赵  磊

（云南昆钢电子信息科技有限公司）

摘  要  随着光纤入户的推广，传统的广播电视业务受到了巨大的冲击，广电用户流逝日益严重，广电行业想要生存就必须实现网络双向化，实现全业务开通能力，GPON+EOC技术是广电网络改造的首选方案。本文结合昆钢有线电视网络双向改造的案例,对GPON+EOC技术及其应用进行了研究。论文简述了GPON+EOC技术在广电双向改造中的组网应用,结合昆钢有线电视网络的具体实际,分析给出了具体的实施方案。

关键词  广电网络  GPON+EOC  以太网无源光网络  以太网同轴接入技术

1  GPON+EOC的原理及主要技术

1.1 GPON技术

GPON为千兆无源光网络或称为吉比特无源光网络[1]，主要由由OLT（光线路终端）、ONU（光网络单元）和OND（光分配网络）构成[2]。一个典型的GPON网络结构如图1所示。

OLT是GPON网络中的核心设备，它就相当于传统通信网络中的核心交换机，上联上层网络，进行局外的数据交互，下联ONU，与用户进行数据交互。OND是一个无源的光分配网络，它就相当于传统电视网络中的分配分支器，可根据需求按照不同的信号分配比将一个光信号分配成数个光信号。ONU就相当于传统广电网络中的光接收机，不同的就是他除了能接收OLT的广播信号外，还能将用户的需求发送至OLT，与OLT实现双向的数据交互。

1.2 GPON的主要技术特点

1.2.1传输距离远、覆盖范围广

GPON网络采用光纤传输，在不加任何有源设备的情况下接入层的覆盖距离可达20 km，昆钢生活区区域一个GPON网就可以做到全覆盖。根据这一特性在实际应用中一是减少了节点机房的建设，二是减少了有源设备的使用，相应的也就减少了建设成本，降低了故障率。

1.2.2高带宽、波分复用

GPON够提供更高的带宽，对每个用户在物理层能够提供下行2.5 G/上行1.25 G 的带宽，这指的是在一个PON口单用户的极限情况下，实际中还有并发率的存在。同时GPON还具有波分复用技术，下行使用1 490 nm波长，上行使用1 310 nm波长，甚至为了实现有线电视的直播业务，还可以在使用第三个波长1 550 nm，实现一纤3波。

1.2.3分光特性强

GPON的一个PON口可以从局端通过单芯光纤经光分配网络后引出多路到光纤，这就是GPON区别于传统网络系统的主要特性。传统网络系统如果中间不加有源设备，一个光发射口只能供一个用户单元使用，而GPON的一个PON口（光发射口）可以通过多级分光供多用户单元使用，每个PON口能覆盖的用户取决于光分配网络的分配能力，理论上最大不超过64用户，这也意味着每个PON口的连接的光分配网络的分光比总和不能超过1:64，之所以分光比分光比不能超过1:64主要要有两个原因:一是，OLT和ONU之间，上行采用时分复用，OUN的数据上传时是分时隙的，一个PON口下ONU安装的越多，时隙也越短，时隙越短，OLT在进行数据传输是等待的时间也就越短，就会导致数据帧丢掉的概率增大；二是，分光比越大就是导致光衰越大，而目前OUN的光接收值为-8 db到-27 db，如果分光比增大OUN的光接收值就超过这个范围，从而导致出现OUN连接不上OLT的现象。利用GPON光分特性强的这一特性，这在实际应用中将大大节省光纤资源。[3]

1.3 EOC技术

EOC技术是基于有线电视同轴电缆网使用以太网协议的接入技术，这种技术就是为有线电视网络而生。该技术可以充分利用有线电视网络已有的入户同轴电缆资源，解决最后100m的接入问题。根据介质转换技术的不同，EOC技术又分为有源EOC技术和无源EOC技术。无源EOC技术就是利用有线电视信号基带数据信号在0～20 MHz频率范围内传输的特性，将电视信号与数据信号通过合路器映射到入户同轴电缆并传送到用户家中，在用户端又通过分离器将两个信号分离出来传送到不同的用户单元。有源EOC技术是采用有源的设备头端通过QAM调制等方式将有线电视信号与数字信号复合到同轴电缆网中传送到用户端，在用户端又通过相应的末端设备将两个信号解调出来的用户接入技术。

无源EOC技术抗干扰能力差，同轴网络结构必须为星型结构，且中间不能有分支分配器，由于这些特性的限制导致无源EOC技术难于应用到有线电视网络中。有源EOC技术由于加入了有源的调制设备，增强了抗干扰能力，具有更强的透传能力，能够透传分支分配器，更适用于广电的星型和树型同轴电缆网。目前，在广电网络中应用的EOC技术都是有源EOC技术。[4]

2  GPON+EOC技术在广电双向网络改造中的应用

GPON技术最先是应用与宽带运营商的网络中，其实GPON技术更适用于广电网络的双向改造中。传统的广电光缆网络结构图如图2所示。

广电光缆网络结构图由光发射机、光分配网络以及光接收机组成，与图1进行对比，发现广电光缆网络结构与GPON的网络结构基本是一样的，不同的是每台光接收机的覆盖用户数比每台ONU覆盖的用户数多，原因是在光接收机下还有同轴信号放大器，可以将同轴信号放大。基于传统广电光缆网络的结构，利用GPON技术进行广电双向网络改造时，在纤芯资源足够的情况下可以不对主干光缆进行改造，只需将光接收机（ONU）下移至用户端，便可通过GPON技术实现广电网络的双向覆盖。

光接收机（ONU）下移的位置不同，采用的的接入技术也就不同，将光接收机（ONU）下移至楼栋，也就是FTTB（光纤到栋），接入用户端是就可以采用LAN或者EOC技术。采用LAN接入用户端需从ONU处布放五类线到用户端，这对于改造类项目存在很大的施工难度；采用EOC技术接入用户端可以利用原有的同轴电缆，楼道内无需重新布线。将光接收机（ONU）下移至用户户内，就实现了FTTH（光纤入户），FTTH的是有线电视双向网络的终极模式，但是在双向网络改造时如果采取FTTH的方式进行存在最大的难点和LAN接入一样，即皮线光缆的入户，以及投资成本高。从施工难度和回报率上考虑，将光接收机（ONU）下移至楼栋，采用EOC的接入方式是有线电视双向网络改造的最优方案。

3  GPON+EOC在昆钢有线电视网络双向改造中的应用

3.1 改造方案的选取

基于昆钢有线电视网络原有的网络情况，投资成本的控制，以及未来的发展昆钢有线电视网双向改造采用了GPON+EOC的改造方案。

GPON+EOC的改造方式是有线电视网络改造的最优选择，也有利于向FTTH演进，但是在向FTTH的演进中存在最大的问题就是纤芯资源的扩容。GPON+EOC在向FTTH演进时需将ONU和光接收机下沉到用户户内，这就要求干线光缆网有足够的纤芯资源，为了有利于向FTTH演进，避免二次反复施工，昆钢有线电视双向网络的光缆网络采用新建的方式，纤芯资源按照FTTH的标准部署到楼栋，按照每个光节点覆盖用户不超过64户的模式进行建设，入户方式采用原有的同轴电缆，同轴电缆网络不再进行改造。这种改造方式在今后向FTTH演进时由于干线纤芯资源充足只需要将光接收机更换为光分路器，将ONU下移至用户户内 ，入户的同轴电缆更换为皮线光缆就可以实现FTTH。

3.2 网络构架

昆钢有线电视双向网络的网络架构如图3所示。

广播电视信号使用1 310 nm平台由光发射模块从核心机房通过光分配网络传送到光接收机，经同轴网络入户。

反向的数据信号从核心机房利用GPON+EOC系统提供的双向数据通道，媒体流信号和控制信号走不同的通道，在机房通过IPQAM设备将IP视频报文调制成QAM射频信号，与广播电视信号混频后一起传送，控制信号走数据通道。在光节点处，利用有源EOC技术将光接收机输出的视频信号与EOC头端输出的视频信号混频后，经同轴网络入户，入户后又通过EOC末端将视频直播信号和网络信号解调出来，实现双向网络传输。

3.3 业务开通

3.3.1直播业务

直播业务采用1 310 nm平台通过光缆从昆明广电的海口机房传输至昆钢860程控机房，在机房内安装1 310 nm接受平台、射频分配网和光发射设备及光分路设备，在机房将本地节目（昆钢电视台）插播至光发射平台。

3.3.2 互动和宽带业务

互动推流信号通过IP网从昆明广电海口机房传输至昆钢860程控机房，在机房内部署交换机，交换机下挂广电IPQAM和OLT，实现业务接入。互动信号下行与直播信号流在接入机房内通过1 310光发射模块窄带接口混合后进行传输。上行信号通过昆钢本地IP网上联到昆明广电海口机房三层交换机。互动信号上行采用GPON+EOC技术，OLT部署在昆钢860程控机房，EOC局端部署在小区楼栋，与光接收机同址，实现反向的互动业务和宽带等业务。

4  结束语

传统的广播电视业务已经不能满足人们日常使用的需求，广播电视实现双向网络全业务开通已成为必然趋势。GPON+EOC技术具有高带宽、高可靠性、技术成熟和成本低等优点，使用GPON+EOC技术改造原有的有线电视网络，不仅可以实现双业务传送，而且也可以为实现FTTH提供一种有益的技术选择。昆钢本着控制成本、有益未来发展的原则，按照FTTH的光纤资源需求需求进行建设，采用GPON+EOC的方式顺利完成了有线电视双向网络的改造，达到了设计目的，取得了满意的成效。

5  参考文献

[1] 李春生，李琳莹编著．FTTx ODN技术与应用：北京邮电大学出版社，2016.10.

[2] 袁蕾.GPON技术原理与应用分析[J].科技与创新,2016(08):75+78.

[3] 王兵.GPON技术原理与应用[J].中国高新技术企业,2011(07):86-87.

[4] 赵亮, 张晓辉. 两种无源EOC技术在实践中的应用与比较[J]. 中国有线电视, 2008(8):833-835.