搜索
基于EPON技术在县级广电双向网络改造中的应用嘉祥县广通视讯有限公司张继合（山东嘉祥272400）摘要：本文介绍了EPON+EOC、EPON+LAN双向网络改造方案。关键字：视频通信、EPONEOCLANMulti-play1引言：随着国务院制定的“三网融合”即电信网络、计算机网络、有线电视网络相互融合，相互进入，作为广电部门HFC网络进行双向网络改造，开展多功能增值业务势在必行。数字电视的发展，对广电系统来讲是一个前所未有的发展机遇。大家都意识到，只有开展新业务、提供新服务，才能使整体转换取得真正成功。新业务和新运营模式对广电网络提出了新的要求，最集中的体现就是要求网络实现双向化。目前，广电网络的现状是存在着大量的HFC网络，多数网络都没有完成双向化改造，这样的网络仅能满足基本广播电视节目的下行传送，不能承载多媒体交互业务，也不能有效实现网络、业务的用户管理。所以，广电数字电视首先解决的是把HFC单向网络改为双向网络，经过多年的试验和尝试，结合当前EPON(无源光网络)和以太网技术的发展，EPON+LAN或EPON+EOC(EthernetoverCOax)方式是最适合当前广电HFC网络的双向改造。1.1采用EPON进行FTTx建设的优势在信息化发展日新月异的今天，最终用户的需求已经由最初的语音和上网业务扩展到视频、数据等多种业务，后续还会进一步扩展到包括HDTV、视频通信等Multi-play业务。业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推广，对网络带宽和稳定性、传输距离等要求越来越高。近年来，宽带光接入FTTx相关技术及其应用发展迅速，已经成为国际范围内的热点之一。FTTH适合新建小区以及别墅住宅区，提供话音、数据、视频一揽子通信业务解决方案，建设高品质信息化小区。FTTH需要在每个家庭放置一台ONU设备，实现多种业务接入。FTTH方式户均投资成本偏高，考虑到当前实际消费者接受能力，FTTB是目前普遍适用的应用模式。FTTB是实现FTTH的前奏，当用户消费能力提高后，可以快捷的过度到FTTH，满足用户持续增长的消费需求。从运营角度分析，采用EPON进行FTTB建设有如下优势：（1）与现有以太网的兼容性高。以太网技术是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定补充，基本上是与其兼容的。EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。（2）提供更高带宽、更远距离和更广的覆盖。EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道，目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽，带宽利用率也得到很大提高，比目前的接入方式如ISDN、ADSL都要高得多。另外，EPON系统可提供20KM以内的远距离接入，具有长距离、广覆盖的特点。（3）有效降低CAPEX和OPEX。EPON作为一种点到多点网络，网络层次简化，组网灵活，大量节省主干光纤和光收发器，以太网本身的价格优势使EPON具有无法比拟的低成本优势。另外，EPON属于无源光学网，网络中无有源电子器件，这意味着基于有源设备存在的潜在故障在EPON系统中大大降低，因而维护成本将显著降低。由于网络组件数量少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出也会最大程度地降低。目前，EPON技术已成熟，系统运行稳定，最适合当前主流市场需求。而且，随着光纤器件和技术的不断发展，使过去困扰FTTx的成本和工程的困难已经一去不返，光纤到户的巨大优势得到了施展的机会。EPON网络架构一个典型的EPON系统由OLT、ONU、ODN组成。OLT放在中心机房，ONU为用户端设备。ODN是光配线网，主要由一个或数个分光器来连接OLT和ONU，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS／SLA的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。分光器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个分光器的分线率为2、4、8、16和32，并可以多级连接。在EPON中，OLT到ONU间的距离最大可达20km，如果使用光纤放大器（有源中继器），距离还可以延长。EPON的网络结构如图所示。EPON中的ONU采用了技术成熟而又经济的以太网络协议，在中带宽和高带宽的ONU中实现了成本低廉的以太网第二层或第三层交换功能。对于光纤到家（FTTH）的接入方式，ONU可以不需要交换功能，从而能在极低的成本下为终端用户分配所需的带宽。EPON系统包含测距、带宽分配、时钟提取、同步及ONU认证等几个主要关键技术。随着EPON技术的不断发展，目前已经在国际和国内市场具备成熟应用条件。2广电数字双向网络改造方案有线电视承载网由数字电视平台、总前端设备、分前端设备、光节点、同轴分配网组成，数字电视广播CATV还是在原来承载网中传播,HFC双向网改造解决的是VoD点播、宽带上网等其他新业务的需求。随着铜缆成本的增长,以及光纤成本的大大降低,越来越多的小区实现了光纤到楼道,为了接入网EPON方案提供了线路基础。而EPON网络和HFC网络具有相同的广播下传方式，点对多点树性构造，可以轻松地从HFC网络中实现EPON组网。接入网双向改造EPON方案由分前端OLT设备、分光器，放置于楼道的ONU设备组成。提供数据双向传输通道,解决分前端到楼道的光纤双向传输问题，可承载数据传输、视频点播、VolP等多种业务。最后100M的入户方案包括：五类线入户的LAN方案和利用原有同轴入户的EoC方案。两者可以完全满足当前广电对接入网双向改造的要求。2.1核心网方案广电HFC双向网改造的核心网,建设采用交换城域网的模型,采用万兆核心路由交换机构建双归属的核心层、二层网络和三层网络核心重叠,同时进行二层交换转发和路由转发：城域网汇接层采用二三层交换机组网,作为网关路由器直接接人LAN专线用户。同时作为二层交换机,汇聚片区内PPPoE用户到BRAS的二层流量：BRAS旁挂于核心二三层交换机,分片终结整个城域网的PPPoE用户。万兆核心路由交换机具有带宽控制的功能，并且这种带宽控制所达到的精细度非常高，也就是分给每台计算机的带宽能够非常小，能够满足各种层次不同的用户需要。同时，万兆核心路由交换机都提供了扩展插槽，能够通过自己公司的扩展模块达到多业务的实现。2.2接入网方案2.2.1EPON+LAN改造方案在这个方案中EPON-OLT利用分前端光纤到园区机房分光器,分光器分光接入各个楼宇/道ONU,ONU采用LAN入户,承载数字电视点播信令同传和宽带上网等多业务,并根据多业务开展的需要，在用户侧增加家庭网管设备,完成对多业务终端的接入。下行的模拟和数字TV信号通过原有的光纤和HFC线路下行，HFC入户。最终双线入户，一劳永逸地解决广电数字网络双向问题。另外如果CATV信号波长为1550nm,可将分前端光纤与EPON-OLT进行合波,通过一根光纤进行传输,在园区机房进行分波，分别分出CATV信号和EPON光信号，由此可有效节省线路光纤资源。改造完成后，单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，开展点播业务不需要新增用户的终端投入，有效节省开通成本。存带宽规划上，建议1000M到小区，100M到楼道，10M到户，满足用户高带宽的需求和未来多业务接人的需要。2.2.2EPON+EoC改造方案在这个方案中EPON-OLT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。EoC合成器部署在小区楼道，将CATV信号和数据信号进行合成.通过原有HFC线缆传送到用户侧，最终通过用户侧的EoC终端分离出CATV信号和数据信号,用户数字电视点播信号通过EoC方式上行。EoC充分利用现有网络的同轴电缆、分支分配器资源,能够有效节省建网成本。该方案施工难度小，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，降低了施工难度。终端设备成本较低，降低用户投资。EoC(EthernetoverCoax)就是一种通过无源设备在同轴电缆中传输以太网信号的技术。EOC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，用一根电缆送入用户，既有大容量清晰的图象，又有双向独享的宽带数据接人，其工作原理如图所示。对同一根同轴电缆通过频率分割,在10～25MHz带宽内直接传送10Base-T的基带以太网信号，50～860MHz仍然传送RFTV信号。2.3家庭网关随着数字电视双向改造，承载网络由原单一业务承载转向了多业务承载。除了开通数字数字电视外，还会利用已有的以太网资源进行宽带用户的发展，将来还可能会增加IP电话等其他业务终端。多业务终端的使用直接推动了家庭网关在家庭中的应用。家庭网关就是连接广电网络和用户家庭网络的枢纽。从物理形态来将，家庭网关下行必须提供多接口，连接不同的业务终端。另外，家庭网关需要能支持多业务，以及业务的并发。作为业务转发的核心，必须保证同一时刻、同一网络内，不同类型业务的流畅运转。不能因为使用VoD业务，上网业务就受到影响。也就是对业务要有QoS保证。从广电角度看，家庭网关是接入网络的向下延申，利用家庭网关可以加强运营商对用户业务的精细化管理，使得运营商能够对网络资源精耕细作，加强对网络的监控和管理能力。广电双向网改造方案，无论是LAN或者EOC入户，如果用户开展多业务，考虑到业务的认证计费网管以及OoS等要求，达到可运营的目的，将VLAN与业务进行绑定，将业务进行标识，保证QoS。参考文献：1、Homeplug在EOC中的应用曾为有线电视技术2009.112、有线电视技术教程彭明全电子工业出版社2003.13、EPON:新一代宽带光接入技术与应用阎德升等机械工业出2007.1作者：张继合男大学嘉祥县广通视讯有限公司副总经理兼技术部主任。电话13505378376