EPON技术在HFC网络的应用原理与优势研究

梁 昊

[摘要]随着我国有线电视技术的迅猛发展，广电在光纤网络资源和入户线路资源方面占有很大优势，但旧有的单向HFC网络无法满足新业务的需求，EPON(EthernetPassive optical Network：EPON)技术的成熟为HFC网络的双向化改造带来新的契机。因此，对EPON技术在HFC网络的应用原理与优势进行研究。

[关键词]EPON HFC网络结合

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671—7597(2009)1020111—01

我国的有线电视网络因为起步较晚，加之体制等各种原因，使现有网络在构成形式、技术、开展的业务和施工质量等各方面还存在诸多的不足，使网络运营面临着新的机遇和挑战。广电系统在视频业务、网络资源和用户资源方面拥有突出的优势，如何利用自身优势，把握市场发展并抢得用户需求的先机是广电赢取市场的关键。HFC网络与EPON技术结合，可以快捷地实现网络双向改造，并可以为用户提供更大带宽，甚至向FTTH平滑过渡。较之于其它业务网络，最没有体系结构的差异，具有天然的优势，建设成本会最低，从而令HFC网络成为最具有竞争能力和广阔发展前景的宽带业务接入网。

一、EPON技术在HFC网络的应用原理

EPON采用以太网帧结构、点到多点结构、无源光纤传输方式，极大地简化了网络结构。结合HFC的网络结构，采用EPON技术和HFC技术的结合，在广电网络原有网络基础上扩展新的宽带数据接入功能、迅速占领宽带接入市场提供了机会。

(一)前端或分前端。有线电视网络能够开展的业务主要有：传统模拟、数字电视业务：以太网接入业务：交互电视数据回传；IP话音业务；IP视频业务：其它增值业务等。这就要求前端或分前端除了能够提供模拟、数字电视业务以外还要具有以上其它业务的接入功能。经过EPON技术改造的前端或分前端中OLT为EPON的前端设备：路由器完成各种IP业务、电话业务及网管系统的接入。

(二)光缆传输。WDM的使用，使系统采用的3个光波长能够在一根光纤中来传输全业务，而光缆中仅保留各用和预留光纤即可，或增加备份路由。PON技术的采用，使光节点的覆盖范围达到20km以内、数量16个以上。

光分路器(ODN)的使用，使网络成为点对多点的结构，大大降低了光纤(缆)的使用量。当前HFC网络的四芯光缆完全能够满足EPON网络对光纤的需求，并且可以完全保留原HFC网络的拓扑结构和光缆路由，仅需增加光接点而己。

(三)用户端。前端与光缆干线部分的改造可以说是比较简单，能够做到立竿见影，但是用户端的改造难度却是非常大。主要体现在以下几个方面：(1)改造的工作量大，涉及到所有的用户；(2)改造的资金压力大；(3)信号的入户方式对运营商和用户的影响大。我国有线电视用户数量大，发展非常不平衡。目前有线电视网开展的业务不同，HFC接入网部分的入户方式的差异也较大。下面以HFc网只开展了基本的电视信号接入业务为例来阐述HFC网络的EPON改造。

1、EPON+LAN。对于预留了两线或具备重新布线条件的建筑；可采用EPON+LAN的技术。多个用户共用一个ONE，采用五类线入户方案。结合ONE的种类，主要有两种接入方式：(1)采用多用户输出端口的0NU，一个ONO由多个用户共享。ONU每个输出端口用五类线直接接入用户。(2)采用单用户输出端口的ONO，在ONU输出端口接以太网交换机，多个用户共享一个OUN，用五类线直接接入用户。

2、EPON技术与EoC(Ethernet over Coax)技术结合的应用。对于未预留网线又不具备重新布线条件或线路距离较长的用户，可以利用原同轴电缆代替5类线做基带传输。即将以CATV的RF信号和数据信号按照频分复用的技术来混频，在同轴电缆中传输，避免楼道内的线路改造、铺设，完成HFC网络的双向化。简单的说EoC就是一种通过有源或无源介质变换器(合波器)在同轴电缆中传输以太网信号的技术。无源EoC的原理是把有线电视信号的下行传输和IP数据双向传输有机地结合在一起，用同一根同轴电缆送入用户，既有大容量清晰的图像，又有双向独享的宽带数据接入。

3、EPON系统中0NU设备楼道内供电问题的解决。有线电视网络中设备供电采用的是集中供电(60v)或本地供电(220V)两种方式。为了解决楼道内供电问题，可以通过同轴电缆对EPON设备进行集中低压供电。光接点的光机将CATV的射频信号和60V的电源一同传送到楼道中，通过分离器将60V电源和CATV信号分开。将分离出的60V电源对EPON系统的0 Nl_、交换机设备进行集中式供电。

二、EPON在EHFC中应用的优点

1、EPON网络局端(oLT)与用户(ONE)之间仅有光纤、光分路器等无源光器件，无需机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员。采用一点至多点的拓朴结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量、管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM／SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多0NU用户分担。

2、采用单纤波分复用技术，仅需一根主干光纤和一个0LT，传输距离可达20公里。在用户侧通过光分路器分送给最多32个OME，因此可大大降低0LT和主干光纤的成本压力。

3、上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分多址接入(TDMA)共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽。

4、系统成本低，建设周期短。点对多点的结构，只需增加0NU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资。

5、EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDm和IP数据采用IEEES02.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三个彼长即可实现视频业务广播传输。

6、协议转换成本低。EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网／驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素。

7、安全性高。EPONT行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分多址接入共享带宽。支持VLAN、VPN、IPSec和通道技术等，提供安全的网络接入。

8、更好的QoS。系统没有双向HFC+Cable gedem的回传噪声缺陷。此外，EPON具有同时传输TOM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。