有線電視接入網(wǎng)EPON+HiNOC技術(shù)探析

楊曉發(fā)，王慶豐

河南有線電視網(wǎng)絡(luò)集團有限公司，河南鄭州 450000

隨著社會的高速發(fā)展，廣播電視網(wǎng)也得到了迅速的發(fā)展，從而形成了廣播電視網(wǎng)、電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合的時代。在目前這種三網(wǎng)時代的形式下，對于有線電視接入網(wǎng)的改造技術(shù)也在不斷升級，其主要的改造技術(shù)有EPON+LAN，EPON+HiNOC 等，其不僅是貼合有線電視網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改造技術(shù)，也具有效率高、成本低的特點，被廣大電視用戶所接受。就EPON+HiNOC 技術(shù)而言，其原理、特點和應(yīng)用的分析如下所示：

1 EPON 技術(shù)

1.1EPON 技術(shù)的定義和優(yōu)點

基于吉比特以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的改造，其是EPON 技術(shù)的有效實現(xiàn)。這種技術(shù)一般運用點到多點的用戶網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，其物理層結(jié)構(gòu)一般利用PON 技術(shù)來實現(xiàn)，鏈路層多采用以太網(wǎng)協(xié)議，是PON 和以太網(wǎng)兩者的良好結(jié)合，實現(xiàn)帶寬高、成本低、兼容性強的特點。對于EPON 的協(xié)議而言，其主要是以太網(wǎng)基本MAC 協(xié)議的擴展，這樣協(xié)議構(gòu)建的方式可以實現(xiàn)以太網(wǎng)各接口集成，并且能夠和很多運用以太網(wǎng)的設(shè)備形成互連，因此大大降低了網(wǎng)絡(luò)成本，是一種有線電視接入網(wǎng)技術(shù)的有效實現(xiàn)。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

運用EPON 技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)，一般由OLT、ODN、ONU 等組成，OLT 是指光線路終端，這種終端在有線電視接入網(wǎng)系統(tǒng)中通常在前端位置；ONU 是指光網(wǎng)絡(luò)單元，ONU 一般鋪設(shè)在建筑樓道的位置；而ODN 是指光分配網(wǎng)絡(luò)，其可以實現(xiàn)多級連接、靈活組網(wǎng)的模式。對于EPON 整個系統(tǒng)而言，其一般采用單模光纖，在一芯光纖上，其通常利用上行和下行的波長來完成數(shù)據(jù)的傳輸。

1.3 傳輸原理

對于EPON 從光線路終端到多個光網(wǎng)絡(luò)單元下行的數(shù)據(jù)傳輸方法而言，其一般是數(shù)據(jù)從光線路終端到多個光網(wǎng)絡(luò)單元的傳輸，一般用廣播方式來進行下行信號的傳輸，數(shù)據(jù)信號傳輸時多采用時分復(fù)用技術(shù)，并且根據(jù)IEEE802.3ah 協(xié)議來進行鏈路標識。在上行的數(shù)據(jù)傳輸中，一般使用時多址接入技術(shù)，在上行流量的傳輸中，要按照時隙對光網(wǎng)絡(luò)單元進行流量傳輸；如果光網(wǎng)絡(luò)單元的注冊完成之后，那么光線路中斷會對光網(wǎng)絡(luò)單元分配帶寬，而這種帶寬一般都是特定的。其EPON 上、下行數(shù)據(jù)流原理圖如圖1 和圖2 所示：

圖1 EPON 下行數(shù)據(jù)流原理圖

圖2 EPON 上行數(shù)據(jù)流原理圖

2 HiNOC 技術(shù)

2.1 技術(shù)原理

HiNOC 技術(shù)是一種基于高性能同軸電纜射頻調(diào)制接入技術(shù)，這個技術(shù)是由我國所研發(fā)，擁有獨立自主的知識產(chǎn)權(quán)。對于這門技術(shù)的原理來講，其主要是運用大于860 兆赫的空余頻段來進行數(shù)據(jù)信號的傳輸工作，而這種信號數(shù)據(jù)一般以IP 為主。作為HiNOC 技術(shù)而言，它擁有自己的數(shù)據(jù)傳輸信道，而一般使用16 兆赫的頻道來實現(xiàn)一個傳輸信道的建立。這些傳輸信道的建立可以支持從QPSK 到1024QAM 的自適應(yīng)調(diào)制。對于其中一個單信道來講，其可以支持32 個終端的接入，對于點到點傳輸、廣播式傳輸都有很好的支持功能。此外，HiNOC 技術(shù)一般使用多載波OFDM 體制，運用這種載波體制可以更大力度上避免多徑引發(fā)碼之間發(fā)生干擾的情況，能夠有效地提高信道的利用率。HiNOC 技術(shù)的原理圖，如圖3 所示：

圖3 HiNOC 典型組成原理圖

2.2 技術(shù)特點

HiNOC 技術(shù)的特點有多個，其特點有支持高頻段和低頻段、支持動態(tài)帶寬分配功能、頻譜利用率高、支持流分類功能等。對于頻譜利用高這個特點而言，HiNOC 使用了OFDM 調(diào)制技術(shù)，而且HiNOC 的誤碼率也很低，一般都低于1×10-9，因此可以實現(xiàn)視頻傳輸?shù)墓δ?，符合頻譜利用高的范疇；而且，HiNOC 系統(tǒng)中的一個信道可以完成最高物理層的速率，可以達到112Mbps，基于同軸網(wǎng)絡(luò)時不變信道特征的分布式信道均衡技術(shù)，MAC 層頻譜利用率很高，其理論值一般都大于4b/s/Hz。對于支持DBA 功能而言，HiNOC 系統(tǒng)可以實現(xiàn)無沖突的信道接入，并且能夠靈活地對帶寬進行分配，能夠通過DBA 設(shè)置接入用戶的保證帶寬，從而完成對接入帶寬的控制，滿足運營要求和分配管理需求。對于HiNOC 支持流分類功能而言，在HiNOC 系統(tǒng)的內(nèi)部有相關(guān)模塊的構(gòu)建，這種模塊為流分類模塊，模塊可以對QoS、流標記、流分類等進行有效處理，從而完成業(yè)務(wù)優(yōu)先級的確保。此外，HiNOC 技術(shù)運用中，一般會使用有CPU 硬件的處理器來進行技術(shù)運用，從而完成MAC 方案的達標；MAC 方案執(zhí)行時，因原有MAC 部分可以固化的功能硬件化，因此對于CPU 的要求也同時得到了降低，實現(xiàn)了成本的減少。

3 HiNOC ＋EPON 組網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用

HiNOC ＋EPON 組網(wǎng)技術(shù)是一種有線電視接入網(wǎng)的雙向改造技術(shù)，對于EPON 系統(tǒng)而言，其能夠在關(guān)節(jié)點和分前端進行部署，能夠把部署延伸到建筑的樓道內(nèi)，并且能夠支持FTTB方式的寬帶接入；而作為HiNOC 技術(shù)而言，運用這種技術(shù)的設(shè)備可以實現(xiàn)用戶終端和光分配網(wǎng)絡(luò)單元出口之間的部署，可以對用戶分配中的問題進行有效解決。HiNOC ＋EPON 組網(wǎng)技術(shù)的工作原理是：在下行鏈路的骨干網(wǎng)絡(luò)側(cè)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號，由EPON 系統(tǒng)采用FTTB 的方式發(fā)送到建筑物的樓道口，然后運用HiNOC 設(shè)備進行調(diào)制，其主要把發(fā)送的數(shù)據(jù)信號調(diào)制到通軸電纜中一個HINOC 信道內(nèi)，與此同時，在建筑樓內(nèi)會把數(shù)據(jù)信號傳送到每一個住戶內(nèi)HM，傳輸?shù)墓ぞ咭话阌须娎|終端盒或是樓內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行傳送工作；在數(shù)據(jù)信號傳送到以后，用戶內(nèi)的HM 會自身實行信號的解調(diào)，然后把解調(diào)后的信號傳送給各種終端設(shè)備，比如個人電腦、機頂盒等。在上行鏈路的信號傳送上，主要是逆向的傳送模式，由HM 對終端設(shè)備的上行數(shù)據(jù)信號進行調(diào)制，調(diào)制后的信號會進入到同軸電纜分配網(wǎng)，然后再傳送到HB，運用HB 再進行解調(diào)裝換的工作后，由EPON 系統(tǒng)把這些信號數(shù)據(jù)送回到骨干網(wǎng)絡(luò)。

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