EPON＋EOC技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的應(yīng)用

山東省招遠(yuǎn)市廣播電視臺(tái) 閆軍屹

1.前言

廣電網(wǎng)絡(luò)目前普遍具有模擬與數(shù)字并存、光纜與電纜并存等特點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和寬帶業(yè)務(wù)的普及，廣電行業(yè)一方面要面對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商不斷增強(qiáng)的流媒體業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)，另一方面還要面對(duì)因人們對(duì)視頻雙向互動(dòng)、寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用的高要求而產(chǎn)生的客戶流失。在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，廣電行業(yè)迫切需要改變?cè)械膯蜗騻鬏斁W(wǎng)絡(luò)和單一廣播業(yè)務(wù)，加快廣電網(wǎng)絡(luò)雙向化改造進(jìn)程。

2.以太網(wǎng)寬帶無(wú)源網(wǎng)絡(luò)EPON技術(shù)

2.1 EPON系統(tǒng)技術(shù)原理

EPON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。以太無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)EPON是由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）以及無(wú)源分光器（POS）等單元構(gòu)成的點(diǎn)到多點(diǎn)系統(tǒng)。其系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)涠酁樾切汀⒒驑?shù)型分支結(jié)構(gòu)，EPON主要基于IEEE8O2.3ah標(biāo)準(zhǔn)，下行方向采用廣播方式，每一個(gè)ONU將接收到所有下行信息，根據(jù)其MAC地址提取有用信號(hào)；上行方向采用TDMA時(shí)分方式共享系統(tǒng)，通過(guò)接入控制機(jī)將各個(gè)ONU有序接入，來(lái)自不同時(shí)隙的ONU數(shù)據(jù)流匯聚到公共光纖設(shè)施和OLT。EPON由一根光纖采用波分復(fù)用實(shí)現(xiàn)全雙工通信，上下行信息速率均為1Gb/s，傳輸距離是1O/2Okm，分路比是32/16，主要業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)和語(yǔ)言，增加一個(gè)155Onm電視廣播波長(zhǎng)后，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻的所謂三重業(yè)務(wù)捆綁服務(wù)，或者直接以IPTV方式提供集成的三重業(yè)務(wù)捆綁服務(wù)。

2.2 EPON系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

（1）EPON上、下行均為千兆速率，下行采用針對(duì)不同用戶進(jìn)行加密廣播傳輸?shù)姆绞焦蚕韼?，上行利用時(shí)分復(fù)用（TDM）共享帶寬。EPON滿足接入網(wǎng)用戶的帶寬需求，并可方便靈活地根據(jù)用戶需求的變化動(dòng)態(tài)分配帶寬。

（2）EPON具有同時(shí)傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力。其中TDM和IP數(shù)據(jù)采用IEEE8O2.3以太網(wǎng)的格式進(jìn)行傳輸，輔以網(wǎng)管系統(tǒng)，足以保證傳輸質(zhì)量。通過(guò)擴(kuò)展第三波長(zhǎng)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)CATV業(yè)務(wù)傳輸。

（3）EPON所采用的以太網(wǎng)傳輸格式，同時(shí)也是干線網(wǎng)、用戶局域網(wǎng)的主流技術(shù)，三者有天然的融合性，消除了復(fù)雜的傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換帶來(lái)的成本因素。

（4）采用單纖波分復(fù)用技術(shù)，僅需1根主干光纖和1個(gè)OLT，傳輸距離可達(dá)2Okm，通過(guò)光分路器可以分送給至少32個(gè)ONU，因此大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

（5）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，只需增加ONU數(shù)量和少量用戶側(cè)光纖，即可方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容升級(jí)，充分保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資。

（6）隨著IEEE8O2.3ah在2OO4年正式發(fā)布，吸引了眾多廠商的參與，從核心芯片、光模塊到系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟

圖1 EPON系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.EOC技術(shù)

3.1 EOC技術(shù)原理

圖2 EOC技術(shù)原理示意圖

圖3 基于EPON+EOC的有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造方案拓?fù)鋱D

EOC是基于有線電視同軸電纜網(wǎng)使用以太網(wǎng)協(xié)議的接入技術(shù)。在用戶樓道附近，采用特定的介質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)，將符合8O2.3系列標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸，接入用戶家中。

EOC傳輸技術(shù)基本原理是：利用有線電視信號(hào)在111～86OMHz頻率傳輸，基帶數(shù)據(jù)信號(hào)在O－2OMHz頻率傳輸?shù)奶匦?，可以使兩者在一根同軸電纜中傳輸而互不影響。把電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)合路器，利用有線電視網(wǎng)絡(luò)送至用戶。在用戶端，通過(guò)分離器將電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)分離開(kāi)來(lái)，接入相應(yīng)的終端設(shè)備。

EOC技術(shù)原理如圖2所示。主要由二四變換、高/低通濾波兩部分實(shí)現(xiàn)。由于采用基帶傳輸，無(wú)需調(diào)制解調(diào)技術(shù)，樓道端、用戶端設(shè)備均是無(wú)源設(shè)備。由于現(xiàn)有的以太網(wǎng)技術(shù)是收發(fā)共兩對(duì)線，而同軸電纜在邏輯上只相當(dāng)于一對(duì)線，所以在無(wú)源濾波器中需要進(jìn)行四線到兩線的轉(zhuǎn)換。

3.2 EOC技術(shù)特點(diǎn)：

（1）即插即用，無(wú)需在客戶端進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)試；

（2）用戶端設(shè)備為無(wú)源設(shè)備；

（3）運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低；

（4）可以為每個(gè)用戶提供1OMbps全雙工帶寬；

4.基于EPON+EOC的HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造技術(shù)應(yīng)用

4.1 具體方案

圖4為基于EPON+EOC的HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造方案拓?fù)鋱D。該方案主干線采用EPON技術(shù)，充分利用原有線網(wǎng)光纖資源，OLT部署在分中心，ONU部署到小區(qū)光接收機(jī)后或用戶電放大器后面。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，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。

該方案中采用EPON雙光纖系統(tǒng)，即將EPON149Onm/131Onm光信號(hào)和有線電視光信號(hào)在兩根光纖上分別傳輸，這樣做保留了原來(lái)的HFCCATV131O/155Onm系統(tǒng)，利用原有的HFC網(wǎng)絡(luò)光纜中的備用光纖新建一個(gè)獨(dú)立的EPON網(wǎng)絡(luò)。將OLT放置在城域網(wǎng)絡(luò)的分前端機(jī)房，上連匯聚交換機(jī)，下連無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)，利用分前端光纖到園區(qū)機(jī)房分光器，分光器分光接人各個(gè)ONU，然后以EOC方式下行。用光纖將有線電視信號(hào)送到光發(fā)射機(jī)，再送到分光器，將信號(hào)分為若干路后再用光纖將信號(hào)送到光接收機(jī)。將無(wú)源EOC頭端設(shè)備，即同軸電纜合波器安裝在同軸電纜集中分配器前面，將ONU輸出的Ethernet信號(hào)與CATV信號(hào)合成在同軸電纜中傳輸通過(guò)原有HFC線纜傳送到用戶側(cè)，最終通過(guò)用戶側(cè)的EOC終端，即同軸電纜分波器分離出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)和CATV信號(hào)。將分離出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)和CATV信號(hào)分別由同軸電纜分波器的RJ45端口和75同軸端口輸出到PC計(jì)算機(jī)和電視機(jī)機(jī)頂盒。也可以直接將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)和CATV射頻信號(hào)的混合信號(hào)直接連至雙模機(jī)頂盒，用戶可以通過(guò)雙模機(jī)頂盒實(shí)現(xiàn)IPTV、VOD等交互電視業(yè)務(wù)，同時(shí)在機(jī)頂盒上另外提供一個(gè)以太網(wǎng)RJ45接口外接電腦提供寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)。對(duì)于同時(shí)需要語(yǔ)音電話，高速上網(wǎng)，互動(dòng)電視等全業(yè)務(wù)的用戶和同一用戶多種設(shè)備不在同一房間的情況，可以利用EOC分支器將不同的業(yè)務(wù)按照用戶需要進(jìn)行接入；對(duì)于沒(méi)有上網(wǎng)需求的用戶，可以應(yīng)用EOC同軸電纜合波器配合雙向機(jī)頂盒開(kāi)展互動(dòng)電視業(yè)務(wù)，用戶數(shù)字電視點(diǎn)播信號(hào)通過(guò)EOC方式上行。

4.2 方案的可行性分析

EPON+EOC方案雖然需要增加住宅小區(qū)到樓道的光纖，在樓道需要設(shè)置ONU和交換機(jī)等設(shè)備，但戶均投入量不大，一般住戶還是能承受得起的，而且該方案既適合于舊樓房HFC網(wǎng)絡(luò)的改造，又適合于新樓房雙向網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，較為靈活、便捷，適應(yīng)性強(qiáng)。

對(duì)于廣電網(wǎng)絡(luò)，廣播型的視頻業(yè)務(wù)依然通過(guò)傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供，EPON網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的業(yè)務(wù)主要包括：交互電視（視頻點(diǎn)播）、互聯(lián)網(wǎng)接入、VOIP，這三種業(yè)務(wù)的帶寬需求分別為2Mbps、1Mbps、128Kbps，每戶總計(jì)需求在3Mbps左右，因此采用EPON+EOC方式完全能夠滿足實(shí)際用戶的需求。

4.3 EPON+EOC技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）在原有HFC網(wǎng)絡(luò)上建立的EPON雙光纖系統(tǒng)總造價(jià)比單光纖EPON系統(tǒng)便宜很多，而且能夠充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的同軸電纜、分支分配器資源。

（2）施工難度小，工作量少，改造速度快，不受同軸網(wǎng)絡(luò)上的噪聲對(duì)系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的影響。

（3）支持每個(gè)客戶獨(dú)享1OMbps的速率，支持IPTV、VOD、VOIP語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)互連等業(yè)務(wù)。隨著數(shù)字電視整體平移的進(jìn)程，傳輸系統(tǒng)可以有更多的頻譜資源，屆時(shí)可以升級(jí)到每戶獨(dú)享1OO Mbps的速率。

（4）系統(tǒng)穩(wěn)定，投入小，無(wú)源接入，家庭中不需要有源設(shè)備。運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用小，還能節(jié)約大量的電能。

（5）EOC技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度最好（IEEE8O2.3系列協(xié)議），兼容性很強(qiáng)。

5.結(jié)束語(yǔ)

采用EPON +EOC 技術(shù)改造后的網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持模擬電視、數(shù)字電視、互動(dòng)電視、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)，滿足全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)接入網(wǎng)的目標(biāo)要求，為廣電網(wǎng)絡(luò)在“三網(wǎng)融合”的趨勢(shì)下開(kāi)辟了一條可以開(kāi)展全業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)的改造道路。