有线电视双向网改造关键技术介绍

“三网整合”是一个很热门的话题,广电系统的有线电视网络双向化改造是顺应形势发展的必由之路,下面我们结合工作实践和理论学习,介绍一下有线电视双向网改造的关键技术。

首先要介绍一个具体的有线电视网络的结构。

骨干传输网络采用全光传输,在小区通过光接收机进入分支分配器网络同轴电缆入户,小区基本上取消了放大器。这就是我们常说的HFC(光纤同轴混合传输)网络。有线电视双向网络改造的目的就是将这一单向广播式传输的网络改造成为双向交互式传输的网络。

1 无源EOC与有源EOC

有线电视是通过同轴电缆入户的,同轴电缆实现双向接入技术,可以跟家中的电话线对比一下,同轴电缆线也是两根线:一根是里面的铜芯,一根是外面的屏蔽网。家中的电话线要上网需要使用ADSL猫,同样地,家中的同轴电缆要上网则要使用EOC(以太网over电缆)设备或CMTS猫,EOC是目前普遍使用的一种技术,主要分无源EOC和有源EOC,下面是具体的情况介绍。

(1) 无源EOC与有源EOC的主要区别

主要是看终端设备,终端设备是无源器件的,则称之为无源EOC,终端设备是有源器件的,则称之为有源EOC。

(2) 无源EOC的工作原理

EOC设备均由头端和终端设备构成。无源EOC的头端主要是由二四变换器和高/低通滤波器组成,输入的数字信号由双极性信号被转换成了单极性信号,原有的以太网数字信号的帧格式和MAC层都没有改变,因此信号没有被调制。在终端设备中,同样使用四二变通器和高/低通滤波器将信号分别输出,系统组网示意图如图1所示。

在组网方式上,无源EOC要求同轴电缆网络中不能有分支分配器,同轴电缆要从头端设备直接连接至终端,这对原来的网络改动是比较大的,不过在速率方面,无源EOC可以保证每户的带宽是独享10M。

(3) 有源EOC的分类

有源EOC主要分高频EOC和低频EOC,这主要是指此类设备工作的频段,工作在1GHz左右的为高频EOC,工作在5Hz～65Hz范围的为低频EOC。

(4) 有源EOC的主要技术模式

高频EOC采用的是WIFI降频技术,你可以把高频EOC的头端设备看作是一台无线路由器,它将数字信号调制在同轴电缆的1GHz频段进行传输,终端设备再将其解调成数字信号,由于有调制解调过程,所以头端和终端设备均为有源设备。由于射频信号在高频范围所受的干扰较少,所以高频EOC的优点是系统比较稳定。实际上,我们单位的住宅小区一直是通过高频EOC系统来实现宽带接入的,该系统已经运行了三年多时间,很少发生断网的情况,缺点是由于射频信号在高频范围衰减大,因此传输距离相对较近,或者说对于线路损耗比较敏感,比如前一段时间我们在维修有线电视网络的过程中,在EOC系统的线路中插入了一个二分设备(损耗为3个DB左右),结果就引起了距离较远的EOC设备无法上网。另外,高频EOC的头端带宽是70M,也就是说一个EOC头端下面的所有终端用户是共享这70M带宽的。

低频EOC设备在实现的技术模式上又分很多种,但经过几年的发展,目前主流的产品都是基于HOMEPLUG AV的技术,这是借鉴了电力线传输数据的技术,采用的是OFDM(正交频分复用)调制方式。由于OFDM优良的抗干扰特性,所以虽然低频EOC的工作频段干扰源比较多,但是仍然可以达到100M的带宽,而且传输距离比高频EOC要强。

有源EOC(包括高频和低频)均不需要对现有有线电视网络进行重新改造,因此在施工上要比无源EOC方便许多。综合以上考虑,基于HOMEPLUS AV的低频EOC技术是广电最后100米入户的最佳选择。

2 EPON

如果说EOC是解决广电双向网改造最后100米的最佳方案的话,那么,EPON(以太网无源光网络)则承担广电双向网骨干网络改造的主要任务。有线电视信号通过广播式传输已经非常成熟和完善了,但是骨干IP数字信号的传输还是要依靠EPON设备。EPON与EOC相比而言是一种“昂贵”的系统,相应的厂家实力要强一些,比如我们从实际出发,提出需要将EPON系统的ONU和EOC头端集成在一起,目前只有EPON厂家能做到这一点。

EPON系统由OLT、分光器、ONU等设备组成。下行采用广播方式,上行采用时分复用模式。EPON系统在一根光芯上实现了上下行均为1G的传输速率,它的优势在于无源分光,这样可以极大地提高系统的稳定性和抗干扰能力。结合我们实际的网络结构,OLT和无源分光器一般放置在基站机房内。

3 有线电视和IP数据共网传输的方案设计

三网融合指的是一个网络可以同时提供视频、数据、语音等多种业务。有线电视网络双向改造的目标不是再新建一个网络,而是在原有的网络上实现多种业务,基于这种思路,我们设计的双向网络模型如图2所示。

这是一种典型的双纤三波组网模式,即电视信号的传输走传统的广播式下行模式,使用一根光纤,波长为1550nm,数据传输通过EPON+EOC实现,在EPON系统中,数字信号的下行波长为1490nm,上行为1310nm。在用户终端,EOC终端同时提供射频信号(有线电视信号)和数字信号给双向机顶盒,这样,用户通过双向机顶盒即可进行数字电视节目的收看以及视频点播、宽带上网等业务了。