EPON技術(shù)互動(dòng)式數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用探討

文丨喻品利 鄭祖輝

EPON技術(shù)互動(dòng)式數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用探討

文丨喻品利 鄭祖輝

目前，廣電網(wǎng)絡(luò)正面臨著數(shù)字電視的變革，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)促進(jìn)了業(yè)務(wù)的變化和廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，同時(shí)也帶來(lái)了新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)和發(fā)展可能，使廣電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，用EPON技術(shù)構(gòu)建雙向網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)光纖到戶，大大加快全民的信息化進(jìn)程。筆者簡(jiǎn)述EPON的概念及歷史，并從基礎(chǔ)理論與規(guī)范完善、EPON的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)及其器件的研發(fā)等方面探討了EPON關(guān)鍵技術(shù)，最后結(jié)合工作實(shí)踐提出了EPON技術(shù)在有線電視中的應(yīng)用典范。

數(shù)字電視； EPON； 頻道切換； 雙向改造

1 EPON的概念

EPON（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無(wú)源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層上采用PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：低成本、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)，靈活快速的服務(wù)重組，與現(xiàn)有以太網(wǎng)兼容，方便的管理等，基于EPON的眾多優(yōu)點(diǎn)，它正成為目前寬帶接入網(wǎng)一種有效的通信方式。PON技術(shù)研究起源于1995年，當(dāng)年FSAN聯(lián)盟成立，目的是要共同定義一個(gè)通用的PON標(biāo)準(zhǔn)。1998年10月，ITU－T以155Mbit／sATM技術(shù)為基礎(chǔ)，發(fā)布了G。983系列APON（ATMPON）標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)各電信設(shè)備制造商也研發(fā)出了APON產(chǎn)品，但由于價(jià)格較高，又受到ATM推廣受阻的影響，所以APON在我國(guó)幾乎沒(méi)有什么應(yīng)用。

為更好地適應(yīng)迅速增長(zhǎng)的IP業(yè)務(wù)，并考慮到基于ATM的PON復(fù)雜性和實(shí)用性問(wèn)題，EFMA（EthernetintheFirstMileAlliance，第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟）于2000年底提出了基于以太網(wǎng)的PON—Ethernet－PON（EPON）的概念，在二層用以太網(wǎng)取代ATM，傳輸速率達(dá)1Gbps，鏈路層基于簡(jiǎn)單的Ethernet封裝；IEEE于2001年成立第一英里以太網(wǎng)（EFM）小組，開(kāi)始正式研究包括1.25Gbit／s的EPON在內(nèi)的EFM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，EPON標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ah已于2004年6月正式頒布。目前由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的確立以及EPON芯片技術(shù)的發(fā)展，EPON的產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)外均有符合標(biāo)準(zhǔn)的成熟商用產(chǎn)品問(wèn)世，部分網(wǎng)絡(luò)公司在進(jìn)行有線電視網(wǎng)絡(luò)改造時(shí)已經(jīng)把它作為改造的方案之一考慮，如杭州、北京、武漢、綿陽(yáng)等許多城市已經(jīng)開(kāi)始大量使用EPON系統(tǒng)。

2 EPON的主要組成

EPON主要分成三部分，即光線路終端（OLT：OpticalLineTermination）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU／ONT：OpticalNetworkUnit／OpticalNetworkTermination）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN：OpticalDistributionNetwork）組成。其中OLT位于局端，一般是在局端機(jī)房，ONU位于用戶端，可以是路邊（FTTC）、住宅樓（FTTB），或者是用戶家中（FTTH）。光分配網(wǎng)絡(luò)包括光分路器（Splitter）和光纖，光分路器是無(wú)源光纖分支器，是一個(gè)連接光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元的無(wú)源設(shè)備。在數(shù)據(jù)下行方向采用802.3幀廣播技術(shù)，上行方向執(zhí)行時(shí)分復(fù)用（TDMA）方式。

3 EPON在有線電視中的應(yīng)用

EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與有線電視光傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相類似，均采用無(wú)源分路的星型結(jié)構(gòu)，在光鏈路預(yù)算方面也比較相近，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的相似使得通過(guò)EPON傳輸有線電視信號(hào)成為可能，基本上只在原來(lái)的光纖網(wǎng)絡(luò)上做簡(jiǎn)單的配置，就可以在較短時(shí)間內(nèi)完成網(wǎng)絡(luò)的疊加，以下探討EPON系統(tǒng)在有線電視中的應(yīng)用。

3.1 傳輸寬帶信號(hào)以及開(kāi)展數(shù)字電視點(diǎn)播業(yè)務(wù)

EPON將Ethernet技術(shù)與PON技術(shù)結(jié)合，其目標(biāo)是用最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的吉比特以太網(wǎng)光纖接入系統(tǒng)，其特點(diǎn)是消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運(yùn)行成本；可以大量采用以太網(wǎng)技術(shù)成熟的芯片，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，相對(duì)成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)。EPON屬于IEEE以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范圍，因此可以承載寬帶IP業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)以及基于IP交換的數(shù)字電視視頻IP點(diǎn)播業(yè)務(wù)，如在雙波長(zhǎng)EPON系統(tǒng)中，下行使用1550nm或1490nm、上行使用1310nm來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)。

3.2 整合有線電視信號(hào)傳輸

EPON是近年來(lái)發(fā)展較快的接入技術(shù)，最初的EPON用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)寬帶信號(hào)，在杭州城區(qū)有線電視網(wǎng)絡(luò)改造與升級(jí)時(shí)，部分地區(qū)采用了EPON技術(shù)，它提供了一種符合更多用戶寬帶接入要求及能提供更高帶寬的寬帶接入方式，當(dāng)然可以考慮在使用EPON系統(tǒng)傳輸寬帶信號(hào)的同時(shí)傳輸有線電視圖像信號(hào)，這為有線電視網(wǎng)的雙向化改造提供了可靠并符合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的一種思路。對(duì)于光纖接入網(wǎng)來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一也是重要發(fā)展方向之一，就目前來(lái)看，有線電視圖像業(yè)務(wù)傳輸需占用的巨大帶寬和較高的QoS要求，不是現(xiàn)有數(shù)字光纖接入技術(shù)能輕易解決的，所以基于模擬技術(shù)的有線電視光纖傳輸設(shè)備和用于寬帶數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸?shù)臄?shù)字光纖通信設(shè)備難以在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的徹底融合，但是依托EPON系統(tǒng)，借助于波分復(fù)用（WDM）技術(shù)以及最新芯片技術(shù)，有線電視圖像完全能夠在EPON系統(tǒng)中傳輸，甚至已經(jīng)有商用的產(chǎn)品出臺(tái)，隨著EPON技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，到了GEPON系統(tǒng)，傳輸視頻圖像信號(hào)將成為必備的功能。

3.3 作為回傳通道：HFC光點(diǎn)網(wǎng)管的回傳通道

EPON系統(tǒng)從本質(zhì)上說(shuō)是一種接入網(wǎng)，它給用戶提供了一種寬帶接入的選擇，即構(gòu)建了從骨干機(jī)房至用戶端的雙向通道，因此通過(guò)EPON系統(tǒng)可以提供HFC設(shè)備的網(wǎng)管信息的回傳通道，進(jìn)而在HFC網(wǎng)管中可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)HFC光站的管理，即直接通過(guò)接入ONU下的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)光機(jī)的管理，但需要EPON設(shè)備廠家的積極配合及對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置（進(jìn)行OLT透?jìng)髟O(shè)置、ONU端口參數(shù)設(shè)置以及上層交換機(jī)的路由及VLAN設(shè)置）。

4 結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，各地雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以開(kāi)展寬帶和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，從接入層面考慮，傳統(tǒng)的方法是將CATV信號(hào)和寬帶數(shù)字傳輸設(shè)備采用各自的光纖線路分別接入，EPON是光纖寬帶接入目前最經(jīng)濟(jì)的一種方式，它是在HFC基礎(chǔ)上以EPON技術(shù)為核心開(kāi)展多業(yè)務(wù)的，三波長(zhǎng)1310／1490／1550nm單纖接入網(wǎng)方案能有效地滿足未來(lái)的需求，當(dāng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)采用EPON系統(tǒng)作為新型接入方式時(shí)，可以給用戶提供更多雙向全業(yè)務(wù)服務(wù)，是利用CATV傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)、PSTN、數(shù)據(jù)網(wǎng)三網(wǎng)合一較好的解決方案，EPON系統(tǒng)在有線電視網(wǎng)絡(luò)改造中逐漸推廣正說(shuō)明了EPON的無(wú)限潛力，EPON系統(tǒng)必將在有線電視網(wǎng)絡(luò)改造中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在“三網(wǎng)融合”的大趨勢(shì)下，單純的廣播傳送功能已不能滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，而建設(shè)具有互動(dòng)性的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)是非常必要的，在原有HFC網(wǎng)絡(luò)中采用EPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)式數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)，不僅可以保護(hù)原有投資，而且由于不用太大的改變?cè)蠬FC網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，具有節(jié)省資源、維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高、給用戶提供各種各樣的增值服務(wù)的優(yōu)勢(shì)，從而使數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)成為最具有競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊發(fā)展前景的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。

[1]馬漢良. 數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換. 中國(guó)廣播電視出版社，2005（9）.

[2]王達(dá). 網(wǎng)絡(luò)工程師必讀—接入網(wǎng)與交換網(wǎng). 電子工業(yè)出版社，2006（9）.

[3]郭世滿，馬蘊(yùn)穎，郭蘇寧. 寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用. 北京郵電大學(xué)出版社，2006（3）.

（江西省廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸有限公司萍鄉(xiāng)市分公司，江西萍鄉(xiāng) 337000）