且末县HFC网络的EPON+EOC双向网技术改造

奥斯曼江·穆萨

（作者单位：新疆巴音郭楞蒙古自治州且末县昆仑广电网络有限公司）

且末县HFC网络的EPON+EOC双向网技术改造

奥斯曼江·穆萨

（作者单位：新疆巴音郭楞蒙古自治州且末县昆仑广电网络有限公司）

本文从且末县EPON+EOC双向网络改造技术的特征出发，阐述了其对县级HFC有线电视网络技术改造的适应性，并对其改造过程中的ODN系统进行了归纳分析，对其需要注意的事项进行了总结。

HFC网络；双向网络改造；ODN系统

1 概述

随着国家全力推动三网融合，有线电视双向网络的改造便成了其中非常关键的一步。1995年，且末县城建成了全同轴电缆传输450MHz模拟系统有线电视网，经过19年的运行，各项技术指标已难以满足现今的要求。HFC网络设计在县城中做到主机房前端向各个分光节点间用大芯数光缆作为主干传输信号路径，各小区、楼栋光节点进户铺设-9、-5同轴电缆入户，是光缆到节点、同轴电缆进用户终端的光缆电缆混合网。2014年10月，且末县昆仑广电网络有限公司在已建成的新疆广电网络HFC有线电视网络的基础上，决定使用EPON+EOC模式进行数字有线电视双向网建设，建成后增加了高清互动节目，做好了增值业务。

2 EPON+EOC在且末县城区双向网的架构设计

EPON系统是基于光纤汇同各类无源器件组网对光信号进传输并通过以太网协议，提供数字增值业务数据的宽带接入技术，结合了以太网技术及无源光网技术的特点，做到了一点辐射多点的结构设计，节约了各项成本，只用无源器件的特点使建成后的维护量降至最低。拓扑结构设计的EPON网与本县城的HFC支线网一致性原理基本相同，新疆巴音郭楞蒙古自治州且末县昆仑广电网络有限公司在早期设计HFC光链路时，实施了光纤冗余双备份，有光纤资源空闲，在城域主干光缆铺设时采用PON设计结构，小区分配网则采用EOC方式在现有的县城光缆及同轴电缆分配网里接续引出光缆中的两个芯光纤，A芯提供给EPON系统传输，B芯用于向用户传输数字电视节目。在各分前端放置的OLT设备同城区各光节点处放置的ONU组合完成了EPON与HFC网的区域物理叠加，实现了双向数据及电视节目的传输互动功能。铺设光纤自愈环路网的设计理念则使县城骨干核心网突发故障修复用时大大降低，县城各住宅小区都采用了光纤无源分配汇聚网络设计，使维护更加便捷，全面铺设到小区内和部分楼栋的光节点充分保障了传输信号质量，每个光节点做到覆盖50～100个用户，有线同轴电缆网采用集中式星型分配设计结构。且末县EPON的HFC网双向改造方案如图1所示。

图1 且末县EPON系统

图2 用户接入系统结构图

在县城EPON+EOC的建设方案设计中，各路数字电视广播节目信号是在主机房集中通过数条光缆主干线传送至各分前端的光接收机，单播出的语音、数据码流则是流通过EPON系统设备传送至各点的ONU设备处，各端口的节点光接收机和ONU设备分别通过-5同轴电缆和数据超五类线做连接头连接到EOC头端各接口处，在将电视信号和IP数据进行混频后，通过有线电视同轴电缆将信号传输到各个广电用户家中，放置在各用户家中的EOC终端器则将接收到的信号分离到电视机和家用电脑上。如图2所示。

3 有线电视网络ODN系统的组成及原理

EPON传输系统由光线路终端OLT、光网络单元ONU和光缆分配网络ODN组成。其中，ODN系统包括多路光分路器（Splitter）、光纤、连接器等无源设备，其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。在ODN系统设计中，ODN必须要有较好的可逆性，可在输入/输出口对调后进行不可有导致信号损耗数值的重大变化。光分路器就是光缆线路终端和光缆网络单元之间的一个连接无源器件，其作用是分发数字下行数据并集中上行数据，EPON传输系统在设计的下行方向采用了802.3帧广播技术，在上行方向执行分时复用相关接入网协议。光分路器采用平面波导型，按波长采用1310nm、1490nm和1550nm三窗口兼容型。在三网融合传输的光信号有1310nm、1490nm、1550nm，多路平面光分路器是工艺采用光微刻技术的光学元件光产品，原理在介质半导体基板上形成光波导效应，实现对光信号的分配功能，具有损耗对光波长不敏感、分光均匀、结构紧凑、多路成本低等明显优势。

光分路器的理论损耗10lg（x%）+附加损耗=插入损耗，能支持1310nm～1550nm波长区内的任一波长的信号传输，为WDM系统在将来的广泛应用奠定了基础。光纤传输因其频带宽、损耗小、不怕电磁干扰、保密性好等优点，在有线电视网络中得到了广泛应用，光信号具有一定的频谱宽度，光源信号传到一定距离后，其不同的模式分量、不同频率及不同的传播速率必然会产生一定程度的信号失真，这称之为光纤的弥散或色散。光纤有单模、多模之分，多模光纤是光纤通信最原始的技术，工作在850nm或1310nm波长的多模通信光纤传输距离短、色散大、带宽小，与光器件的耦合容易。单模光纤通信突破了多模光纤通信的局限，单模光纤通信的带宽大、传输距离远、色散小，工作波长在1310nm和1550nm，其缺点是与光器件的耦合相对困难。有线电视工程就是接头工程，无论是安装调试还是维护，首先要解决连接的问题。一个光连接器由一个法兰盘和两个光插头组成，常用的光纤连接器类型有SC/PC、FC/APC、FC/PC等，其中FC表示圆头螺口、SC表示方型卡扣式，PC为平型非接触型接头，常用于多模光纤，连接损耗＜0.3dB、反射损耗＞-14dB，APC为斜型接触型接头，常用于单模光纤，连接损耗＜0.3dB、反射损耗＞-65d＞B，从传输性能上比较，APC＞UPC＞PC。

4 EPON传输系统改造体会

且末县有线台改造建设采用了EPON+EOC双 向 网 模 式， 使 用HOMEPLUG AV 7400系列EOC产品实现高清互动双向广播电视节目点播及双向宽带数据业务，在EPON上行系统中使用1310nm波长，在下行中使用1490nm波长，从价格及技术两方面来考虑，同时还要结合且末县的具体情况，并依据1550nm波长的特性对HFC光链路重新设计规划，数字电视节目信号的链路发送采用了BKTEL的1550nm的光发射设备，全县城网络采用了1550nm、1310nm、波长兼容的平面波导型多路光分路器。考虑到光纤色散、载噪比、光反射等在1550nm光传输系统的主要影响指标，同时，SBS指标主要受制于光发射机的门限阈值（受激布里渊散射），其对信号载噪比有一定的影响，决定选用SBS门限值标称为19dB的BKTEL的光发射机，又因在标称基础上光发射机、EDFA的输出光功率可能会有所溢出，于是将18.7dB的光功率输出作为系统设置参数。而理论传输距离为20km 的EPON技术，在实际传输距离中还要受到诸如光源设备发射质量、分光百分比例、光链路接头包数量、光缆主干线路纤芯质量等影响，而EPON传输设备的分光比在1∶32时是10公里，1比16时传输为20km，而到1∶64时就只有5km左右的距离，应在工程设计施工中科学合理地选择系统的各项参数，以保证线路性能最佳线损做到最小。因本台和中国移动通信公司协商合作共同进行网络改造建设，在施工中通信光缆系统同有线电视系统在光器件选用上存在一定的差异，广电普遍使用SC/APC、FC/APC、斜型接触型接头进行光信号的对接，用单模光纤来进行光信号的传输，而移动通信光缆系统是用SC/PC、FC/PC等平型接头做光信号的交接，在很多小区的楼栋间使用多模光纤进行光信号的覆盖，PC平型非接触型接头由于光反射损耗大、色散大，达不到有线数字电视信号传输指标的要求，在施工中就采取剪掉PC接头直熔光纤的办法。对使用多模光纤的移动网小区仍采用1310nm系统传输数字电视下行节目信号，还是用多模光纤来构建EPON传输通道。光分路器如有空闲端，将会严重破坏光链路的反射损耗，在系统中用平面波导型光分路器，经常会遇到分路器空闲端空置，所以，在光纤网施工时要随时保持光纤尾纤跳线的顺畅自然，无小弯死弯的现象发生，并杜绝用微弯损耗来作光衰减器，还应在空闲端加装大的光衰减器或直接熔长的空纤，防止光链路的失配影响。

5 展望和总结

实践证明，利用HFC网络进行EPON+EOC的双向网络技术改造是可行的，且具有巨大的潜力，方案符合国家广电总局《有线电视网双向化改造指导意见》中提到的“低成本地改造广电单向网络，为交互式电视提供数据回传通道；建立广电特色的IP宽带网，为用户提供互联网接入服务；充分利用广电现有线缆和机房资源，减小投资成本”的要求。通过这次大规模对且末县城广电综合业务网络重新建设改造，使之成为了且末县高质量的、运营级的综合宽带多媒体业务网络，从而使VOD视频点播、Internet上网、数据广播传送、网上游戏、IP电话、远程医疗、远程教育、社区服务宣传、电子商务、网上销售等增值业务的开展变成了现实。

[1]吴丽彬.NGB骨干CDN技术及安全管控可行性分析[J].广播电视信息,2012(3).

[2]杨敬东.有线电视双向网改造模式选定分析[J].中国有线电视,2012(1).

[3]唐明光,金乃辉,周东.有线电视宽带HFC网络技术[M].北京:中国广播电视出版社,2004.

[4]张傲,陈淑玲,杨柳.三网融合下的FTTX网络[M].北京:人民邮电出版社,2011.

奥斯曼江·穆萨（1966-），男，维吾尔族，高级工程师，新疆且末县昆仑广电网络有限公司董事长，经理。研究方向：广播电视技术和管理工作。