山東廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司招遠(yuǎn)分公司 邢浩田

一、引言

隨著有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換工作的順利推進(jìn)，如何開展增值服務(wù)成為有線電視運(yùn)營商在后整轉(zhuǎn)時(shí)代面臨的新命題。面對IPTV的挑戰(zhàn)，廣電運(yùn)營商如何對有線電視用戶接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向化改造，就成當(dāng)前急切解決的問題。目前，在廣電雙向改造方案中，除了CMTS，LAN等方式的接入外，EPON+EPCN技術(shù)方案正在受到業(yè)界的關(guān)注。特別是EPCN有效地解決了HFC網(wǎng)絡(luò)最后100米的雙向?qū)拵Ы尤雴栴}，利用原有同軸電纜傳輸數(shù)據(jù)信號，具有廣覆蓋、建設(shè)快、投入低、高帶寬、易維護(hù)等特點(diǎn)。

2009年招遠(yuǎn)廣電與杭州華三通信技術(shù)有限公司（H3C）合作，采用EPON+EPCN方式，對原有HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了雙向改造，成功開通了互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)了對接入網(wǎng)中有源設(shè)備的全程全網(wǎng)管理。現(xiàn)將實(shí)現(xiàn)情況綜述如下。

二、EPCN技術(shù)

EPCN技術(shù)是針對廣電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀開發(fā)的有源EoC調(diào)制技術(shù)，把點(diǎn)到多點(diǎn)的同軸分配網(wǎng)絡(luò)作為物理層傳輸介質(zhì)，適用于星型、樹型等任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。EPCN采用正交頻分復(fù)用（OFDM），基本思想是將高速的數(shù)據(jù)流分配到多個(gè)相互正交的子載波上同時(shí)傳輸，具有抗頻率選擇性衰減和窄帶干擾能力強(qiáng)，對脈沖噪聲和信道快衰落有較強(qiáng)的抵抗力的優(yōu)點(diǎn)。

1. EPCN頻率分布

廣播電視信號頻率是80～1000MHz，EPCN將數(shù)據(jù)信號調(diào)制到7～30MHz頻率，然后將CATV信號和調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號混合傳輸，下行方向傳輸CATV和數(shù)據(jù)信號，上行方向傳輸數(shù)據(jù)信號，為雙向數(shù)字電視平臺提供回傳通道。頻率分布如圖1所示。

圖1 EPCN頻率示意圖

2. 傳輸原理

EPCN系統(tǒng)的上下行數(shù)據(jù)采用了不同的傳輸方式，這是專門為了適應(yīng)Cable網(wǎng)絡(luò)共享媒質(zhì)的特性而設(shè)計(jì)的。每當(dāng)STA上電后，STA會搜索CCO，并在CCO上注冊自己的MAC地址，同時(shí)CCO給每一個(gè)STA分配一個(gè)惟一的終端設(shè)備標(biāo)識（TEI）。

下行方向，數(shù)據(jù)從CCO到多個(gè)STA以時(shí)分復(fù)用技術(shù)（TDM）廣播到各個(gè)STA。當(dāng)數(shù)據(jù)信號到達(dá)STA時(shí)，STA根據(jù)TEI在物理層上做判斷，接收給它自己的數(shù)據(jù)幀，摒棄那些給其他STA的數(shù)據(jù)幀。如圖2所示，STA1收到包1，2，3，但是它僅僅發(fā)送包1給終端用戶1，摒棄包2和包3。

圖2 上下行傳輸原理

上行方向，采用時(shí)分多址接入技術(shù)（TDMA）和載波檢測多路復(fù)用（CSMA）傳輸上行流量。TDMA面向連接，提供QoS保障，確保帶寬預(yù)留、高可靠性和嚴(yán)格的時(shí)延抖動(dòng)控制。CSMA面向優(yōu)先級，提供四級優(yōu)先級，基于128位AES嚴(yán)格加密。

這種有源EoC的物理層使用OFDM調(diào)制方式。將待發(fā)送的信息碼元通過串并變換，降低速率，從而增大碼元周期，以削弱多徑干擾的影響。在2～28MHz頻段使用917個(gè)子載波，每個(gè)子載波可以單獨(dú)進(jìn)行B/SK，QPSK，8QAM，16QAM，64QAM，256QAM和1024QAM調(diào)制，OFDM中各個(gè)子載波頻譜有1/2重疊正交，這樣提高了OFDM調(diào)制方式的頻譜利用率。在接收端通過相關(guān)解調(diào)技術(shù)分離出各載波，同時(shí)消除碼間干擾的影響。采用Turbo FEC錯(cuò)誤校驗(yàn)，物理層線路速率達(dá)到200Mb/s，可支持雙向100Mb/s的連接。

三、EPCN技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

1. 接入網(wǎng)絡(luò)雙向改造結(jié)構(gòu)

招遠(yuǎn)廣電接入網(wǎng)絡(luò)雙向改造結(jié)構(gòu)如圖3所示，EPON和EPCN系統(tǒng)采用H3C公司的相關(guān)設(shè)備。OLT設(shè)備（帶EPON業(yè)務(wù)板的S7506E交換機(jī)）放置于廣電小區(qū)中心機(jī)房，OLT上行連接城區(qū)網(wǎng)設(shè)備。ONU（ET254-L）設(shè)備放置于小區(qū)或者樓道，OLT與ONU之間通過無源分光器以點(diǎn)對多點(diǎn)方式連接。

圖3 招遠(yuǎn)廣電接入網(wǎng)絡(luò)雙向改造結(jié)構(gòu)圖

EPCN系統(tǒng)由頭端CLT（CC600E/CC602）、終端CNU（CB201E/CB203E）、同軸分配網(wǎng)等部分組成。頭端與ONU放置在一起，將以太網(wǎng)調(diào)制，并與CATV信號混合，在樓道同軸分配網(wǎng)中傳送。終端實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號與CATV信號分離，數(shù)據(jù)信號通過網(wǎng)口鏈接PC，實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能。利用EPON+EPCN提供的IP通道，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播信號回傳，提供VoD增值服務(wù)，利用聯(lián)通NGN平臺提供VoIP業(yè)務(wù)。

2. EPCN光節(jié)點(diǎn)覆蓋入戶方式

（1）光節(jié)點(diǎn)覆蓋方式。EPCN頭端和ONU放置在小區(qū)光節(jié)點(diǎn)位置如圖4所示。業(yè)務(wù)開通初期開通率比較低，為了降低成本，把EPCN頭端和ONU放置在光節(jié)點(diǎn)位置，完成對小區(qū)的廣覆蓋，從而快速完成雙向改造。隨著業(yè)務(wù)開展，可以在光節(jié)點(diǎn)位置增加EPCN頭端，為用戶提供高帶寬。

圖4 EPCN光節(jié)點(diǎn)覆蓋入戶方式

（2）樓道覆蓋方式。EPCN頭端和ONU放置在樓道位置如圖5所示。隨著業(yè)務(wù)推廣深入，業(yè)務(wù)開通率逐步提高，終端接入越來越密集，頭端放置在光節(jié)點(diǎn)位置已不能滿足用戶帶寬接入需求，可把EPCN頭端和ONU放置在樓頭，完成對樓道的密集覆蓋，為用戶提供高帶寬。

圖5 EPCN樓道覆蓋入戶方式

3. 實(shí)際應(yīng)用中的干擾問題解決

用戶家中一般1～3臺電視機(jī)，用分支分配器分配信號，家中的寬帶電纜調(diào)制解調(diào)器CNU（CB201E/CB203E）輸出的寬帶數(shù)據(jù)信號比較高，如果CNU離家中的電視機(jī)較近，有時(shí)候能影響電視信號的正常收看。

一般寬帶數(shù)據(jù)采用衰減10～15dB的分支器分支輸出或另加10～15dB的衰減器來解決，同時(shí)要求家中所用的分支分配器各輸出口有較高的隔離度。家中的CNU（CB201E/CB203E）到頭端CLT（CC600E）的寬帶鏈路衰減一般在40dB左右，通過分支器或衰減器可衰減10～15dB，使總鏈路衰減在50～55dB左右，可較好地滿足寬帶數(shù)據(jù)鏈路的要求，又可解決對有線電視信號的干擾問題。

4. 基于EPCN技術(shù)的HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造的優(yōu)勢

（1）覆蓋范圍廣。EPCN頭端放在光節(jié)點(diǎn)處，到終端的傳輸距離可達(dá)1km，頭端可接入253臺終端用戶，形成廣覆蓋，頭端到終端可過兩級放大器。對放大器改造無源，只需簡單跨接低通旁路器即可。

（2）高帶寬。H3C的EPCN，物理層速率可以達(dá)200Mb/s，MAC層帶寬可以達(dá)100Mb/s。而且采用的QoS機(jī)制和TDMA下行機(jī)制可以保證用戶增加情況下的負(fù)載均衡，可以支持點(diǎn)播和上網(wǎng)業(yè)務(wù)。且隨著終端用戶的增加，可增加EPCN頭端，為用戶提供高帶寬接入。

（3）運(yùn)營維護(hù)簡單。每戶帶寬可限速，提供精細(xì)帶寬管理；終端用戶間二層隔離；黑白名單功能提供嚴(yán)格終端用戶接入控制；全網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)管，可以管理EPON、EPCN頭端、EPCN終端。并能從EPCN頭端獲取豐富的線路檢測參數(shù)，評價(jià)線路質(zhì)量，方便用戶維護(hù)線路

（4）可靠性高。EPCN頭端和終端內(nèi)置分離濾波器，實(shí)現(xiàn)掉電旁路，放大器改造也是無源，這樣即使頭端和終端掉電，也不影響CATV信號下傳。

（5）為保證數(shù)據(jù)傳輸安全性，數(shù)據(jù)采用128位AES加密，通過VLAN方式，將不同的用戶群、或者不同的業(yè)務(wù)限制在不同的VLAN，保障相互之間的信息隔離。

（6）強(qiáng)大的智能網(wǎng)管功能可對接入網(wǎng)中的有源設(shè)備進(jìn)行全程全網(wǎng)管理，清晰展示CLT到CNU邏輯關(guān)系，直觀顯示CLT，CNU設(shè)備和鏈路的工作狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)某些設(shè)備參數(shù)變化超出設(shè)定范圍或出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)管系統(tǒng)可實(shí)時(shí)報(bào)警，使維護(hù)人員能夠在第一時(shí)間調(diào)整參數(shù)排除故障。

四、雙向改造中應(yīng)注意的問題

（1）應(yīng)合理選擇EPCN的改造目標(biāo)。從成本角度考慮，應(yīng)優(yōu)先選擇老舊小區(qū)，這些小區(qū)對雙向網(wǎng)的需求較低，可較大發(fā)揮EPCN改造的成本優(yōu)勢。在雙向網(wǎng)改造前期，雖然采用EPCN模式投入的

資金較低，但隨著用戶數(shù)的不斷增加，改造成本會超過LAN接入方式。所以，若網(wǎng)改小區(qū)的未來對雙向的需求較高，則不宜采用EPON模式進(jìn)行改造。

（2）應(yīng)保證改造網(wǎng)絡(luò)符合EPCN建設(shè)的要求。為了EPCN雙向網(wǎng)改造的順利實(shí)施及后期的順利使用，運(yùn)營商必須要對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估，若網(wǎng)絡(luò)不符合改造要求，則首先應(yīng)對其進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，使之符合改造要求。若小區(qū)網(wǎng)存在樓道或樓層之間的串接，則首先要對其進(jìn)行集中分配，再進(jìn)行EPCN改造。串接網(wǎng)絡(luò)會導(dǎo)致EPCN信號出現(xiàn)逐級衰減的情況，造成同一局端下的同級用戶之間的接收、發(fā)送信號產(chǎn)生巨大差異，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的傳輸。若不改造，不但會大量增加EPCN有源設(shè)備，還會增加故障點(diǎn)和改造成本。

（3）應(yīng)注意信號的干擾問題。要避免EPCN信號對有線電視信號傳輸?shù)母蓴_，特別要注意帶外抑制比及輸入輸出插入損耗的問題。當(dāng)帶外抑制比≥65dB時(shí)，可保證不干擾有線電視信號；而輸入輸出插入損耗≤3dB時(shí)，將不會影響有線電視的均衡，且能保證網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的正常工作。

當(dāng)有線電視光站和放大器的輸出電平過高時(shí)，將會對EPCN信號產(chǎn)生影響。具體表現(xiàn)為：T值比R值小很多，會影響數(shù)據(jù)傳輸。通過分析可知，光站和放大器輸出電平過高時(shí)，有線電視的帶外雜散電平也相應(yīng)提高，若其在EPCN的頻段上，就會干擾EPCN局端設(shè)備對EOCN終端設(shè)備發(fā)送信號的接收。因此，光站和放大器的輸出必須≤105dB。

五、結(jié)束語

招遠(yuǎn)廣電積極探索新技術(shù)、新思維和新模式，目前多個(gè)小區(qū)已完成有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造，用戶反映良好。經(jīng)測試，在光纖出口處，用PC對FTP服務(wù)器時(shí)行測試速率達(dá)到5Mb/s以上。在EPCN終端的用戶處，下載速率達(dá)到2Mb/s以上，Tx/Rx速率約大于都20Mb/s。在網(wǎng)絡(luò)雙向改造中，我們可以因地制宜，建設(shè)適應(yīng)本地特點(diǎn)的數(shù)字電視平臺。EPON+EPCN技術(shù)促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)融合，與通信運(yùn)營商合作是一種新的運(yùn)營模式，既減少投入又有利于多種增值業(yè)務(wù)的開展，體現(xiàn)了三網(wǎng)融合的優(yōu)勢。

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