EPON技術(shù)在縣鄉(xiāng)有線電視網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用

【摘 要】以縣鄉(xiāng)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀為著眼點，分析了以太無源網(wǎng)絡(luò)EPON的技術(shù)、結(jié)構(gòu)及組網(wǎng)方法，同時對用戶接入網(wǎng)中的EOC技術(shù)的基本性能和特點進行了介紹。提出了以EPON+EOC技術(shù)進行有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造，以實現(xiàn)視頻點播、寬帶接入和多功能開發(fā)之目的。

【關(guān)鍵詞】縣鄉(xiāng)有線廣播電視網(wǎng)；雙向改造；EPON；EOC

1.前言

我國縣鄉(xiāng)有線電視始建于上個世紀80年代末期，而在90年代得到了迅速發(fā)展，而縣鄉(xiāng)有線電視數(shù)量占全國半數(shù)之多，它的受眾面之廣，影響面之大是我們可想而知的。根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)村精神文明建設(shè)和社會發(fā)展的需要，發(fā)展和完善縣鄉(xiāng)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)迫在眉睫。可是隨著社會進步和信息化程度的不斷加快，傳統(tǒng)的廣電模式正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)電信業(yè)、移動通信業(yè)、單片機網(wǎng)絡(luò)甚至是衛(wèi)星直播電視、使得有線廣電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間縮小，競爭壓力日趨加大。

2.縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)的現(xiàn)狀

目前縣鄉(xiāng)有線廣播電視節(jié)目多樣，內(nèi)容豐富，與廣播電視正面宣傳和引導分不開，與被動收看和多種多樣教育是分不開的，但是目前縣鄉(xiāng)有線電視網(wǎng)絡(luò)也存在以下的不足。

(1)單向傳輸，網(wǎng)絡(luò)陳舊?，F(xiàn)有的縣鄉(xiāng)有線電視網(wǎng)絡(luò)基本上是單向傳輸，已經(jīng)跟不上時代的發(fā)展要求和日益增長的社會需求。首先現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)是單向傳輸被動收看，要達到人們快節(jié)奏的生活需求，要提供給用戶高速的主動看功能，其次，大部分的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，部分早期的分配網(wǎng)絡(luò)沒有實質(zhì)性的改造，造成網(wǎng)絡(luò)陳舊，線路損耗大。故障多和維護量大問題，有待急需解決。

(2)管理松懈，效益低下。鄉(xiāng)鎮(zhèn)站隸屬各級廣播電視臺，屬于事業(yè)單位，以行政事業(yè)式管理，機構(gòu)臃腫，管理松懈，公益性事業(yè)繁多等特點，但最重要的是私拉亂接嚴重，存在著收費困難等諸多缺點。

(3)資金緊缺，人才貧乏。有線電視網(wǎng)絡(luò)的視聽維護費只能維持日常的有線電視的維護費用，對于現(xiàn)行的廣播電視光纜村村通和城市地下管道的建設(shè)已改成相當?shù)呢摀?，加上各縣市的現(xiàn)代化辦公設(shè)施的建設(shè)也造成資金普遍比較緊張。廣電隊伍文化水平的偏低，專業(yè)知識貧乏，對現(xiàn)有的高科技適應(yīng)性較差。

3.網(wǎng)絡(luò)改造技術(shù)

縣鄉(xiāng)有線電視網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，建立回傳通道滿足終端用戶的交互的需求，目前國內(nèi)雙向化改造一般采用了有線電視電纜調(diào)制解調(diào)技術(shù)和，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及各種其它的雙向接入技術(shù)。從發(fā)展趨勢上看，這些技術(shù)都是向FTTH發(fā)展的過度技術(shù)。根據(jù)各縣鄉(xiāng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，投資成本，技術(shù)成熟度，雙向綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展規(guī)劃可采用不同的網(wǎng)絡(luò)進行雙向化的改造，近年來，在接入網(wǎng)部分普遍采用以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON技術(shù)，在用戶接入網(wǎng)中采用EoC技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)改造。

3.1 EPON在縣鄉(xiāng)廣電網(wǎng)絡(luò)的使用

EPON作為新興的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)，非常適合光纖接入網(wǎng)建設(shè)，同時EPON網(wǎng)絡(luò)點到多點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也類似廣電網(wǎng)絡(luò)的星形結(jié)構(gòu)，采用EPON技術(shù)對有線電視網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造比其它網(wǎng)絡(luò)改造方式更具有成本和業(yè)務(wù)方面的優(yōu)勢。

EPON寬帶接入網(wǎng)技術(shù)可以在原有的HFC網(wǎng)絡(luò)中利用原有的冗余光纖進行傳輸，也可以用耦合器傳輸，同廣播電視節(jié)目傳輸互不干擾。EPON網(wǎng)絡(luò)由分前端OLT設(shè)備、分光器、和放置于FTTx的ONU設(shè)備組成，提供數(shù)據(jù)雙向傳輸通道，解決分前端到FTTx光纖雙向傳輸問題。可采承載IPTV、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。有線廣播電視承載網(wǎng)由縣臺數(shù)字電視平臺、總前端設(shè)備、分前端設(shè)備、光節(jié)點組成。完全繼承和利用廣電原有的網(wǎng)絡(luò)資源，承載原有的廣播電視信號，如圖1。

圖1中原有的有線廣播電視節(jié)目傳送的方式完全沒有改變，利用EPON雙向傳輸業(yè)務(wù)。一般廣播電視節(jié)目根據(jù)傳送距離的遠近，采用1550nm/1330nm物理星型、邏輯環(huán)型的拓撲結(jié)構(gòu)，先由總前端送至分前端（鄉(xiāng)鎮(zhèn)站），然后再由分前端(鄉(xiāng)鎮(zhèn)站）采用1550nm/1330nm將信號送至FTTx或村莊內(nèi)各個光接點。另外，EPON系統(tǒng)使用單模光纖，在一芯光纖上利用上下行兩個不同波長（上行波長1330nm，下行波長1490nm）傳輸雙向業(yè)務(wù)。OLT把雙向信號經(jīng)光纖通過耦合器送到FTTx或村莊內(nèi)各個光接點ONU上，上行回傳信號通過耦合器混合后經(jīng)原光纖送到OLT上。以達到了廣播電視節(jié)目傳送和雙向業(yè)務(wù)的開展。

利用EPON技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)、多媒體等業(yè)務(wù)的入戶可采用多種方式。其中最好、最直接的方法是FTTH(光纖到戶)，把ONU放置在家中，直接同電腦連接，相當于局域網(wǎng)的延伸。但由于光纖和設(shè)備一次性投入高，在現(xiàn)階段無法大規(guī)模實施。因此，EPON+LAN、EPON+EOC等方法入戶方式應(yīng)運而生。

3.2 EoC在同軸電纜中的應(yīng)用

EOC主要分為基帶傳輸、調(diào)制傳輸、2.4G擴展應(yīng)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(shè)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(luò)中的普遍存在的樹型網(wǎng)絡(luò)。

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。

招遠有線電視網(wǎng)絡(luò)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技術(shù)。

一個典型的有源EOC系統(tǒng)由同軸線路終端（CLT）、同軸網(wǎng)絡(luò)終端(CNU)和分支分配器組成。如圖2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(luò)連接。CLT除了提供網(wǎng)絡(luò)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(wù)進行精細化管理，可以針對用戶的不同業(yè)務(wù)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（見圖2）。

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(wù)。

每個CNU設(shè)備只能和CLT設(shè)備通訊，終端設(shè)備之間無法通信，有效保證了各個用戶之間的隔離。同時設(shè)備還支持VLAN，可以根據(jù)用戶、業(yè)務(wù)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.縣鄉(xiāng)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)改造分析

當前縣鄉(xiāng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)改造正在部分地區(qū)悄然展開，先期改造是在網(wǎng)絡(luò)的物理線路分析。首先是網(wǎng)絡(luò)的支干線改造。其次是用戶接入網(wǎng)的改造即現(xiàn)有同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)部分，而網(wǎng)絡(luò)的多功能開發(fā)等可根據(jù)各地區(qū)、各單位的實際情況進行運營。

4.1 支干線的改造

作為縣鄉(xiāng)有線廣播電視網(wǎng)，經(jīng)過近幾年來的發(fā)展和村村通的改造，干線和支干線基本上中心機房光纜四芯到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端光纜二芯或分支二芯到村莊，部分大集鎮(zhèn)采用前端光纜二芯到路邊的原則，光接點到用戶一般經(jīng)過一到三級放大器，距離在800米以內(nèi)，帶用戶在1000戶左右。根據(jù)有源EoC的MoCA技術(shù)，傳輸距離最長600米，因此，現(xiàn)有的接入網(wǎng)光纜線路必須進行有目的的改造，根據(jù)“有線電視雙向化改造指導意見”一個光節(jié)點最多帶著300～500個用戶。建議每個光節(jié)點帶用戶200～300以內(nèi)，傳輸距離以無源EoC的要求最遠不能超過100米來設(shè)計。有條件的地區(qū)和經(jīng)濟開發(fā)區(qū)盡量把光節(jié)點往下移，以達到FTTH的要求，避免近期重復布線的麻煩，為以后用戶接入網(wǎng)技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。

在支干線線路改造中采用EPON技術(shù)，傳輸距離最遠可達20公里。把OLT放置于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)站的前端，而把ONU置于街道、樓棟或村莊中，一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)都在這20公里內(nèi)能夠覆蓋，POS根據(jù)需要可以在分前端，也可放置于村莊或街道處。根據(jù)以上的要求重新布設(shè)增加光纜，進行改造達到目的。

4.2 用戶接入網(wǎng)的改造

用戶接入網(wǎng)的改造是縣鄉(xiāng)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)的重要部分，有線廣播電視經(jīng)過近20的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展參差不齊，早期城鎮(zhèn)安裝的網(wǎng)絡(luò)以為300～450MHz為主，經(jīng)過較小的改造，網(wǎng)絡(luò)可以勉強達到頂點550MHz的傳輸標準，網(wǎng)絡(luò)大多以分支分配器混合傳輸為主，部分先期同軸電纜仍在使用，老化的情況比較嚴重，近些年來鄉(xiāng)村安裝的網(wǎng)絡(luò)主要以標準的550MHz標準線路，并以集中分配。因此，縣鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)最好按以下要求進行改造。

(1)網(wǎng)絡(luò)采用0～860MHz傳輸

(2)盡量使用分配器進行集中分配

(3)傳輸距離不要超出100米

(4)每個光接點帶用戶應(yīng)在200～300戶以內(nèi)

如果能達到以上的四條要求，用戶接入網(wǎng)無論采用無源EoC或者有源EoC技術(shù)的改造在若干年內(nèi)不會落后，并且用戶點播高清電視也能如原。

5.結(jié)束語

縣鄉(xiāng)廣播電視網(wǎng)絡(luò)的改造，牽扯面廣，時間長，工時多，工程大，技術(shù)要求高及使用的接入網(wǎng)技術(shù)是否合時，合理合適等諸多因素。因此，作為網(wǎng)絡(luò)改造的關(guān)鍵，技術(shù)管理干部和工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)本地區(qū)、本部門的實際編寫多套網(wǎng)絡(luò)改造的總體規(guī)劃和技術(shù)方案，并通過集體論證，取長補短，形成整體規(guī)劃，有條件的地區(qū)，可進行分鄉(xiāng)鎮(zhèn)多技術(shù)方案的前期試驗，最后進行推廣。但必須明確指出的是網(wǎng)絡(luò)改造一定要發(fā)揮有線電視網(wǎng)絡(luò)帶寬的優(yōu)勢，使有線電視網(wǎng)絡(luò)具備承載模擬和標準清晰度數(shù)字電視、高清晰電視節(jié)目，廣播、視頻點播、寬帶數(shù)據(jù)接入、語音服務(wù)等多種義務(wù)的能力。

參考文獻：

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

作者簡介：徐春玲（1974—），女，助理工程師，主要從事廣播電視技術(shù)工作。