EPON技术在HFC网络的应用原理与优势研究
采用EPON技术的HFC网改造设计与实现
一
、
Ｈ Ｃ网 Ｆ
我 国的有线 电视 ，经 历 了从 ７ Ｏ年代 共用 天线 开始 到 ８ 年 代 Ｏ 的第 一代 Ｃ Ｔ ＡＶ有线 电视 网络 ，再 到 ９ Ｏ年代 初 由于光 传输 技术 的 引进 ，开 始第 二代 Ｃ Ｔ Ａ Ｖ网 Ｈ Ｃ光 电缆混 合 网。Ｈ Ｃ网对我 国广 电 Ｆ Ｆ 事 业 的发展有 着 巨大 的贡献 ，但 它本 身也存 在着 诸 多 问题 。 ＨＣ 网是 光 电缆 混合 的单 向广播 传输 网 ，主要 为模 拟射 频信 Ｆ 号 的传输 设计 。而 数字 信号 与模 拟信 号有 着本 质 的区别 ，在 ＨＣ Ｆ 网中传输 数字 信号就 会有 不 匹配 的 问题 出现 ，主 要 问题 有 ： 电平 和 网络系 统指 标要 求不 同 ；信 号 测试 仪器 不 同；两种 信 号 出现故 障表 现不 同 ；组 网设 备和 器材 性能要 求 不 同等 。 二 、三网融 合 在 我 国 “ 一五 ”规 划 中明确 指 出：要 加强 宽带 通信 网 ，数 十 字 电视 网和 下一 代互 联 网等信 息基础 设 施建 设 ，推进三 网融合 。 目前 国家公 布 了 １ ２个 首批 三 网融合 试 点试 市，长 株潭 城 市群入 围 。三 网融 合 ，并不 是 电话通信 网、计 算机 网和广 播 电视 网的物 理 融合 ，也 不是三 大 网的叠 加和 延伸 ，而是有 机融 合 ，优胜 劣汰 的过程 ，谁在 “ 网融 合 ”中 占领主 动 ，谁将 可能 替代 对手 。 因 三 此 ，广 电必须对 网络 进 行数 字化双 向改造 。对接 入 网改造 中，近 年 出现的 Ｐ Ｎ技 术得 到 了业 界普 遍认 可 。 Ｏ 三 、Ｅ Ｏ 技 术 ＰＮ ＰＮ技 术根据 数据 链路层 协议 的 不 同， 为 ＡＯ 、Ｐ Ｎ Ｇ０ 、 Ｏ 分 ＰＮ Ｂ Ｏ 、ＰＮ ＥＯ Ｐ Ｎ四种 ， Ｐ Ｎ 目前 有线 电视 网建 设的最 佳选 择 ， ＰＮ（ ＥＯ 是 Ｅ Ｏ 以太 无 源光 网络 ） 是一 种新 型 的光纤接 入 网技 术 ， 用 点到 多点 结构 ， 采 无源 光 纤传输 ，在 以太 网之上 提供 多种 业务 。它将 Ｐ Ｎ技术和 以 Ｏ 太 网结合起 来 ，一般 是先采 用 Ｆ Ｔ ，０Ｕ （ 节 点）到楼 栋 。 ＴＢ Ｎ 光 四 、Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ原 理 ＥＯ Ｐ Ｎ是一种 点到 多点 的拓 扑结构 ，能实 现数 据 、语 音 、视 频 的业务 接入 ，传输 介质 为光 纤 。Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ网 中以 以太 帧 的形 式传输 ， 医 此非 常适合 Ｉ 业 务 的传送 。 Ｉ Ｐ 一般 Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ网 由 ０ Ｔ ０ Ｎ ０ Ｎ ０ Ｔ Ｌ 、 Ｄ 、 ｕ ／Ｎ 、 ＥＳ Ｍ 组成 ， Ｎ ０ Ｔ位 于用户 端 ， Ｎ ０ Ｕ位于用 户和 网络 之 间 ， Ｌ 和 ０ Ｕ ＯＴ Ｎ 之 间 由无源 设 备 Ｐ Ｓ连接 ， ０ 其分 发下行 数据 、 中上行 数据 。 Ｐ Ｎ 集 Ｅ Ｏ 使用 一根 芯传输 上 、 下两 个波 长 ， 一般 使用 １５ ｎ 波 长传 送 电话 ５０ ｍ 信 号。０ Ｔ 供 Ｅ Ｏ 系 统与 业务 商 的核 心数 据 、视 频 、电话 网之 Ｌ提 ＰＮ 间 的接 口，通 过 Ｅ Ｓ 接到 业务供 应 商 的网络上 。 Ｍ 链 五 、Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ的优 点 ＥＯ ＰＮ为有 线 网络改造 的普 遍选 择 ，其优 点主 要有 ： （ ）节 省主 干光纤 ，通 过无 源 分光器 将 一根光 纤 分成 多根 一 分支光 纤 ，再接入 不 同用 户，解 决 了主干 光纤 不足 的 问题 ： （ ）成本 相对 较低 ，且容 易维 护 ，升级 简单 。 二 （ ） 三 能提 供 的带宽 高 ， 提供 上 下行对 称 的 １２Ｇ ｐ 带 宽， 可 ． ５ｂ ｓ 并 可进行 升级 。
EPON技术浅析及应用
EPON技术浅析及应用前言随着互联网的迅速发展和网络用户的不断增多，传统的以太网技术已经无法满足用户的要求。
为了提高网络带宽和提高数据传输效率，业界推出了一种新型的网络传输技术——EPON。
本文将基于现有资料和个人理解，对EPON技术进行浅析，同时介绍其在实际应用中的表现和优缺点。
EPON技术简介EPON是以太网被动光纤接入技术（Ethernet Passive Optical Network）的简称，是一种基于光纤的网络通信技术。
与传统的以太网不同的是，EPON使用光纤代替传统的铜线作为通信介质，从而提高了数据传输的速率和稳定性。
EPON的核心是OLT（Optical Line Terminal，光线终端设备）和ONU（Optical Network Unit，光网络单元）。
OLT作为EPON的核心设备，负责将业务数据从上行链路（用户到OLT）转到下行链路（OLT 到用户）；而ONU则是终端用户的网关设备，负责将数据从光纤传输到用户终端设备。
EPON的数据传输基于点对点和广播的方式。
OLT向ONU发送广播信息，ONU将信息传送给所有终端设备；而所有终端设备发送的信息都是点对点的传输，即只发送给目标设备。
因为光纤的传输速度比传统的铜线要快得多，所以EPON能提供高速稳定的网络连接。
同时，光纤作为通信介质还具有防水、抗干扰等优势，能够更好地适应各种环境。
EPON技术的应用EPON技术在现实中有广泛的应用。
以下是几个具体的应用场景：宽带接入网络由于EPON具有高速稳定的传输特性，因此在宽带接入网络中有着广泛的应用。
多数宽带接入网络现在都采用了EPON技术，这也是EPON得以得到广泛应用的原因之一。
无线网络EPON还可以与无线网络结合使用，以提供更为便捷的网络连接方式。
通过将EPON网络与WiFi网络结合，可以实现覆盖更广、传输更快速的网络。
IPTV随着IPTV的逐渐流行，EPON技术也得到了更多的应用。
HFC及EPON技术
八、CM的接入 的接入
（3）IP流媒体视频业务 ） 流媒体视频业务
倾向于非常大的下行带宽的要求，致使每个CM要求有 倾向于非常大的下行带宽的要求，致使每个 要求有 多个下行信道的支持。 多个下行信道的支持。 在一个地区有大量的CM通过同一个光节点接入时，为 通过同一个光节点接入时， 在一个地区有大量的 通过同一个光节点接入时 了提供足够的带宽和把多路IP视频流传送到多个 视频流传送到多个CM， 了提供足够的带宽和把多路 视频流传送到多个 ， 就需要提供CM能接入到多个下行中的一个信道的支 就需要提供 能接入到多个下行中的一个信道的支 持。
6
三、Cablemodem
Cable Modem工作在物理层和数据链路层， 工作在物理层和数据链路层， 工作在物理层和数据链路层 下面介绍Cable Modem在这两层的工作原 下面介绍 在这两层的工作原 理。
）．物理层 （1）．物理层 ）．
下行采用是64/256QAM(正交振幅调制 ， 正交振幅调制)， 下行采用是 正交振幅调制 调制速率可达36Mbit/s。 调制速率可达 。 上行调制采用QPSK(四相移键控调制 ，抗 四相移键控调制)， 上行调制采用 四相移键控调制 干扰性能好，速率可达10Mbit/s。 干扰性能好，速率可达 。 另一个上行协议是S-CDMA(同步码分复用 。 同步码分复用)。 另一个上行协议是 同步码分复用
（2）IP电话业务 ） 电话业务
倾向于对称的带宽要求，致使每个 倾向于对称的带宽要求，致使每个CM要求有多个上行 要求有多个上行 信道的支持。 信道的支持。 在一个地区有大量的CM通过同一个光节点接入时，为 通过同一个光节点接入时， 在一个地区有大量的 通过同一个光节点接入时 了提供足够的带宽和防止呼叫阻塞，需要提供CM能接 了提供足够的带宽和防止呼叫阻塞，需要提供 能接 入到多个上行中的一个信道的支持。 入到多个上行中的一个信道的支持。
在HFC网上使用EPON技术是实现三网融合的最佳途径
界一 个重 大 的政 策 信号 。
“ 网融 合 ” 指 电信 网 、 算 机 网 、 播 电 视 网 三 是 计 广
在 技术 上 趋 向一 致 ； 网络 层 上互 联 互 通 ； 业 务层 在 在
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维普资讯
网络与多媒体
有 线 电视 技术
网上使 用 Ｅ 市 Ｎ技 Ｐ Ｏ 三 网融 合 的最 佳 途径
魏 明谦 洛阳市广电局原副局长
１ 前 言
２０ ０ ５年 １ ０月 １ １日 《 中共 中央 关 于制 定 国 民经 济 和社会 发展第 十 一个 五年 规划 的建 议 》 中指 出 ： 宽 “ 带通 信 网 、 数字 电视 网和下 一代 互联 网等信 息基 础设
现有 三 网的简 单延 伸 和叠加 ， 而是各 自优势 的有机 融
合， 是优 胜劣 汰演进 过程 ， 最终 将产 生下一 代 网络 。 站
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４ 结束 语
要 严 格按 要求 做到 ，建好 双 向 ＨＦ Ｃ网并不 是一 件难
基于EPON与EoC接入的HFC网络双向改造分析
1引言目前，EPON 到小区光站/楼栋垣EoC 接入方案在各地广电HFC 网改造的应用已经有三年多的时间，技术已经很成熟。
EPON+Eo C 方案基本不需要改动分前端到用户间的光纤、cable 网络，就可与现有模拟电视、DVB 数字电视、IPQAM 等应用并存，符合未来“三网融合”发展方向。
采用单纤或者双纤CATV Overlay 模式，可以将广电的电视信号与EPON 的以太网信号共网传输，除了可以继续发挥广电HFC 网络的优势，开展高清、互动双向电视业务，提供宽带上网业务，还可以开展IP 语音等附加值业务。
EoC 的产品制式众多，目前使用较多的技术为基带EoC ，降频WiFi ，HPNA3.0，PLC （HomePlug AV ），M o CA ，BIOC 和EPCN 等几种。
目前市场不同技术的占有率尚没有权威的数据，但从去年底以来可以看到目前主要还是PLC 技术占优，其次是降频的WiFi ，以及无源的Eo C 。
标准方面国家广电总局广播电视规划院有线电视网络宽带接入技术工作小组已经在积极筹备，已发布了《面向下一代广播电视网（NGB ）的电缆接入技术需求白皮书》，该白皮书实际上定义了HINOC 的技术规范，但是现在并没有成熟的方案和产品，目前仍然面临众多标准的竞争，基带EoC 由于易受到外界干扰，而且对网络条件有特殊的要求，因此在EoC 的选用中建议使用调制Eo C 。
本文围绕EPON+调制EoC 在HFC 网络双向改造中的规划进行分析探讨。
2应用场景分析随着HFC 网络“光进铜退”的发展趋势，现有HFC 网络每个光节点覆盖的用户数越来越少。
广电总局的意见很明确，在有线电视网络双向改造中，在分前端和光节点之间采用EPON 光接入技术，在光节点以下的同轴用户分配网络采用同轴电缆宽带接入技术，即EPON 垣EoC 的方案。
为了便于工程施工和网络管理维护，ONU 功能和EoC 头端功能应考虑集成在一个设备中实现。
EPON是实现双向网改的最佳途径
EPON是实现双向网改的最佳途径（福建金钱猫）三网融合对于广电是一次难得的历史机遇，广电在竞争中要能立于不败之地，在网络的升级改造中一定要找到它的切入点。
本文通过对HFC网络的分析和对EPON的探讨，提出了在HFC升级改造时，搭建EPON无源光网络的必要性和可行性。
HFC网络技术优势1、带宽大在现有的HFC网络中，经由64QAM调制，可以在6MHz模拟带宽上传输30Mbps的数据流，以现有HFC网络可以传输860MHz模拟信号计算，其数据传输能力为4Gbps，如果采用256QAM调制，数据通信能力还可以扩大。
2、传输信号无限制HFC网络是一种点到多点广播式网络，对传输信息几乎没有任何限制。
无论是模拟信号、数字信号、计算机网络数据信息等等，对HFC来说，只是如何分配频带资源的问题，没有其他任何的传输障碍，这是其他网络无法具备的，是HFC网络独有的特征。
3、易实现双向HFC网络可以支持交互式业务，实现数据、语音、视频业务的宽带接入，但必须对HFC网络进行双向改造。
4、用户覆盖面广HFC网络非常经济，安装、维护方便，有线电视网络建设的成本每户只合几百元人民币。
HFC网络设有特殊的数据接口协议，所有连接只有物理连接，很容易覆盖大规模用户群。
HFC网络升级改造的必要性HFC网络比较适合有线电视的传输，大力发展模拟电视用户以及数字电视用户，在目前是唯一的好网络。
广电近几年不能快速发展的主要原因就是在双向的HFC网络技术上徘徊，所以有线电视网络升级改造势在必行，迫在眉睫。
有线网络升级改造的目的是提升网络的价值，提高竞争力，提高网络质量，提高网络服务水平，提高收入，降低网络运营、维护、管理成本，整个网络升级改造要体现在提高网络的社会效益和经济效益。
HFC网络发展的趋势是光纤向用户越来越近，网络实现IP化是信息网络的总趋势，整个网络要实现数字化、光纤化、IP化。
EPON技术典型的EPON系统由OLT、ONU、无源分光器组成。
EPON技术在HFC网络中的应用
口， 是城域 网与 接入 网的桥梁。在 Ｈ Ｃ网络双 向改造成时 ， Ｆ ＯＬ Ｔ放置在分前端机房 ， 上联汇聚交换 机 ， 下联无 源光纤 网
络， 提供 网络控制和 网络管理功能。 Ｐ 是一个连 接 Ｏ Ｔ和 Ｏ Ｕ 的无 源设 备 ， ＯＳ Ｌ Ｎ 由光纤和
Ｓ 、 ａｌ ｍ ｄｍ 等 ， Ｌ Ｃｂ ｏｅ ｅ 由于受 到网络 、 技术和产业 链等 问题 的
改造 的方案与 未来双向 网 术的发展 方向， 技 希望 Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ在我 国有更好的发展 ， 正为广 大用户服 务。 真
关 键 词 ： 向 网技 术 ； Ｃ 网 ； Ｐ Ｎ； 向化 改造 ； ２ 双 ＨＦ ＥＯ 双 Ｆ Ａ 中图 分 类 号 ： ９ ５ ＴＮ １ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
图 １ ＥＰ ０Ｎ 基 本 原 理 图
４ ）可 以满足多业务需要 ， 实现三网融合 。
２ Ｐ Ｎ与 Ｈ Ｃ网的比较 Ｅ Ｏ Ｆ
１ 低成 本。节 省 主干 光纤 资源 ， 无 源链 路 ， ） 纯 可靠 性 高、 运维成本低 、 易升级 、 易扩展。
ｔｅＦｍｔ ｌ 工作组 研究 制定 的标准 。Ｅ Ｏ ｈ ｉ ｅ ） Ｐ Ｎ是 将链路 层 的以太 网（ ｔｅ ｔ与物 理层 的无 源光网络（ Ｏ 技术 结合 Ｅ ｈｍｅ ） ｔ Ｎ） 在一起 ， 同时具备二者优 点的新一代光接入网技术 。
２ 提供 高的带宽 。Ｅ ＯＮ 目前可 以提供上下 行对称 的 ） Ｐ
１２ Ｇｂ ｓ 带 宽 ， 且 随着 以太技 术 的发 展 可 以升 级 到 ．５ ／ 的 并
１ Ｇｂ ｓ ０ ／。
Ｃ Ｖ卜 Ａ ～光 Ｔ
线
无
源 光
无 －ｔ 网 单 （Ｉ 光 络 元０Ｄ Ｎ
EPON技术原理、特点及其在广电网络双向改造中的应用
２．２ 业务整合 一 般 情 况 下， 会 在 前 端 安 装 光 发 射机，CATV 的信号使用单独光纤利用 无源光分路器在原来的光节点再次实现 光功率的配置，以及单独光纤用以传送 1310/1490 nm 的 EPON 的 IP 信 息， 在 原 光的节点处利用无源光的分路器进行配 置。CATV 信号和 IP 信息主要是利用双 纤共缆来传送到用户家中，光接收机用 来发射 R 的 F 信号。 ３ 结语 EPON 技术是太网技术和 PON 网络 结构的组合体，是有线电视网络双向改 造最好的方式，可以快速整合各种业务， 也具备较为灵活的拓扑结构，带宽资源 共享，节省空间、安全设备及在高速网 络的投资速度。无线网络现在是一种平 台，可以支持宽带信息的交换服务，随 着对 EPON 的认知的继续探究，应用软 件会在类似于广播电视等方面的变革中 越来越普遍。但目前，EPON 虽然较为新 颖，但若要大范围运用还需克服很多障 碍，所以，EPON 应该在网络的计划、设 置等方面与更为成熟的网络进行融合， 从而扩大其使用范围。 参考文献： [1] 李 茂 成 .EPON 技 术 在 铁 路 区 间 通 信 系 统 的 有 效 运 用 [J]. 中 国 新 通 信 ,2016(16). 作者简介：沈中元（1982-），男， 青海平安人，本科，工程师（中级）， 研究方向：广播电视技术。
广电网络主要是指 HFC 网络，是以 CATA 建立起来的，刚开始是以传送有限 电视服务为重点，所以采用的传送形式 是传统的单向下行广播型。有线电视在 近几年的发展过程中，光缆的运用已经 极为普遍，光节点辐射的顾客可以达到 100 ～ 300 户，其电缆的直径约 600m。 广电网络为了增加服务项目，如人们日 常生活需求量较大的电视节目点播和宽 带接入等，对于 HFC 网络的改革势在必 行。从当下的技术角度来考虑，无源光 网络与以太网技术的逐渐成熟，而目前 的广电网络最好的便是 EPON ＋ LAN 或 是 EPON ＋ EOC 的方式。所有新的小区 要先将光纤安装到户 EPON ＋ FTTH，然 后逐一进行网改，最终实现光纤到户的 目的。 １ ＥＰＯＮ 的特点及优势 EPON 光纤的接入技术及光学的分支 点都不需要节点设施，只需要安装一个 单一的光分路器便可投入使用，所以， EPON 便具有了光缆和宽带资源节省互 享、机房投资减少、安全设备、网络速 度和集成网络的成本相对较低等优势。 １．１ 节约光纤资源 EPON 是从一个单芯光纤的房间开 始，一直分配到 32 个 ONU 的终端设备， 与波分复用技术处于上下两行，但可以 共同使用一芯光纤，这便节约了馈线的 光纤资源。在乡村使用时，EPON 的特殊 优势最为显著，在原有的光纤资源较为 短缺的情况下，PON 技术能够大大提升 纤维资源的使用效果。