且末縣HFC網絡的EPON+EOC雙向網技術改造

奧斯曼江·穆薩

（作者單位：新疆巴音郭楞蒙古自治州且末縣昆侖廣電網絡有限公司）

且末縣HFC網絡的EPON+EOC雙向網技術改造

奧斯曼江·穆薩

（作者單位：新疆巴音郭楞蒙古自治州且末縣昆侖廣電網絡有限公司）

本文從且末縣EPON+EOC雙向網絡改造技術的特征出發，闡述了其對縣級HFC有線電視網絡技術改造的適應性，并對其改造過程中的ODN系統進行了歸納分析，對其需要注意的事項進行了總結。

HFC網絡；雙向網絡改造；ODN系統

1 概述

隨著國家全力推動三網融合，有線電視雙向網絡的改造便成了其中非常關鍵的一步。1995年，且末縣城建成了全同軸電纜傳輸450MHz模擬系統有線電視網，經過19年的運行，各項技術指標已難以滿足現今的要求。HFC網絡設計在縣城中做到主機房前端向各個分光節點間用大芯數光纜作為主干傳輸信號路徑，各小區、樓棟光節點進戶鋪設-9、-5同軸電纜入戶，是光纜到節點、同軸電纜進用戶終端的光纜電纜混合網。2014年10月，且末縣昆侖廣電網絡有限公司在已建成的新疆廣電網絡HFC有線電視網絡的基礎上，決定使用EPON+EOC模式進行數字有線電視雙向網建設，建成后增加了高清互動節目，做好了增值業務。

2 EPON+EOC在且末縣城區雙向網的架構設計

EPON系統是基于光纖匯同各類無源器件組網對光信號進傳輸并通過以太網協議，提供數字增值業務數據的寬帶接入技術，結合了以太網技術及無源光網技術的特點，做到了一點輻射多點的結構設計，節約了各項成本，只用無源器件的特點使建成后的維護量降至最低。拓撲結構設計的EPON網與本縣城的HFC支線網一致性原理基本相同，新疆巴音郭楞蒙古自治州且末縣昆侖廣電網絡有限公司在早期設計HFC光鏈路時，實施了光纖冗余雙備份，有光纖資源空閑，在城域主干光纜鋪設時采用PON設計結構，小區分配網則采用EOC方式在現有的縣城光纜及同軸電纜分配網里接續引出光纜中的兩個芯光纖，A芯提供給EPON系統傳輸，B芯用于向用戶傳輸數字電視節目。在各分前端放置的OLT設備同城區各光節點處放置的ONU組合完成了EPON與HFC網的區域物理疊加，實現了雙向數據及電視節目的傳輸互動功能。鋪設光纖自愈環路網的設計理念則使縣城骨干核心網突發故障修復用時大大降低，縣城各住宅小區都采用了光纖無源分配匯聚網絡設計，使維護更加便捷，全面鋪設到小區內和部分樓棟的光節點充分保障了傳輸信號質量，每個光節點做到覆蓋50～100個用戶，有線同軸電纜網采用集中式星型分配設計結構。且末縣EPON的HFC網雙向改造方案如圖1所示。

圖1 且末縣EPON系統

圖2 用戶接入系統結構圖

在縣城EPON+EOC的建設方案設計中，各路數字電視廣播節目信號是在主機房集中通過數條光纜主干線傳送至各分前端的光接收機，單播出的語音、數據碼流則是流通過EPON系統設備傳送至各點的ONU設備處，各端口的節點光接收機和ONU設備分別通過-5同軸電纜和數據超五類線做連接頭連接到EOC頭端各接口處，在將電視信號和IP數據進行混頻后，通過有線電視同軸電纜將信號傳輸到各個廣電用戶家中，放置在各用戶家中的EOC終端器則將接收到的信號分離到電視機和家用電腦上。如圖2所示。

3 有線電視網絡ODN系統的組成及原理

EPON傳輸系統由光線路終端OLT、光網絡單元ONU和光纜分配網絡ODN組成。其中，ODN系統包括多路光分路器（Splitter）、光纖、連接器等無源設備，其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。在ODN系統設計中，ODN必須要有較好的可逆性，可在輸入/輸出口對調后進行不可有導致信號損耗數值的重大變化。光分路器就是光纜線路終端和光纜網絡單元之間的一個連接無源器件，其作用是分發數字下行數據并集中上行數據，EPON傳輸系統在設計的下行方向采用了802.3幀廣播技術，在上行方向執行分時復用相關接入網協議。光分路器采用平面波導型，按波長采用1310nm、1490nm和1550nm三窗口兼容型。在三網融合傳輸的光信號有1310nm、1490nm、1550nm，多路平面光分路器是工藝采用光微刻技術的光學元件光產品，原理在介質半導體基板上形成光波導效應，實現對光信號的分配功能，具有損耗對光波長不敏感、分光均勻、結構緊湊、多路成本低等明顯優勢。

光分路器的理論損耗10lg（x%）+附加損耗=插入損耗，能支持1310nm～1550nm波長區內的任一波長的信號傳輸，為WDM系統在將來的廣泛應用奠定了基礎。光纖傳輸因其頻帶寬、損耗小、不怕電磁干擾、保密性好等優點，在有線電視網絡中得到了廣泛應用，光信號具有一定的頻譜寬度，光源信號傳到一定距離后，其不同的模式分量、不同頻率及不同的傳播速率必然會產生一定程度的信號失真，這稱之為光纖的彌散或色散。光纖有單模、多模之分，多模光纖是光纖通信最原始的技術，工作在850nm或1310nm波長的多模通信光纖傳輸距離短、色散大、帶寬小，與光器件的耦合容易。單模光纖通信突破了多模光纖通信的局限，單模光纖通信的帶寬大、傳輸距離遠、色散小，工作波長在1310nm和1550nm，其缺點是與光器件的耦合相對困難。有線電視工程就是接頭工程，無論是安裝調試還是維護，首先要解決連接的問題。一個光連接器由一個法蘭盤和兩個光插頭組成，常用的光纖連接器類型有SC/PC、FC/APC、FC/PC等，其中FC表示圓頭螺口、SC表示方型卡扣式，PC為平型非接觸型接頭，常用于多模光纖，連接損耗＜0.3dB、反射損耗＞-14dB，APC為斜型接觸型接頭，常用于單模光纖，連接損耗＜0.3dB、反射損耗＞-65d＞B，從傳輸性能上比較，APC＞UPC＞PC。

4 EPON傳輸系統改造體會

且末縣有線臺改造建設采用了EPON+EOC雙 向 網 模 式， 使 用HOMEPLUG AV 7400系列EOC產品實現高清互動雙向廣播電視節目點播及雙向寬帶數據業務，在EPON上行系統中使用1310nm波長，在下行中使用1490nm波長，從價格及技術兩方面來考慮，同時還要結合且末縣的具體情況，并依據1550nm波長的特性對HFC光鏈路重新設計規劃，數字電視節目信號的鏈路發送采用了BKTEL的1550nm的光發射設備，全縣城網絡采用了1550nm、1310nm、波長兼容的平面波導型多路光分路器。考慮到光纖色散、載噪比、光反射等在1550nm光傳輸系統的主要影響指標，同時，SBS指標主要受制于光發射機的門限閾值（受激布里淵散射），其對信號載噪比有一定的影響，決定選用SBS門限值標稱為19dB的BKTEL的光發射機，又因在標稱基礎上光發射機、EDFA的輸出光功率可能會有所溢出，于是將18.7dB的光功率輸出作為系統設置參數。而理論傳輸距離為20km 的EPON技術，在實際傳輸距離中還要受到諸如光源設備發射質量、分光百分比例、光鏈路接頭包數量、光纜主干線路纖芯質量等影響，而EPON傳輸設備的分光比在1∶32時是10公里，1比16時傳輸為20km，而到1∶64時就只有5km左右的距離，應在工程設計施工中科學合理地選擇系統的各項參數，以保證線路性能最佳線損做到最小。因本臺和中國移動通信公司協商合作共同進行網絡改造建設，在施工中通信光纜系統同有線電視系統在光器件選用上存在一定的差異，廣電普遍使用SC/APC、FC/APC、斜型接觸型接頭進行光信號的對接，用單模光纖來進行光信號的傳輸，而移動通信光纜系統是用SC/PC、FC/PC等平型接頭做光信號的交接，在很多小區的樓棟間使用多模光纖進行光信號的覆蓋，PC平型非接觸型接頭由于光反射損耗大、色散大，達不到有線數字電視信號傳輸指標的要求，在施工中就采取剪掉PC接頭直熔光纖的辦法。對使用多模光纖的移動網小區仍采用1310nm系統傳輸數字電視下行節目信號，還是用多模光纖來構建EPON傳輸通道。光分路器如有空閑端，將會嚴重破壞光鏈路的反射損耗，在系統中用平面波導型光分路器，經常會遇到分路器空閑端空置，所以，在光纖網施工時要隨時保持光纖尾纖跳線的順暢自然，無小彎死彎的現象發生，并杜絕用微彎損耗來作光衰減器，還應在空閑端加裝大的光衰減器或直接熔長的空纖，防止光鏈路的失配影響。

5 展望和總結

實踐證明，利用HFC網絡進行EPON+EOC的雙向網絡技術改造是可行的，且具有巨大的潛力，方案符合國家廣電總局《有線電視網雙向化改造指導意見》中提到的“低成本地改造廣電單向網絡，為交互式電視提供數據回傳通道；建立廣電特色的IP寬帶網，為用戶提供互聯網接入服務；充分利用廣電現有線纜和機房資源，減小投資成本”的要求。通過這次大規模對且末縣城廣電綜合業務網絡重新建設改造，使之成為了且末縣高質量的、運營級的綜合寬帶多媒體業務網絡，從而使VOD視頻點播、Internet上網、數據廣播傳送、網上游戲、IP電話、遠程醫療、遠程教育、社區服務宣傳、電子商務、網上銷售等增值業務的開展變成了現實。

[1]吳麗彬.NGB骨干CDN技術及安全管控可行性分析[J].廣播電視信息,2012(3).

[2]楊敬東.有線電視雙向網改造模式選定分析[J].中國有線電視,2012(1).

[3]唐明光,金乃輝,周東.有線電視寬帶HFC網絡技術[M].北京:中國廣播電視出版社,2004.

[4]張傲,陳淑玲,楊柳.三網融合下的FTTX網絡[M].北京:人民郵電出版社,2011.

奧斯曼江·穆薩（1966-），男，維吾爾族，高級工程師，新疆且末縣昆侖廣電網絡有限公司董事長，經理。研究方向：廣播電視技術和管理工作。