EPON技术互动式数字电视网络应用探讨

文丨喻品利 郑祖辉

EPON技术互动式数字电视网络应用探讨

文丨喻品利 郑祖辉

目前，广电网络正面临着数字电视的变革，随着网络技术的不断发展，新业务的出现促进了业务的变化和广电网络技术的不断进步，同时也带来了新的市场机会和发展可能，使广电网络的运营面临着新的机遇和挑战，用EPON技术构建双向网络，可实现光纤到户，大大加快全民的信息化进程。笔者简述EPON的概念及历史，并从基础理论与规范完善、EPON的关键技术点及其器件的研发等方面探讨了EPON关键技术，最后结合工作实践提出了EPON技术在有线电视中的应用典范。

数字电视； EPON； 频道切换； 双向改造

1 EPON的概念

EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层上采用PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本、高带宽、扩展性强，灵活快速的服务重组，与现有以太网兼容，方便的管理等，基于EPON的众多优点，它正成为目前宽带接入网一种有效的通信方式。PON技术研究起源于1995年，当年FSAN联盟成立，目的是要共同定义一个通用的PON标准。1998年10月，ITU－T以155Mbit／sATM技术为基础，发布了G。983系列APON（ATMPON）标准。同时各电信设备制造商也研发出了APON产品，但由于价格较高，又受到ATM推广受阻的影响，所以APON在我国几乎没有什么应用。

为更好地适应迅速增长的IP业务，并考虑到基于ATM的PON复杂性和实用性问题，EFMA（EthernetintheFirstMileAlliance，第一英里以太网联盟）于2000年底提出了基于以太网的PON—Ethernet－PON（EPON）的概念，在二层用以太网取代ATM，传输速率达1Gbps，链路层基于简单的Ethernet封装；IEEE于2001年成立第一英里以太网（EFM）小组，开始正式研究包括1.25Gbit／s的EPON在内的EFM相关标准，EPON标准IEEE802.3ah已于2004年6月正式颁布。目前由于国际标准的确立以及EPON芯片技术的发展，EPON的产品已经相当成熟，国内外均有符合标准的成熟商用产品问世，部分网络公司在进行有线电视网络改造时已经把它作为改造的方案之一考虑，如杭州、北京、武汉、绵阳等许多城市已经开始大量使用EPON系统。

2 EPON的主要组成

EPON主要分成三部分，即光线路终端（OLT：OpticalLineTermination）、光网络单元（ONU／ONT：OpticalNetworkUnit／OpticalNetworkTermination）和光分配网络（ODN：OpticalDistributionNetwork）组成。其中OLT位于局端，一般是在局端机房，ONU位于用户端，可以是路边（FTTC）、住宅楼（FTTB），或者是用户家中（FTTH）。光分配网络包括光分路器（Splitter）和光纤，光分路器是无源光纤分支器，是一个连接光线路终端和光网络单元的无源设备。在数据下行方向采用802.3帧广播技术，上行方向执行时分复用（TDMA）方式。

3 EPON在有线电视中的应用

EPON网络结构与有线电视光传输网络结构相类似，均采用无源分路的星型结构，在光链路预算方面也比较相近，网络结构的相似使得通过EPON传输有线电视信号成为可能，基本上只在原来的光纤网络上做简单的配置，就可以在较短时间内完成网络的叠加，以下探讨EPON系统在有线电视中的应用。

3.1 传输宽带信号以及开展数字电视点播业务

EPON将Ethernet技术与PON技术结合，其目标是用最简单的方式实现一个点到多点结构的吉比特以太网光纤接入系统，其特点是消除了ATM和SDH层，降低了初始成本和运行成本；可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。EPON属于IEEE以太网标准的范围，因此可以承载宽带IP业务、语音业务以及基于IP交换的数字电视视频IP点播业务，如在双波长EPON系统中，下行使用1550nm或1490nm、上行使用1310nm来实现各项业务。

3.2 整合有线电视信号传输

EPON是近年来发展较快的接入技术，最初的EPON用来传输数据宽带信号，在杭州城区有线电视网络改造与升级时，部分地区采用了EPON技术，它提供了一种符合更多用户宽带接入要求及能提供更高带宽的宽带接入方式，当然可以考虑在使用EPON系统传输宽带信号的同时传输有线电视图像信号，这为有线电视网的双向化改造提供了可靠并符合未来发展趋势的一种思路。对于光纤接入网来说实现三网合一也是重要发展方向之一，就目前来看，有线电视图像业务传输需占用的巨大带宽和较高的QoS要求，不是现有数字光纤接入技术能轻易解决的，所以基于模拟技术的有线电视光纤传输设备和用于宽带数据和语音传输的数字光纤通信设备难以在短时期内实现技术上的彻底融合，但是依托EPON系统，借助于波分复用（WDM）技术以及最新芯片技术，有线电视图像完全能够在EPON系统中传输，甚至已经有商用的产品出台，随着EPON技术的进一步发展，到了GEPON系统，传输视频图像信号将成为必备的功能。

3.3 作为回传通道：HFC光点网管的回传通道

EPON系统从本质上说是一种接入网，它给用户提供了一种宽带接入的选择，即构建了从骨干机房至用户端的双向通道，因此通过EPON系统可以提供HFC设备的网管信息的回传通道，进而在HFC网管中可以实现针对HFC光站的管理，即直接通过接入ONU下的交换机实现对光机的管理，但需要EPON设备厂家的积极配合及对相关设备进行参数配置（进行OLT透传设置、ONU端口参数设置以及上层交换机的路由及VLAN设置）。

4 结束语

众所周知，各地双向有线电视网络已经可以开展宽带和语音业务，从接入层面考虑，传统的方法是将CATV信号和宽带数字传输设备采用各自的光纤线路分别接入，EPON是光纤宽带接入目前最经济的一种方式，它是在HFC基础上以EPON技术为核心开展多业务的，三波长1310／1490／1550nm单纤接入网方案能有效地满足未来的需求，当广播电视网络采用EPON系统作为新型接入方式时，可以给用户提供更多双向全业务服务，是利用CATV传输网络实现传统的有线电视网、PSTN、数据网三网合一较好的解决方案，EPON系统在有线电视网络改造中逐渐推广正说明了EPON的无限潜力，EPON系统必将在有线电视网络改造中发挥越来越重要的作用。在“三网融合”的大趋势下，单纯的广播传送功能已不能满足网络发展的要求，而建设具有互动性的综合业务平台是非常必要的，在原有HFC网络中采用EPON技术实现互动式数字电视网络，不仅可以保护原有投资，而且由于不用太大的改变原有HFC网络的体系结构，具有节省资源、维护简单、可靠性高、给用户提供各种各样的增值服务的优势，从而使数字电视网络成为最具有竞争力和广阔发展前景的综合业务网。

[1]马汉良. 数字化整体转换. 中国广播电视出版社，2005（9）.

[2]王达. 网络工程师必读—接入网与交换网. 电子工业出版社，2006（9）.

[3]郭世满，马蕴颖，郭苏宁. 宽带接入技术及应用. 北京邮电大学出版社，2006（3）.

（江西省广播电视网络传输有限公司萍乡市分公司，江西萍乡 337000）