EPON技术在HFC网中的应用研究

摘　要：本文分析了目前常用的有限电视网络——HFC中存在的问题，为了解决这些问题可以将EPON体系引入HFC。使得两项技术能有效叠加。通过对EPON技术的体系结构、技术特点和运行原理的分析，提出了两网融合的构想。

关键词：EPON；HFC；叠加
　　HFC网在开展数据等综合业务接入方面，主要采用DOCSIS标准的CM系统，可支持IP但需要协议转换，技术复杂，设备成本高；EPON将光纤延伸到驻地或家庭，并与技术最成熟的以太网融合到一起，实现了与计算机网的无缝连接。随着IP业务在城域网和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在传输速率、可管理性等方面不断改进，逐渐向接入网渗透，必将成为增值业务接入的首选技术，如果将HFC与EPON进行叠加，集两者之所长，就能简化网络结构，提升网络性能，降低运营成本，同时不失广电网络特色，可以说这一模式必将成为有线电视下一代接入网络的最佳方案。
　　1、HFC网络技术的特点
　　(1)HFC网络为信号传输提供足够的带宽，而带宽一般为5~750/860MHz，此带宽与传送的节目套数有关，与用户多少无关。
　　(2)HFC网络是一种点到多点广播式网络，能同时支持模拟电视信号和数字电视信号的传输，这是其它网络接人不具备的，是HFC网络独有的特征。
　　(3)HFC网络的安全要求很高，是由于我国的HFC网络承担着党的号令，严禁非法分子破坏网络的正常传送。
　　(4)HFC网络可以支持交互式业务，实现数据、语音、视频业务的宽带接人。但必须对HFC网络进行双向改造。
　　2、EPON技术的特点
　　一个典型的EPON系统由OLT(光线路终端)、POS(无源光纤分支器)、ONU(光网络单元)和EMS(网元管理系统)组成。EPON技术特点包括：
　　(1)全业务支持。EPON能将任何类型和任何速率的业务(包括视频点播、IPTV、数字电视、互联网业务、电子政务)适配后进行传输，并可灵活升级更高宽带的其它业务。
　　(2)EPON上、下行均为千兆速率；下行采用广播传输方式，上行利用时分复用(TDM)技术，实行共享带宽。它可满足用户的带宽需求，并可灵活地为用户需求动态分配带宽。
　　(3)EPON采用单纤波分复用技术， 通常用1550nm下行传输电视信号，用1310/1490nm分别传送上/下行数据信号；用一根光纤和一个OLT，传输距离可达20km。通过光分路器，至少分送32个ONU网络单元，可以搞滚动式发展用户，因此，可以大大降低网络建设成本。
　　2.3 EPON网络运行原理
　　EPON是一种宽带综合业务接入技术，在下行方向上，数据以变长以太包的形式从OLT下行广播到多个ONU，每个以太包带有逻辑链路标识符(LLID)，以确定该以太包是发给ONU－1、ONU－2还是ONU－3，某些以太包还可能是发给所有ONU(广播包)或发给特定的ONU组的(多播包)，当数据到达ONU时，ONU接收专门发给它的以太包而丢弃发给其他ONU的以太包，其传输原理如图1所示。
　　
　　图1 EPON下行传输原理示意图
　　在上行方向上，利用时分多址(TDMA)技术管理上行传输，EPON在数据链路层通过对时间进行分片，然后将不同的时间片指定给不同的ONU设备使用，各个时隙保持同步，彼此留有间隙，使得各个ONU的数据汇合到公共光纤时不会互相碰撞，从而避免数据传输中的冲突以及复杂的冲突检测问题，其传输原理如图2所示。用户注册以后，每个ONU在OLT预先安排的时隙报告自己的用户数据队列情况(服务等级、队列长度等)，OLT根据各个ONU的报告与既定策略给每个ONU安排发送时隙的起点和长度，实现动态带宽分配，EPON采用基于TDMA时间片原理的分片分级分配的方式，可以非常灵活地将不同的网络带宽赋予不同的ONU设备，达到有效控制用户带宽的效果。
　　
　　图2 EPON下行传输原理示意图
　　3、EPON在HFC中的应用
　　有线电视发展起来的HFC网络，在当前能适合EPON应用，并能向F1H(光纤到户)过渡提供最佳的宽带接人方案。其原因：
　　(1)目前有线电视HFC网，光纤建设已经越来越靠近用户，不少光节点覆盖用户在500户以内，有的甚至达到了300户以下；电缆半径在500m以内，有的已达到了300m以内；而且光节点都配置了4芯光纤。
　　(2)EPON网络的物理结构与HFC网络的物理结构没有差异，网络的拓扑结构都是点到多点的传输方式，即星型+树型。这样EPON很容易采用波分复用(WDM)技术叠加在HFC网络上，从而实现双向传输，所有信号广播式下发，与HFC网络下行电视信号类似，是多发一收。
　　4、小结
　　随着光节点下移，HFC的电缆部分越来越少，与EPON网络叠加是必然趋势，两网叠加将进一步实现网络可运营与可管理，同时能够为用户提供低成本、高带宽、多业务的接入服务。
　　参考文献：
　　［1］李志.试析广电网络改造中EPON技术的应用[J].科技资讯,2009,(18).
　　［2］唐明光.有线电视网络双向化改造中的HFC网络与EPON网络[J].中国有线电视,2009,(03).