EPON技術(shù)在有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用

何家明

（廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司東莞萬江分公司 廣東東莞 523000）

EPON技術(shù)在有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用

何家明

（廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司東莞萬江分公司 廣東東莞 523000）

隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)線路已經(jīng)與時(shí)代要求明顯不符，有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)雙向建設(shè)問題逐步成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文主要從EPON技術(shù)概述、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)等方面入手，重點(diǎn)對(duì)有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)雙向建設(shè)中存在的技術(shù)問題進(jìn)行了分析，并對(duì)EPON技術(shù)在有點(diǎn)電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用模式進(jìn)行了探究，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

EPON技術(shù)；有線電視；HFC；雙向網(wǎng)絡(luò)

1 引言

就目前而言，有線電視在廣大城鎮(zhèn)和農(nóng)村得以普及應(yīng)用。在有線電纜的傳播過程中，EPON技術(shù)與以太網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，大大提升了傳輸寬帶的網(wǎng)速和視頻的傳輸性能，且具有成本低廉、擴(kuò)展性能好等優(yōu)點(diǎn)。EPON技術(shù)廣泛應(yīng)用于HFC雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中。

2 EPON技術(shù)概述及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 EPON技術(shù)概述

所謂EPON技術(shù)，其實(shí)是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，EPON技術(shù)所采用的是多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，通過這種技術(shù)，可以在以太網(wǎng)之上提供更多的業(yè)務(wù)。EPON技術(shù)在其物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，然后再通過對(duì)PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的利用來實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。所以，EPON技術(shù)綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)兩者的優(yōu)勢(shì)，EPON技術(shù)往往擁有更低的成本，更高的帶寬，同時(shí)還具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，能夠靈活、快速地實(shí)現(xiàn)服務(wù)重組，更加便于管理。EPON技術(shù)不需要任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號(hào)可以十分精確地傳送到最終用戶，同時(shí)來自最終用戶的數(shù)據(jù)也可以被集中傳送到中心網(wǎng)絡(luò)。在物理層上，EPON技術(shù)所使用的是1000BASE的以太PHY，然后在PON的傳輸機(jī)制上新增加了MAC控制命令，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)各ONU與OLT之間的突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)的TDM通信進(jìn)行控制和優(yōu)化。更為重要的是，在協(xié)議的第二層，EPON技術(shù)所采用的是成熟的全雙工以太技術(shù)。

2.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般都以高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、可擴(kuò)展性為原則進(jìn)行建立的。EPON網(wǎng)絡(luò)的組成部分主要有3層，分別為核心層、接入層、匯聚層。核心層擔(dān)任著傳輸信號(hào)的骨干作用，所以對(duì)應(yīng)交換機(jī)的可靠性和吞吐量需著重考慮；接入層用于與用戶連接，允許網(wǎng)絡(luò)終端訪問，所以交換機(jī)成本雖低但端口密度較高，應(yīng)設(shè)置在核心層的上行鏈路。

2.3 EPON的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

2.3.1 成本較低

EPON技術(shù)具有成本低的特點(diǎn)，因?yàn)镋PON結(jié)構(gòu)在進(jìn)行傳輸?shù)耐局胁恍枰魏坞娫?，同時(shí)EPON結(jié)構(gòu)也沒有電子部件，鋪設(shè)也十分容易，而且基本不用對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)成本和管理成本上可以節(jié)約很多資金。同時(shí)，EPON系統(tǒng)所占用的局端資源也很少，模塊化的程度較高，在初期投入上較低，并且更加容易擴(kuò)展，投資的回報(bào)率很高。

2.3.2 可提供較高的寬帶

從目前的情況來看，EPON可以提供給用戶以上下行對(duì)稱的1.25Gbps的帶寬，并且我國(guó)的以太技術(shù)正處于不斷的發(fā)展當(dāng)中，預(yù)計(jì)在將來EPON所提供的帶寬可以升級(jí)到10Gbps。

2.3.3 服務(wù)范圍更廣

EPON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，EPON可以利用局端單個(gè)光模塊及光纖資源來實(shí)現(xiàn)對(duì)大量終端用戶的服務(wù)，使得其服務(wù)范圍較之于其它網(wǎng)絡(luò)更大。

2.3.4 帶寬分配更靈活

EPON在對(duì)帶寬的分配和保證上都有一套完整的體系，EPON可以通過DBA、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實(shí)現(xiàn)對(duì)于每個(gè)用戶的帶寬分配，并且還可以對(duì)于每個(gè)用戶的QoS加以保證，使得帶寬的分配更為靈活。

3 有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造技術(shù)中存在的問題

3.1 在雙向HFC網(wǎng)絡(luò)中，同軸部分上行傳輸方面存在一定的問題

在有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)中，光鏈路部分對(duì)上行、下行信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，可以使用空分復(fù)用方法。因此，在這一過程中出現(xiàn)技術(shù)問題的可能性較小，然而用戶分配網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)支線因?yàn)槭褂昧送S電纜的緣故，導(dǎo)致其可能存在“回傳均衡”、“突發(fā)強(qiáng)干擾”等相關(guān)的技術(shù)性問題?；貍麟娖骄庖笥脩舳说纳闲谢鲗?dǎo)光節(jié)點(diǎn)信號(hào)電平大體一致，且將差異控制在6dB左右即刻。因此，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)這類問題進(jìn)行綜合考慮，并采取有效措施對(duì)突發(fā)的強(qiáng)干擾進(jìn)行及時(shí)措施，切實(shí)提升系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，提升衡量網(wǎng)絡(luò)雙向改造質(zhì)量的C/N值。

3.2 光節(jié)點(diǎn)及其系統(tǒng)前端部分存在一定的技術(shù)問題

在對(duì)有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，作為光節(jié)點(diǎn)至系統(tǒng)前端雙向信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，多芯光纜一般不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)干擾侵入同軸電纜等方面的問題，然而前端的光節(jié)點(diǎn)回傳信號(hào)匯聚處理、回傳激光器削波失真等問題卻對(duì)雙向信號(hào)傳輸造成嚴(yán)重影響。

3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與調(diào)試中存在的技術(shù)問題

在實(shí)際操作過程中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和調(diào)試中存在許多不可避免的技術(shù)問題，比如回傳頻段如何利用問題、回傳激光器的工作溫度對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)造成嚴(yán)重影響等問題，這些問題的出現(xiàn)都會(huì)對(duì)雙向信號(hào)傳輸質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求將回傳頻段合理控制在5～65MHz之間，但在實(shí)際操作中卻存在一定的問題，當(dāng)回傳頻段處于5～20MHz時(shí)，雙向信號(hào)會(huì)遭受嚴(yán)重的干擾，對(duì)雙向信號(hào)的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，回傳通道的隔離差以及傳輸設(shè)備的電源也會(huì)對(duì)回傳頻段造成較大影響。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造的過程中，回傳激光器會(huì)對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)造成一定影響，加上網(wǎng)絡(luò)改造具有一定的復(fù)雜性，且這點(diǎn)極易被人忽略，一旦系統(tǒng)的指標(biāo)出現(xiàn)問題，則可能會(huì)被視為技術(shù)問題或者強(qiáng)干擾問題。

4 EPON技術(shù)在有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式分析

現(xiàn)階段，電視網(wǎng)絡(luò)改造已經(jīng)意識(shí)到EPON技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，采用傳統(tǒng)的雙向網(wǎng)絡(luò)替代原有的HFC雙向CM，從而大大降低了網(wǎng)絡(luò)故障報(bào)修率，不僅如此，網(wǎng)速也得到了根本的提升。在實(shí)際操作過程中，EPON采用的是星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這與有線電視的光傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常相似，所以EPON技術(shù)具有傳播電視信號(hào)的作用，在對(duì)電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造時(shí)，只需要在網(wǎng)絡(luò)上做一個(gè)簡(jiǎn)單的配置就可以在較短時(shí)間內(nèi)完成網(wǎng)路疊加。

4.1 EPON與HFC城域側(cè)的接續(xù)模式分析

EPON是一種工作在接入層的技術(shù)，它向上與匯聚層或者城域骨干層連接。就目前而言，對(duì)于城域網(wǎng)的解決方案主要分為以下四種類型：①多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP，該類型是以SDH作為基礎(chǔ)和前提的，SDH是一種同步時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)的理想傳送模式，所以在電信城域網(wǎng)中屬于主流技術(shù)；②IP路由器第三層選路和基于以太網(wǎng)的第二層交換解決方案，目前我國(guó)以太網(wǎng)的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，并且以太網(wǎng)也有著許多的優(yōu)點(diǎn)，比如說快捷、簡(jiǎn)單、透明等，在城域網(wǎng)中，千兆以太網(wǎng)路由交換技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出了逐年遞增的趨勢(shì)；③基于ATM技術(shù)的多業(yè)務(wù)平臺(tái)方案；④基于光纖波分復(fù)用技術(shù)的多業(yè)務(wù)平臺(tái)方案。在使用過程中，EPON技術(shù)能夠與以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的城域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)良好的銜接，同時(shí)TDM業(yè)務(wù)也可以被EPON承載，更為重要的是，EPON還能夠與基于SDH的MDTP城域網(wǎng)相聯(lián)來承載多業(yè)務(wù)。根據(jù)對(duì)以上幾種模式的分析，IP路由器第三層選路的解決方案和第二類基于以太網(wǎng)第二層交換能夠很好地滿足廣電網(wǎng)絡(luò)的需要，因此可以作為EPON與HFC城域側(cè)的接續(xù)模式。

4.2 EPON到集團(tuán)客戶接續(xù)模式分析

所謂集團(tuán)客戶，指的是具有層級(jí)結(jié)構(gòu)的并且業(yè)務(wù)量較大的客戶，比如說大型企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)和銀行等企事業(yè)單位，他們的業(yè)務(wù)主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而要實(shí)現(xiàn)這些業(yè)務(wù)，往往需要租用專線。對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)來說，由于企業(yè)對(duì)于其內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性有著較高的要求，所以可以通過EPL以太網(wǎng)專線的方式來實(shí)現(xiàn)獨(dú)享上行接口和專用時(shí)隙，在物理上與普通的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)完全的隔離。而對(duì)于Internet接入等普通的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，則可以在動(dòng)態(tài)帶寬分配機(jī)制的控制下使用普通的以太網(wǎng)專用通道來實(shí)現(xiàn)多用戶的共享。最后對(duì)于傳統(tǒng)的用戶語音業(yè)務(wù)，則可以使用小型的交換機(jī)或者傳統(tǒng)的電話交換機(jī)的遠(yuǎn)端模塊來提供。

4.3 EPON到用戶家庭接續(xù)模式分析

隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求也越來越大，寬帶用戶的密度、業(yè)務(wù)量和用戶數(shù)量都在不斷地增加，而且我國(guó)近些年的發(fā)展趨勢(shì)也是光接入戶，考慮到這種情況，可以采用基于FTTH技術(shù)的直接光纖入戶，使得接入問題得到徹底的解決。這種EPON到用戶家庭接續(xù)模式中，主要是通過在城域網(wǎng)局端或者分前端機(jī)房來設(shè)置OLT設(shè)備來使得光分路器放置在小區(qū)接入光纜的樓內(nèi)分線盒中，使其盡可能地靠近用戶，這樣就可以在用戶家中直接放置OUN，并且這個(gè)OUN只能被一個(gè)用戶獨(dú)享，使得帶寬得到了保證。

5 結(jié)語

在有線電視網(wǎng)絡(luò)EPON中，具有傳輸速度快，運(yùn)行成本低，運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，和傳統(tǒng)的有線電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較具有一定的優(yōu)勢(shì)。EPON技術(shù)的應(yīng)用，使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行速度大大提高，視頻的傳輸性能在一定程度上也得到提升。應(yīng)用EPON技術(shù)，能夠使得有線電視網(wǎng)絡(luò)得到一定的推動(dòng)。同時(shí)采用EPON技術(shù)，只需要在原本HFC網(wǎng)絡(luò)空余的光網(wǎng)絡(luò)部分添加簡(jiǎn)單的配置即可，增加一個(gè)光分/合路器便可以將光節(jié)點(diǎn)以下發(fā)展光纖到樓棟或用戶。在工程上可以短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的疊加工作，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的均衡擴(kuò)展，對(duì)開展有線電視增值業(yè)務(wù)起到巨大的推動(dòng)作用。未來，我們只有不斷對(duì)新技術(shù)、新工藝進(jìn)行深入分析和研究，并積極創(chuàng)新，才能為有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

[1]武連梅.EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2014（04）：36～37.

[2]趙永君.EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)寬帶建設(shè)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（05）：45～46.

[3]簡(jiǎn)少兵.EPON+EOC技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用分析[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（19）：91～92.

TN943.6

A

1004-7344（2016）08-0294-02

2016-3-1

何家明（1973-），男，助理工程師，大學(xué)本科，從事有線電視網(wǎng)絡(luò)工作。