EPON＋EOC技术在有线电视网络双向改造中的应用

山东省招远市广播电视台 闫军屹

1.前言

广电网络目前普遍具有模拟与数字并存、光缆与电缆并存等特点。随着信息技术的发展和宽带业务的普及，广电行业一方面要面对电信运营商不断增强的流媒体业务的竞争，另一方面还要面对因人们对视频双向互动、宽带业务应用的高要求而产生的客户流失。在日益激烈的竞争环境下，广电行业迫切需要改变原有的单向传输网络和单一广播业务，加快广电网络双向化改造进程。

2.以太网宽带无源网络EPON技术

2.1 EPON系统技术原理

EPON的系统结构如图1所示。以太无源光纤网络EPON是由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）以及无源分光器（POS）等单元构成的点到多点系统。其系统组网拓扑多为星型、或树型分支结构，EPON主要基于IEEE8O2.3ah标准，下行方向采用广播方式，每一个ONU将接收到所有下行信息，根据其MAC地址提取有用信号；上行方向采用TDMA时分方式共享系统，通过接入控制机将各个ONU有序接入，来自不同时隙的ONU数据流汇聚到公共光纤设施和OLT。EPON由一根光纤采用波分复用实现全双工通信，上下行信息速率均为1Gb/s，传输距离是1O/2Okm，分路比是32/16，主要业务是数据和语言，增加一个155Onm电视广播波长后，可实现语音、数据和视频的所谓三重业务捆绑服务，或者直接以IPTV方式提供集成的三重业务捆绑服务。

2.2 EPON系统技术特点

（1）EPON上、下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户进行加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用（TDM）共享带宽。EPON满足接入网用户的带宽需求，并可方便灵活地根据用户需求的变化动态分配带宽。

（2）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IEEE8O2.3以太网的格式进行传输，辅以网管系统，足以保证传输质量。通过扩展第三波长可以同时实现CATV业务传输。

（3）EPON所采用的以太网传输格式，同时也是干线网、用户局域网的主流技术，三者有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素。

（4）采用单纤波分复用技术，仅需1根主干光纤和1个OLT，传输距离可达2Okm，通过光分路器可以分送给至少32个ONU，因此大大降低网络建设成本。

（5）点对点的结构，只需增加ONU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。

（6）随着IEEE8O2.3ah在2OO4年正式发布，吸引了众多厂商的参与，从核心芯片、光模块到系统，产业链已经成熟

图1 EPON系统拓扑图

3.EOC技术

3.1 EOC技术原理

图2 EOC技术原理示意图

图3 基于EPON+EOC的有线电视网络双向改造方案拓扑图

EOC是基于有线电视同轴电缆网使用以太网协议的接入技术。在用户楼道附近，采用特定的介质转换技术，将符合8O2.3系列标准的数据信号通过同轴电缆传输，接入用户家中。

EOC传输技术基本原理是：利用有线电视信号在111～86OMHz频率传输，基带数据信号在O－2OMHz频率传输的特性，可以使两者在一根同轴电缆中传输而互不影响。把电视信号与数据信号通过合路器，利用有线电视网络送至用户。在用户端，通过分离器将电视信号与数据信号分离开来，接入相应的终端设备。

EOC技术原理如图2所示。主要由二四变换、高/低通滤波两部分实现。由于采用基带传输，无需调制解调技术，楼道端、用户端设备均是无源设备。由于现有的以太网技术是收发共两对线，而同轴电缆在逻辑上只相当于一对线，所以在无源滤波器中需要进行四线到两线的转换。

3.2 EOC技术特点：

（1）即插即用，无需在客户端进行复杂的调试；

（2）用户端设备为无源设备；

（3）运营维护简单，费用低；

（4）可以为每个用户提供1OMbps全双工带宽；

4.基于EPON+EOC的HFC网络双向改造技术应用

4.1 具体方案

图4为基于EPON+EOC的HFC网络双向改造方案拓扑图。该方案主干线采用EPON技术，充分利用原有线网光纤资源，OLT部署在分中心，ONU部署到小区光接收机后或用户电放大器后面。在光接收机或用户放大器后接近用户的点插入EOC局端设备，终端用户购置相应的EOC终端设备，通过目前的有线电视网络，实现网络的双向化。

该方案中采用EPON双光纤系统，即将EPON149Onm/131Onm光信号和有线电视光信号在两根光纤上分别传输，这样做保留了原来的HFCCATV131O/155Onm系统，利用原有的HFC网络光缆中的备用光纤新建一个独立的EPON网络。将OLT放置在城域网络的分前端机房，上连汇聚交换机，下连无源光纤网络，利用分前端光纤到园区机房分光器，分光器分光接人各个ONU，然后以EOC方式下行。用光纤将有线电视信号送到光发射机，再送到分光器，将信号分为若干路后再用光纤将信号送到光接收机。将无源EOC头端设备，即同轴电缆合波器安装在同轴电缆集中分配器前面，将ONU输出的Ethernet信号与CATV信号合成在同轴电缆中传输通过原有HFC线缆传送到用户侧，最终通过用户侧的EOC终端，即同轴电缆分波器分离出以太网数据信号和CATV信号。将分离出的以太网数据信号和CATV信号分别由同轴电缆分波器的RJ45端口和75同轴端口输出到PC计算机和电视机机顶盒。也可以直接将以太网数据信号和CATV射频信号的混合信号直接连至双模机顶盒，用户可以通过双模机顶盒实现IPTV、VOD等交互电视业务，同时在机顶盒上另外提供一个以太网RJ45接口外接电脑提供宽带上网业务。对于同时需要语音电话，高速上网，互动电视等全业务的用户和同一用户多种设备不在同一房间的情况，可以利用EOC分支器将不同的业务按照用户需要进行接入；对于没有上网需求的用户，可以应用EOC同轴电缆合波器配合双向机顶盒开展互动电视业务，用户数字电视点播信号通过EOC方式上行。

4.2 方案的可行性分析

EPON+EOC方案虽然需要增加住宅小区到楼道的光纤，在楼道需要设置ONU和交换机等设备，但户均投入量不大，一般住户还是能承受得起的，而且该方案既适合于旧楼房HFC网络的改造，又适合于新楼房双向网络的建设，较为灵活、便捷，适应性强。

对于广电网络，广播型的视频业务依然通过传统的HFC网络来提供，EPON网络所服务的业务主要包括：交互电视（视频点播）、互联网接入、VOIP，这三种业务的带宽需求分别为2Mbps、1Mbps、128Kbps，每户总计需求在3Mbps左右，因此采用EPON+EOC方式完全能够满足实际用户的需求。

4.3 EPON+EOC技术优势

（1）在原有HFC网络上建立的EPON双光纤系统总造价比单光纤EPON系统便宜很多，而且能够充分利用现有网络的同轴电缆、分支分配器资源。

（2）施工难度小，工作量少，改造速度快，不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响。

（3）支持每个客户独享1OMbps的速率，支持IPTV、VOD、VOIP语音、计算机互连等业务。随着数字电视整体平移的进程，传输系统可以有更多的频谱资源，届时可以升级到每户独享1OO Mbps的速率。

（4）系统稳定，投入小，无源接入，家庭中不需要有源设备。运营维护费用小，还能节约大量的电能。

（5）EOC技术的标准化程度最好（IEEE8O2.3系列协议），兼容性很强。

5.结束语

采用EPON +EOC 技术改造后的网络同时支持模拟电视、数字电视、互动电视、数据业务和传统TDM业务，满足全业务运营接入网的目标要求，为广电网络在“三网融合”的趋势下开辟了一条可以开展全业务的网络的改造道路。