招遠(yuǎn)市廣播電視臺 滕愛偉

1.引言

隨著國家加快推進(jìn)三網(wǎng)融合，促使廣電對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)加快了雙向改造進(jìn)程。當(dāng)前對于廣電HFC網(wǎng)絡(luò)改造方案有CMTS+CM、EPON+LAN、EPON+EOC甚至純PON的FTTH等。

與CMTS、EPON+LAN相比，EPON+EOC無論從技術(shù)方面還是建設(shè)成本方面都具有一定的優(yōu)勢，并且和廣電現(xiàn)有的大部分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相似，特別是有源EOC有效地解決了HFC網(wǎng)絡(luò)最后100m的雙向?qū)拵Ы尤雴栴}，利用原有同軸電纜傳輸數(shù)據(jù)信號，對網(wǎng)絡(luò)改造量小、初期投入少，方便快速實施。

招遠(yuǎn)廣電網(wǎng)絡(luò)目前已實現(xiàn)光纖鋪設(shè)到小區(qū)甚至到樓，且樓內(nèi)已經(jīng)鋪設(shè)同軸電纜，同時根據(jù)廣電業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營模式的發(fā)展，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的承載和接入能力已經(jīng)不能滿足當(dāng)前需求，需要同時提供互動數(shù)字電視和寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)。城區(qū)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過EPON+EOC技術(shù)雙向改造后，能夠為用戶提供高速Internet接入、局域網(wǎng)互聯(lián)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)高速業(yè)務(wù)和中低速業(yè)務(wù)等服務(wù)功能。

2.EPON技術(shù)介紹

EPON是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，采用點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）結(jié)構(gòu)，單纖雙向傳輸，將PON技術(shù)和以太網(wǎng)相結(jié)合。EPON系統(tǒng)由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）、無源分光器（POS）以及光纜和無源光配線設(shè)備等構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1中，SNI是指業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口，主要包括CATV、Internet、NGN（Next Generation Network）PSTN(P ublic Switched Telephome Network)等業(yè)務(wù)接口。

EPON技術(shù)綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：成本低、帶寬高、擴(kuò)展性強(qiáng)、服務(wù)重組靈活快速、與原有以太網(wǎng)具有較強(qiáng)兼容性、管理方便等等。

以EPON為代表的雙向改造技術(shù)主要包括：

(1)EPON+LAN

OLT利用分前端光纖到遠(yuǎn)端機(jī)房，光分路器分光接入各個樓道ONU，ONU采用LAN入戶，承載數(shù)字電視點(diǎn)播信令回傳和寬帶上網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)，下行的模擬和數(shù)字電視信號通過原有的光纖和HFC線路下行，最終雙線入戶，解決廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)問題，如圖2所示。

該方案的優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)升級改造方便、網(wǎng)絡(luò)接入帶寬較高、可擴(kuò)充性好、不占用同軸電纜的頻率資源、主干線傳輸鏈路沒有有源設(shè)備等。

該方案的缺點(diǎn)：由于用在有線電視網(wǎng)絡(luò)，不能利用HFC現(xiàn)有的電纜網(wǎng)部分入戶，因此該方案的實質(zhì)就是另建一張獨(dú)立的寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)，這無疑會使維護(hù)和運(yùn)營成本大大提高，且施工和維護(hù)難度都較高。

(2)EPON+EOC

OLT利用分前端光纖到遠(yuǎn)端機(jī)房，光分路器分光接入各個ONU，然后以EOC方式下行。EOC局端部署在小區(qū)樓道，將CATV信號和數(shù)據(jù)信號進(jìn)行合成，通過原有HFC網(wǎng)絡(luò)傳送到用戶側(cè)，最終通過用戶側(cè)的EOC終端分離出CATV信號和數(shù)據(jù)信號，用戶數(shù)字電視點(diǎn)播信號通過EOC方式上行。EOC充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的同軸電纜、分支分配器資源。架構(gòu)如圖3所示。

該方案的優(yōu)點(diǎn)：在雙向改造初期能夠有節(jié)省建網(wǎng)成本，終端設(shè)備成本較低，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)等。

圖1 EPON系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 EPON+LAN

圖3 EPON+EOC圖4 有源EOC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖5 招遠(yuǎn)廣電EPON+EOC雙向網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

該方案的缺點(diǎn)：每戶家庭至少需要一個有源EOC終端設(shè)備，剛開始使用的用戶都會覺得不便，且目前業(yè)界EOC技術(shù)方案多種多樣，標(biāo)準(zhǔn)與成熟度參差不齊。

3.EOC技術(shù)介紹

EOC主要分為基帶傳輸、調(diào)制傳輸、2.4G擴(kuò)展應(yīng)用3類，同時又可具體細(xì)分出很多標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是是傳輸距離遠(yuǎn)，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。

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4所示。CLT類似于一個集中器，放置于小區(qū)光節(jié)點(diǎn)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(jìn)行精細(xì)化管理，可以針對用戶的不同業(yè)務(wù)要求進(jìn)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。

有源EOC調(diào)制，物理層速率可以達(dá)到200Mbps，數(shù)據(jù)帶寬可以達(dá)到100Mbps，而且采用的QoS機(jī)制和TMDA上行機(jī)制可以保證在用戶不斷增加的情況下實現(xiàn)負(fù)載的均衡，從而有效保證帶寬，支持點(diǎn)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(jìn)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.招遠(yuǎn)城區(qū)雙向網(wǎng)絡(luò)改造

招遠(yuǎn)有線電視網(wǎng)始建1991年，目前，城區(qū)有線電視網(wǎng)絡(luò)由環(huán)-星相結(jié)合的兩級光纖網(wǎng)及有源和無源電纜網(wǎng)絡(luò)組成。城區(qū)按照星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布放了180多個光節(jié)點(diǎn)，每個光節(jié)點(diǎn)覆蓋用戶為500戶以內(nèi)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)站到農(nóng)村全部實現(xiàn)干線傳輸光纖化。網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)傳送模擬電視節(jié)目36套，已將數(shù)字電視節(jié)目100余套送入網(wǎng)中。目前單向廣播式傳輸電視節(jié)目已經(jīng)不能滿足廣大用戶的需要，實施有線電視雙向網(wǎng)改造的時機(jī)已經(jīng)成熟。

4.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)

招遠(yuǎn)廣電雙向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由中心機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖5所示。中心機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括：核心交換系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、EOC系統(tǒng)接入控制軟件。接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括：OLT、ONU、局端設(shè)備、局端通信模塊、橋接器和EOC終端等。

4.2 雙向改造技術(shù)模式

招遠(yuǎn)市城區(qū)有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向升級改造，經(jīng)過多次論證分析，確定技術(shù)模式為：按雙纖三波方式光纖到樓(FTTB)；采用1芯光纖以1550nm、862MHz光傳輸系統(tǒng)作為下行單向傳送廣播電視節(jié)目和視頻業(yè)務(wù)的主要手段；用另1芯光纖以雙波長，下行為1490nm波長，上行為1310nm波長進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和IPTV等交互業(yè)務(wù)。以招遠(yuǎn)有線電視傳輸中心為網(wǎng)絡(luò)核心和總前端，采用兩級光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以已建成光纜主干線的14個(含總前端所覆蓋區(qū)域)分前端在A、B兩個環(huán)上所形成的骨干網(wǎng)為一級光纖網(wǎng)。一級光纖網(wǎng)采用環(huán)型自愈，A平臺(單向下行862MHz光纖傳輸網(wǎng))和B平臺(寬帶IP以太網(wǎng))兩個業(yè)務(wù)傳輸平臺分別設(shè)置。接入層采用EPON實現(xiàn)FTTB，入戶方式根據(jù)實際的接入條件靈活選擇。

4.3 網(wǎng)絡(luò)頻率劃分

5～65MHz為上行通道；87～550MHz為模擬頻道和數(shù)字頻道；550～860MHz為VOD與數(shù)據(jù)廣播等。

4.4 業(yè)務(wù)融合

通過在前端增加光發(fā)射機(jī)，由無源光分路器再次進(jìn)行功率分配，CATV信號和與IP數(shù)據(jù)信號，通過各自獨(dú)立的光纖共纜傳輸?shù)綐菃卧饨邮諜C(jī)輸出RF信號，ONU提供IP數(shù)據(jù)，在同軸電纜集線器實現(xiàn)業(yè)務(wù)融合。

4.5 OLT設(shè)置

OLT的布放考慮的主要因素包括覆蓋范圍、城域承載網(wǎng)絡(luò)的配套以及寬帶業(yè)務(wù)系統(tǒng)的規(guī)劃等。招遠(yuǎn)廣電雙向改造目前處于初期階段，OLT集中設(shè)置在中心機(jī)房，用來覆蓋多個用戶區(qū)，直接上聯(lián)至匯聚交換機(jī)，這樣能夠充分利用已有的配電系統(tǒng)、機(jī)架、光纖配線系統(tǒng)等資源。

4.6 光路設(shè)計

光通道損耗理論計算公式如下：

（1）ONU接收側(cè)光功率=OLT發(fā)射功率-光路損耗；

（2）光路損耗=光纖損耗+連接器損耗+分光器損耗+光纖熔接點(diǎn)損耗+光纖機(jī)械接續(xù)點(diǎn)損耗+工程裕量。

4.7 靈活的入戶方式

招遠(yuǎn)廣電同軸電纜分配網(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(yuǎn)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。

針對招遠(yuǎn)廣電不同城區(qū)的線路狀況，對網(wǎng)絡(luò)雙向入戶采取不同的接入方式：

（1）新建小區(qū)尚未敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)的用戶，采用同軸電纜+五類線方式雙線入戶。

（2）舊網(wǎng)絡(luò)且光點(diǎn)覆蓋用戶少的（放大器級數(shù)少，網(wǎng)絡(luò)傳輸正常）直接采用有源EOC方式改造用戶。

舊網(wǎng)絡(luò)且光點(diǎn)覆蓋用戶多的（主要是多級放大器，傳輸線路過長），采用增加光節(jié)點(diǎn)并升級改造老外線，采用有源EOC方式入戶，這樣在雙向入戶的同時順便把入戶的同軸電纜一并升級改造。

用戶家里配置相應(yīng)的CNU設(shè)備，提供多業(yè)務(wù)接入、多業(yè)務(wù)識別和端到端的QoS控制，滿足IPTV和互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)的差異化承載需求。

5.結(jié)束語

面對激烈的競爭和挑戰(zhàn)，招遠(yuǎn)廣電積極探索新技術(shù)、新思維和新模式。目前招遠(yuǎn)多個小區(qū)已完成有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造，用戶反映良好，全市的雙向改造正在有條不紊地進(jìn)行。采用EPON+EOC技術(shù)改造的網(wǎng)絡(luò)同時支持模擬電視、數(shù)字電視、互動電視、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)的TDM業(yè)務(wù)，滿足全業(yè)務(wù)運(yùn)營接入網(wǎng)的目標(biāo)要求，為三網(wǎng)融合開辟了一條可以開展全業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)改造道路。

[1]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.

[2]閻德升.EPON-新一代寬帶光接入技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.