浅析EPON技术的广电双向网改良

鄢利元

1 引言

同轴电缆支线、光纤干线以及用户分配网络是传统广电网络HFC网的主要构成，电视节目传播是以光信号形式为主，在到达光节点后转化为电信号，并在分配网络作用下输送至用户接收端。传统广电网络HFC网仅仅表现为下行传输单向网络，双向网络改造是建立在传统HFC广播网络技术之上的业务革新，通过在用户分配网上搭建双向平台的形式实现双向数据传播。广电双向网改的开展实现了对现有广电业务的拓宽，改造之后的网络可兼具政府工程业务、交互视频业务、宽带接入业务、专线互联业务及电视WEB业务等综合服务业务。本文重点分析了基于EPON技术的广电双向网改良问题。

2 EPON技术的基本模型

作为一种全新的宽带接入技术，EPON技术采用的是点对点的网络结构模式，在高速以太网平台、无源光纤传输方式和MAC媒体访问控制方式的综合业务辅助下实现对业务范围的合理拓展。如图1所示，完整的EPON模型主要由OLT、ONU和POS三个部分构成。

图1 EPON模型

OLT的安装位置一般选择在分前段机房或是中心机房，它是整个EPON系统模型的核心构成元素，其主要网络功能表现为四个方面：①通过对用户带宽参数的重新定义来对用户业务质量进行合理控制；②建立在访问控制列表编写基础之上的网络安全控制；③从MIB库中对系统状态和用户信息进行统计；④实现不同用户之间的相互隔离。

作为无源光分路器的一种，POS的主要功能在于连接ONU和OLT，主要功能模式表现为集中上行数据和分发下行数据两个方面，能够适应几乎所有环境。

ONU的位置选择一般在路边或是楼道，借助以太网协议对以太网第二层进行交换，除此之外还能够优化以太网第三层的路由功能。通过堆叠的方式来扩展网络共享带宽，这就实现了网络数据的高速传送。

不难分析，EPON系统模型有效沿袭了TDM和以太网的技术特性，提高了以太网的管理功能，在降低光纤资源使用量的同时也提供了最佳的QOS保证，这对于广电双向网络改造而言意义重大。

3 基于EPON技术的广电双向网改良研究

与HFC光传输网络结构相类似，EPON在网络结构部署方面有着更加显著的技术与成本优势，这显然有效拓展了HFC双向网络结构的业务范围。与此同时，EPON网络在双向网络构建过程中还能够借助独立组网的形式来加快互动电视业务的回传速度，使得IP数据辅助下的视频和话音业务更加多元化。对于有线电视双向化改造而言，无线宽带固定接入的方式作为一种潜在的双向化改造途径，其显著优势在于避免了室内布线的环节，使得楼边光传输网络与无线宽带固定接入点相互连接，户内设备数据交换往往通过无线方式展开，由于现阶段国内关于无线固定接入技术的研究尚处于起步阶段，EPON技术的应用有效解决了无线电频率和资源问题，它与WDM技术的结合通过有线传输网络的应用不仅有效节省了对光纤网络资源的使用，同时也实现了对HFC双向改造投资成本的控制。

EPON主要由光分配器、光线路终端接口和光网络单元构成，通过对数据业务接入操作来对各路数据流或互联网接口进行适配并最终將其导入传输网络当中。借助单纤粗波分复用技术，EPON通过数据信号及光纤传播广播，采用EDFA传播广播式数字电视与1550nm波长光发射机相结合的方式对电视信号进行模拟。EPON数据上行波长为1310nm，数据下行波长为1490nm，利用TDM技术真正做到共享带宽，这很大程度上是以太网纤化的一种形式转化过程。双向网络的形成建立在EPON平台基础之上，这就使得广电HFC的网络宽带业务平台更加多元化，其业务范围主要包括：

第一，数据传输业务。EPON是以传输以太帧为主的数据网络，它能够允许任何IP帧形式的数据传输，这对于各种IP业务而言显然是展示平台的拓宽，这其中就涉及到网络游戏、Internet浏览以及IPTV等。各种业务类型、数据链路层优先级、动态带宽分配算法以及VLAN标识等都是数据传输业务的涵盖范围。

第二，传统话音业务。与传统电路交换话音及TDM专线业务量相比较，数据业务量在近几年的增长有目共睹，面对快速增长的数据流量问题，电信运营商通常采取的应对措施主要表现为以太网交换机处理或是IP路由器的敷设，然而在固定比特率业务处理方面却很难与实际以太网使用需求相契合。尽管在IP网承载电话业务方面VoIP有着一定的可行性，然而其中的丢包率、抖动和延迟等问题却很难得到有效控制。当前关于传统话音业务拓展需要从原有IP数据业务出发，通过多业务平台的搭建来提高数据业务本身的适应性，等同与TDM网络之间的QoS关系，这对于缆线冗余及数据分立等问题的解决有着重要的导向作用，它在提高网络资源利用率和优化数据管理的同时也达到了对运行成本的控制目的。当前借助以太网传送时间敏感业务的途径主要包括Ethernet plus TDM和TDM over IP两个方面。凭借设备成本低的优势，Ethernet Plus在保证自身业务质量的基础上也实现了对传统电话网络投资的保护，是融合电话业务及综合数据的技术方案。

第三，增值业务。EPON网络环境下数据VPN业务在企业用户中的推广科针对客户的特殊需求而展开必要的视频增值业务，类似视频会议或是远程教学这样的视频内容既突出了广电双向网络的技术特征，同时EPON技术在网络服务中的应用本身也扩大了EPON网络的资源优势。

图2 省骨干网络终期方案

第四，视频业务。我国模拟广播电视将延续至2015年，广播电视的全业务范围既包括数字业务同时也涵盖模拟电视的内容，从我国数字电视发展概况出发，全业务网的实施需要将模拟电视与数字电视相结合，采用循序渐进的方式推动EPON技术在全业务网范围内的有效运用，实现CWDM技术与EPON下行通道的叠加与融合。

针对湖南省一些EPON双向网改造试点工程，其网络结构表现为“以太网接入、光纤到楼、EPON传输”的基本形式，HFC网络传输为860MHz频带，单向传输与集中接入是同轴电缆网络的设计原则。这一试点工程的建设目标在于实现EPON的交互式电视业务、IPTV业务和Internet接入业务，以此实现高品质网络的可运营和可管理模式。在双网双平台改造的基本要求下，光纤到单元是这一试点工程的主要方案，以小区各单元楼层分配为系统传输媒介，采用光缆线路与节点箱共享的方式，实现了对小区内光放大器与光接收机的实时监控。具体的终期方案如图所示。

4 结束语

凭借廉价、简单、可靠性高等优势，EPON技术在广播电视双向化改造中的应用成为必然趋势。随着电信网、互联网和广播电视网技术的不断融合，传统单向HFC网已然难以满足实际的广播电视业务需求，伴随数据量的逐渐扩增，关于广电接入网的研究正日渐朝着成熟稳定的技术领域拓展，如何实现多业务承载、高性价比及可平滑升级成为了当前广播电视亟需解决的问题。需要注意的是，国内广播电视领域关于EPON技术的应用研究尚处于起步阶段，EPON系统模型与实际广电网络环境的融合仍存在一些弊端，这些问题是今后广电双向网改系统化研究的主要方向。

参考文献：

[1]段伟.HFC宽带接入技术应用研究[J].中国有线电视，2013，（21）：57-58

[2]张扬.三网融合下的广电FTTH接入网探讨[J].有线电视技术，2012，（01）：29-30