关于双向HFC与EPON的技术讨论

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1、 2007 年 01 月第 01 期 总第 17 期 成都康特(电子)集团 http: TEL: 86- 28- 85361199- 2092 FAX: 86- 28- 85367323 关于双向关于双向 HFCHFC 与与 EPONEPON 的技术讨论的技术讨论 成都康特集团成都康特集团 吴顶吴顶 2006 2006 年年 1212 月月 摘摘 要：要：从实际应用的角度对双向 HFC 和 EPON 两种接入方式进行了比较和成本分析，推荐有线电视网络运营商采用双向 HFC 接入方案，“实现一网多功能”，尽可能的减少户均网络建设及业务运营投入，提升用户的ARPU 值。以面对来自于行业内外的竞争和

2、压力。 关键词：关键词：双向 HFC；EPON；交互式数字电视；IPQAM 一一. . 三网融合必须建设双向传输网络三网融合必须建设双向传输网络 电视接收机（TV）是最普及、最直接有效的媒体终端，与个人电脑作为桌面个人终端不同，是不可替代的集体终端（也称客厅终端）。在未来的信息化社会，这两种终端的功能将不断融合，但是这两种终端必将都会继续发展。所谓“三网融合”，就是包括语音功能的电话机在内的三类业务（电视、语音和数据），通过一个网络，针对三类终端，开展服务更加灵活，内容更加丰富的信息服务。 现在传统的通信产业（中国电信、网通）已经开始瞄准电视机这类终端开展服务。电信、网通的 IPTV 业务的运

3、营和开展，打破了有线电视网络对电视用户的垄断地位，同时直播卫星上天、地面数字电视等行业内部竞争的加剧，使得当前有线电视网络面临了前所未有的竞争和压力。 广播影视科技发展“十一五”规划和 2020 年远景目标中提出：“积极研究推进三网融合，构建以数字电视网为基础的下一代网络”， 广电的“三网融合”是以传输广播式业务+交互式的数据、语音、视频等个性化业务为主要任务。随着有线电视技术的飞速发展，与有线传输网络密切相关的数字电视技术、信源编码、数据语音等业务设备都在朝功能融合的方向发展。因此“三网融合”应是指业务的融合，因而广电的有线电视网络需要迅速实现双向化，才能向用户提供高清、宽带、时移、互动等个

4、性化业务，实现一网多功能，减少户均网络建设及业务运营投入，才能充分发挥有线电视网络的优势和竞争力。留住用户并提升用户的 ARPU 值。 开展“三网融合”业务的最基本工作就是建设双向传输网络，也称城域接入网。因为城域接入网络的技术方案很多，本文仅讨论当前大家比较关注的几种方案如下。 二二. . EPONEPON 在在 HFCHFC 中的应用中的应用 目前能够实现多业务运营的“城域接入网技术方案”很多，如 HFC、以太网、EPON、ADSL 等及相互结合的方案， 什么方案最适合广电网络运营和能够适应可持续发展，是值得研究和探讨的问题。 双向 HFC 接入方案在国外发达国家及我国部分地区的成功应用，

5、双向 HFC 接入方案的优势和成熟度毋庸置疑，但许多有线电视网络在双向化道路上一直没有处理好，却一直在怀疑着双向 HFC 这个充满优势的成熟技术。许多网络公司开始采用 HFC+LAN；HFC+EPON 方式，在现有的 HFC 网络基础上，再建设一张数据网实现多业务的运营。 各种接入技术方案各自必然都有其优缺点（特点），其优点必须与实际情况和将来的发展相结合（可持续发展问题）。任何技术解决方案都必然涉及到“户均投入、网络可维护性和发展、用户终端及终端网络、行业自身技术优势”等重要因素。这是我们讨论问题的基础。 HFC+LAN（城域以太网）技术由于以太网方案楼栋交换机故障率高、安全性差、无防雷保护

6、措施，投资大、建设维护困难等诸多缺点，尤其是当某用户需要同时使用两个以上的交互式终端（TV、PC 等等），家庭局域网的问题必将成为最严重的问题，这系列问题逐渐在实际应用暴露出来。而目前接入网方案争论得最多的是采用双向 HFC 接入还是采用 HFC+EPON/EOC 方案，就是以太网在用户室内网络问题的一种处理方案。 所谓 EPON（以太网+无源光网络），主要由 OLT（光线路终端接口）、ODN（光分配器）、ONU（光网络单元）组成：OLT 安装在前端机房或分前端机房，负责数据业务的接入，将来自各路的数据流，如 IPTV、互2007 年 01 月第 01 期 总第 17 期 成都康特(电子)集团

7、 http: TEL: 86- 28- 85361199- 2092 FAX: 86- 28- 85367323 联网接口等，适配后导入 EPON 的传输网络。ONU 安装在小区、楼房或用户端，主要负责用户端的宽带接入。EPON 采用单纤粗波分复用技术，用一根光纤传输广播和数据信号。采用 1550nm 波长光发射机+EDFA 传输广播式的数字电视、模拟电视信号；EPON 数据下行采用 1490nm 波长广播传输方式，数据上行采用 1310nm波长，利用时分复用(TDM)技术，实行共享带宽。其拓扑框图见图 1。 典型的应用结构如图：典型的应用结构如图： 图 1 从图 1 可以看出，通过一个网络同

8、时完成了 TV 和 PC 两个终端设备的接入，即单向接收的电视机与双向交互的 PC。如果该用户需要使用交互式机顶盒享受互动电视同时又需要安装使用 PC，则仍然需要（必须）建设家庭局域网（五类线为媒质的以太网和交换机）。这种结构的网络实际上与 HFCLAN 没有本质区别（目前光纤以太网到楼栋、五类线入户就是这种结构）。某种意义上讲，EPON 就是以太网光纤化的一种实现形式。 三三. . HFC+EPONHFC+EPON 与双向与双向 HFCHFC 接入网的应用比较接入网的应用比较 HFC+EPON/EOC 方案真的是适合有线电视网络运营商的实际情况吗？能否取代双向 HFC 网络？回答是否定的。因

9、为用户的实际需要和室内的家庭局域网必须“一网多功能”，必须考虑一个用户需要若干数量和两种以上的交互式设备，这是问题的关键。 1.1. HFC+EPONHFC+EPON 与双向与双向 HFCHFC 的网络结构比较分析：的网络结构比较分析： HFC 本身是一张天然的宽频网络，双向网和单向传输网的网络结构没有太大的区别，双向 HFC 网络光传输部分充分利用光缆的一缆多芯，采用空间分割方式传输，电缆传输部分采用一缆频分方式实现双向传输，目前都做到从光节点出来最多两级野外分支分配器就到了楼栋集中分支分配器。网络结构非常简单。并且双向化的HFC 网络其同轴电缆部分在室外部分与室内部分是同一种材料、同一种结

10、构，这个优势是客观存在，而我们却往往忽略了。 在单向的 HFC 广播电视网络的基础上再建设一张 EPON 数据网实现回传和开展数据业务,是建设“两张网络的理念。HFC 将光无源分配一般放在机房，EPON（以太网+无源光网络）以一点对多点的网络架构铺设光纤到楼，光无源分配放在野外（节约支干线的光纤数量），楼栋需要安装 ONU（交换机），采用一根光纤（一根光缆四芯，浪费三根光纤）。在每一个单元（十余户）的处理，需要单向的光接收机和 ONU，需要同轴 RF 分2007 年 01 月第 01 期 总第 17 期 成都康特(电子)集团 http: TEL: 86- 28- 85361199- 2092

11、FAX: 86- 28- 85367323 支分配网络和五类线 ONU+LAN 以太网双线入户。或者再增加 EOC 设备实现 Ethernet over Coax 入户。显然这就是我们经常讨论的“双网络”结构。 HFC+EPON，HFC 网络设备和 EPON 网络设备各司其职，网络设备投入多，相对于双向 HFC 一网多功能的网络结构结构更为复杂。从本质上讲，什么“EPON 代替 HFC”的说法，从基本原理讲是错误的，从网络建设的营运目的讲是糊涂的。如果是厂商宣传则是典型的商业行为。 2.2. HFC+EPONHFC+EPON 与双向与双向 HFCHFC 投资成本比较投资成本比较 1)1) 双向

12、双向 HFCHFC 方案的分析方案的分析 单向的 HFC 有线电视网络本身必须改造，需要实现 860M 带宽传输，做到单元集中分配方式入户，达到优质的传输指标和减少故障率。同时要求实现关键设备的网管功能，以提高传输网络的可管理性，达到电信网络相当的传输要求。在此条件下，以新建 HFC 网络为例，在单向传输条件下，采用 1550nm 还是采用 1310nm 传输，其性能、成本等等广电同仁都非常明白。而在 HFC 结构条件下，双向网络比单向网络建设产生的户均投入只不过平均增加 2030 元而已（只需要在相关有源设备上增加回传功能的成本），而人工费用的差别更小。 实现双向的目的是开展交互式增值业务，

13、双向 HFC 对多业务的支持只需要在前端和用户端添加相关的业务设备就可以开展，同时业务开展可以是由集中式（全网共享）到分布式（区域共享），不断叠加设备，根据用户需求的滚动发展过程。前期投入小，技术风险小，有可借鉴的国内外成功案例。 为了讨论成本方便，我们以建设单向传输的 HFC 网络的成本为基础，双向 HFC 网络增加户均成本假定为30 元，来比较 EPON 在单向 HFC 网络条件下的增加值。 2)2) EPONEPON 方案的分析方案的分析 EPON 在有线电视系统的应用，首先必须要改造建设好一张高指标、传输可靠的单向 HFC 网，采用了光缆到楼的路由结构，同时再利用光缆的多芯结构，全网建

14、设一张完整的两波分的光纤以太网数据网。 实现这个方案，必须有几个必须明确回答的前提条件； 其一；实施光纤改造到楼，五类线入户。工程浩大，户内工程量更大，不能认为用户永远只有一个交互式终端（要么是 PC，要么是交互式机顶盒）。所有在讨论成本问题时，必须把用户室内以太网的就是成本计算进去（如同 EPON 的支持者将 CMTS 和 CM 结合讨论一样道理）。 其二其二； EPON 系统中的 OLTONU 实际上就是以太交换机在机房和楼栋安装的不同产品形式。 一次性全网安装（不论使用的用户密度如何），必须工作在比室内环境恶劣的野外条件。由于 ONU 是有源设备（千万不要认为是无源设备），需要电源供应。

15、每一个十余户的单元户外设备 ONU 采用就地 220V 供电？如何防雷？这个成本应该怎么算？如果采用 60V 集中供电，采用什么电缆？如果采用同轴电缆，EPON 解决了什么问题，如果采用一般的电源线，防雷问题依然存在。等等这一系列问题都是城域以太网（光纤城域以太网）遇到的系列大问题。这些成本应该怎样计算？关于这方面的成本，难以计算，尤其是建设中遇到的社会配合问题，更没有办法计算为可量化的成本。 其三其三；如果采用 EPON，必须全网一次性建设。如果限于宽带数据业务，一次性地考虑用户入户只有一个以太端口（地址）不会有太多问题，因为一户具有两台以上的 PC 时，用户自己建设户内以太局域网这是已经成

16、了合理的现况。但是，如果用户要求两个以上的交互式机顶盒，并且要求设备在任意房间可以使用，这个问题怎么办？EPON 方案一次性建设的要求，不论成本和施工可能性都是没有可能的。 在此，笔者必须提到 EPON 技术在日本的应用。日本的大部分住房内，都是按照户内以太网络是住房建设要求而必须建设的， 网络运营商不需考虑户内网络问题，如同中国的住房内同轴电缆网络是房屋建设就完成了的情况相类似。就在这样的情况下，日本同样在建设双向 HFC 网络，只不过由于相对于中国情况不同而每一个月的服务费用相对很高，EPON 网络作数据业务网络的投入是合算的，双向 HFC 网络作电视（包括互动电视）业务也是合算的。建设中遇到的实际麻烦也比中国的现况简单的多。但是，关于 EPON 取代 HFC 却是中国厂商的“创造”。 3)3) 投资成本比较投资成本比较 2007 年 01 月第 01 期 总第 17 期 成都康特(电子)集团 http:www