EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用

潘龍兵

摘 要：EPON技術(shù)是基于以太網(wǎng)的PON技術(shù)，采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無(wú)源光纖傳輸，具有擴(kuò)展性強(qiáng)、帶寬高、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，引起越來(lái)越多業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。如何將EPON技術(shù)應(yīng)用到有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中，提高寬帶資源利用率，促進(jìn)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)更好更快的發(fā)展，值得作進(jìn)一步探討。

關(guān)鍵詞：EPON技術(shù)；有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用

EPON技術(shù)的發(fā)展給有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)良好的契機(jī)，其不僅有助于保證有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行，而且信息傳輸質(zhì)量高，大大提高電視節(jié)目質(zhì)量，很好的豐富了用戶(hù)的業(yè)余生活，因此，注重EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.EPON技術(shù)理論

EPON技術(shù)由ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）、光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）和光纖終端（OLT）組成。ONU是一個(gè)用戶(hù)端設(shè)備，負(fù)責(zé)與OLT進(jìn)行通信，并將每個(gè)應(yīng)用端口提供給最終用戶(hù)，從而滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求；ODN是ONU與OLT之間的線(xiàn)路，由分光器、連接器、光纜等設(shè)備組成，承載整個(gè)信號(hào)傳輸；OLT是EPON技術(shù)的核心，負(fù)責(zé)ONU的管理和注冊(cè)，負(fù)責(zé)管理和同步在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，轉(zhuǎn)換協(xié)議保證了正常的通信。EPON數(shù)據(jù)傳輸采用波分復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)單根光纖的數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)稱(chēng)帶寬為1.25Gbps，但物理帶寬受物理接口影響，實(shí)際帶寬為1Gbps。上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)基于時(shí)分多址技術(shù)。在分析業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，OLT為ONU分配時(shí)間片和帶寬，ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)并結(jié)合OLT的帶寬授權(quán)狀態(tài)，下行鏈路數(shù)據(jù)以廣播模式發(fā)送，OLT向所有ONU發(fā)送單播數(shù)據(jù)。當(dāng)ONU收到數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)識(shí)別以太網(wǎng)幀頭部的邏輯鏈路標(biāo)記，以防止接收不正確的數(shù)據(jù)幀。

2.EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方案

在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用EPON技術(shù)時(shí)，需基于有線(xiàn)電視光纖傳輸網(wǎng)進(jìn)行EPON網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使得有線(xiàn)電視HFC可進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳輸?；谟芯€(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建EPON網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式有單纖三波與雙纖三波兩種形式，不同形式對(duì)所用技術(shù)要求存在一定差別。

2.1有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中EPON應(yīng)用模式

（1）單纖三波模式。該模式使用單根光纖實(shí)現(xiàn)1500nm、1490nm和1310nm三種波長(zhǎng)信號(hào)的傳輸。上行和下行數(shù)據(jù)傳輸主要使用1310nm和1490nm光波，并使用1550nm光波實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸。為保證有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)的正常傳輸，需要在前端安裝波分復(fù)用器，復(fù)用合成有線(xiàn)電視光信號(hào)和EPON光信號(hào)。同時(shí)，在光節(jié)點(diǎn)位置安裝波分復(fù)用器，將有線(xiàn)電視光信號(hào)與EPON光信號(hào)分離。（2）雙光纖三波模式。在這種模式下，不同的光纖負(fù)責(zé)傳輸有線(xiàn)電視RF信號(hào)和EPON數(shù)據(jù)信號(hào)。ONU和OLT之間不需要主用設(shè)備，這在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和可靠性，在目前的有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中有更高的應(yīng)用率。

2.2有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中EPON具體應(yīng)用

EPON在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可通過(guò)EPON+EOC以及FTTH兩種方式實(shí)現(xiàn)，接下來(lái)逐一進(jìn)行分析。

（1）EPON+EOC實(shí)現(xiàn)方案該方案是指在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建EPON網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的雙向傳輸。該解決方案的OLT設(shè)備位于前端機(jī)房，每個(gè)PON端口連接的ONU數(shù)量少于32個(gè)。該解決方案實(shí)現(xiàn)了二級(jí)分流。第一級(jí)和第二級(jí)分離器分別位于前端設(shè)備室和電池光傳輸箱中。其中，1：16、1：8、1：4、1：2功率比的分光器具有較高的應(yīng)用率。另外，相關(guān)規(guī)范要求每個(gè)光節(jié)點(diǎn)覆蓋100個(gè)有線(xiàn)電視用戶(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合分析在線(xiàn)并發(fā)率，用戶(hù)的互聯(lián)網(wǎng)帶寬和用戶(hù)的歸屬率，確定合理的ONU設(shè)備和光節(jié)點(diǎn)的分布情況。一般而言，ONU設(shè)備和放大器或光接收機(jī)安裝在同一個(gè)終端盒內(nèi)，并設(shè)置EOC中心局，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)和有線(xiàn)電視RF信號(hào)接入有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

（2）FTTH實(shí)施方案這種方案既指EPON光纖又指有線(xiàn)電視光纖入戶(hù)，主要由電視RF傳輸網(wǎng)絡(luò)和EPON數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。其中，在EPON數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，機(jī)架式OLT設(shè)備安裝在分中心機(jī)房，而且64個(gè)ONU連接到每個(gè)PON端口，以滿(mǎn)足64個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸需求，另外，分光光度計(jì)格式是4×16次級(jí)光譜儀，1：16和1：4分路器分別安裝在樓棟細(xì)分箱和小區(qū)切換箱中，當(dāng)使用100兆的ONU實(shí)現(xiàn)60%的在線(xiàn)率時(shí)，每戶(hù)的帶寬可以達(dá)到100M。在電視射頻網(wǎng)絡(luò)中，1550nm的光發(fā)射機(jī)部署在機(jī)房?jī)?nèi)，以在分離后驅(qū)動(dòng)光放大器，以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)傳輸數(shù)據(jù)的覆蓋。每個(gè)光放大器的每個(gè)端口的輸出功率為20dBm，覆蓋率為1：128。光放大器也采用兩級(jí)分光。鸚鵡光纖盒和細(xì)胞轉(zhuǎn)移盒分別安裝1：16和1：8分光器。

3、EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行綜合考慮，確保傳輸距離以及EPON光鏈路損耗符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，為有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

3.1EPON傳輸距離

EPON技術(shù)必須符合特殊協(xié)議。為確保新上電的ONU上線(xiàn)，ONU的發(fā)現(xiàn)窗口用于控制ONU的發(fā)現(xiàn)窗口。也就是說(shuō)，OLT按時(shí)間間隔分配時(shí)隙以允許ONU上線(xiàn)。使用中，但需要考慮到光纖傳輸延遲，但由于ONU不在線(xiàn)上，因此，無(wú)法準(zhǔn)確確定其距離，例如盲目設(shè)置窗口會(huì)非常大，往往包含大的帶寬?；谏鲜隹紤]，EPON協(xié)議要求ONU差分距離設(shè)置為20km。因此，在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用EPON技術(shù)時(shí)必須考慮到實(shí)際情況，并考慮到EPON傳輸距離的限制，以保證EPON技術(shù)的應(yīng)用。理性。

3.2EPON光鏈路損耗

EPON傳輸模式為雙向傳輸。上行鏈路和下行鏈路光鏈路都會(huì)出現(xiàn)損耗，包括鏈路富裕，分光器衰減，有源連接器衰減和光纖衰減。下行光波長(zhǎng)為1490nm，按光纖損耗0.3dB/km計(jì)算，上行波長(zhǎng)為1310nm，按光纖損耗0.4dB/km計(jì)算，有源連接器按0.4dB計(jì)算失利；分光器遵循3.5×N的損耗進(jìn)行計(jì)算。鏈路富裕程度取決于電纜的長(zhǎng)度，一般在1到3dB的范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，如果傳輸距離在5公里以?xún)?nèi)，則富裕程度至少為1dB；如果傳輸距離小于10公里，則富裕程度至少為2dB；如果傳輸距離超過(guò)10km，則富裕程度至少為3dB。例如，PON端口按照2.5dBm最小發(fā)射功率計(jì)算，最小接收功率為-30dBm，ONU發(fā)射功率為0dBm，ONU收到最低光功率為-27dBm，最大允許上行范圍下行鏈路損耗分別為：30dB。29.5分貝。簡(jiǎn)而言之，上行鏈路和下行鏈路允許的允許值受諸如接收光功率和設(shè)備傳輸性能等諸多因素的影響。因此，EPON技術(shù)應(yīng)用于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要清楚分析所用設(shè)備的各種指標(biāo)。鏈路丟失允許值，通過(guò)科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)，鏈路丟失控制在允許的范圍內(nèi)，為實(shí)現(xiàn)EPON雙向通信功能做好準(zhǔn)備。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，應(yīng)在對(duì)EPON技術(shù)理論認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)際，加強(qiáng)應(yīng)用方案的研究，通過(guò)論證分析，確定最優(yōu)方案。本文通過(guò)研究得出以下結(jié)論：（1）EPON基于以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)功能，由ONU、ODN、OLT等三部分構(gòu)成，三部分在遵守相關(guān)協(xié)議的基礎(chǔ)上，相互協(xié)作，確保數(shù)據(jù)信息的安全、穩(wěn)定傳輸。（2）在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用EPON技術(shù)，可通過(guò)EPON+EOC、FTTH兩種方案實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)加以認(rèn)真分析，結(jié)合有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)際，確保所用方案的合理性[3]。（3）EPON技術(shù)應(yīng)用于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中，還應(yīng)注重EPON傳輸距離以及光鏈路損耗的考慮，一方面，按照協(xié)議要求進(jìn)行ONU差分距離的合理設(shè)置。另一方面，注重各元件損耗的考慮，將鏈路損耗控制在合理范圍內(nèi)，促進(jìn)EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]沈中元.EPON技術(shù)原理、特點(diǎn)及其在廣電網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的應(yīng)用[J].西部廣播電視，2016（18）：253.

[2]潘龍波.試論EPON技術(shù)在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)寬帶接入中的運(yùn)用[J].中國(guó)新通信，2016，18（12）：111.

[3]黃珂.有線(xiàn)電視通信中EPON技術(shù)的應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)題闡述[J].中國(guó)新通信，2016，18（01）：96.

[4]干磊，王琮.基于三網(wǎng)融合下EPON技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)改造中的作用研究[J].中國(guó)傳媒科技，2014（19）：74-75.

[5]王彬.EPON技術(shù)在洪江區(qū)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造中的運(yùn)用[J].有線(xiàn)電視技術(shù)，2013，20（07）：109-112.

（作者身份證號(hào)碼：320114197602212116）