EPON技術(shù)在廣電HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的應(yīng)用

摘 要 隨著互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的接入方式將不能滿足帶寬的需求。與其他接入技術(shù)相比，EPON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)快、組網(wǎng)靈活、多業(yè)務(wù)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是一種全新的寬帶接入技術(shù)。本文對(duì)EPON技術(shù)在廣電HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞 互聯(lián)網(wǎng) HFC網(wǎng)絡(luò) 寬帶 EPON

一、背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)快速發(fā)展，新業(yè)務(wù)層出不窮，特別是近年來(lái)開(kāi)始風(fēng)靡的網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播等等，對(duì)接入帶寬的需求持續(xù)增加，傳統(tǒng)的接入方式已不能滿足需求。與其它有線、無(wú)線接入技術(shù)相比，光纖接入在帶寬容量和覆蓋距離方面具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。

因此，以無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)EPON為代表的新一代光纖接入技術(shù)迎來(lái)了快速發(fā)展時(shí)期。技術(shù)的成熟和成本的下降，使得眾多運(yùn)營(yíng)商接入網(wǎng)絡(luò)光纖化的理想能夠得以實(shí)現(xiàn)， EPON的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)大規(guī)模商用的嶄新時(shí)代。

二、EPON技術(shù)

EPON系統(tǒng)通常采用波分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)和電視信號(hào)的單纖傳輸。使用1490nm波長(zhǎng)傳輸EPON下行數(shù)據(jù)信號(hào)，1310nm波長(zhǎng)傳輸EPON上行數(shù)據(jù)信號(hào)， 1550nm波長(zhǎng)傳輸射頻電視廣播信號(hào)。合成光波到達(dá)ONU后，利用解波分復(fù)用技術(shù)將其分解為數(shù)據(jù)光波和電視廣播光波，分別接收處理后還原為數(shù)據(jù)和電視信號(hào)，最后通過(guò)分配網(wǎng)傳輸?shù)接脩艚K端。

EPON技術(shù)以千兆以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)MAC層之上的點(diǎn)到多點(diǎn)控制協(xié)議（MPCP）來(lái)實(shí)現(xiàn)PON的點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸方式，協(xié)議實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。目前技術(shù)已基本成熟，商用芯片和設(shè)備較多，產(chǎn)品成熟度較好，成本不斷下降，在國(guó)內(nèi)EPON應(yīng)用規(guī)模已超過(guò)4000萬(wàn)線，達(dá)到了規(guī)模商用水平，是現(xiàn)階段PON應(yīng)用的主流技術(shù)，能夠滿足近期寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。

（一）EPON技術(shù)的系統(tǒng)組成

EPON即無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，物理上主要由OLT（光線路終端）、ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）、POS（無(wú)源光分路器/耦合器）三個(gè)部分組成。

（1）光線路終端（OLT）：OLT為光接入網(wǎng)提供EPON系統(tǒng)與服務(wù)提供商的核心數(shù)據(jù)、視頻和電話等業(yè)務(wù)接口，并經(jīng)一個(gè)或多個(gè)光分路器與ONU通信，OLT與ONU的關(guān)系是主從通信關(guān)系。OLT的主要功能一方面將來(lái)自各路的數(shù)據(jù)流進(jìn)行匯聚，如IPTV、互聯(lián)網(wǎng)接口等，適配后導(dǎo)入EPON的傳輸層。另一方面則將用戶端的上傳信號(hào)按照業(yè)務(wù)類型分別送入各種業(yè)務(wù)網(wǎng)中。

（2）光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）：ONU一般設(shè)置在光節(jié)點(diǎn)處或用戶端，是為用戶提供數(shù)據(jù)、視頻和電話等業(yè)務(wù)的接口。主要負(fù)責(zé)接收OLT發(fā)送的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶端的寬帶接入，如IPTV視頻點(diǎn)播、千兆以太網(wǎng)等，同時(shí)把這些業(yè)務(wù)的向上回傳的問(wèn)題，通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)向OLT傳送。

（3） 無(wú)源光分路器/耦合器（POS）：是連接OLT和ONU的無(wú)源設(shè)備，它的作用是為網(wǎng)絡(luò)側(cè)的OLT和用戶側(cè)的ONU提供光媒質(zhì)傳輸通道。它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)和集中上行數(shù)據(jù)。

（二）EPON技術(shù)特點(diǎn)

（1）接入帶寬大，能充分滿足一定帶寬需求的全業(yè)務(wù)需要。EPON能將任何類型和任何速率的業(yè)務(wù)（包括視頻點(diǎn)播、IPTV、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等等）適配后進(jìn)行傳輸，并可靈活升級(jí)更高寬帶的其它業(yè)務(wù)。

（2）采用可級(jí)聯(lián)的無(wú)源光分路器，不僅節(jié)約主干光纜資源，而且大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)健壯性。

（3）EPON上、下行均為千兆速率；下行采用廣播傳輸方式，上行利用時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)，實(shí)行共享帶寬。它可滿足用戶的帶寬需求，并可靈活地為用戶需求動(dòng)態(tài)分配帶寬。

（4）EPON的拓樸結(jié)構(gòu)是點(diǎn)到多點(diǎn)星樹(shù)型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)只需要增加ONU的數(shù)量，即可方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)級(jí)擴(kuò)容，能充分保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資利益。

三、目前有線接入技術(shù)的比較

現(xiàn)在大家都知道運(yùn)用EPON技術(shù)將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)全新的面貌，但是在用戶接入端采用哪種方式依舊舉棋不定。技術(shù)是否成熟、哪種技術(shù)更是今后的發(fā)展方向等等。圍繞技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)的原則，現(xiàn)提出如下FTTB+EPON+LAN、FTTC+EPON+EOC兩種雙向網(wǎng)絡(luò)改造方案來(lái)做比較，分別簡(jiǎn)要闡述。

（一）FTTB+EPON+LAN方案

在該類技術(shù)中，雙向網(wǎng)絡(luò)的接入采用五類線進(jìn)行入戶改造，完成雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入功能，有線電視網(wǎng)絡(luò)仍然采用HFC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。FTTB+EPON+LAN方案中，光傳輸鏈路部分采用EPON技術(shù)，充分利用原有線網(wǎng)光纖資源，OLT 部屬在前端機(jī)房，ONU部屬到樓幢。樓道內(nèi)接百兆交換機(jī)，經(jīng)五類線入戶。

LAN（五類線）網(wǎng)絡(luò)是目前使用較多的一種技術(shù)，主要在匯聚層通過(guò)光纖網(wǎng)，由路由器和交換機(jī)組成交換網(wǎng)絡(luò)，在接入層上使用五類線電纜（或光纖）接入用戶終端。它的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，設(shè)備商較多，有規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)； 大規(guī)模組網(wǎng)或用戶密度很大時(shí)，戶均成本低；戶均帶寬大，可支持多種大帶寬業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)端管理。不足之處是要重新布放網(wǎng)絡(luò)，小區(qū)樓道和入戶布線施工難度較大；對(duì)廣電運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于是兩張網(wǎng)在同時(shí)運(yùn)行，對(duì)維護(hù)人員的要求比較高、壓力大。

（二）FTTC+EPON+EOC方案

這種方案主干線采用EPON技術(shù)，充分利用原有線電視網(wǎng)絡(luò)的光纖資源，OLT 部屬在分前端，ONU部屬到光接收機(jī)與用戶電放大器。在光接收機(jī)或用戶放大器后接近用戶的點(diǎn)，插入EOC局端設(shè)備，在終端用戶購(gòu)置相應(yīng)的EOC終端設(shè)備，通過(guò)目前的有線電視網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的雙向化。

EOC（Ethernet over COAX）是以太網(wǎng)信號(hào)調(diào)制在同軸電纜上的一種傳輸技術(shù)。它是通過(guò)將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制（或基帶信號(hào)）在HFC網(wǎng)絡(luò)上，在原有的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)大帶寬的雙向功能。其優(yōu)點(diǎn)是基本不需要對(duì)原有的HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省建網(wǎng)成本；入戶施工難度小，解決了入戶線路難的問(wèn)題；帶寬大，組網(wǎng)靈活，可快速對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行雙向覆蓋；維護(hù)難度低，網(wǎng)絡(luò)管理能力較強(qiáng)。不足之處在于標(biāo)準(zhǔn)還待進(jìn)一步完善； 性能需經(jīng)實(shí)踐檢測(cè)。EOC技術(shù)適用于大帶寬需求的交互業(yè)務(wù)和多業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)， 是目前一種靈活的雙向網(wǎng)改造方式。

四、總結(jié)

隨著社會(huì)信息化的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)的廣播電視受到了越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，廣播電視與電信、移動(dòng)、寬帶等行業(yè)的融合競(jìng)爭(zhēng)正在加劇，“三網(wǎng)融合”已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前，在國(guó)家廣電總局的全面推進(jìn)下，全國(guó)各省、市廣電網(wǎng)絡(luò)的雙向化改造正在加快步伐。在有線電視雙向化建設(shè)和改造過(guò)程中，我們要充分利用現(xiàn)有資源，因地制宜地?cái)U(kuò)大光纖傳輸覆蓋范圍，采用具有發(fā)展前景的先進(jìn)技術(shù)，使得有線電視基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具有寬帶、雙向的承載能力，推動(dòng)有線電視網(wǎng)向多功能、全業(yè)務(wù)方向發(fā)展。