基于EPON的广电数字双向网络改造解决方案

1、基于 EPON 的广电数字双向网络改造解决方案1 引言数字电视(DTV)的发展，对广电系统来讲是一个前所未有的发展机遇。大家都意识到，只有开展新业务、提供新服务，才能使整体转换取得真正成功。新业务和新运营模式对网络提出了新的要求，最集中的体现就是要求网络实现双向。然而，中国有线电视网的现状是存在着大量的 HFC 网络，多数网络都没有完成双向改造，这样的网络仅能满足基本广播电视节目的传送，既不能承载多媒体交互业务，也不能有效实现网络、业务和用户管理。所以，广电数字电视建设必须首先解决的是把 HFC网络从单向网络改为双向网络，经过多年的试验和尝试，结合当前 PON(无源光网络)和以太网技术的发展，

2、EPON+LAN 或 EPON+EOC(Ethernet over COax)方式是最适合当前广电 HFC 双向改造的方案。2 广电数字双向网络改造方案有线电视承载网由数字电视平台、总前端设备、分前端设备、光节点、同轴分配网 组成，数字电视广播CATV 还是在原来承载网中传播,HFC 双向网改造解决的是VoD 点播、宽带上网等其他新业务的需求。随着铜缆成本的增长,以及光纤成本的大大降低,越来越多的小区实现了光纤到楼道,为了接入网 EPON 方案提供了线路基础。而 EPON 网络和 HFC 网络具有相同的广播下传方式，点对多点树性构造，可以轻松地存 HFC 网络中实 现 EPON 组网。接入网双

3、向改造 EPON 方案由分前端 OLT 设备、分光器，放置于楼道的 ONU 设备组成。提供数据双向传输通道,解决分前端到楼道的光纤双向传输问题，可承载数据传输、视频点播、VolP 等多种业务。最后 100M 的入户方案包括：五类线入户的 LAN方案和利用原有同轴入户的 EoC 方案。两者可以完全满足当前广电对接入网双向改造的要求。2.1 核心网方案广电HFC 双向网改造的核心网,建设采用交换城域网的模型,采用万兆核心路由交换机构建双归属的核心层、二层网络和三层网络核心重叠,同时进行二层交换转发和路由转发：城域网汇接层采用二三层交换机组网,作为网关路由器直接接人 LAN 专线用户。同时作为二层交

4、换机,汇聚片区内 PPPoE 用户到 BRAS 的二层流量：BRAS 旁挂于核心二三层交换机,分片终结整个城域网的 PPPoE 用户。万兆核心路由交换机具有带宽控制的功能，并且这种带宽控制所达到的精细度非常高，也就是分给每台计算机的带宽能够非常小，能够满足各种层次不同的用户需要。同时，万兆核心路由交换机都提供了扩展插槽，能够通过自己公司的扩展模块达到多业务的实现。2.2 接入网方案2.2.1 EPON+LAN 改造方案在这个方案中 EPON-OLT 利用分前端光纤到园区机房分光器,分光器分光接入各 个楼宇/道 ONU,ONU 采用 LAN 入户,承载数字电视点播信令同传和宽带上网等多业务, 并

5、根据多业务开展的需要，在用户侧增加家庭网管设备,完成对多业务终端的接入。下行的模拟和数字 TV 信号通过原有的光纤和 HFC 线路下行，HFC 入户。最终双线入户，一劳永逸地解决广电数字网络双向问题。另外如果 CATV 信号波长为 1550nm,可将分前端光纤与 E PON-OLT 进行合波,通过一根光纤进行传输,在园区机房进行分波，分别分出 CATV 信号和 EPON 光信号，由此可有效节省线路光纤资源。改造完成后，单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，开展点播业务不需要新增用户的终端投入，有效节省开通成本。存带宽规划上，建议 1000M 到小区，100M 到楼道，10M 到户，满足用

6、户高带宽的需求和未来多业务接人的需要。2.2.2 EPON+EoC 改造方案在这个方案中 EPON-OLT 利用分前端光纤到园区机房分光器,分光器分光接人各个 ONU,然后以 EoC 方式下行。EoC 合成器部署在小区楼道，将 CATV 信号和数据信号进行合成.通过原有HFC 线缆传送到用户侧,最终通过用户侧的EoC 终端分离出CATV信号和数据信号,用户数字电视点播信号通过 EoC 方式上行。EoC 充分利用现有网络的同轴电缆、分支分配器资源,能够有效节省建网成本。该方案施工难度小，工作量少,改造速度快,不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了施工难度。终端设备成本较低，降低用户投资

7、。EoC(Ethernet over Coax)就是一种通过无源设备在同轴电缆中传输以太网信号的技术。EOC 把有线电视信号的下行传输和 IP 数据双向传输有机地结合在一起,用一根电缆送入用户，既有大容量清晰的图象，又有双向独享的宽带数据接人，其工作原理如图所示。对同一根同轴电缆通过频率分割,在1025MHz 带宽内直接传送10Base-T的基带以太网信号，50860MHz 仍然传送 RFTV 信号。2.3 家庭侧一家庭网关随着数字电视双向改造，承载网络由原单一业务承载转向了多业务承载。除了开通 数字数字电视外，还会利用已有的以太网资源进行宽带用户的发展，将来还可能会增加 IP 电话等其他业务

8、终端。多业务终端的使用直接推动了家庭网关在家庭中的应用。家 庭网关就是连接广电网络和用户家庭网络的枢纽。从物理形态来将，家庭网关下行必须提供多接口，连接不同的业务终端。另外，家庭网关需要能支持多业务，以及业务的并发。作为业务转发的核心，必须保证同一时刻、同一网络内，不同类型业务的流畅运转。不能因为使用 VoD 业务，上网业务就受到影响。也就是对业务要有 QoS 保证。从广电角度看，家庭网关是接入网络的向下延申，利用家庭网关可以加强运营商对用户业务的精细化管理，使得运营商能够对网络资源精耕细作，加强对网络的监控和管理能力。广电双向网改造方案，无论是 LAN 或者 EOC 入户，如果用户开展多业务

9、，考虑到业务的认证计费网管以及 OoS 等要求，达到可运营的目的，在方案中我们采用系列家庭网关利用 PUPSPV 或者 PUPV 等技术，将 VLAN 与业务进行绑定，将业务进行标识，保证 QoS。3 VLAN 规划家庭网关需要支持 VLAN 划分，每个家庭网关划两个 VLAN，一个用来支持高速上网、一个用来实现点播回传。所有的家庭网关和 ONU 交换机都采用相同的配置，这样可以方便部署。每个 EPON 接口接入整个小区的用户,在 OLT 交换机的 FPON 端口上通过 VLAN Mapping 标识出业务和小区的位置信息，用 VLAN 数字的范围区分业务类型，VLAN10001999 表示点

10、播同传业务(STB)，20002999 表示高速上网业务(HIS)：用具体的 VLAN 数字区分不同的接人小区.如 1001、2001 表示一个小区的两种业务的 VLAN,1002、2002 则表示另外一个小区的两个业务 VLAN。这种 VLAN 设计的问题是一个小区内所有用户的相同业务都在一个 VLAN 内,为避免用户间的互相影响，ONU 交换机需要启动端口隔离功能，一个 EPON 口下的 ONU交换机之间也需要启动隔离功能(EPON 支持 ONU 之间的隔离)，OLT 交换机以上可通过 VLAN 自然隔离。4 用户容量计算及网络平滑升级策略4.1 组网模式用户容量计算HIS 业务按照每户 1Mb/s 计算带宽，STB 双向交互式业务按照每路 50kb/s 计算带宽.根据 HSI 业务与双向交互式业务的特点以及广电开通用户的实际情况，HSI 用户的渗透率按照 20%计算.同时在线的用户按照 50%来计算，双向交互