有线电视双向网改造的思考及应用

光发 OLT
从机房到每个光点的 4 芯光纤
光收
光 ONU
分 路
ONU
器 ONU
图 2 EPON 网络示意图
传 输 距 离/km 5 10 20
表 1 EPON 带宽分配表
对应所带 ONU 的个数 对应的带宽/ (Mbit/s)
64
19.5
32
39
16
78
EPON 系 统 特 点 及 优 势 ：1） 节 省 光 纤 资 源 ，上 下 行 通道只占用一根光纤（下行 1 490 nm，上行 1 310 nm）； 2） 系统可提供非常高的带宽；3） 系统相对成本低，建设 期较短；4） 由于中间链路为无源光网络，有电信级的高 可靠性；5） 可接入业务多，传输距离远，组网灵活；6） 维 护简单，维护成本低；7） 不存在反向噪声问题。
楼道部分
高
高
TV
通
通
低 同轴电缆 低
以太网
通
通 用户家中部分
图 3 EoC 原理图
入用户家。 在 用户家， 再通 过分波器将有 线电视信号与 数据信号分
开，送入相应的终端设备。
由于采用基带传输， 无需调制解调技术， 无论楼道
端、用户端均为无源设备。
EPON+EoC 方案适合小区大楼已经交付使用， 新建
Cable Modem 方 式 的 优 点 是 下 行 带 宽 宽 （85~860 MHz），通过频分复用的方式，可开展多种数据业务。 其缺 点主要表现在 6 个方面：1）带宽；2） 占用光纤；3） 调测 维护量大；4） 对工程质量要求高；5） 上行存在汇聚噪声 问题，故障排除困难；6） 目前维护队伍水平不高。同时还 存在从设计到施工验收，从运营管理到业务维护，存在不 细致、不规范；对施工队伍的管理不严格、不到位。 3.2 EPON 技术
服务，实施非常容易、方便； 4） 完全基于广电网络，这是 广 电 利 用 HFC 开 展 双
向业务的优势； 5） 特别适合于用户分散、覆盖面广的区域和双向业
务开通的初期向用户提供双向接入服务。 缺点： 1） 网络基础要好，对网络要求较高； 2） 上、下行带宽非对称； 3） 受回传噪声影响较大； 4） 系统采用带宽共享机制，提供给用户的带宽随用
户量增加而下降。 3.2 EPON+EoC 方案
EPON+EoC 技术方案是在网络前端 （分前端） 增加 OLT 光线路终端, EPON 到光节点，将 ONU 和 EoC 的头 端设备放在 HFC 网络的光节点处，利用光节点四芯光缆 中一芯实现 OLT 与 ONU 相连， ONU 与 EoC 的头端设 备相连实现数据联网， 而 BIOC 的头端设备的射频信号 通过双工器插入光节点后的无源同轴电缆网， 然后在用 户端配置 EoC 的终端设备，实现有线电视网络的双向接 入。 EPON+EoC 优劣势分析：
高时，户均成本低。
分
但需在楼道内重新 有线电视
配
TV
同轴电缆 器
布线，施工难度大、
周期长、 小区协调 及入户困难。 其结
ONU
交 复合线入户 PC 五类线 换
机
构见图 4。 4.3 其他接入技术
图 4 LAN 接入结构图
MoCA 技术是在 860～1 500 MHz 范围内， 利用同轴
电缆进行数据传输。需对频带进行调制，有楼栋和用户终
宽带网络— ——有线网络改造专题
文 章 编 号 ：1002－8692（2008）09-0048-02
有线电视双向网改造的思考及应用
·技术分析·
王勇 （青海省广播电视信息网络有限公司， 青海 西宁 810001）
【摘 要】 针对目前双向网改造中所采用的技术，进行了比较、分析，并介绍了青海省网在双向网改造中所采用的技术，同时给出
2 网络改造的思路
“光进铜退”是有线电视网络改造的趋势，也是网络 向宽带化、双向化发展的要求，有线电视网络双向化改造 应将光纤进一步向用户端推进， 最终实现高可靠、 高带 宽、高承载能力、可管理、可运营的目的。
因此，在有线电视网络双向化的规划、建设中，应扩 大光纤的覆盖范围，实现光纤向楼头延伸、并逐步向光纤 到户发展。 机房在出缆时，应考虑大芯数光缆，机房到各 光点有 2 芯即可，以减少主干光缆的芯数。
CMTS
双向光工作站
PC
光发射机
接收光机
光接收机 光纤
发射光机
同轴 网络
CM
图 1 Cable Modem 网络结构图
由图 1 可见， 要实现计算机通信，HFC 网必须是双 向的，即双向光工作站、双向干线放大器、双向用户放大 器及用户面板都需更换， 同时要调测光工作站上下两根 光纤。 还要通过计算，调整干线放大器、用户放大器的反 向增益，使各支路的反向衰减电平差在允许的范围内。
了组网实例。
【关键词】 光纤同轴混合网； 有线电视网络改造； 双向网络； 电缆调制解调器； 以太无源光网络（EPON）
【中图分类号】 TN943
【文献标识码】 A
1 引言
目前，我国的有线电视网络仍然存在以下不足：单向 广播式、网络结构不合理、建网随意性强、缺少统一规划 设计；网络陈旧，可靠性低，所以网络故障率高，维护量 大；网络设备不可管理，网络带宽不能适应新业务发展； 网络是单向的，无法开展交互业务。而有线电视网络面临 的形势严峻：IPTV 已在上海、长春、哈尔滨等地大规模发 展用户，直播卫星已经升空，有线电视用户面临流失。
按照广电总局“十一五”规划，全国有线电视网目前 正在陆续进行数字电视整体转换， 正是由于有线电视的 数字化，使得有线电视在业务、运营、服务等方面发生了 根本性变化。新的业务和运营模式对网络提出更高要求， 网络要具有良好的支撑能力，必须实现双向化。
要“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”，网 络是关键、 是基础。 如何进行有线电视网络的双向化改 造，就成为当前急切解决的问题。
端设备。此技术支持网络的树型结构，无须对电缆网进行
改造，上下行带宽高。 但该技术无统一标准，无国产化产
品，而且价格偏高。 此外还有 Wi-Fi（无线接入）、PLC（电
力线接入）、同轴交换机等一些接入方式。
以上接入方式在有用户时，再去加挂开通设备，以减
缓改网的资金压力。
5 网络改造实践
改网成本比较：在同一小区，通过有源设备、各种材 料的计算，HFC＋EPON＋LAN 的改网方式的 成本比 HFC 双向＋CMTS＋CM 的改网方式低 40%左右。
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2008年第 32 卷第 09 期（总第 319 期）
Special Topic of CATV Network Reform———Wide band network
的设备 ONU；无源部分包括分前端到用户端的光纤和光 分路器。
EPON 采用以太网帧结构、点到多点结构、无源光纤 传输方式，极大地简化了网络结构。目前 EPON 技术在双 向网的改造中被广泛应用， 是因为此技术的组网方式非 常适合目前有线电视的星型网络结构， 只需在原来的光 纤网络上做简单的配置、调整，既可在较短的时间里完成 网络的组建。 如图 2 所示，其带宽分配情况见表 1。
笕
作者简介： 杨 京，广西广播电视信息网络股份有限公司副总工程师。
责任编辑： 哈宏疆
收稿日期： 2008-09-01
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图 5 为西宁市某小区实际组网图， 按此种结构改造 的双向网已进入商业化运营。
六
光 发 射 机
光 16.6% 分 路
器
八 12.5% 光 OLT 分 路 器
分前端机房
光
接
12 分 配 器
收
机
四
8口交换机
光 分
25%
4口 ONU
路
器 单元内交接箱
某住宅小区
EoC 接入
LAN 接入
图 5 西宁市某小区的有线电视双向网络组网示意图
优点： 1） 充分利用现有网络上的无源同轴电缆分配网（同 轴电缆和分之分配器）资源，施工量小，无入户施工难度； 2） 无须改动现有网络，只需在前端、光节点和客户 端增加相应设备，建网成本较低；
3） 传输距离远，无须增加敷设光缆； 4） 基 于 Cable 介 质 ，开 通 实 现 较 容 易 ，且 基 本 不 受 同轴电缆系统回传噪声的影响； 5） 对称高速数据传输， 每路可提供 100 Mbit/s 带 宽，达到宽带接入要求。 缺点： 1） 无国家标准，存在技术风险； 2） 业务开展初期，接入用户少，设备一次性投入比 较大； 3） 系统采用带宽共享机制，提供给用户的带宽随用 户量增加而下降。
目前全国正在大规模进行有线电视数字化整转，要 避免网络仅仅满足有线电视数字化整转要求， 即不能为 整转而改网，网络应向双向化、数字化、光纤化方向发展，
这才是有线改网的真正目的。
3 网络改造所选择的技术
3.1 Cable Modem（CM）技术 利用 HFC 网， 进行有 线 宽 带 网 络 接 入 系 统 是 基 于
EoC 是基于有线电视同轴电缆网使用以太网协议的 接入技术。
EoC 基本原理（图 3）：有线电视信号在 111~860 MHz 频率传输，基带数据信号在 0~20 MHz 频率传输的特性， 使两者在同一根电缆中传输且不相互影响。 把有线电视 信号与数据信号通过合波器， 利用楼道内的同轴电缆送
TV Tx100 以太网 Rx100
大楼管径较细、同轴已经入户、不方便或不允许入户进行
重新布线的情况。
EoC 接入方式结构简单、成本低、维护量小。 入户需
采用集中分配方式，目前无统一标准，商用化规模不大。
4.2.2 LAN 接入方式
EPON+LAN ห้องสมุดไป่ตู้案符合 HFC 网络结构， 光纤到楼后，
在 ONU 后下挂交换机，通过五类线入户。
LAN 接 入 方 式 组 网 简 单 、设 备 成 熟 、在 用 户 接 入 率
4 HFC 网络用户接入技术
4.1 基于 CMTS 系统的接入技术 从图 1 可知，采用 CMTS 方式进行双向网改造，从目
前开展的业务来看，宽带接入可顺利实现，但从今后其他 业务的开展，尤其是需要高带宽的业务时，就会明显表现 出处理能力的不足。 4.2 基于 EPON 系统的接入技术 4.2.1 EoC 接入方式
4 小结
双向网络的改造具体采用何种方案必须以双向综合 业务的发展规划为依据，要充分考虑业务的发展规模，双 向网络的覆盖应该可依据用户规模、业务发展逐步进行， 组网方式要灵活，适合于宽带业务的逐步发展，系统可平 滑扩容以满足业务发展的带宽和用户规模需求。
要充分考虑技术的成熟度和投资成本， 在业务发展 初期，可采用 CMTS+CM 方式，以达到少量投入快速实现 全网覆盖，快速全网发展用户目标。在业务发展到一定时 期 ，在 一 些 集 团 用 户 ，密 集 用 户 群 ，可 考 虑 采 用 EPON+ EoC 方式，逐小区覆盖，满足用户增长和带宽的需求。
（上接第 49 页）
6 小结
我国有线电视网目前大部分都是单向网， 随着业务 的需求，各地对网络的双向化改造正迅速展开，其形式也 各不相同：深圳网络公司采用 Cable Modem 进行双向网 改 造 ， 并 正 在 进 行 EPON 技 术 的 测 试 、 杭 州 网 络 采 用 LAN 方式实现了网络的双向化、而淄博采用了 EPON 技 术进行了双向网改造，并进入商业化运营；还有一些城市 正在探索或正在测试采用什么技术进行网络的双向化改 造，在没有统一标准、统一模式的情况下，各地网络公司 应结合网络、资金、人员状况，将要开展的业务种类，因地 制宜，区别对待，选择一种或两种适合当地情况的技术， 来确定更佳、更经济的改造方案。
EPON （Ethernet Passive Optical Network， 以 太 无 源 光 网 络 ） 系 统 主 要 由 光 线 路 终 端 （OLT）， 无 源 光 网 络 （PON）和光网络单元（ONU）组成。 在 EPON 系统中，有源 设备包括放 在 分 前 端 的 设 备 OLT 和 放 在 单 元 或 用 户 家
（下转第 51 页）
49 No．09 Vol.32 2008（Sum No．319 ） VIDEO ENGINEERING
Special Topic of CATV Network Reform———Wide band network
故障定位非常准确，维护成本低； 3） 现有网络不需任何改动，即可开通双向业务接入
DOCSIS 标准设计的。 Cable Modem 技术系统主要由 IP 网络、DHCP 服务
器、CMTS、HFC 同轴网络及用户终端的 CM 组成。 CMTS 与 CM 通过 HFC 同轴网络相互连接，进行计算机通信业 务。 其下行占用一个频点与有线电视一同下传， 上行在 5~65 MHz 范围内。