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

文丨劉士輝

（石河子廣播電視局網(wǎng)絡(luò)傳輸中心，新疆石河子 832000）

2006年3月14日，正式公布的“十一五”發(fā)展綱要提出：“加強(qiáng)寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)‘三網(wǎng)融合’，健全信息安全保障體系?！比W(wǎng)融合7年已經(jīng)過(guò)去，廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)各自領(lǐng)域中有著很大的突破，并且在相互融合過(guò)程中創(chuàng)造了更大的信息和社會(huì)價(jià)值。

1 EPON技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的優(yōu)勢(shì)

EPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化在2000年底正式推出，其包含于802.3的EFM工作組中，承擔(dān)以太網(wǎng)主干業(yè)務(wù)和傳輸功能，EPON實(shí)際是以太網(wǎng)與PON域的結(jié)合，即“E+PON”，嵌入了FTTP/FTTH技術(shù)，EPON在廣電網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的優(yōu)勢(shì)明顯。

1.1 低建設(shè)與維護(hù)成本

廣電網(wǎng)絡(luò)的雙向改造，不僅要改造傳輸端也要改造用戶端，如果能夠使用已有的電視、視頻硬件及其數(shù)據(jù)接口，就能夠節(jié)省很多資金，并且能夠?yàn)閺V電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)公司節(jié)約很多資金。EPON技術(shù)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸格式恰好也是家庭用戶使用的局域網(wǎng)/駐地網(wǎng)的技術(shù)，因此EPON技術(shù)在光電網(wǎng)絡(luò)雙向改造中，只需要對(duì)主機(jī)端進(jìn)行改造，而家庭用戶端改造程度不大，例如，EPON技術(shù)接入后能夠更大程度的減少光纖、光數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、局域網(wǎng)設(shè)備數(shù)量。在維護(hù)上EPON技術(shù)采用光纖接入，在價(jià)格上光纖比電纜更加便宜，而且傳輸速度快，造成信號(hào)擁堵的可能性降低，通過(guò)統(tǒng)一局域網(wǎng)管理，降低維護(hù)成本。

1.2 支持遠(yuǎn)端與終端瓶頸問(wèn)題

EPON技術(shù)以主干光纖為基礎(chǔ)，最遠(yuǎn)傳輸距離達(dá)20km，并且一根主干光纖和一個(gè)局端能夠通過(guò)光分路器供28個(gè)家庭用戶使用，光纖傳輸距離遠(yuǎn)是雙絞線、銅芯線所不能比擬的。EPON同時(shí)可以滿足終端客戶對(duì)寬帶速度的強(qiáng)烈需求，特別是視頻點(diǎn)播、在線游戲和可視電話、數(shù)字電視等信息需求。

1.3 滿足個(gè)性化服務(wù)

基于加權(quán)公平排隊(duì)算法，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等來(lái)評(píng)估每個(gè)用戶的服務(wù)協(xié)議等級(jí)，根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)流量的測(cè)算，來(lái)分配足夠的流量空間來(lái)使用，不僅節(jié)省了大量信息資源，而且EPON技術(shù)提供了IP業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)話音服務(wù)。根據(jù)用戶的需求隨時(shí)開通個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

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

2.1 EPON網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元管理功能、配置管理功能、審計(jì)功能、性能管理和安全管理功能，需要搭建EPON網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。這些功能都是基于智能EPON接口、高密度光纖路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元等之上，光纖可分路28-32個(gè)PON端口。在網(wǎng)元管理功能上，通過(guò)OSS（Operations Support System）網(wǎng)管系統(tǒng)來(lái)對(duì)接CORBA（Common Object Request Broker Architecture）結(jié)構(gòu)，OSS通過(guò)CORBA接口獲取和設(shè)置RNC（Radio Network Controller）/NodeB（帶寬計(jì)算）管理對(duì)象的屬性，OSS-RC接受網(wǎng)元通知，網(wǎng)元管理對(duì)象屬性變化時(shí)，向OSS發(fā)送通知時(shí)間。從而實(shí)現(xiàn)分布式、跨網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元管理。在配置管理功能上，1550nm光纖的良好傳輸性能，對(duì)EPON網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)發(fā)揮了重要作用。在性能管理上，Overlay疊加技術(shù)在1550nm光纖接口之間安裝直調(diào)光發(fā)射機(jī)，輸出光信號(hào)與廣電網(wǎng)絡(luò)信號(hào)通過(guò)信號(hào)復(fù)用器耦合信號(hào)，傳送到用戶的光節(jié)點(diǎn)。

2.2 EPON雙向改造方式

2.2.1 EPON+EoC方式

EoC技術(shù)是能夠在以太網(wǎng)環(huán)境下同軸傳遞，是一種較為新穎的技術(shù)。對(duì)于一般家庭用戶而言，低頻EoC當(dāng)是首選，用戶一旦使用這種接入方式，僅占用位于上行的65MHz的回傳頻段。占據(jù)頻段少，但是能夠?yàn)橛脩籼峁?0Mbit/s的帶寬，不用調(diào)制，就可達(dá)到同軸電纜與有線電視信號(hào)的完美結(jié)合。由于EoC技術(shù)所需要的硬件設(shè)備較少，因此，對(duì)老舊小區(qū)的改造過(guò)程中可以充分運(yùn)用EoC技術(shù)實(shí)廣電網(wǎng)絡(luò)的雙向改造。

2.2.2 EPON+MoCA方式

同軸電纜多媒體聯(lián)盟為用戶提供更高的帶寬，它利用同軸頻帶將數(shù)據(jù)信號(hào)疊加至原有 TV 信號(hào)上利用同一電纜實(shí)現(xiàn)信號(hào)共同入戶，是一種可解決有線電視數(shù)據(jù)雙向化的低成本解決方案。MoCA 技術(shù)的關(guān)鍵是利用已有的電纜實(shí)現(xiàn)高速率的接入和網(wǎng)絡(luò)傳輸，而無(wú)須做任何的調(diào)整，這是在和以太網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。

2.2.3 EPON+WiFi方式

WiFi 是 IEEE 802.llb 標(biāo)準(zhǔn)的別名、后來(lái)成為無(wú)線以太網(wǎng)兼容聯(lián)盟WECA 的注冊(cè)名稱。WiFi 技術(shù)是基于IEEE 802.1lb 的標(biāo)準(zhǔn)，其最大優(yōu)點(diǎn)是可以利用越來(lái)越廣泛預(yù)置在電腦和其他家電中的無(wú)線模塊。這種方式市場(chǎng)應(yīng)用量不大，產(chǎn)品價(jià)格偏高，不易推廣。

2.2.4 EPON+LAN 方式

LAN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）接入小區(qū)，樓棟和用戶家中。采用光纖到樓，樓內(nèi)用五類線到戶的千兆以太網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)吉比特到小區(qū)、百兆比特到樓、十兆比特到家庭。小區(qū)寬帶通過(guò)本地城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)相連。

3 EPON技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)改造中的注意事項(xiàng)

3.1 新的傳輸頻段

由于EPON技術(shù)融合了以太網(wǎng)與HFC廣電網(wǎng)絡(luò)，因此需要配置全新的功率發(fā)射器，對(duì)頻段進(jìn)行調(diào)試。EPON平臺(tái)計(jì)入的光纖設(shè)備需要對(duì)三種波長(zhǎng)的進(jìn)行測(cè)試與融合，原有波段為1550nm，而現(xiàn)在的1490nm的波長(zhǎng)，對(duì)已經(jīng)成形的回?fù)p儀與OTDR構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)，需要重新研發(fā)新的頻段，而且需要一定的時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)和維護(hù)。

3.2 復(fù)合WDM 的系統(tǒng)

復(fù)合WDM系統(tǒng)是傳統(tǒng)單線1550nm系統(tǒng)改造更新而成的下行中1490nm與1550nm的全面復(fù)合，在EPON數(shù)字平臺(tái)建設(shè)中傳統(tǒng)的波分系統(tǒng)測(cè)試儀，例如光譜儀已經(jīng)不能滿足需求，亟待開發(fā)雙波甚至多波的波分系統(tǒng)。同時(shí)要將該儀器的功能集成化，便于測(cè)試時(shí)攜帶。

3.3 ONU/ONT的孤立性

經(jīng)過(guò)EPON改造后的廣電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中ONU/ONT需要OLT的激活才能開始工作。一方面是為方便收費(fèi)管理，另外一種是處于系統(tǒng)和信息安全的角度考慮，因此，大部分時(shí)間ONU/ONT無(wú)光信號(hào)發(fā)出，而在對(duì)系統(tǒng)啟動(dòng)和調(diào)試時(shí)，需要特殊的光功率計(jì)進(jìn)行啟動(dòng)，而且啟動(dòng)后對(duì)上行和下行接口的光信號(hào)處理和測(cè)試也有特殊要求。

3.4 直調(diào)發(fā)射機(jī)功率限制

EPON技術(shù)對(duì)于HFC的改造，最終是為了實(shí)現(xiàn)原有電視節(jié)目的數(shù)字化。因此，為了調(diào)平主播與插播信號(hào)的輸出電平，需要通過(guò)提高直調(diào)發(fā)射機(jī)的驅(qū)動(dòng)電平來(lái)彌補(bǔ)光功率差值引起的電平落差，所以對(duì)于光功率的差值變化直接影響到這個(gè)驅(qū)動(dòng)電平的大小直調(diào)發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，受到調(diào)制總功率的限制，要確保直調(diào)發(fā)射機(jī)工作在正常調(diào)制范圍內(nèi)，所以光功率的差值就直接影響到插播頻道數(shù)的多少。在不同的網(wǎng)絡(luò)情況下，可以采用不同的光功率差值來(lái)平衡主路信號(hào)與插播信號(hào)的指標(biāo)，在工程實(shí)踐中，采用6dBm差值來(lái)調(diào)試系統(tǒng)，可以達(dá)到較好的指標(biāo)，同時(shí)也能滿足最大32個(gè)QAM頻點(diǎn)的插播容量。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的發(fā)展，高清電視、家庭安防、3D游戲、物聯(lián)網(wǎng)等新型業(yè)務(wù)對(duì)帶寬提出了更高的要求，10 G PON和千兆EoC完全能支持未來(lái)五到十年三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的發(fā)展，采用開放的技術(shù)體系以便與開放的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接，走市場(chǎng)化道路，促進(jìn)廣電事業(yè)的健康發(fā)展。