EPON+EOC技術(shù)在招遠廣電有線電視網(wǎng)絡雙向改造中的應用

招遠市廣播電視臺 滕愛偉

1.引言

隨著國家加快推進三網(wǎng)融合，促使廣電對現(xiàn)有的網(wǎng)絡加快了雙向改造進程。當前對于廣電HFC網(wǎng)絡改造方案有CMTS+CM、EPON+LAN、EPON+EOC甚至純PON的FTTH等。

與CMTS、EPON+LAN相比，EPON+EOC無論從技術(shù)方面還是建設成本方面都具有一定的優(yōu)勢，并且和廣電現(xiàn)有的大部分網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)相似，特別是有源EOC有效地解決了HFC網(wǎng)絡最后100m的雙向?qū)拵Ы尤雴栴}，利用原有同軸電纜傳輸數(shù)據(jù)信號，對網(wǎng)絡改造量小、初期投入少，方便快速實施。

招遠廣電網(wǎng)絡目前已實現(xiàn)光纖鋪設到小區(qū)甚至到樓，且樓內(nèi)已經(jīng)鋪設同軸電纜，同時根據(jù)廣電業(yè)務和網(wǎng)絡運營模式的發(fā)展，現(xiàn)有網(wǎng)絡的承載和接入能力已經(jīng)不能滿足當前需求，需要同時提供互動數(shù)字電視和寬帶上網(wǎng)業(yè)務。城區(qū)網(wǎng)絡經(jīng)過EPON+EOC技術(shù)雙向改造后，能夠為用戶提供高速Internet接入、局域網(wǎng)互聯(lián)等數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(xiàn)高速業(yè)務和中低速業(yè)務等服務功能。

2.EPON技術(shù)介紹

EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，采用點到多點（P2MP）結(jié)構(gòu)，單纖雙向傳輸，將PON技術(shù)和以太網(wǎng)相結(jié)合。EPON系統(tǒng)由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡單元（ONU）、無源分光器（POS）以及光纜和無源光配線設備等構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1中，SNI是指業(yè)務節(jié)點接口，主要包括CATV、Internet、NGN（Next Generation Network）PSTN(P ublic Switched Telephome Network)等業(yè)務接口。

EPON技術(shù)綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點：成本低、帶寬高、擴展性強、服務重組靈活快速、與原有以太網(wǎng)具有較強兼容性、管理方便等等。

以EPON為代表的雙向改造技術(shù)主要包括：

(1)EPON+LAN

OLT利用分前端光纖到遠端機房，光分路器分光接入各個樓道ONU，ONU采用LAN入戶，承載數(shù)字電視點播信令回傳和寬帶上網(wǎng)等多種業(yè)務，下行的模擬和數(shù)字電視信號通過原有的光纖和HFC線路下行，最終雙線入戶，解決廣電數(shù)字網(wǎng)絡問題，如圖2所示。

該方案的優(yōu)點：網(wǎng)絡升級改造方便、網(wǎng)絡接入帶寬較高、可擴充性好、不占用同軸電纜的頻率資源、主干線傳輸鏈路沒有有源設備等。

該方案的缺點：由于用在有線電視網(wǎng)絡，不能利用HFC現(xiàn)有的電纜網(wǎng)部分入戶，因此該方案的實質(zhì)就是另建一張獨立的寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)，這無疑會使維護和運營成本大大提高，且施工和維護難度都較高。

(2)EPON+EOC

OLT利用分前端光纖到遠端機房，光分路器分光接入各個ONU，然后以EOC方式下行。EOC局端部署在小區(qū)樓道，將CATV信號和數(shù)據(jù)信號進行合成，通過原有HFC網(wǎng)絡傳送到用戶側(cè)，最終通過用戶側(cè)的EOC終端分離出CATV信號和數(shù)據(jù)信號，用戶數(shù)字電視點播信號通過EOC方式上行。EOC充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡的同軸電纜、分支分配器資源。架構(gòu)如圖3所示。

該方案的優(yōu)點：在雙向改造初期能夠有節(jié)省建網(wǎng)成本，終端設備成本較低，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)適應性強等。

圖1 EPON系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 EPON+LAN

圖3 EPON+EOC圖4 有源EOC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖5 招遠廣電EPON+EOC雙向網(wǎng)絡架構(gòu)

該方案的缺點：每戶家庭至少需要一個有源EOC終端設備，剛開始使用的用戶都會覺得不便，且目前業(yè)界EOC技術(shù)方案多種多樣，標準與成熟度參差不齊。

3.EOC技術(shù)介紹

EOC主要分為基帶傳輸、調(diào)制傳輸、2.4G擴展應用3類，同時又可具體細分出很多標準、非標準的技術(shù)，國內(nèi)目前主要有基帶EOC、MoCA、同軸Wi-Fi、HomePlugAV/BPL等技術(shù)。

基帶EOC一般為無源設備，適用于集中分配的小區(qū)，一般情況下數(shù)據(jù)信號必須到樓道，因此基帶EOC技術(shù)無法適用于網(wǎng)絡中的普遍存在的樹型網(wǎng)絡。

調(diào)制EOC系統(tǒng)能克服基帶EOC的缺點，優(yōu)點是是傳輸距離遠，能跨越放大器、分支分配器，較高帶寬，支持QoS，支持集中網(wǎng)管等。

一個典型的有源EOC系統(tǒng)由同軸線路終端（CLT）、同軸網(wǎng)絡終端(CNU)和分支分配器組成。如圖4所示。CLT類似于一個集中器，放置于小區(qū)光節(jié)點或樓道內(nèi)，CNU放置于用戶家中，兩者由分支分配器組成的樹形或星形網(wǎng)絡連接。CLT除了提供網(wǎng)絡集中和接入的功能外，還采用了VLAN/QQS技術(shù)，能對用戶的數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(yè)務進行精細化管理，可以針對用戶的不同業(yè)務要求進行帶寬分配和管理分配。所有CNU的上行數(shù)據(jù)都傳遞給CLT，CNU之間不能相互通訊，各個用戶之間隔離，可以避免相互影響。

有源EOC調(diào)制，物理層速率可以達到200Mbps，數(shù)據(jù)帶寬可以達到100Mbps，而且采用的QoS機制和TMDA上行機制可以保證在用戶不斷增加的情況下實現(xiàn)負載的均衡，從而有效保證帶寬，支持點播和上網(wǎng)業(yè)務。

每個CNU設備只能和CLT設備通訊，終端設備之間無法通信，有效保證了各個用戶之間的隔離。同時設備還支持VLAN，可以根據(jù)用戶、業(yè)務等劃分VLAN，進一步隔離各個用戶的相互影響，防止黑客攻擊、故障異常等影響用戶正常使用。

4.招遠城區(qū)雙向網(wǎng)絡改造

招遠有線電視網(wǎng)始建1991年，目前，城區(qū)有線電視網(wǎng)絡由環(huán)-星相結(jié)合的兩級光纖網(wǎng)及有源和無源電纜網(wǎng)絡組成。城區(qū)按照星形拓撲結(jié)構(gòu)布放了180多個光節(jié)點，每個光節(jié)點覆蓋用戶為500戶以內(nèi)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)站到農(nóng)村全部實現(xiàn)干線傳輸光纖化。網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)傳送模擬電視節(jié)目36套，已將數(shù)字電視節(jié)目100余套送入網(wǎng)中。目前單向廣播式傳輸電視節(jié)目已經(jīng)不能滿足廣大用戶的需要，實施有線電視雙向網(wǎng)改造的時機已經(jīng)成熟。

4.1 網(wǎng)絡系統(tǒng)架構(gòu)

招遠廣電雙向網(wǎng)絡系統(tǒng)主要由中心機房網(wǎng)絡設備和接入網(wǎng)絡設備組成。網(wǎng)絡架構(gòu)如圖5所示。中心機房網(wǎng)絡設備主要包括：核心交換系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、EOC系統(tǒng)接入控制軟件。接入網(wǎng)絡設備主要包括：OLT、ONU、局端設備、局端通信模塊、橋接器和EOC終端等。

4.2 雙向改造技術(shù)模式

招遠市城區(qū)有線電視網(wǎng)絡的雙向升級改造，經(jīng)過多次論證分析，確定技術(shù)模式為：按雙纖三波方式光纖到樓(FTTB)；采用1芯光纖以1550nm、862MHz光傳輸系統(tǒng)作為下行單向傳送廣播電視節(jié)目和視頻業(yè)務的主要手段；用另1芯光纖以雙波長，下行為1490nm波長，上行為1310nm波長進行雙向數(shù)據(jù)業(yè)務和IPTV等交互業(yè)務。以招遠有線電視傳輸中心為網(wǎng)絡核心和總前端，采用兩級光纖網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。以已建成光纜主干線的14個(含總前端所覆蓋區(qū)域)分前端在A、B兩個環(huán)上所形成的骨干網(wǎng)為一級光纖網(wǎng)。一級光纖網(wǎng)采用環(huán)型自愈，A平臺(單向下行862MHz光纖傳輸網(wǎng))和B平臺(寬帶IP以太網(wǎng))兩個業(yè)務傳輸平臺分別設置。接入層采用EPON實現(xiàn)FTTB，入戶方式根據(jù)實際的接入條件靈活選擇。

4.3 網(wǎng)絡頻率劃分

5～65MHz為上行通道；87～550MHz為模擬頻道和數(shù)字頻道；550～860MHz為VOD與數(shù)據(jù)廣播等。

4.4 業(yè)務融合

通過在前端增加光發(fā)射機，由無源光分路器再次進行功率分配，CATV信號和與IP數(shù)據(jù)信號，通過各自獨立的光纖共纜傳輸?shù)綐菃卧?，光接收機輸出RF信號，ONU提供IP數(shù)據(jù)，在同軸電纜集線器實現(xiàn)業(yè)務融合。

4.5 OLT設置

OLT的布放考慮的主要因素包括覆蓋范圍、城域承載網(wǎng)絡的配套以及寬帶業(yè)務系統(tǒng)的規(guī)劃等。招遠廣電雙向改造目前處于初期階段，OLT集中設置在中心機房，用來覆蓋多個用戶區(qū)，直接上聯(lián)至匯聚交換機，這樣能夠充分利用已有的配電系統(tǒng)、機架、光纖配線系統(tǒng)等資源。

4.6 光路設計

光通道損耗理論計算公式如下：

（1）ONU接收側(cè)光功率=OLT發(fā)射功率-光路損耗；

（2）光路損耗=光纖損耗+連接器損耗+分光器損耗+光纖熔接點損耗+光纖機械接續(xù)點損耗+工程裕量。

4.7 靈活的入戶方式

招遠廣電同軸電纜分配網(wǎng)大多為樹形分配，而無源EOC的基帶信號經(jīng)過多級分支分配器后大幅衰減，影響用戶接收效果，因此招遠廣電無法合適地采用無源EOC如基帶EOC技術(shù)，而在雙向改造中采用有源EOC。

針對招遠廣電不同城區(qū)的線路狀況，對網(wǎng)絡雙向入戶采取不同的接入方式：

（1）新建小區(qū)尚未敷設網(wǎng)絡的用戶，采用同軸電纜+五類線方式雙線入戶。

（2）舊網(wǎng)絡且光點覆蓋用戶少的（放大器級數(shù)少，網(wǎng)絡傳輸正常）直接采用有源EOC方式改造用戶。

舊網(wǎng)絡且光點覆蓋用戶多的（主要是多級放大器，傳輸線路過長），采用增加光節(jié)點并升級改造老外線，采用有源EOC方式入戶，這樣在雙向入戶的同時順便把入戶的同軸電纜一并升級改造。

用戶家里配置相應的CNU設備，提供多業(yè)務接入、多業(yè)務識別和端到端的QoS控制，滿足IPTV和互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務的差異化承載需求。

5.結(jié)束語

面對激烈的競爭和挑戰(zhàn)，招遠廣電積極探索新技術(shù)、新思維和新模式。目前招遠多個小區(qū)已完成有線電視網(wǎng)絡雙向改造，用戶反映良好，全市的雙向改造正在有條不紊地進行。采用EPON+EOC技術(shù)改造的網(wǎng)絡同時支持模擬電視、數(shù)字電視、互動電視、數(shù)據(jù)業(yè)務和傳統(tǒng)的TDM業(yè)務，滿足全業(yè)務運營接入網(wǎng)的目標要求，為三網(wǎng)融合開辟了一條可以開展全業(yè)務的網(wǎng)絡改造道路。

[1]王建英.廣電網(wǎng)絡雙向化EPON之道[J].廣播與電視技術(shù),2007(03):78-82.

[2]閻德升.EPON-新一代寬帶光接入技術(shù)與應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.