基于EPON的三網(wǎng)融合接入網(wǎng)技術[圖]

1  引言

信息社會的發(fā)展使人們越來越離不開網(wǎng)絡技術提供的便利，經(jīng)過最近20年的快速發(fā)展，我國電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)都已經(jīng)成為世界第一。目前，我國有線廣播電視網(wǎng)已有333萬km光纜線路，1000萬km同軸電纜線路，有線電視用戶數(shù)達到1.75億戶，其中數(shù)字信號電視用戶6500萬，模擬信號電視用戶超過1億戶，有線電視網(wǎng)絡提供的寬帶接入用戶數(shù)300多萬戶。2009年，基礎電信企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶凈增2034.7萬戶，達到10322.6萬戶，寬帶網(wǎng)民數(shù)達到3.46億。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，最大程度地利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，用較小的投資進行雙向改造，迅速發(fā)展寬帶用戶，是廣電行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)和歷史機遇。

隨著國務院對三網(wǎng)融合政策的批復，有線電視網(wǎng)向前演進為下一代廣播電視網(wǎng)（NGB）的浪潮已經(jīng)不可阻擋，NGB的骨干網(wǎng)和內(nèi)容平臺都已經(jīng)有相對成熟的解決方案，接入網(wǎng)絡的建設由于解決方案的復雜性和占總體投資比例的重要性而成為當前NGB建設的重點和難點。

2  接入網(wǎng)技術方案

EPON技術由于高帶寬、易維護、遠距離覆蓋的特點成為當前FTTx的主流承載技術，目前產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展完善，是電信運營商接入網(wǎng)絡建設的首選技術。但是由于在駐地網(wǎng)層面采用光纖直接到戶的成本較高，傳統(tǒng)電信運營商基本上采用了FTTB+LAN或FTTB＋DSL的方案，這樣在盡量節(jié)約駐地網(wǎng)投資的前提下，獲得了最佳的網(wǎng)絡性能。

廣電運營商長期專注于HFC網(wǎng)絡的建設，擁有著龐大的HFC接入網(wǎng)絡，利用HFC作為入戶媒介可實現(xiàn)最大的實用性和經(jīng)濟性。廣電HFC網(wǎng)絡中的同軸電纜網(wǎng)是一種理想的數(shù)據(jù)傳輸媒介，尤其在最后100m的帶寬支持能力遠遠高于五類線或電話線資源。因此，在廣電網(wǎng)絡雙向改造中如何融合光纖和HFC兩種介質(zhì)，深入挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡價值，被廣電運營商所關注。目前比較經(jīng)濟可行的雙向改造技術方案有3種：CMTS，EPON+LAN和EPON+EoC。

（1）CMTS適合稀疏模式網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域

CMTS利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡，通過對信號進行QPSK/QAM調(diào)制，在HFC低頻端進行雙向傳輸。CMTS的優(yōu)點是技術較成熟，網(wǎng)管能力強，可實現(xiàn)大規(guī)模雙向覆蓋。缺點是CMTS噪聲匯聚效應影響系統(tǒng)的帶寬和性能，同軸電纜及接頭質(zhì)量要求較高，后續(xù)維護工作量較大；對于大多數(shù)有線電視運營商而言，上行噪聲是一個普遍存在的問題，尤其是在低頻帶。CMTS設備包轉(zhuǎn)發(fā)能力弱，無法滿足日益增長的高帶寬業(yè)務需求，可承載業(yè)務有限，無法提供全業(yè)務承載，后續(xù)系統(tǒng)擴容成本巨大。CMTS的Cable接入屬于共享線路方式，如果只作寬帶接入和上網(wǎng)，在用戶數(shù)量不太多的情況下比較適合廣電開展數(shù)據(jù)業(yè)務。對于目前國內(nèi)用戶集中居住，用戶需要長時間占用網(wǎng)絡、大流量吞吐數(shù)據(jù)，單位帶寬下降明顯，不利于高帶寬業(yè)務的開展，采用CMTS實現(xiàn)大范圍的用戶寬帶接入不夠經(jīng)濟。

（2）EPON+LAN適合于高密度用戶新建小區(qū)

EPON+LAN方案是通過EPON網(wǎng)絡接入到樓宇，通過ONU提供以太網(wǎng)接口，用戶接入通過以太網(wǎng)五類線實現(xiàn)。采用這個方案實現(xiàn)用戶語音和互聯(lián)網(wǎng)接入，有線電視信號仍通過HFC線路實現(xiàn)。它的優(yōu)點是技術成熟，設備商較多，接口和標準規(guī)范。該方案適合于高密度用戶和大帶寬業(yè)務需求新建小區(qū)的第一次綜合布線時一次完成，而對于已經(jīng)開通有線電視的老用戶需要重新進行布線，小區(qū)樓道和入戶布線施工難度較大，用戶一般不愿意接受。

（3）EPON＋EoC適合現(xiàn)有CATV用戶的首選技術

EPON＋EoC技術是在現(xiàn)有的HFC網(wǎng)絡基礎上構造一個適用于廣電網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)字帶寬用戶接入網(wǎng)絡，它在不影響現(xiàn)有的CATV正常工作的前提下，以先進的調(diào)制解調(diào)技術，將以太網(wǎng)信號合成在同軸電纜中與原有的CATV信號一起傳輸，用于承載基于IP的數(shù)據(jù)、語音和視頻等業(yè)務。它以較少的改造成本和工程量將原來單向的有線電視網(wǎng)絡改造成為一個雙向的、能夠承載多種業(yè)務的雙向?qū)拵ЬW(wǎng)絡。采用EoC技術具有良好的適應性和靈活的組網(wǎng)方案，充分利用了廣電原有的同軸接入網(wǎng)資源，節(jié)省了入戶部分的線路投資。

將EPON技術和EoC技術相結(jié)合，統(tǒng)一網(wǎng)管，組成整體解決方案，可以為廣電三網(wǎng)融合NGB的發(fā)展提供接入網(wǎng)絡的最佳技術。EPON＋EoC可提供數(shù)據(jù)、視頻、語音于一體的三種播放的綜合承載，通過一張接入網(wǎng)提供過去多張網(wǎng)絡的功能。該方案在開發(fā)過程中充分考慮中國國情和當前廣電網(wǎng)絡的實際情況，在駐地網(wǎng)層面利用廣電網(wǎng)已有的Cable網(wǎng)絡作為傳輸介質(zhì)，節(jié)約了大量的綜合布線成本和運維投資，兼具高性能和低成本。EPON＋EoC技術滿足了廣電數(shù)字電視的雙向改造和國家三網(wǎng)融合的需要，將推動NGB產(chǎn)業(yè)在中國的深入發(fā)展，是面向廣電運營商NGB網(wǎng)絡接入層首選技術。

3  EPON和EoC組網(wǎng)技術

（1）EPON技術

光纖作為傳輸高速率、大容量、多業(yè)務的最佳媒質(zhì)，早已在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中得到了廣泛的應用，在接入網(wǎng)層面，光纖也已經(jīng)得到了普及與應用。光纖具有壽命長、可靠性高、抗干擾性強的優(yōu)點，光傳輸具有很強的帶寬擴展能力，并且容易實現(xiàn)各種業(yè)務平臺的融合。

EPON技術是將以太網(wǎng)與無源光網(wǎng)絡相結(jié)合的技術，按照IEEE802.3ah國際標準可以支持1.25Gbit/s對稱速率。作為光纖接入網(wǎng)的重要解決方案，EPON技術具有ADSL，LAN等無法比擬的特性，也比APON，BPON，GPON等技術更為高效地滿足了“Everything over IP”的多業(yè)務接入需求。EPON接入網(wǎng)絡具有投資成本低、操作和維護簡單等優(yōu)勢，為運營商解決“最后一公里”問題提供了一種非常經(jīng)濟有效的寬帶接入解決方案。目前，EPON技術已經(jīng)在國內(nèi)外得到了大規(guī)模的應用，得到國內(nèi)外運營商和廠商的支持和認可。

通過EPON系統(tǒng)設備，利用FTTH/FTTB光纖網(wǎng)絡覆蓋家庭、企業(yè)用戶可以提供最大帶寬達1Gbit/s的傳輸速率。運營商可以用經(jīng)濟的造價和極少的光纜線路投資，方便地實現(xiàn)高速上網(wǎng)，IPTV組播/點播等高帶寬IP數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送。

EPON系統(tǒng)主要由OLT（Optical Line Terminal，光纖線路終端）和ONU（Optical Network Unit，光纖網(wǎng)絡單元）以及分離器（Splitter）構成，OLT提供到IP城域網(wǎng)，IPTV承載網(wǎng)，NGN軟交換網(wǎng)上行接口。針對最終用戶不同的業(yè)務需求，運營商可靈活選擇終端ONU設備，滿足FTTH/FTTB/FTTC/FTTC+EoC等多種應用場景。典型的EPON組網(wǎng)方案如圖1所示。

圖1  EPON組網(wǎng)方案