简论光纤有线电视网络和EPON网络技术

简论光纤有线电视网络和EPON网络技术

支长胜

天津广播电视网络有限公司北辰分公司天津300000

摘要：为了推进我国的有线电视数字化进程，加快建立新的有线电视网络业务体系，国家广电总局在《广播影视科技“十五”计划和2010年远景规划》明确提出：到2005年我国有线数字电视用户超过3000万户，2010年全面实现数字广播电视，2015年停止模拟广播电视的播出。按照这个要求，结合我国国情和有线电视的实际情况，对于还未进行光缆改造的有线电视网，要求先进行光缆改造再向数字化过渡。

关键词：有线电视；历史；光纤有线；PON网络技术

1.有线电视的产生历史

20世纪40年代末，在美国的一些非常偏远的农村开办了一种公用天线电视系统（CommunityAntennaTelevisionSystem），60-70年代CATV开始在美国的大中城市出现。我国的有线电视网络是从1964年研究共用天线开始，经历了技术和系统建设的准备，八十年代共用天线进入居民楼及建立以同轴电缆方式为主的企业共用天线网，90年代中期开始大规模跨区域有线电视联网，到90年代末的快速发展时期，开始建设大容量、数字化、双向多功能有线电视综合业务数字网。到2004年底，全国有线电视网络达400多万公里，有线电视用户达1.15亿户，有线电视己成为我国广播电视的重要组成部分，成为党和政府声音进入千家万户得主要渠道。

2.光纤有线电视网络传输技术

光纤有线电视网是当前的前沿发展方向，也是进行有线电视网络的双向多功能综合业务开发和数字电视平移的需要，我们必须抓住这次机遇，加快有线电视网的光纤化改造，通过有线电视网向社会提供数字电视、语音、数据等更多的网络服务，提高行业的社会竞争力。

2.1光纤有线电视传输网络

数字光纤通信系统中传输的是二进制数码0和1，并采用脉冲波形的基带传输方式。在光发送机中，用脉冲电流直接调变光远的发光强度，或者用脉冲电压调变通过外调制器的光波强度，就实现了数字电信号的发送。光接收机则从强度已调光波探测出脉冲电流，并转换成脉冲电压输出。这种系统依赖于光接收机后的判决再生电路恢复原始发送的信码，从而具有各种数字传输系统的共同优点：无噪声积累，抗干扰能力强，可以多次中继，安全保密性好，电子线路采用超大规模集成电路，因此设备体积小，可靠性高，成本低。在广播电视中，数字传输广泛用于局间中继线、长途干线等。

与数字光纤传输系统相比，模拟传输系统的优点是电路和设备都相对比较简单，缺点是由于对模拟调制信号直接进行放大中继传输，必然存在一级一级的噪声积累，中继次数受到限制，安全性差等。虽然模拟传输系统存在上述诸多缺点，但是模拟广播电视体制在世界上已经应用了几十年，并且模拟电视机十分普及，物美价廉。模拟有线电视传输系统占用频带窄，采用光纤代替同轴电缆作为传输介质可以使传输距离长、传输质量高。与数字有线电视光纤传输系统比，在传输距离不太长的地市级模拟有线电视传输系统中，仍然具有性价比方面的优势。特别是1990年AM--VSB光纤传输设备大规模的商用化以来，多路电视模拟光纤传输系统给有线广播电视事业的发展在广度和深度上都带来了质的飞跃。这也是当前有线电视网发展的主要发展方向，预计宽带模拟光纤传输系统的大量应用可以延续到21世纪的前期。当然，随着信道编码技术的发展和有线电视数字传输、接入设备的进一步商业化，在不远的将来，模拟有线电视传输系统必然被数字传输系统所取代。

2.2光纤有线电视传输网络的特点

用光纤有线电视网取代同轴电缆有线电视网可以带来的好处是非常明显的：

（1）频带宽，信息容量大，传输损耗低，传输距离远。

（2）光纤通信不受外界电磁信号影响，系统抗干扰能力强。

（3）温度稳定性好，与同轴电缆相比，光纤的温度系数极小，其传输特性基本不随温度变化而变化，日常调整及维护工作量低，降低网络维护成本。

（4）省去一连串的放大器，无中间电放大及馈电环节，既节省了放大器设备能耗，又使系统可靠性得到很大提高。

（5）由于去掉同轴电缆放大器级联设备，减少了户外同轴电缆的长度，大大降低了雨季闪电对有线电视网络设备的危害。

（6）光纤不怕高温，抗核辐射，耐锈蚀：光纤寿命长，一般认为光缆的寿命为20～30年以上；原材料资源丰富，价格低，降低建设成本。

（7）保密性好。光纤在传输过程中，向外泄偏的光能极小，难以被窃取信号。光纤之间不会产生干扰，分路和祸合比较复杂，很难在秘密情况下从光纤传输中提取和插入信号，提高了有线电视网络传输的安全性。

3.无源光网络技术

3.1无源光网络技术的演变

PON（无源光网络）是指ODN（光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。

PON（PassiveOpticalNetwork，无源光网络）一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术，它打破了传统的点到点解决方法，在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。PON自出现以来，已经过多年的发展，形成了APON，EPON，GPON等一系列概念、规范及产品序列。而EPON技术相对简单、速率高、可扩展性强，能够以较低成本高效率地传送IP业务，与APON相比，具有更宽的带宽、更低的价格和更强的宽带业务能力。有些厂商还对EPON系统进行了改造，通过类似TDM方式定时发送分组信号来传送实时性要求强的信号，从而很好地支持TDM业务。所以以太网技术和PON技术相结合的EPON技术是宽带接入的最佳选择。

3.2EPON系统的特点和优势

基于EPON的有线电视全业务接入系统的特点和优势主要有以下几点：

（1）系统能提供高带宽。EPON向用户提供的带宽是目前PON系统中最高的，在本地的IP中下行速率己达到1Gbps，最多达64个ONU，上行速率可超过800Mbps。

（2）协议转换成木低。EPON采用以太网的传输格式，同时也是用户局域网主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成木因素。

（3）系统成本低，周期短。PON结构相对于非PON系统而言，节省了大量的光纤、有源光器件的投入及运营成本，同时HFC网络采用的星型结构与EPON十分相似，因此，不需对现行HFC进行双向化改造，只需在原来的光纤网络上做简单的配置，可在较短时间内完成网络的叠加，实现宽带接入，较快实现盈利。

（4）安全性高。EPON下行均为吉位速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用共享带宽，支持VLAN、VPN、IPSec和通道技术等，提供安全的网络接入。

（5）更好的QoS。系统没有双向HFC+CableModem的回传噪声缺陷，另外EPON具有同时传输TDM，IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。因而使得有线电视网络运营商可以通过开发宽范围的灵活的服务产品来增加收入，增强企业竞争力。

参考文献：

[1]古由石，叶秋等.有线电视系统设计安装调试与维修.北京：人民邮电出版社，1995

[2]赵新森等.光纤通信工程.北京：人民邮电出版社，1994

[3]韦乐平.接入网.北京：人民邮电出版社，1997