HFC網絡雙向改造主流技術對比

蒯萬成

（太原理工大學，山西 太原 030024）

HFC網絡雙向改造主流技術對比

蒯萬成

（太原理工大學，山西 太原 030024）

針對HFC網絡的雙向改造中常用的4種接入網技術，通過對4種技術原理的分析和優缺點的對比，認為EPON+有源Eoc技術從成本、帶寬、擴展性和靈活性等多個角度看，都是最適合的接入網技術。

HFC網絡；EPON+有源EoC技術；接入網技術

隨著計算機網絡、電信網絡和有線電視網絡的發展，“三網融合”已成為必然趨勢[1]。對于廣電運營商而言，要想在激烈的競爭中獲得一席之地，除了掌握內容和集成播控權以外，還必須加快HFC網絡的雙向改造工程，為“三網融合”奠定堅實的基礎。

1 HFC網絡

HFC（Hybrid Fiber Coaxial，光纖同軸混合網）是目前應用最多的網絡，該網絡主要由光纖干線、同軸電纜干線和用戶配線3部分組成，其拓撲結構為樹形結構。見圖1。

圖1 HFC網的拓撲結構

據廣電總局的最新數據顯示[2]，截止到2009年，我國的有線電視用戶已達到1.74億，數字電視用戶達6 199萬，占全國有線廣播電視用戶的35.63%。由此可見，推進有線電視網絡的雙向改造已成為必然。

2 HFC網絡雙向改造技術

有線電視網絡在我國有著廣泛的接入基礎，且具有高帶寬能力，對于開展高速數據接入十分有利。但是傳統的HFC網絡是單向的結構，換句話說就是信號只能從前端傳到用戶，無法進行反向傳輸，更無法實現交互式業務。因此，需要對HFC網絡進行雙向改造，使其具備雙向通信能力。

目前，現有的HFC網絡雙向改造技術主要有CMTS+CM[3]、EPON+LAN[4]，[5]，[6]、EPON+ 無源 EoC[7]、EPON+ 有源 EoC[8]，[9]。下面通過對這4種技術的介紹來進行比較。

2.1 CMTS+CM技術

CMTS（Cable Modem Termination System，線纜調制解調器局端系統）是HFC網絡數據接入局端設備，實現數據網與模擬射頻網絡的連接。而CM（Cable Modem，線纜調制解調器）則是通過RF（Radio Frequency，射頻）和以太網接口來連接HFC網絡和用戶終端，兩者結合實現網絡數據的轉發、協議的處理及射頻調制解調等功能。

該技術的優勢在于技術標準和產品都比較成熟，可以較好的利用現有的網絡，同時具有良好的可擴展性。但該技術本身卻存在著幾點缺陷。

（1）對網絡的工藝要求較高，否則回傳噪聲將嚴重影響網絡的穩定性。在我國的大部分地區實施比較困難，存在一定難度，而且維護和運行故障排查所需的技術在短期內也無法解決。

（2）上行和下行帶寬無法滿足用戶需求，目前采用CMTS技術進行改造，見圖2，即使采用DOCSIS3.0也只能達到上行速率120 Mbit/s，下行速率160 Mbit/s。如果有100個用戶共享，每戶只能分到上行1.2 Mbit/s，下行1.6 Mbit/s，是遠遠無法滿足日益增長的高帶寬業務的需求的。

圖2 基于CMTS+CM改造示意圖

（3）維護比較困難。對設備調試和測試都需要專業人員進行，而目前在我國，專業人員的數量無法滿足如此龐大的需求，這將嚴重影響到網絡的可靠性。

（4）投資成本太高，是該技術的一個致命弱點，見表1。

表1 CMTS+CM改造投入成本表

2.2 EPON 技術

EPON（以太無源光網絡）是一種新型的光線接入網技術，采用點到多點結構和無源光纖傳輸，具有高帶寬、長距離、高分光、擴展性強和靈活快速的服務重組等優點，通過一個單一的光線接入系統，便可實現對視頻、語音和數據的綜合業務的接入，具有良好的經濟性。

由于EPON網絡的拓撲結構和目前HFC網絡的結構十分相似，所以在HFC網絡的基礎上進行EPON的改造就顯得相對容易。只要將OLT(OPTICAL LINE TERMINAL，光纜終端設備)放置在前端，將ONU(OPTICAL NETWORK UNIT，光節點)放置在原來的光節點位置，就可完成HFC網絡的改造實現雙向化。見圖3。

圖3 基于EPON改造示意圖

在EPON技術的基礎上，根據最后100 m接入用戶的載體方式不同，具體分為EPON+LAN、EPON+無源EoC、EPON+有源EoC。

2.2.1 EPON+LAN

采用LAN技術，在最后100 m通過五類雙絞線接入用戶。該技術實際上就在原有的HFC網絡的基礎之上，重新鋪設了一條EPON的回傳通道。見圖4。

圖4 EPON+LAN改造示意圖

該技術的優勢在于：①網絡升級方便，用戶終端不需要運營商承擔；②接入帶寬大，可以實現1 000 M到小區，1 000 M/100 M到樓道，100 M到用戶；③網絡的可擴展性好，有利于承載所有業務的運營；④HFC網與EPON網可以同時運營，維護方便，單個網絡出故障不影響另一個網絡；⑤光傳輸采用EPON技術，傳輸系統中沒有有源設備，不占用同軸電纜的資源。

但同時也存在著缺點與不足，具體如下：①施工量和施工難度都較大，并且需要入戶施工；②對于舊小區而言，需要重新鋪設五類雙絞線，總體下來的投入成本是比較大的。具體見表2。

表2 EPON+LAN投入成本表

2.2.2 EPON+無源EoC

采用EoC技術，直接通過同軸電纜接入用戶，見圖5。

圖5 基于EPON+無源EoC改造示意圖

無源EoC技術指的是無需調制直接在同軸電纜上傳輸以太網基帶信號。10 Mbps的基帶信號存在著直流分量，因而基帶EOC不能連接耦合電容，否則需要經過箝位電路來恢復直流分量，當然也不能穿過分支分配器（也不能穿過放大器），所以必須改造為帶射頻分配器的經過阻抗變換、平衡不平衡變換的同軸電纜網橋，也就是說必須改造原有的分配網或干脆跨過分支分配器，但跨過分支分配器意味著需要在樓內重新布置五類線，而10base-T的傳輸距離標準是不能超過100 m的，因而影響了基帶EoC的全方位、全網絡的使用，而且基帶信號濾波器的帶外抑制度必須大于85 db以上，否則當下載的速度接近全速10 m時，會對200～300 Mh的下行電視信號產生干擾，具體成本見表3。

表3 EPON+無源EoC投入成本表

2.2.3 EPON+有源EoC

雖然同樣采用EoC技術，但有源EoC技術指的卻是把基帶信號調制到射頻后在同軸電纜上傳輸。ONU（OPTICAL NETWORK UNIT，光節點）的光口在節點處上聯PON的光口，ONU（OPTICAL NETWORK UNIT，光節點）的以太網口下聯Cable router頭端，頭端的射頻口下聯雙工器（內置在頭端里面）的L端口、原有的光接收機的射頻輸出連接雙工器的H輸入端口，由于雙工器只有0.6 db的插損，原有的同軸電纜分配接入網可以不做任何調整，頭端的下聯端口與原有的分配電纜連接，這樣數據信號與射頻電視信號同纜傳輸到終端接入的用戶。

該技術的優勢在于①射頻載波頻率占用帶寬在7～27 m范圍，但抗干擾和抗多徑的能力沒有絲毫問題，該頻率范圍剛好在HFC網絡頻率覆蓋范圍的回傳通道，完全不影響正向基本廣播電視業務的發展；②由于通信的物理層在HFC網絡頻率覆蓋范圍的回傳通道，所有的網絡設備不用從新改造，當然也無需入戶施工和從新布線；③因為不存在基帶EOC不能跨接分支分配器的問題，所以不用改造原有的分配網。具體成本見表4。

通過對以上4種技術的簡單介紹和比較，最后得出的結果見表5。

3 結論

通過前面的介紹和分析可以明顯看出，在HFC網絡的雙向改造中，EPON+有源EoC技術比其他3種技術有非常明顯高通信質量、強抗擾能力、高帶寬、改造方便、技術難度小等優點，更加符合廣電對雙向改造低成本、高帶寬、高質量、可升級和保護現有投資的要求。因此可以得出這樣的結論，EPON+有源EoC技術是HFC網絡雙向改造的首選技術，是適應“三網融合”需求的最佳選擇。參考文獻：

[1] 王厚芹，車士義.推進我國三網融合勢在必行[J].電視技術，2010，34（6），109-112.

[2] 廣電總局就09年廣播電視發展最新數據答記者問.搜狐網.http://news.sohu.com/20100114/n269585741.shtm l

[3] 邢浩，劉華偉等.淺述Cable Modem技術與應用[J].有線電視技術，2007，14（7），17-19.

[4] 孫曉磊，唐金娥，劉燕.EPON技術及其在HFC網絡雙向改造中的應用[J].中國有線電視，2009(5)，489-491.

[5] 余良珂.下一代有限電視網絡EPON接入技術方案分析和探討[J].中國有線電視，2010（4），521-523.

[6] 丁成波，程高新.EPON與HFC網絡的融合及網絡接入方式的探討[J].通信技術，2010，43（1），148-150.

[7] 陳金順.EPON+無源EoC技術在廣電的應用[J].廣播與電視技術，2010，37（3），98-101.

[8] 汲建龍.EPON+EoC雙向網技術在有線電視中的應用[J].廣播電視信息，2010（4），84-85.

[9] 王漢國.利用EPON+有源Eoc技術改造臺州有線電視網絡[J].有線電視技術，2009，16（1），22-25.

Mainstream Technological Comparison of HFC Network Bidirectional Transformation

Kuai Wancheng

In the bidirectional transformation of HFC network，four kinds of access network technology are adopted.This paper analyzes their theories and compares the advantages and disadvantages.Then it is suggested that EPON+active EoC are the most suitable access network technology from cost，bandwidth，scalability and flexibility.

HFCnet；EPON+active EoC technology；access network technology

TP393.1

A

1000-8136(2011)02-0146-03