淺談EPON網絡技術在互動式數字電視中的應用

朱春江

摘要：本文主要論述了EPON的概念及其歷史，并且就基礎理論和規范完善、EPON技術要點及其器件研發入手，結合實際工作情況，提出了 EPON技術在互動式數字電視中的應用，以供借鑒。

關鍵詞：數字電視；EPON；頻道切換；雙向改造

1 EPON概念

EPON（以太無源光網絡）主要是一種新型光纖接入網技術，其主要是采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網上提供出多種的業務。在物理層次上采用了PON的技術，在鏈路層事業以太網協議，利用PON拓撲結構，實現以太網接入。所以，其綜合了PON技術與以太網技術優點，有著成本低、高寬度、靈活快速及其擴展性較強的服務重組，和現有的以太網兼容，便于管理。根據EPON諸多優點，成為現階段寬帶接入網有效地通信方式。

PON技術主要起源1995年，當年FSAN聯盟成立，目的為共同定義一個通用的的PON標準。在1998年的10月，ITU-T以155Mbit/sATM技術為基礎，發布G。983系列的APON標準。并且各電信設備的制造商紛紛研發出APON的產品，但是因為價格較高，受到了ATM

推廣受阻地影響，APON在我國也基本上沒有應用。

為了更好的適應迅速增長地IP業務，并且充分考慮到基于ATM地PON復雜性、實用性問題，EFMA在2000年底的時候提出基于以太網EPON的概念，在二層用以太網取代了ATM，

傳輸速率達到了1Gbps，鏈路層基于簡單地Ethernet封裝；IEEE在2001年的時候就成立第一英里以太網（EFM）小組，并且開始正式的研究包含1.25Gbit/s的EPON在內的EFM相關標準，EPON標準IEEE802.3ah現已再2004年6月正式的頒布。

在現階段，因為國際標準確定和EPON芯片技術發展，EPON產品現已較為成熟，國內外都有滿足標準地成熟商用產品問世，部分的網絡公司在進行有線電視網絡的改造過程中，已把它作為改造方案之一，比如說：杭州、武漢、北京和綿陽等城市已紛紛開始大量應用EPON的系統。

GPON則是FSAN組織在2002年的時候提出的，在2003年的3月ITU通過了G。984.1和G。984.2協議。G。984.1對GPON接入系統的總體特性進行了規定，G。984.2對GPON的ODN物理媒介相關的子層有所規定，在2004年的6月ITU又通過G。984.3，

其主要是對傳輸匯聚層相關的要求進行規定，GPON技術特色在二層采用了ITU-T定義的GFP對Ethernet、TDM、ATM等多種業務實施封裝映射，提供1.244Gb/s、2.488Gb/s下行速率及其所有標準上行速率，并且支持各接入服務，提供OAM&P功能、可升級能力，尤其是有效的支持原有格式數據分組與TDM流，是光接入網的一種全新最優化的解決方案，雖然說GPON與EPON相比，其性能更加，但是因為GPON技術的實現較為復雜，商用成本較高，現階段成熟地商用產品較少。

2 EPON的主要組成

EPON主要分成三部分，即光線路終端、光網絡單元和光分配網絡組成。其中OLT位于局端，一般是在局端機房，ONU位于用戶端，可以是路邊（FTTC）、住宅樓（FTTB），或者是用戶家中（FTTH）。光分配網絡包括光分路器（Splitter）和光纖，光分路器是無源光纖分支器，是一個連接光線路終端和光網絡單元的無源設備。在數據下行方向采用802.3幀廣播技術，上行方向執行時分復用（TDMA）方式。

3 EPON在有線電視中的應用

3.1 傳輸寬帶信號以及開展數字電視點播業務

EPON把Ethernet技術與PON技術結合，其目標是用最簡單的方式實現一個點到多點結構的吉比特以太網光纖接入系統，其特點是消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運行成本；可以大量采用以太網技術成熟的芯片，實現簡單，相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。EPON屬于IEEE以太網標準的范圍，因此可以承載寬帶IP業務、語音業務以及基于IP交換的數字電視視頻IP點播業務，如在雙波長EPON系統中，下行使用1550nm或1490nm、上行使用1310nm來實現各項業務。

3.2 整合有線電視信號傳輸

EPON作為近年來發展較快地接入技術，最初EPON主要是用來傳輸數據寬帶信號，在城區有線電視網絡的改造、升級過程中，部分地區采用EPON技術，提供一種滿足更多用戶寬帶接入要求，提供出更高地寬帶接入方式，考慮在使用了EPON系統進行寬帶信號傳輸時，還需對有線電視圖像信號進行傳輸，為有線電視網雙向化的改造提供出可靠依據。就光纖接入網來講，實現三網合一還是重要的發展方向之一，從現階段的情況來看，有線電視圖像業務傳輸應該占據較大地寬帶、較高地QoS要求，現有的數字光纖接入技術是不能輕易解決，基于模擬技術有線電視光纖傳輸設備、用于寬帶數據、語音傳輸地數字光纖通信設備很難在短時間里實現了技術徹底的融合，但是按照EPON系統，借助波分復用（WDM）技術和最新芯片技術，有線電視圖像可以在EPON系統中進行有效的傳輸，甚至已有商用產品出臺，隨著EPON技術的進一步發展，到了GEPON系統，傳輸視頻圖像信號將成為必備的功能。

HFC加上PON后，既能實現視頻的傳送，也能實現雙向高速數據業務和話音業務，在EPON系統中傳輸有線電視圖像主要有以下幾種方式：

3.2.1 三纖傳輸方式

兩根光纖分別用于以太網數據的上下行傳輸，單模或多模，單波長（1310nm或1550nm），一纖用于CATV傳輸，波長為1550nm，此種方式可以理解為PON光纖收發器+RF光信號的方式，為早期的PON采用，由于PON技術的發展，現已基本不再使用。

結束語：

總而言之，各地雙向有線電視網絡已開始開展寬帶、語音的業務，就接入層面進行考慮，傳統方法是把CATV信號、寬帶數字傳輸設備采用了各自光纖線路進行分別的接入，EPON作為光纖寬帶接入最經濟地方式，其主要是在HFC的基礎上，以EPON技術作為核心開展多業務，三波長1310/1490/1550nm單纖接入網的方案便可有效的滿足未來需求，在廣播電視網絡采用了EPON系統作為新型的接入方式，給用戶提供出更多的雙向全業務服務，利用CATV傳輸網絡，實現了傳統有限電視網、PSTN、數據網的三網合一較好地解決方案，EPON系統在有線電視網絡的改造中，逐漸的推廣應用就說明EPON有著較大的潛力，EPON系統勢必在有線電網網絡改造中發揮出更加重要地作業。在三網融合大趨勢下，單純地廣播傳送功能遠不能滿足網絡發展需求，建設有著互動性綜合業務的平臺十分重要，在之前HFC網絡采用EPON技術有效的實現了互動式數字電視網絡，不僅能夠保護原有的投資，還因為不同太大的改變原HFC網絡體系的結構，有著節省資源、可靠性較高、維護簡單以及給用戶提供出各種增值服務優點，使得數字電視網絡成為最優競爭力、廣闊發展前景地綜合業務網。

參考文獻：

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