试析广电网络改造中EPON技术的应用

2023-03-07

为应对日益激烈甚至是残酷的竞争, 避免客户流失, 提升多业务, 全业务服务能力, 充分利用现有的HFC基础网络来拓展双向传输业务 (诸如:宽带/互联网、数字电视、VOD点播) 的开展, 成为广电运营商当前双向网络改造的主要课题。在此, 笔者试以广电网络改造为背景, 对EPON技术的应用进行探讨。

1 广电网络改造给EPON技术带来的机遇

广电总局“十一五”规划提出:“加快有线电视数字化进程。大力推进整体转换, 全面提升有线电视网络的业务承载能力、交互应用能力和网络管理水平, 继续推进有线电视接入网的双向改造和网络管理系统建设, 积极推动光纤到户的应用研究, 建立和完善有线电视网络业务支撑系统和运营支撑系统, 使有线电视网络成为集公共传播、文化娱乐、信息服务于一体的多媒体信息平台。”广电网络的双向化改造被视作是提高广电竞争力的重要举措。从广电运营的角度来看, 借助EPON技术, 不仅能轻松实现CATV/DTV业务的双向化改造, 还能提供高速数据上网业务, 而且也为今后进一步扩展更为丰富的业务形态奠定基础。因此, 随着我国加快有线电视数字化整体转换和双向化改造, 推动有线电视向双向交互、大容量和多功能发展, 将使家家户户的电视机成为多媒体信息终端。近年来, 各种基于HFC网络的改造技术层出不穷, 而其中的EPON技术因为具有与HFC网络结构相同的特点, 而且具有与以太网兼容、建设成本低、维护简单、可提供极高传输带宽、符合光纤到户发展方向等一系列优点, 因此, 无源光网络技术的EPON (以太网无源光网络) 系统在广电网络改造中具有极大的应用价值。

2 对EPON技术的分析

2.1 EPON技术简介

EPON技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。2004年6月, IEEE 802.3EFM工作组发布了EPON标准——IEEE802.3ah (2005年并入IEEE 802.3-2005标准) 。在该标准中将以太网和PON技术相结合, 在无源光网络体系架构的基础上, 定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层 (主要是光接口) 规范和扩展的以太网数据链路层协议, 以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外, EPON还定义了一种运行、维护和管理 (OAM) 机制, 以实现必要的运行管理和维护功能。

2.2 FTTx建设方案

基于EPON技术的FTTx方案建设, 目前已从传统的铜缆接入为主改为光缆接入为主, 使光缆尽可能向用户靠近, 以最终达到光纤到户的目标。但出于对成本、网络现状等因素的考虑, 我国的光缆建设模式以FTTB、FTTN/V为主, FTTH的规模应用还需时日。从物理组网上讲, 三种模式主要表现为光缆末端位置、接入铜缆长度以及单节点所覆盖用户范围的不同, FTTH实现了全光接入和全程无铜, 一个节点对应一个用户, 用户获得的带宽以及业务能力最强, 但建设成本也较高;FTTB实现了光纤到楼、铜不出楼, 运营商光缆延伸到楼, 并将接入节点部署在楼道, 通过该节点覆盖楼内所有用户的业务需求, 用户接入带宽与业务能力仍然很高, 是面向新建小区的主流解决方案;FTTN/V则基本上是光纤到小区 (村) 、铜不出小区 (村) , 运营商将光缆部署到小区 (村) 内, 在小区 (村) 机房或室外柜设置少量甚至唯一节点, 实现对整个小区 (村) 内用户的业务覆盖, 其接入带宽与业务能力相对稍弱, 但可满足近2~3年的用户业务需求, 是城区改造及农村“光进铜退”的主流解决方案。而无论采用哪种方式, EPON都已成为其主要的技术实现手段之一。

3 EPON技术在广电网络改造中的实践运用

3.1 应用EPON技术网络物理层改造

广电HFC (Hybrid Fiber Coaxial) 网络由光纤和同轴, 电缆网络混合而成。网络物理层改造首先是要增加光纤数, 保证光信号楼栋与机房间的双向传输, 然后敷设-5+5E多媒体数据线, 连接用户和楼栋低层交换机, 以此确保互动、数据信号在数据线的通路, 广播电视信号在-5同轴电缆线的广播传输。

3.2 网络拓扑图及数据信号流程

数据信号流程主要由机房信号和用户信号两部分组成。机房信号由城域网路由器提供, 通过中心机房与区域机房的光缆, 将IP信号送入区域机房的汇聚交换机, EPON设备头端OLT的数据接入由区域机房交换机提供。用户信号由OLT设备通过PON口将信号送入小区, 在机房我们将光信号分为两路, 住户多的一片采用1:16光分路器, 用户少的则采用1:8光分路器。ONU信号到楼道口后与交换机连接, 用户信号由交换机提供。遇到有的单元用户少, 可直接用ONU所带的FE口提供电路。可以看到, EPON系统对小区环境的要求与其在使用中的易用性在所有现有的IP数据传输设备中是最实用的, 也是最适合于广电网络拓扑的组网方式 (见图1) 。

3.3 广电网络工程的实践应用

在充分利用现有设备资源的前提下, 采用EPON技术实现改造, 具体建设需求如下:提高传统网络质量的前提下, 实现双向业务改造, 特别是VOIP及宽带业务等增值服务。并在后期扩展互动电视等业务。

整个双向网络改造采用EPON技术进行双向业务接入, 老小区采用EOC技术进行双向业务入户 (针对同轴电缆分布是星性结构的小区, 我们采用无源EOC。树形结构的小区, 采用有源EOC的方式进行接入) , 由于老小区基本上都是以树型结构为主, 故我们采用有源EOC进行双向业务接入。新小区采用LAN技术进行双向业务入户。由于每个光节点都预留光纤, 同时考虑到后期维护成本及扩容, 现采用CATV和双向网络独立组网方式进行改造。

4 结语

实践证明, EPON系统拥有高可靠性, 除可能会因光路割接受到影响外, 从未出现过任何其他异常情况, 这说明EPON系统已经是一套非常成熟的系统, 特别在端口的隔离、VLAN划分、QoS保证等这些二层设备所必须具有的功能上, 具有很高的稳定性和极强的可靠性。由此看来, 随着业务的不断发展, 在EPON设备中加入相应的模块, 或者与其他设备进行对接, 就可以为用户提供电话、VOIP、E1电路等多项新业务, EPON应用前景广阔。

摘要：随着广电网络改造工作的推进, EPON技术以其独特的优势, 将发挥越来越大的作用。本文阐述了广电网络改造对EPON技术的需求, 在此基础上对EPON技术进行了分析, 并探讨了EPON技术在广电网络改造中的实践运用。

关键词：广电网络改造,EPON技术,应用