1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。EPON+BIOC雙向網電信-采用EPON+BIOC技術構建CATV雙向網WithEPON+BIOCbuildtwo-wayCATVnetwork【作者】趙守佐【Author】ZaoShouZuo(GansuBroadcastTelevisionnetworkcojinchangbranch,GansuJinchang737100,China)【機構】甘肅省廣播電視網絡有限責任公司金昌分公司【摘要】隨著數據業務的急劇增長和數字雙向業務的快速發展，必然導致對網絡帶寬和雙向化的急切追求，有線電視網絡的雙向化

2、改造進度已經影響了多媒體業務的快速增長，因此采用什么樣的技術打造一張低成本、高質量的雙向網絡，已成為廣電經營者關注的焦點。實踐證明,采用新穎的EPON+BIOC方案進行改造,可獲得低投入、高效率、覆蓋廣、帶寬高、性能好的總體效果。【Abstract】Thebroardcastingcompanypaymoreattentiontoatwo-waytechnologywithhighqualityandlowcost,becausetheurgentneedofthegrowthofbusinessinnetworkisusedwidely.Sothekeypointistochoosewhat

3、kindoftechnology.WeusetheprojectofEPON+BIOCinordertogetagoodresult.Inthiswaythecostislow,theefficiencyishighandthecoverageiswideenough.【關鍵詞】EPON+BIOC;CATV;雙向網改造【Keywords】EPON+BIOC;CATV;two-waynetworkreconstruction;1引言隨著光通信技術的不斷成熟和數字化技術為核心的網絡技術異軍突起，網絡數字化帶來的數字視音頻和數據業務必將給廣播電視事業帶來勃勃生機，其中交互式業務將成為最有魅力和效益的

4、一種方式，這已被互聯網業務的拓展和數字電視的實踐所證實。隨著數據業務的急劇增長和數字雙向業務的快速發展，必然導致對網絡帶寬和雙向化的急切追求，其焦點集中到聯接千家萬戶的接入網絡的改造問題。因此采用什么樣的技術打造一張低成本、高質量的雙向網絡已成為廣電經營者關注的焦點。以下就采用EPON+BIOC構建CATV雙向網，拓寬其頻帶，增強其功能，使其成為集公共傳播、文化娛樂、信息服務于一體的多媒體信息網絡。供同行參考。2EPON網絡典型的EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork,以太無源光網絡）系統由OLT（OpticalLineTermina,光線路頭端）、ONU（Opt

5、icalNetworkUnit,光網絡單元,）、POS（PassiveOpticalSplitter,無源光纖分光器）組成。OLT安裝在CATV（CableTelevision，有線電視）系統的前端。ONU在光節點到樓的條件下安裝在樓道，ONU下連EOC（EthernetoverHYPERLINK/keyword/Cablet_blankCable）局端設備。POS可多級連接，靈活組網。EPON系統使用單模光纖，在CATV系統中可利用一芯光纖傳輸三個波長：上行波長1310nm、下行波長1490nm傳輸雙向數據信號，下行波長1550nm傳輸CATV廣播信號，或利用一芯光纖傳輸（上行波長1310n

6、m、下行波長1490nm）雙向數據信號，另一芯光纖傳輸CATV廣播信號。3EPON的優勢。（1）成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。EPON結構在傳輸途中沒有電子部件，因此不需要電源，容易敷設，基本不用維護，長期運營和管理成本很低；EPON系統對局端資源占用很少，模塊化程度高，系統初期投入低，擴展容易，投資回報率高。（2）EPON系統這種無源點對多點的光網結構和原有廣電HFC網絡中的光網結構完全類似。在光纖到樓道的布局方式中可以多個樓道共用一芯主干光纖，并且可以根據用戶的實際地理分布情況和用戶數靈活分光布纖，接入用戶量大，完全解決了遠距離光纖接入時主干光纖資源不足的瓶頸問題，同時相比傳統點對

7、多點光纖接入組網，節省了大量OLT側光適配模塊和傳輸光纖。（3）EPON系統是面向未來的技術，完全基于以太網標準協議802.3ah，模塊化程度高，擴展容易，投資回報率高，是建設下一代NGB廣電網絡的最佳選擇。（4）提供高對稱帶寬。EPON上下行數據都在同一芯光纖傳輸，完全解決了雙向傳輸問題，通常提供上下行對稱1.25Gbps的帶寬，如果分光器的分光比為1:32，則每個ONU的平均對稱帶寬是39Mbps，按光纖到單元，每單元16戶，接入寬帶用戶20%計算，每個用戶的平均帶寬為16.25Mbps。目前10GEPON的IEEE802.3-2009已經正式發布，支持10G/1G非對稱和10G/10G對

8、稱，并向下兼容1.25G/1.25GEPON。10GEPON產業鏈逐漸成熟，陸續有10GEPON的ASIC芯片商用。中國電信EPON企業標準Ver2.1已經更新了10GEPON內容并做了芯片級互通測試。（5）帶寬分配靈活，服務有保證。EPON對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系，可以通過DBA(動態帶寬算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實現對每個用戶進行帶寬分配，并保證每個用戶的QoS。（6）標準化優勢。由于IEEE的EPON標準化工作比ITU-T的GPON標準化工作開展得早，而且IEEE的關于Ethernet的802.3標準系列已經成為業界最重要的標準，因此目前市場上已有的

9、G比特級PON產品更多的是遵循EPON標準，嚴格遵循GPON標準的產品目前還每普及。（7）成熟度高。從產業鏈的角度看，EPON系統最核心的部分PON光發送/接收模塊已經較成熟，核心TC控制模塊已經普及（ASIC化)。（8）服務范圍廣。EPON系統是點對多點的光網絡，它是以多星型結構服務于大量用戶，在1.25Gbps帶寬情況下可傳輸20Km左右的距離。4雙向網絡改造方案的優劣比較CATV雙向網絡改造主要分光傳輸網絡和同軸電纜接入網絡二部分。光傳輸網絡目前常用的技術有：EPON、GPON和光纖以太收發等；同軸電纜接入技術主要有：CMTS（CableModemTerminationSystems，電

10、纜調制解調器頭端）CM（CableModem，電纜調制解調器）、LAN（localareanetwork，局域網）、無源EOC、低頻有源EOC和高頻有源EOC。下面就各自的優劣進行分析比較。4.1CMTS+CM改造方案CMTS+CM的劣勢：（1）必須對CATV網絡光電傳輸鏈路進行雙向化改造。（2）噪聲匯聚效應嚴重影響系統的帶寬和性能。上行噪聲是CATV網絡不可避免的問題，CMTS+CM上行數據信號工作在低頻帶（5-65MHz）,通常由電子馬達、雷電、HAM、短波廣播甚至太陽黑子引起的噪聲，通過屏蔽衰減度差的同軸電纜、分支分配器、用戶家中的終端盒浸入CATV網絡破壞CableModem上行通道的

11、數據傳輸，以致于降低用戶的通信質量。尤其在傳輸視頻或IP話音等數據時，噪聲干擾將引起數據傳輸延時和抖動，造成視頻圖象失真或話音不連續。（3）施工質量要求高、后期維護難度大。上行噪聲匯聚是施工工藝保障、后期維護解決的難題。HFC網絡反向設計和施工工藝的控制在我國大部分地區（特別是中、小城市）實施還存在一定難度，而后期維護和運行故障排除需要的技術支撐在我國大部分地區短期內也難妥善解決。（5）可承載業務有限，大帶寬業務無法滿足，無法提供全業務服務。DOCSIS3.0下行傳輸速率為160Mbit/秒，上行傳輸速率為120Mbit/秒，如果100戶共享，每戶的速率只能下行1.6Mbit/秒,上行1.2M

12、bit/秒。另外CMTS設備的包轉發能力弱，一般僅有上萬pps,無法和EPON設備高端三層路由交換機相比較，為后者的幾十分之一，無法滿足日益增長的高帶寬業務需求。（6）后續系統擴容成本巨大。短期內如果只開展互聯網業務，每個信道實際接入用戶200戶以下（覆蓋2000戶以下），由于共享和非同時應用，上網速度還可以達到200kbps2Mbps。如果開展IPTV、VOD等業務，每個用戶都要長時間占用信道、大流量吞吐數據，每個信道只能服務40個用戶。隨著用戶量的增加，必然增加CMTS頭端，提供更多信道，因此擴容成本巨大。CMTS+CM的優勢（1）利用現有的CATV網絡中預留的光纖和同軸分配入戶的電纜構成

13、雙向傳輸系統，不需重新敷設入戶同軸電纜，只需在前端和用戶端分別加裝CMTS和CM即可實現雙向業務，適合稀疏模式網絡覆蓋區域。（2）大面積覆蓋低開通率情況下成本較低，一次性投入少，改造工程量小，前期少量投入即可在全網實現雙向業務。（3）技術標準及產品比較成熟。4.2EPON+無源基帶EOC改造方案光傳輸網絡采用EPON技術，ONU以下接入網采用無源基帶EOC技術。無源基帶EOC就是利用1025MHz帶寬將符合IEEE802.3系列標準的以太網信號經無源EOC設備進行平衡/非平衡阻抗變換與CATV信號混合后通過同軸電纜入戶,在戶內再經無源基帶EOC終端設備將以太信號與RFCATV信號分離。分離出的

14、IP數據信號連接至計算機、RFTV信號連接至機頂盒，也可以直接將IP數據和RFTV混合信號直接連接至雙模機頂盒，用戶可以通過雙模機頂盒實現IPTV、VOD等交互業務，同時在機頂盒上另外提供一個以太網RJ45接口外接計算機提供寬帶上網業務。無源基帶EOC的優勢(1)系統支持每個客戶獨享10Mbit/s的速率。以太數據信號和有線電視信號采用頻分復用技術在同一根同軸電纜里實現了共纜傳輸，遵循以太網協議，標準化程度較高。（2）局端、終端采用無源設備，提高了系統的穩定性，減小了運營維護成本。（3）施工時不需要重新敷設五類線，解決了樓內重新敷設線纜施工難的問題。無源基帶EOC的劣勢（1）EOC頭端以下入戶

15、網絡必須是星形拓撲結構（集中分配方式）原網絡分支分配器必須淘汰，也就是說EOC局端以下入戶分配網必須改造為集中分配方式。此方案改造工程量大，與有源EOC比較一次性投入成本較高，適合原集中分配網絡。（3）由于局端以下同軸電纜網開路易導致自環現象，容易引起上聯交換機“死機”。（4）采用025MHz低頻段直接通過同軸電纜傳輸以太網信號，因不采用調制解調和編碼糾錯技術，抗干擾能力差，由電子馬達、家用電器、雷電、短波廣播甚至太陽黑子引起的噪聲解決很難，阻抗匹配要求高。（5）目前10Mbps產品主流，100Mbps產品存在產品超限問題，技術發展前景不明朗，所以上述缺點已經完全掩蓋了無源EOC價格低廉的最大

16、優點。4.3EPON+LAN改造方案EPONLAN(以太無源光網局域網)方案中，OLT安裝在前端機房，OLT通過光纖到分前端機房或小區交接箱的光分路器分光后接入各樓棟單元的ONU，ONU可直接經五類線入戶或者通過交換機接五類線入戶，構成雙向網絡，實現多媒體業務。該方案廣播式的模擬和數字電視信號可通過一芯光纖（1550nm或1310nm）下行，經原HFC網絡入戶，另一芯光纖傳輸數據信號（1490nm下行、1310nm上行），通過五類線入戶，兩張網同時運營，不存在相互干擾；也可將CATV信號和數據信號進行混合后通過一根光纖傳輸（上行1310nm、下行1490nm傳輸數據信號，下行1550nm傳輸C

17、ATV廣播信號），在小區多媒體箱內分出CATV信號和數據信號分別入戶，由此可節省主干光纖資源。EPON+LAN的優勢。每戶安裝成本相對較低；運營商不承擔用戶終端的投入費用，網絡未來升級方便；接入帶寬高，可擴充性好，可以承載全業務運營。EPON+LAN的劣勢。敷設五類線需重新入戶，穿墻打洞會破壞建筑內部裝修，施工量及施工難度較大，用戶接受難；因電視網和數據網各自獨立運行，要求維護人員的素質高；系統穩定性不好。經優劣比較該方案適合已經鋪設好五類線的樓棟或新建小區。4.4EPON+有源低頻EOC改造方案光傳輸網絡采用EPON技術，ONU以下接入網采用低頻有源EOC技術。目前低頻技術比較符合CATV網

18、絡要求的有HomePNA（家庭電話線網絡聯盟）和HomePlugAV（家庭電力線網絡聯盟）兩種。兩種方案均采用調制技術，是將數據信號調制到CATV同軸電纜網230MHz的頻段上與電視信號混合，混合信號通過同軸電纜分配網傳輸到用戶，在用戶端用EOC終端將數字調制信號還原為以太網數據信號并和射頻電視信號分離，分離出的以太網數據信號連接至計算機、射頻電視信號連接至機頂盒。此方案下行方向傳輸數據調制和CATV混合信號，上行方向只傳輸數據調制信號，為開展雙向綜合業務提供回傳通道。有源低頻EOC的優勢。利用家庭已有的電話線路或低壓電力線路構建雙向網，無需穿墻打洞敷設線纜，避免了對建筑物和公共設施的破壞；因

19、使用2MHz30MHz低頻段，鏈路衰減較小，覆蓋范圍較大；數據信號能通過分支分配器、放大器。有源低頻EOC的劣勢。眾所周知：HomePNA和HomePlugAV兩種技術在CATV網絡中均使用低頻段傳輸數據信號，由電子馬達、家用電器、雷電、短波廣播甚至太陽黑子引起的噪聲解決很難；HomePNA工作頻段2MHz30MHz、HomePlugAV工作頻段4MHz28MHz，因低頻段能利用的帶寬窄，不能滿足下一代NGB廣電網絡帶寬的需求。4.5EPON+有源高頻BIOC（EOC）改造方案光傳輸網絡采用EPON技術，ONU以下接入網采用有源高頻BIOC（BroadcastingInteractivityo

20、verCable，廣播交互同軸網絡接入技術）。BIOC是采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用）與自適應QAM（QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度調制）技術。將以太網信號經數字調制到射頻950-1050MHz頻段與電視信號混合，混合信號通過同軸電纜分配網傳輸到用戶，用戶端用BIOC終端將數字調制信號還原為以太網數據信號并和射頻電視信號分離，分離出的以太網數據信號連接至計算機、射頻電視信號連接至機頂盒。此方案下行方向傳輸數據調制和CATV混合信號，上行方向只傳輸數據調制信號，為開展雙向綜合業務提供回傳通道。有源高頻BIOC的特點(1)基于有線電視網絡同軸電纜接入的解決方案，利用現有的同軸電纜資源，在線路上可以不增加工程建設投資。(2)雙向改造設計相當靈活，可以根據有線電視網拓撲結構靈活部署數據網光節點，并將數據信號混入電纜分配網，快速實施雙向改造覆蓋。(3)可以支持對稱高速數據傳輸，每路可提供100Mbps帶寬，按有線電視網的光節點覆蓋用戶數戶計，每戶最高接入速度可以達到30-40Mbps。(4)覆蓋成本低