(shí)分復(fù)用技術(shù)和廣播形式，可以更靈活地分配用戶帶寬，可以促使帶寬共享需求得到滿足。同時(shí)，EPON技術(shù)的全業(yè)務(wù)支撐能力較強(qiáng)，能夠有效連接所有類型、所有速率業(yè)務(wù)，可以結(jié)合實(shí)際情況，靈活適配、升級帶寬業(yè)務(wù)。此外，在傳輸方式方面，EPON技術(shù)將單光纖、單OLT應(yīng)用過來，可以擁有20 km左右的傳輸距離。且將光分路器運(yùn)用過來，可以對32個(gè)左右的終端用戶進(jìn)行連接，較大程度降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

2 EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

實(shí)踐研究表明，在有線電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用EPON技術(shù)，需要結(jié)合有線電視網(wǎng)線傳輸網(wǎng)的支持，構(gòu)建EPON網(wǎng)絡(luò)，以便實(shí)現(xiàn)雙向傳輸目標(biāo)。

2.1 EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用模式

一般情況下，可以采取兩種方式來將EPON網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建于有線電視網(wǎng)絡(luò)中。首先為單纖三波模式，其主要是將三種波長信號搭載于一根光纖中。其中，EPON網(wǎng)絡(luò)上行、下行、有線電視網(wǎng)絡(luò)分別采用一種光波。在本模式的構(gòu)建實(shí)踐中，需要將波分復(fù)用器添加于分前端，以便有效復(fù)用合成有線電視光信號與EPON光信號。同時(shí)，將波分復(fù)用器添加于光節(jié)點(diǎn)上，有效分離EPON光信號與有線電視光信號，而光纖、光分路器方面則共同使用，這樣即可完善構(gòu)建EPON網(wǎng)絡(luò)。其次為雙纖三波模式，其利用兩根光纖來分別傳輸EPON數(shù)據(jù)信號和有線電視射頻信號。目前，廣泛應(yīng)用雙纖三波模式，因?yàn)楸灸Ｊ较虏恍枰獙⒂性丛O(shè)備設(shè)置于光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元之間，可靠性較高，擴(kuò)容起來比較簡單。

2.2 EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)，目前一般采取兩種方案在有線電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用EPON技術(shù)。

首先為EPON+EOC方案。具體方案是將EPON網(wǎng)絡(luò)添加于有線電視光纖網(wǎng)中，以便實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)雙向傳輸目標(biāo)。將EOC技術(shù)運(yùn)用于有線電視電纜網(wǎng)中，雙向傳輸需求即可滿足。具體應(yīng)用方案如圖1所示。

圖1 EPON+EOC方案

EPON網(wǎng)絡(luò)為圖片中的陰影部分，有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)、EOC網(wǎng)絡(luò)分別位于上面和右邊。一般來講，分中心機(jī)房設(shè)置OLT設(shè)備，每個(gè)PON口可以接入32個(gè)以內(nèi)的ONU。將二級分光運(yùn)用過來，分別在分前端機(jī)房、小區(qū)光交箱內(nèi)設(shè)置兩級光分器。對光分器的功率嚴(yán)格控制。對于一些農(nóng)村地區(qū)，EPON系統(tǒng)光功率預(yù)算及接入距離要求都滿足的前提下，可以將不等分光分路器運(yùn)用過來，科學(xué)分配不同線路的光功率。在相關(guān)指導(dǎo)文件下，建議每個(gè)光節(jié)點(diǎn)可以對100個(gè)左右有線電視用戶進(jìn)行覆蓋。在具體實(shí)踐中，要將用戶上網(wǎng)帶寬、在線并發(fā)率等因素納入考慮范圍，對服務(wù)小區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)光節(jié)點(diǎn)、ONU設(shè)備數(shù)量等合理確定。通常來講，在同一個(gè)終端箱內(nèi)放置ONU設(shè)備、放大器、服務(wù)小區(qū)光接收機(jī)等，對EOC局端科學(xué)配置，借助于EOC局端功能的發(fā)揮，向電纜網(wǎng)中有效接入有線電視射頻信號和數(shù)據(jù)信號，促使網(wǎng)絡(luò)雙向功能得到切實(shí)實(shí)現(xiàn)。

圖2 FTTH方案

其次為FTTH方案。本方案主要是讓EPON光纖和有線電視光纖共同入戶，具體方案如圖2所示。

一般情況下，可以從兩個(gè)部分劃分FTTH方案。一是EPON數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在分中心機(jī)房設(shè)置機(jī)柜式的OLT設(shè)備，將64個(gè)ONU下掛于每一個(gè)PON口，這樣即可對64戶用戶有效覆蓋。在小區(qū)交接箱和樓棟分纖箱內(nèi)分別放置不同功率的分路器。如果帶寬接入率、互動(dòng)電視接入率、在線率等符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且將百兆ONU運(yùn)用于用戶端，那么每戶接入帶寬的100 M目標(biāo)即可順利實(shí)現(xiàn)。二是電視射頻網(wǎng)絡(luò)。將1 550 nm的光發(fā)射機(jī)設(shè)置于機(jī)房，進(jìn)行分光處理后，對光放大器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)光放大器的輸出端口可以對128個(gè)用戶有效覆蓋。將兩級分光運(yùn)用過來，分別在小區(qū)交接箱和樓棟分纖箱中放置不同功率的分路器[2]。

3 EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的注意問題

3.1 EPON傳輸距離

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，ONU的發(fā)現(xiàn)窗口是EPON協(xié)議的重要內(nèi)容，為促使新上電的ONU上線需求得到滿足，經(jīng)過一段時(shí)間后，OLT就會(huì)將一定的時(shí)隙分配過來。在時(shí)隙分配過程中，需要將光纖的傳輸時(shí)延納入考慮范圍，但不能確定未上線的ONU傳輸距離，過大設(shè)置ONU發(fā)現(xiàn)窗口，就會(huì)對EPON的傳輸帶寬進(jìn)行大量占用。因此，綜合考慮這些方面的因素，在EPON協(xié)議中，將20 km作為ONU的差分距離。因?yàn)榻柚饫w這個(gè)載體進(jìn)行光傳輸，就會(huì)有損耗出現(xiàn)，進(jìn)而制約到光信號的傳輸距離。由此可以得知，一般情況下，要將EPON的傳輸距離控制在20 km以內(nèi)。

3.2 EPON光鏈路損耗

因?yàn)镋PON應(yīng)用了雙向傳輸模式，那么就會(huì)有兩方面的損耗出現(xiàn)，分別產(chǎn)生于上行光鏈路和下行光鏈路中。其中，光纖衰減、活動(dòng)連接器衰減、光分器衰減等都是上下行光鏈路損耗的主要組成，上下行光鏈路損耗只是具有不同的光纖衰減，其他方面基本相同。在應(yīng)用實(shí)踐中，要充分重視EPON光鏈路損耗，科學(xué)計(jì)算。同時(shí)，接收光功率、設(shè)備發(fā)送性能等因素也會(huì)影響到上下行鏈路損耗。因此，在EPIN技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐中，就需要全面認(rèn)真分析所用設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)，科學(xué)計(jì)算與明確上下行鏈路損耗允許值，合理規(guī)劃，嚴(yán)格控制鏈路損耗，保證與允許標(biāo)準(zhǔn)相符，以便更好地實(shí)現(xiàn)EPON的雙向通信功能。

4 結(jié)語

綜上所述，相較于其他傳輸技術(shù)，EPON技術(shù)具有一系列優(yōu)勢，將其運(yùn)用于有線電視網(wǎng)絡(luò)中，可以有效推動(dòng)我國有線電視發(fā)展。在具體應(yīng)用實(shí)踐中，需要結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇應(yīng)用方案，認(rèn)真分析原有網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合實(shí)際需求，嚴(yán)格控制方案的合理性。同時(shí)，在應(yīng)用EPON技術(shù)的過程中，還需要充分考慮傳輸距離、光鏈路損耗等內(nèi)容，以便提升應(yīng)用效果，充分發(fā)揮EPON技術(shù)的功能和優(yōu)勢。