EPON技术优势及其在有线电视通信中的应用

白 冰

（河北广电信息网络集团股份有限公司廊坊分公司，河北 廊坊 065000）

0 引 言

EPON技术即以太无源光网络，能节约光纤资源，被广泛应用于光接入网。EPON技术通过融合以太网和PON技术，同时继承了以太网的优势和PON技术的优势。该技术保留了APON的物理层PON，但却将ATM技术发展为Ethernet技术，提升了带宽，降低了成本，增强了业务能力[1]。实践研究表明，在有线电视通信中合理运用EPON技术，优势较大，值得深入研究。

1 EPON技术的组成和优势

1.1 EPON技术系统的组成

研究发现，可利用ONU、OLT及网管系统来划分EPON技术系统。一般在用户端或者楼房等安装ONU，其主要职能为接入用户端宽带，将相应功能提供给用户，并借助光网络向OLT传送业务。一般在前端机房或者分前端机房安装OLT，向上提供核心网高速接口和接入网高速接口，向下提供一点对应多点接口，OLT适配过各路数据后，向EPON传输层导入。网管系统的主要功能是全方位监测、管理EPON技术系统，以保证EPON技术系统的正常稳定运行。

1.2 EPON技术的优势

第一，EPON技术传输速度较快，上、下行具有千兆以上的平均速度。其中，上行利用时分复用技术，下行运用广播的传输方式，通过共享宽带满足用户的宽带需求。该技术能结合用户需求差异，灵活合理地分配宽带。第二，EPON技术功能较强大，可胜任任何速度和类型的业务，包括视频点播、电子政务及PITV等，通过适配后，即可高速传输。第三，EPON技术运用单纤波分复用技术，在OLT和光纤的支持下，能达到20 km左右的传输距离。同时，合理设置光分路器，可覆盖数十个用户，显著降低了网络建设成本。第四，EPON技术运用以太网格式，不仅继承了以太网的简单性优势，而且保留了PON的效率优势。由于EPON采用的是无源设备，可显著降低造价成本和运营维护成本。第五，EPON技术运用树形拓扑结构，在升级扩容系统时，只需增加ONU数量即可满足用户的需求。初期建设时，仅考虑实际需求即可，后期逐步实施扩容升级策略，可节约资源，提升投资回报率[2]。

2 EPON的关键技术

2.1 测距技术

EPON运用点对多点的特殊结构，各ONU对OLT的时延存在较大差异，易在上行信道发生信号碰撞问题，且无法确定信号达到OLT的时间。因此，需运用测距技术，以有效补偿传输时间差异。一般情况下，导致传输时延出现的因素包括物理距离差异和环境温度变化。测距过程中，也需从两个方面开展。第一，结合物理距离差异的影响，将静态粗测实施于新ONU的注册阶段。第二，为有效应对环境温度变化带来的影响，将动态精测实时开展于通信过程中。

2.2 搅动技术

通过将搅动技术运用于EPON系统，可保证信息安全。通过搅动下行数据，能有效隔离用户信息，确保只有目的ONU能接收下行数据。通过搅动上行数据，则可避免非法人员伪造MAC控制帧和OAM帧等，进而避免系统配置遭到更改。

2.3 时钟提取技术

快速同步是实现系统高速率的基础。通常借助锁相环提取下行信号中的时钟；利用帧同步自检测技术，有效实现帧同步。

2.4 突发数据接收技术

一旦ONU部分以突发方式向OLT部分传输数据，上行数据信息就会消失，不确定性增强。由于OLT和ONU两部分间的传输距离不同，OLT部分接收的ONU信号强度会存在较大差异。因此，要结合ONU实际传输信号强度情况，适时调整OLT对接收机判断门限值，以快速准确复原ONU发送出的数据信息。

3 EPON技术在有线电视通信中的应用

3.1 EPON技术在有线电视网络中的应用模式

一般情况下，可采取两种方式将EPON网络构建于有线电视网络中。第一，单纤三波模式。该模式主要是将三种波长信号搭载于一根光纤中。其中，EPON网络上行、下行及有线电视网络分别采用一种光波。该模式的构建实践中，需将波分复用器添加于分前端，以有效复用合成有线电视光信号和EPON光信号。同时，将波分复用器添加于光节点，以有效分离EPON光信号和有线电视光信号。光纤和光分路器则共同使用。第二，双纤三波模式。该模式利用两根光纤分别传输EPON数据信号和有线电视射频信号[3]。目前，广泛应用双纤三波模式，无需将有源设备设置于光线路终端和光网络单元之间，可靠性较高，扩容较简单。

3.2 EPON技术在有线电视网络中的实际应用

研究发现，一般采取两种方案将EPON技术应用于有线电视网络。

第一，EPON+EOC方案。该方案是将EPON网络添加于有线电视光纤网，以实现光纤网双向传输目标；将EOC技术运用于有线电视电缆网，以满足双向传输需求。具体应用方案如图1所示。

图1 EPON+EOC方案

图1中的阴影部分为EPON网络，有线电视传输网络和EOC网络分别位于图1的上面和右边。通常分中心机房设置OLT设备，每一个PON口可接入不大于32个的ONU。运用二级分光，分别在分前端机房和小区光交箱内设置两级光分器。严格控制光分器的功率。对于一些农村地区，EPON系统光功率预算和接入距离要求都满足的前提下，可运用不等分光分路器，科学分配不同线路的光功率。建议每个光节点覆盖100个左右的有线电视用户。具体实践中，需考虑用户上网带宽和在线并发率等因素，合理确定服务小区内的数据光节点和ONU设备数量等。

第二，FTTH方案。本方案主要是使EPON光纤和有线电视光纤共同入户，具体方案如图2所示。

一般情况下，FTTH方案可划分为两个部分。第一，EPON数据网络。在分中心机房设置机柜式OLT设备，将64个ONU下挂于每个PON口，即可有效覆盖64个用户。在小区交接箱和楼栋分纤箱内分别放置不同功率的分路器。如果带宽接入率、互动电视接入率及在线率等符合相关标准，且用户端应用的是百兆ONU，那么可顺利实现每户接入带宽100 M的目标。第二，电视射频网络。将1 550 nm的光发射机设置于机房，进行分光处理后，对光放大器进行驱动，每个光放大器的输出端口可有效覆盖128个用户。运用两级分光，分别在小区交接箱和楼栋分纤箱中放置不同功率的分路器。

图2 FTTH方案

4 EPON技术在有线电视网络中应用的注意问题

4.1 EPON传输距离

根据研究发现，ONU的发现窗口是EPON协议的重要内容，为满足新上电ONU的上线需求，经过一段时间后，OLT就会将一定时隙分配过来。时隙分配过程中，需考虑光纤的传输时延，但是不能确定未上线的ONU的传输距离，若过大设置ONU的发现窗，就会大量占用EPON的传输带宽。因此，EPON协议中，将20 km作为ONU的差分距离。由于借助光纤进行光传输，将出现损耗，进而制约光信号的传输距离，所以EPON的传输距离要控制在20 km以内。

4.2 EPON光链路损耗

由于EPON应用双向传输模式，就会出现两方面损耗，即上行光链路损耗和下行光链路损耗。其中，光纤衰减、活动连接器衰减及光分器衰减等都属于上下行光链路损耗。上下行光链路损耗只是具有不同的光纤衰减，其他方面基本相同。由于接收光功率和设备发送性能等会影响上下行光链路损耗，因此实践应用中，需全面认真分析所用设备的各项指标，科学计算和明确上下行光链路损耗允许值，合理规划和严格控制上下行光链路损耗，以便更好地实现EPON的双向通信功能。

5 结 论

EPON技术综合了PON和以太网技术的优势，在有线电视通信中应用较大。实际应用中，相关工作人员需深入分析EPON技术的特征，结合实际建设需求，合理设计通信方案。此外，需全面考虑传输距离和光链路损耗等，以充分发挥EPON技术的优势，显著提升有线电视通信质量。