在HFC網(wǎng)上使用EPON技術(shù)是實現(xiàn)三網(wǎng)融合的途徑
　　
一、前言

　　2005年10月11日《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議》中指出“寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進‘三網(wǎng)融合’，健全信息安全保障體系。”雖是一句話，但引起了社會的廣泛關(guān)注，它給了通信界一個重大的政策信號。

　　“三網(wǎng)融合”是指電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)在技術(shù)上趨向一致；在網(wǎng)絡(luò)層上互聯(lián)互通；在業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉；在應(yīng)用層上趨向統(tǒng)一的通信協(xié)議，有利于網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)共享；在經(jīng)營上互相競爭，互相合作。整個網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)演進，這是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。同時也揭開了各通信網(wǎng)絡(luò)運營商從單向業(yè)務(wù)競爭轉(zhuǎn)向全業(yè)務(wù)競爭，乃至網(wǎng)絡(luò)間各個層面的全方位的競爭。

　　“三網(wǎng)融合”，在現(xiàn)階段并不是PSTN電話通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡(luò)物理合一，也不是現(xiàn)有三網(wǎng)的簡單延伸和疊加，而是各自優(yōu)勢的有機融合，是優(yōu)勝劣汰演進過程，終結(jié)果產(chǎn)生下一代網(wǎng)絡(luò)，站在技術(shù)前沿去考慮，當(dāng)前的三張網(wǎng)絡(luò)，誰家的網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進展扎實，那么這家網(wǎng)絡(luò)就會在“三網(wǎng)融合”中占領(lǐng)主動地位，甚至替代位置。

　　我們廣電的HFC網(wǎng)在“三網(wǎng)融合”中也是一次難得的歷史機遇，在競爭中要能立于不敗之地，在網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)改造中，一定要找到它的切入點。以太網(wǎng)+無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(EPON)可提供100M到10G的帶寬，并與現(xiàn)有的計算機網(wǎng)無縫連接，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)運營成本低，能支持互聯(lián)網(wǎng)所有帶寬應(yīng)用能力，支持?jǐn)?shù)據(jù)語言、視頻點播多種業(yè)務(wù)能力，這種網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前典型、適用、合理、廉價的“三網(wǎng)融合”的途徑。本文通過HFC網(wǎng)絡(luò)的分析，對EPON的探討，提出了在HFC升級改造時，搭建EPON無源光網(wǎng)絡(luò)的必要性和可行性。

二、HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)缺點

1、HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢

　　(1)HFC網(wǎng)絡(luò)為信號傳輸提供足夠的帶寬，而帶寬的要求比較固定5-750MHZ，此帶寬與傳送的節(jié)目套數(shù)有關(guān)，與用戶多少無關(guān)。

　　(2)HFC網(wǎng)絡(luò)是一種點到多點廣播式網(wǎng)絡(luò)，能同時支持模擬電視信號和數(shù)字電視信號的傳輸，這是其它網(wǎng)絡(luò)接入無法具備的，是HFC網(wǎng)絡(luò)獨有的特征。

　　(3)HFC網(wǎng)絡(luò)的安全要求很高，是由于我國的HFC網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著黨的號令，嚴(yán)禁非法分子利用網(wǎng)絡(luò)傳媒進行反動宣傳或是破壞網(wǎng)絡(luò)的正常傳送。

　　(4)HFC網(wǎng)絡(luò)可以支持交互式業(yè)務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語言、視頻業(yè)務(wù)的寬帶接入。但必須對HFC網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造。

　　按照傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)進行雙向改造，采用頻分格式，作為寬帶接入方式，在發(fā)展中所面臨一個關(guān)鍵問題是上行通道中的噪聲積累和匯聚均衡的問題。這是雙向的HFC網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)先天性的問題。要控制這噪聲漏斗效應(yīng)，主要采取以下措施：

　　一是限制光節(jié)點和服務(wù)用戶數(shù)。要控制在500戶以下，而且是所代的用戶越少越好。因為用戶終端越多，混入的噪聲疊加起來就越大，限制光節(jié)點的服務(wù)用戶數(shù)是減少侵入噪聲有效的方法。

　　二是優(yōu)化用戶分配系統(tǒng)的屏蔽，選擇屏蔽性能很高的電纜和高指標(biāo)的設(shè)備，衰減侵入噪聲。因為同軸電纜外導(dǎo)體是發(fā)射天線和接收天線的雙重作用，因此，必須嚴(yán)格要求用戶分配系統(tǒng)電纜和無源器件的屏蔽。

　　三是對不開通雙向業(yè)務(wù)的用戶，加帶通濾波器，隔離用戶端的噪聲回傳。

　　四是對網(wǎng)絡(luò)進行合理設(shè)計，要盡可能減少網(wǎng)線中接頭數(shù)量。提高網(wǎng)絡(luò)的施工質(zhì)量，尤其是接頭的連接工藝，同時又要提高維修水平。

　　對HFC網(wǎng)進行雙向改造時，它是以光節(jié)點為單位，光節(jié)點以下所帶用戶必須實行全方位的雙向改造，改造費用成本較高。雙向改造后的網(wǎng)絡(luò)，也不是所有用戶都上互聯(lián)網(wǎng)，又造成了投資后的網(wǎng)絡(luò)浪費。

2、HFC網(wǎng)絡(luò)作為雙向?qū)拵Ы尤胨嬖趩栴}

　　(1)HFC網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)，是一點到多點的傳輸信號，非常適合有線電視的傳輸。不適合作寬帶高速綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)，因為對信息網(wǎng)的可靠性要求較高，雙向樹型電纜的上行通道的漏斗效應(yīng)，搞不好會超出標(biāo)準(zhǔn)，影響系統(tǒng)質(zhì)量，出了故障，往往不能及時修復(fù)，會給用戶帶來無法彌補的損失。

　　(2)樹型電纜網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃圆桓撸湓蚴请娎|分配網(wǎng)有源器件和無源器件過多，特別是電纜接頭過多，據(jù)統(tǒng)計，一萬戶的HFC網(wǎng)，其接頭達1.5萬個，這本身就降低了系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃浴?

　　(3)寬帶高速信息網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸時，對誤碼率要求很高。HFC網(wǎng)進行雙向改造時，要求電纜有很高的屏蔽性，例如入戶的一5電纜用四屏蔽來滿足要求；電纜的連接頭使用無磁泄漏的冷壓連接頭等。這不僅加大了網(wǎng)絡(luò)的投入，而且增加工藝加工的難度。

　　(4)雙向的HFC網(wǎng)絡(luò)，上行通道工作頻率在5-65MHZ，在這一段頻率上工作時，有較大的工業(yè)和民用電器噪聲的干擾，若用戶接收到干擾信號，會同時送入上行通道，在前端疊加，影響信號質(zhì)量，嚴(yán)重時侵入噪聲加大，使上行通道不能工作。

　　(5)使用雙向HFC網(wǎng)上互聯(lián)網(wǎng)的用戶，若單獨提高速率，往往不能滿足，因為用戶使用的電纜調(diào)制解調(diào)器，所用標(biāo)準(zhǔn)帶寬有限。

　　通過對廣電的HFC網(wǎng)絡(luò)的分析，可以得出這樣的結(jié)論：HFC網(wǎng)絡(luò)比較適合有線電視的傳輸，大力發(fā)展模擬電視用戶以及數(shù)字電視用戶，在目前是的好網(wǎng)絡(luò)。但由于HFC網(wǎng)絡(luò)自身缺點所帶來的主要原因，不適合作高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)。我們廣電網(wǎng)十幾年的努力，不能快速發(fā)展，其主要原因就是在雙向的HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上徘徊，出了不少力，但成效不大。

三、EPON技術(shù)

1、EPON技術(shù)的系統(tǒng)組成

　　(1)光線路終端(OLT)：安裝在前端機房或分前端機房，負(fù)責(zé)寬帶業(yè)務(wù)的接入。OLT的主要功能是將來自各路的數(shù)據(jù)流，如IPTV、互聯(lián)網(wǎng)接口等，適配后導(dǎo)入EPON的傳輸層。

　　(2)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)：安裝在樓房或用戶端，主要負(fù)責(zé)用戶端的寬帶接入，如IPTV視頻點播、千兆以太網(wǎng)等，并把這些業(yè)務(wù)的向上回傳的問題，通過光網(wǎng)絡(luò)向OLT傳送。

　　(3)網(wǎng)管系統(tǒng)：負(fù)責(zé)對EPON系統(tǒng)進行管理、監(jiān)測、配置和運行維護。
2、EPON技術(shù)特點

　　(1)全業(yè)務(wù)支持。EPON能將任何類型和任何速率的業(yè)務(wù)(包括視頻點播、IPTV、數(shù)字電視、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、電子政務(wù))適配后進行傳輸，并可靈活升級更高寬帶的其它業(yè)務(wù)。

　　(2)EPON上，下行均為千兆速率；下行采用廣播傳輸方式，上行利用時分復(fù)用(TDM)技術(shù)，實行共享帶寬。它可滿足用戶的帶寬需求，并可靈活地為用戶需求動態(tài)分配帶寬。

　　(3)EPON采用單纖波分復(fù)用技術(shù)，用一根光纖和一個OLT，傳輸距離可達20KM。通過光分路器，至少分送32個ONU網(wǎng)絡(luò)單元，可以搞滾動式發(fā)展用戶，因此，可以大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

　　(4)EPON的拓樸結(jié)構(gòu)是點到多點星樹型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)只需要增加ONU的數(shù)量，即可方便地對系統(tǒng)進級擴容，能充分保護運營商的投資利益。運營商能夠做到分期投資，在建設(shè)初期可根據(jù)實際需求，建設(shè)性價比較高的網(wǎng)絡(luò)，在運營和發(fā)展用戶上，可逐步擴容升級，不浪費任何資源，投資回報率高。

　　(5)EPON采用了以太網(wǎng)的格式，傳輸用光纖干線網(wǎng)，用戶是局域網(wǎng)，其主流技術(shù)，把三者天然的融合成一體，消除了復(fù)雜的傳輸協(xié)議，其本身成本就低廉。同時由于是無源設(shè)備，設(shè)備的造價較低，可靠性高，而且可以節(jié)約維護成本。

　　　由此可以看出，EPON無源是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，接入系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)快、靈活、高性能、多業(yè)務(wù)、性價比高等優(yōu)點，是一種全新的寬帶接入技術(shù)出現(xiàn)在人們的面前。它是一種真正能支持語音、數(shù)據(jù)和視頻全業(yè)務(wù)的接入技術(shù)。它是實現(xiàn)“三網(wǎng)融合”切實可行的方案。

3、EPON技術(shù)在HFC網(wǎng)上的應(yīng)用

　　有線電視發(fā)展起來的HFC網(wǎng)絡(luò)，在當(dāng)前是適合EPON應(yīng)用，并能向FTTH(光纖到戶)過渡提供的寬帶接入方案。其原因：

　　(1)目前有線電視HFC網(wǎng)，光纖建設(shè)已經(jīng)越來越靠近用戶，不少光節(jié)點覆蓋用戶在500戶以內(nèi)，有的甚至達到了300戶以下；電纜半徑在500米以內(nèi)，有的已達到了300米以內(nèi)；而且光節(jié)點都配置了4芯光纖。

　　(2)EPON網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)與HFC網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)沒有差異，網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)都是點到多點的傳輸方式，即星形+樹形構(gòu)造。這樣EPON很容易采用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)疊加在HFC網(wǎng)絡(luò)上，從而實現(xiàn)雙向傳輸，所有信號廣播式下發(fā)，與HFC網(wǎng)絡(luò)下行電視信號類似，是多發(fā)一收。

　　(3)采用EPON技術(shù)，只需要在HFC網(wǎng)絡(luò)的剩余光纖部分做簡單的配置，增加一個光分路器就可以在光節(jié)點以下發(fā)展光纖到大樓或用戶。在工程上，可以在較短時間內(nèi)就完成二個網(wǎng)絡(luò)的疊加，進行雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平衡擴展，從而實現(xiàn)光纖到小區(qū)(FTTC)，光纖到大樓(FTTB)，甚至于光纖到戶(FTTH)的寬帶接入。
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　　(4)EPON在前端機房只設(shè)置一個上行光接收機，在任一個時刻，只有一個ONU發(fā)送信號，其它的ONU單元按時間控制輪流發(fā)送信號，實現(xiàn)光纖和上行光接收機資源共享。因此可以在HFC網(wǎng)絡(luò)縣級前端機房，市級的分前端機房和光節(jié)點間應(yīng)用EPON技術(shù)。即將OLT設(shè)備放在前端或分前端機房，ONU放在光節(jié)點上，將來根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶的增多，再將ONU下移到大樓、樓棟、進戶。此方案既有效地解決了上行噪聲匯聚問題，也可以節(jié)約光纖和光設(shè)備資源，又方便地開展各種業(yè)務(wù)。同時又大大降低了建設(shè)成本，它是根據(jù)用戶的需求，邊建邊發(fā)展，是投資少、見效快、故障率低，是節(jié)約型的網(wǎng)絡(luò)。也是有線電視網(wǎng)雙向改造的選擇。

四、寶豐、南陽廣電網(wǎng)開通EPON給我們的啟示

　　寶豐縣廣電局2005年12月在HFC網(wǎng)上搭建EPON無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開展了寬帶業(yè)務(wù)及IPTV視頻點播業(yè)務(wù)。在經(jīng)濟欠發(fā)達的縣城，每月以100戶左右的速度向前發(fā)展，受到了縣領(lǐng)導(dǎo)高度重視和用戶的好評。

　　南陽廣電網(wǎng)絡(luò)在今年6月上旬在HFC網(wǎng)上搭建了EPON無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開通了IPYV和寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。他們從領(lǐng)導(dǎo)層決策，到合同的簽訂，以及設(shè)備的安裝并開通使用，發(fā)展用戶，用了不到三個月時間，真可謂是高瞻遠矚，馬到成功，在高科技面前敢快速決策，是守土有責(zé)的典范了。

　　寶豐和南陽廣電在HFC網(wǎng)上使用EPON無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，那么對我們建設(shè)和使用HFC網(wǎng)的同仁們有什么啟示呢？

　　1、要有危機意識。樹立緊迫性和使命感。網(wǎng)絡(luò)通信商的競爭，可以說處于白熱化狀態(tài)，中國電信、中國網(wǎng)通從明年開始停建PSTN電話網(wǎng)，全面采用下一代網(wǎng)(NGN)建設(shè)。中國移動在今年完成GSM交換網(wǎng)擴容和新建網(wǎng)全面采用NGN軟交換技術(shù)。我們廣電的HFC網(wǎng)的主業(yè)務(wù)是視頻傳輸，目前主要任務(wù)是數(shù)字電視的平移，這種平移大部分網(wǎng)絡(luò)還是廣播式的數(shù)字化。但其它網(wǎng)絡(luò)通信商們，打著網(wǎng)絡(luò)融合的合法旗幟，從農(nóng)村向城市在大力發(fā)展IPTV視頻點播業(yè)務(wù)，餐食了我們廣電雙向的視頻業(yè)務(wù)。作為廣電網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營者、決策者，一定要有危機意識。在危機性、緊迫性的前提下，要站在網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)前沿，用高科技手段，采用先進的科學(xué)技術(shù)，以短、平、快的方式，搭建適合廣電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，快速開展IPTV業(yè)務(wù)，占領(lǐng)10-15%的高端用戶，守住視頻陣地，是我們廣電網(wǎng)的神圣使命。

　　2、HFC網(wǎng)絡(luò)的升級改造不能簡單地進行網(wǎng)絡(luò)功能性的雙向改造。而必須站在科技的前沿，立足高起點，按照科學(xué)發(fā)展觀，一定要采用先進性、前瞻性、經(jīng)濟性、可擴展性、可管理性進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計的原則，研究下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或是靠近下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。EPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是這種網(wǎng)絡(luò)的先進代表。

　　3、南陽市網(wǎng)、寶豐縣網(wǎng)利用EPON技術(shù)在HFC網(wǎng)絡(luò)上搭建和應(yīng)用，它節(jié)約了大量資源，降低了建設(shè)成本，又方便地開展了交互式業(yè)務(wù)，我認(rèn)為是目前HFC網(wǎng)絡(luò)升級改造的方案。我們廣電網(wǎng)要大力推廣EPON技術(shù)，快速占領(lǐng)IPTV陣地，在將來“三網(wǎng)融合”中也可立于不敗之地，起碼有自己的一席之地吧!