对双向有线电视网络技术总结

有线电视网络的组成有线电视网络组成

有线电视网络系统由四部分组成：信号源系统、前端系统、传输系统和用户分配系统。1.1、信号源系统信号源是提供传送广播电视信号节目的源头，是指提供系统所需各类优质信号的各种设备。有线电视的信号源分为两大类：一类是从空中收转的各种电视信号。另一类是有线电视系统自办的电视节目。1.2、前端系统

位于信号源和传输系统之间，对传输信号进行各种技术处理的设备组合。它是系统信号处理的中心，它将信号源输出的各类信号分别进行处理，并最终混合成一路复合射频信号提供给传输系统，前端设备的性能，对整个系统的信号质量起着决定性的作用。1本文档共87页；当前第1页；编辑于星期一\16点14分有线电视网络的组成图1.1、现代有线电视系统的基本组成2本文档共87页；当前第2页；编辑于星期一\16点14分1.3、传输系统和用户分配系统现代有线电视系统最根本的目的是要解决覆盖问题，因此，由前端产生的复合射频信号最终必须通过合理的传输分配网络才能被准确、优质地传送到千家万户。传输分配网络通常由传输干线和用户分配网组成，从目前采用的传输媒介看，传输分配网络主要有四种应用模式：即HFC网（光纤同轴电缆混合网，传输干线由光纤传输系统组成，而用户分配网则仍然是同轴电缆）、同轴电缆网（传输分配均采用同轴电缆）和MMDS（多路微波分配系统）系统。还有一种LAN接入方式。MMDS通常只做辅助或补充手段，在一些地形特殊、用户分散、不便于铺缆架线的地区使用。3本文档共87页；当前第3页；编辑于星期一\16点14分有线电视传输系统4本文档共87页；当前第4页；编辑于星期一\16点14分

有线电视传输系统2.1、有线电视传输系统介质——光缆光缆是一种传输媒体，它以一定波长的光和被调制的电视信号在其中传播。光缆传输具有损耗低、距离远、频带宽、容量大、信号质量好、保真度高、可靠性高、抗干扰力强等优点，故而有着广阔的应用前景。2.2、光缆传输的基本原理有线电视光缆调制，是通过所传的电视信号副载波去改变发光器件的光强度来达到调制目的的。

其主要调方式有三种：一为调频调制方式，二为调幅调制方式，三为数字调制方式。5本文档共87页；当前第5页；编辑于星期一\16点14分调频光缆传输系统示意图视频音频调频调制器170MHz混合器视频音频调频调制器n70MHz光发射机光接收机EDF视频音频调频解调器170MHz分配器视频音频调频解调器n70MHzFM/AM掺饵光纤(EDF)其中少了宽带接入部分，该部分在olt局端与电视信号混合，如下图所示6………数字电视信号本文档共87页；当前第6页；编辑于星期一\16点14分数字电视、宽带数据光传输示意图(下行）OLT为光线路终端设备（opticallineterminal）具体功能后边详细介绍。合波器将有线电视信号和宽带及电话的混合信号通过波分复用混合在一起通过接入网传输7本文档共87页；当前第7页；编辑于星期一\16点14分有线电视传输系统

2.3、调频光缆传输系统

用多路视音频信号对70MHz的中频副载波进行调频，再经上变频器将其变换为不同的电视高频信号，然后混合起来去调制光信号的强度。这种方式的优点是传输的图像质量高、传输距离远（超过40公里后，其信噪比仍达60dB以上）、光接收机的灵敏度高。缺点是所占频带较宽，且光接收机输出的信号不能被电视机直接接收，需要经过FM/AM转换为残留边带调幅信号，才能送入用户分配网。调频光缆传输系统的组成调频光缆传输系统大致由调频调制器、多路混合器、光发射机、光接收机、分配器和调频解调器等器件组成。8本文档共87页；当前第8页；编辑于星期一\16点14分2.4、调幅光缆传输系统

用残留边带调幅的方法将多路视音频信号调制到不同的高频副载波上，并经混合器混合得到一宽带高频信号，再用此信号去调制光信号的强度。这种方式的优点在于能传输较多的电视节目信号，缺点是光接收机的灵敏度较低，传输距离不远（30公里左右）。

由前端混合器输出的高频电视信号通过光发射机调制为光信号送入光分路器，由光分路器分成多路注入多芯光缆进行传输；如果传输距离超过35公里以上，则加入光中继站放大后再进行传输，直至送到光接收机解调为电信号，然后由用户分配网进行分配。9本文档共87页；当前第9页；编辑于星期一\16点14分2.5、数字光缆传输系统数字光缆传输系统由视音频处理器、信源编码器、时分复用器、光发射机、光接收机、解复用器和信源解码器组成。

原理：视音频信号经过视音频处理器(由放大、滤波、整形等电路构成)的放大、滤波、整形等处理送入信源编码器，由编码器将其变为PCM脉冲数字信号，经过时分复用器将多路(两路以上)低速数字信号合成为一路高速数字信号送光发射机，进行数字调制后变为光信号；此信号通过光缆传输到光接收机，由光接收机将光信号变为电信号(高速数字视音频信号)送解复用器，由解复用器把一路高速数字信号分接成多路低速数字信号，经信源解码器解码还原为模拟视音频信号，再经调制器调制为电视高频信号，然后送入用户分配网络进行分配。10本文档共87页；当前第10页；编辑于星期一\16点14分2.6、光缆传输系统的主要设备和器材光纤和光缆光纤是导光玻璃纤维的简称，是用来传输光信号的媒介，它由纤芯、包层和涂覆层等组成。光缆是由多根光纤及加强芯和外护套构成。11本文档共87页；当前第11页；编辑于星期一\16点14分光纤的分类（1）按传输光波的模式不同分为多模光纤和单模光纤。光在光纤介质中传播，它的电磁场在光纤中将按一定的方式分布，这种分布方式称之为模式。单模光纤是指只允许一种电磁场分布存在的光纤。多模光纤是指允许多种电磁场分布方式同时存在的光纤。（2）按二次被覆结构的不同分为紧包光纤和松套光纤。（3）按纤芯折射率分布类型不同分为突变型光纤和渐变型光纤。对多模光纤而言，其传输特性与横截面积上的折射率分布有很大关系，其折射率分布有突变型和渐变型两种。12本文档共87页；当前第12页；编辑于星期一\16点14分有线电视1310nm光传输技术和1550nm光传输技术二者比较：都属于单模光纤传输技术。前者传输距离小于35km，单模衰减0.35db/km,更长距离时需要加光中继站.后者后接光放大器（EDFAErbium-dopedOpticalFiberAmplifier）传输距离大于35km,单模衰减0.25db/km,适合长距离传输,减小系统的失真.允许更多的光分路器.缺点是：单个设备成本较高增加最初的资金投入，必须考虑备件的成本。产品复杂，故障会导致停止更多用户的业务。13本文档共87页；当前第13页；编辑于星期一\16点14分14本文档共87页；当前第14页；编辑于星期一\16点14分光缆光缆是由缆芯和护套两大部分组成，如图所示为几种常见光缆结构横截面示意图。15本文档共87页；当前第15页；编辑于星期一\16点14分光缆的连接1）固定连接（1）熔融连接。（2）粘接连接。2）活动连接活动连接器产品有光纤跳线、跳线光缆、尾纤光缆、扇出尾纤。3）光纤活动接头16本文档共87页；当前第16页；编辑于星期一\16点14分4）光接续盒、光配线箱、光终端盒17本文档共87页；当前第17页；编辑于星期一\16点14分光路器件在对光信号进行处理时，需要对光信号进行耦合、分配、分支、隔离、滤光、合波、分波等处理，这些功能都由相应的器件来完成。18本文档共87页；当前第18页；编辑于星期一\16点14分光发、光收及光发大器19本文档共87页；当前第19页；编辑于星期一\16点14分20本文档共87页；当前第20页；编辑于星期一\16点14分用户接入层以及常见接入技术及其优缺点21本文档共87页；当前第21页；编辑于星期一\16点14分用户接入网（层）以及常见接入技术及其优缺点22用户接入网（层）：从传输系统接收光信号并负责把信号汇聚转换，控制用户上下行通信和负责信号分配的一层，或可以称之为用户接入网。功能是接收传输系统发送过来的信号并经过相应处理转换分发给用户，使用户能够使用相应业务。本文档共87页；当前第22页；编辑于星期一\16点14分23用户光接入层的定义：概言之就是由一个光线路终端（OLT）、至少一个光分配网（ODN）、至少一个光网络单元（ONUopticalnetworkunit）及适配设施（AF）组成。光分配网：由光缆、光分/合路器、光纤连接器等无源器件构成的ONU与OLT之间的光通路连接。OLT：opticallineterminal(光线路终端），用于连接光纤干线的终端设备。一般位于分局中心机房,在整个网络中充当网络汇聚层的功能，负责用户接入网的汇聚和业务的分离。根据OLT到ONU之间是否存在有源设备，光接入网分为：无源光网络（PON）：无源光分路器有源光网络（AON）：有源电复用器本文档共87页；当前第23页；编辑于星期一\16点14分通信方式下行通信：OLT将信号时分复用成时隙流，经光分路器广播至ONU各ONU在规定的时隙接收信息。上行通信：各ONU共享一根光纤，任意时刻只能有一个ONU发送信号。复用方式：空分复用、时分复用、波分复用。空分复用：上下行双向通信各使用一根光纤；性能最佳，设计简单；光传输设备和线缆双倍，成本高。时分复用：在同一光载波波长上，把时间分成周期性的帧，每一个帧再分成若干时隙，每个ONU分配一个固定时隙。每个ONU在每帧内只能在所分配的固定时隙内向OLT上传数据。波分复用：不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送，每个波长作为一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。WDM：不同窗口的光波进行复用。DWDM：同一窗口的光波进行复用24本文档共87页；当前第24页；编辑于星期一\16点14分OLT的功能OLT功能

1、向ONU以广播方式发送以太网数据；

2、发起并控制测距过程，并记录测距信息；

3、为ONU分配带宽；即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小．

EPON无源光网络系统中的局端设备（OLT），是一个多业务提供平台，同时支持IP业务和传统的TDM业务。放置在城域网边缘或社区接入网出口，收敛接入业务并分别传递到IP网。

OLT除了提供业务汇聚的功能外，还是集中网络管理平台。在OLT上可以实现基于设备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。不仅可以监测、管理设备及端口，还可以进行业务开通和用户状态监测，而且还能够针对不同用户的QOS/SLA要求进行带宽分配。

25本文档共87页；当前第25页；编辑于星期一\16点14分ONU的功能光节点的全称是：OpticalNetworkUnit，简称ONU。一般把包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器、网络监控的设备叫做光节点。实际上是光电、电光转换的转换点，具有双向传输功能。负责光节点可以安放在小区中心，也可以安放在楼道中，其具体位置要根据实际的用户情况进行综合分析。26本文档共87页；当前第26页；编辑于星期一\16点14分常见的几种接入技术以及其优缺点1、CMTS+CM（如图）

CMTS+CM（

CableModemTerminationSystem+CableModem）组网方案在光传输部分，下行数据信号和CATV的下行信号采用频分(FDM)方式共纤传输，上行数据信号采用空分(SDM)方式共缆不同纤传输，在电缆部分，上下行信号按FDM方式同缆传输。27本文档共87页；当前第27页；编辑于星期一\16点14分CableModem:CableModem的通信和普通Modem一样，是数据信号在模拟信道上交互传输的过程，但也存在差异，普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享传输介质，而CableModem的传输介质是HFC网，将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享介质；另外，CableModem的结构较普通Modem复杂，它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天候服务。目前CableModem产品有欧、美两大标准体系，DOCSIS是北美标准，DVB/DAVIC是欧洲标准。兼容欧洲标准的EuroDOCSIS1.1标准较流行，我国信息产业部——CM技术要求类似于这一标准。28本文档共87页；当前第28页；编辑于星期一\16点14分CMTS+CM工作原理CableModem的技术实现一般是从87MHZ—860MHZ电视频道中分离出一条6MHZ的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式或256QAM（高阶调制技术）调制方式。上行数据一般通过5MHZ-65MHZ之间的一段频谱进行传送，为了有效抑制上行噪音积累，一般选用QPSK调制（QPSK比64QAM更适合噪音环境，但速率较低）。CMTS（CableModem的前端设备）与CM（CableModem）的通信过程为：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的CableModem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5—65MHZ射频信号进入HFC网的上行通道，同时，CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。29本文档共87页；当前第29页；编辑于星期一\16点14分CableModem系统的配置、使用和管理

CableModem和前端设备的配置是分别进行的。CableModem有用于配置的Consol接口，可通过VT终端或Win9x的超级终端程序进行设置。CableModem加电工作后，首先自动搜索前端下行频率，找到下行频率后，从下行数据中确定上行通道，与前端设备CMTS建立连接，并交换信息，包括上行电平数值、动态主机配置协议(DHCP)和小文件传送协议(TFTP)服务器的IP地址等。CableModem具有在线功能，即使用户不使用，只要不切断电源，就与前端始终保持信息交换，用户可随时上线。CableModem具有记忆功能，在断电后再次上电时，使用断电前存储的数据与前端进行信息交换，可快速地完成搜索过程。在实际使用中，CableModem一般不需要人工配置和操作。如果进行了设置，例如改变了上行电平数值，则会在信号交换过程中自动设置到CMTS指定的合适数值上。每一台CableModem在使用前，都需在前端登记，在TFTP服务器上形成一个配置文件。一个配置文件对应一台CableModem，其中含有设备的硬件地址，用于识别不同的设备。30本文档共87页；当前第30页；编辑于星期一\16点14分前端CMTS的配置前端CMTS是管理控制CableModem的设备，CMTS一般在有线电视的前端或者在管理中心的机房；其配置可通过Consol接口或以太网接口完成。通过Consol接口的配置与CableModem配置类似，以行命令的方式逐项进行，而通过以太网接口的配置，需使用厂家提供的专用软件。一般地说，CMTS的下行输出电平为110～121dBμV，接收的输入电平为44～86-dBμV；CableModem接收的电平范围为45～75dBμV；上行信号的电平为68-118dBμV(QPSK)或68～115dBμV(16QAM)。上下行信号在经过HFC网络传输衰减后，电平数值应满足这些要求。CMTS设备中的上行通道接口和下行通道接口是分开的，使用时需经过高低通滤波器混合为一路信号，再送入同轴电缆。在实际使用中，也可用分支分配器完成信号的混合，但对CMTS设备内部的上下行通道的干扰较大。在CMTS和CableModem间的通道建立后，可使用简单网络管理协议(SNMP)进行网络管理。

（SimpleNetworkManagementProtocol）31本文档共87页；当前第31页；编辑于星期一\16点14分32系统参数:标准参数DOCSISV1.0EuroDOCSISV1.1下行上行下行上行调制方式64/256QAMQPSK16QAM64/256QAMQPSK16QAM传输速率（Mbit/s）27/380.32/0.64/1.282.56/5.12/10.24*38/520.32/0.64/1.282.56/5.12/10.24*信道带宽（MHz）60.2/0.4/0.81.6/3.280.2/0.4/0.81.6/3.2/6.4*频率响应（奈奎斯特）滤波特性64QAMα=18%256QAMα=12%QPSKα=25%64/256QAMα=15%QPSKα=25%输入电平（dBμV）-16~25dBmV**-15~25dBmV44~86**43~73（64QAM）47~77（256QAM）输出电平（dBμV）50~61dBmV8~55dBmV（16QAM）8~58dBmV（QPSK）110~12168~115（16QAM）68~118（QPSK）本文档共87页；当前第32页；编辑于星期一\16点14分CMTS输出特性:参数数值中心频率（fc）112MHz~858MHz±30kHz电平在110dBμV~121dBμV内可调调制类型64QAM256QAM符号率（标称）64QAM256QAM6.952Msym/s6.952Msym/s标称信道间隔8MHz频率响应64QAM256QAM15%升余弦平方根整形15%升余弦平方根整形33本文档共87页；当前第33页；编辑于星期一\16点14分CM输入特性:参数值中心频率112~858MHz±30kHz电平范围（一个信道）43~73dBμV，64QAM47~77dBμV，256QAM调制类型64QAM和256QAM符号率（标称）6.952Msym/s（64QAM和256QAM）带宽8MHz（15%升余弦平方根整形，64QAM和256QAM）总输入功率（80~862MHz）<90dBμV输入（负载）阻抗75Ω34本文档共87页；当前第34页；编辑于星期一\16点14分CM输出特性:参数值频率5~65MHz电平范围（一个信道）68~+115dBμV（16QAM）68~+118dBμV（QPSK）调制类型QPSK和16QAM符号率（标称）160、320、640、1280及2560ksym/s带宽200、400、800、1600及3200kHz输出阻抗75Ω输出反射损耗>6dB（5~65MHz）连接器F型连接器，根据[ISO-169-24]（与输入公共）35本文档共87页；当前第35页；编辑于星期一\16点14分CMTS+CM方案适合已建HFC网络改造，可利用原网络中预留的光纤和无源分配到户的电缆网络组成双向传输系统；只需要在前端和用户端分别加装CMTS和CM即可实现双向传输。

CMTS+CM优点：

技术成熟；

利用现有的CATV网络提供双向通信，适合稀疏模式网络覆盖区域；

大面积覆盖，低开通率情况下成本较低，前期投入少；

技术标准及产品比较成熟。CMTS可支持大量的用户可大规模升级可靠的服务和网管软件

CMTS+CM缺点

：

需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造；

上行信号噪声大；噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，同轴缆及接头质量要求较高，后续维护工作量较大；CMTS下行通道带宽有限，头端共享38Mbit/s，可开通用户数少；

可承载业务有限，大带宽业务无法满足；后续系统扩容成本巨大；设备价格昂贵，主要适合于沿海发达城市。

36本文档共87页；当前第36页；编辑于星期一\16点14分2、EPON：EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。下行方向：OLT发出的以太网数据报经过一个1:n的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。上行方向：由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达其他的ONU。EPON在上行方向上的行为特点与点到点网络相同。但是，不同于一个真正的点到点网络，在EPON种，所有的ONU都属于同一个冲突域――来自不同的ONU的数据包如果同时传输依然可能会冲突。因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。37本文档共87页；当前第37页；编辑于星期一\16点14分EPON特点：兼容现有以太网传输距离和ODN：有以下两种格式：OLT和ONU之间最大传输距离10KM，支持的最大分路比至少为1:32;OLT和ONU之间最大传输距离20KM，支持的最大分路比至少为1:16;传输速率：上下行速率均为1.25Gbps单纤双向系统：上行使用1260~1360nm波长；下行使用1480~1500nm波长；如果实现CATV，应使用1540~1560nm波长。EPON可采用树型（1xN分路器）、总线型（1x2分接耦合器）和环型（2x2分接耦合器）网络拓扑结构。38本文档共87页；当前第38页；编辑于星期一\16点14分EPON接入系统的组成：一套典型的EPON

系统由硬件和软件两大部分构成：硬件部分主要包括有源网络设备和无源光分配网两大部分有源设备包括：光线路终端OLT和光网络单元/光网络终端ONU/ONT。由局端到用户端的光纤和无源光分配器的无源光分配网：无源光网络/光分配网PON/ODN。软件：

相应的控制管理软件。传输距离：两个因素影响无源光网络的传输距离：第一、由光线路终端（OLT）的发射光功率和ODN的损耗决定。第二、光网络单元ONU同时发射的风险。39本文档共87页；当前第39页；编辑于星期一\16点14分EPON系统组成OLTEPON系统OLT光线路终端ODN光分发网络ONU（ONT)光网络单元40本文档共87页；当前第40页；编辑于星期一\16点14分

特点：

局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，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本因素；

采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；

上下行均为千兆速率，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（TDMA）共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽；

点对多点的结构，只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级，充分保护运营商的投资；41本文档共87页；当前第41页；编辑于星期一\16点14分EPON工作原理下行方向ONU位于网络侧，连接路由器或交换机。采用以太网协议；提供网络接入，完成光电转换、带宽分配等功能。OLT将数据以可变长度的数据包广播传输给所有在EPON上的ONU；每个包携带一个具有传输到目的地ONU标识的信头。数据到达ONU时，由ONU进行地址解析，提取出自己的数据包，丢弃其他的数据包。上行方向ONU位于用户侧，采用以太网协议实现第二层和第三层的交换路由功能。上行为点到点结构，ONU发送的信息只会到达OLT，不会到达其他的ONU。为避免数据冲突并提高网络利用率，上行采用

TDMA多址接入方式。多个ONU的上行信息组成一个TDM信息流传送到OLT。42本文档共87页；当前第42页；编辑于星期一\16点14分EPON工作原理

在EPON中，因为所有用户终端共享OLT和光纤，所以每个用户终端的可用带宽也是共享的。可共享的总带宽取决于分光器的分光比。例如，EPON的分路比为1:32时，每个ONU的平均可用带宽是32Mb/s。上行为多点到一点的拓扑结构，每个ONU发送时隙必须与OLT的系统时钟分配的时隙保持一致，以防止各个ONU上行数据发生碰撞；ONU的时钟应与OLT的时钟同步：采用时间标签方式。OLT侧有一个全局计数器，下行方向OLT根据本地的计数器插入时钟标签；ONU根据收到的时钟标签修生本地计数器，完成系统同步。上行方向ONU根据本地计数器插入时钟标签，OLT根据接收到的时钟标签完成测距。43本文档共87页；当前第43页；编辑于星期一\16点14分ONU的自动发现功能：系统自动完成对新ONU的发现和注册，不需要人工干预；新ONU的加入不影响运行中的ONU；能够在短时间内（60s）完成新ONU的自动加入；根据ONU距OLT最远距离优化ONU自动加入参数，支持最远距离为30km的ONU的自动加入。（1）ONU的自动发现加入过程如下：OLT周期的向系统各个ONU广播发送目的地址为广播LLID（全零）的注册授权帧，并根据系统内距离最远的ONU确定授权大小。新的ONU收到注册受权后，在授权分配的时间内向OLT发送注册请求帧，并等待接收OLT发送的注册帧。如果ONU在发送注册请求帧一段时间后（比如100ms）还没有收到OLT发出的注册帧，则认为注册冲突，自动延迟一段时间后，等待新的注册授权信息。OLT接受到ONU发出的注册请求帧后，为该ONU分配ONUID，然后以广播LLID向该ONU发送注册帧，目的MAC地址指向该ONU。当OLU在同一个注册窗内收到多个ONU的没有混叠的注册请求帧时，OLT不做任何处理。只有收到唯一一个注册请求帧时，才进行处理。44本文档共87页；当前第44页；编辑于星期一\16点14分在发送注册帧后，OLT给该ONU发送授权以使该ONU发送注册确认帧，并等待改ONU发出的注册确认帧，该授权在OLT认为ONU注册失败前始终有效。新ONU收到注册帧后，用新分配的ONUID覆盖原来的ID，同时等待OLT的注册确认帧授权以发送注册确认帧，通知OLT新ONUID刷新成功，同时等待带宽授权。OLT在发送注册确认帧授权后一段时间内收到ONU的注册确认帧，那么OLT认为该ONU注册成功。（2）两个或两个以上ONU同时注册造成的冲突。有两种解决方案随机延迟时间：发生注册冲突时，发生冲突的ONU仍然每次都响应注册授权，但是在响应开窗时随机延迟一定时间。该方法可以缩短ONU加入系统的时间，是需要增大注册开窗长度随机跳过开窗：发生注册冲突时，发生冲突的ONU随机跳过若干个注册授权后才重新响应。如果授权周期为1s，那么发生冲突的ONU可随机延时1s～8s（系统可配置），然后等待注册授权。45本文档共87页；当前第45页；编辑于星期一\16点14分多点控制协议MPCP多点控制协议是EPON所特有的为支持点对对点结构而提出的，通过它对ONU进行测距、注册，使ONU自动加入EPON系统；完成多个ONU接入OLT的控制，并提供动态带宽分配机制。基本工作原理：1)采用TDMA方式在共享媒质上某段时间内只允许一个MAC客户（ONU）发送以太网帧，OLT处于主地位控制ONU的发送时间，ONU处于从地位在OLT的授权下才能发送帧。2)新设备（ONU）被发现注册后进入PON网络，然后被运行发送帧；3)通过反馈机制以更好的利用PON带宽，即ONU上报、向OLT反馈其带宽需求；4)多点MAC控制子层产生MAC控制帧，以进行“授权处理、发现处理和报告处理”。46本文档共87页；当前第46页；编辑于星期一\16点14分EPON组网方案：1.传输方式系统采用单光纤3个波长来传输全业务，EPON中OLT两个上/下行波（1310/1490nm）通过波分复用，用于传输数据、语音和IP交换的数字视频（IP-SDV），第三个波长（1550nm）用于下行CATV射频的传输。采用这种设计，PON可以覆盖20km以内16个以上的光节点。电视信号通过HFC网络广播来实现，IP、话音、视频点播等双向业务通过EPON来运行。1）单纤三波47本文档共87页；当前第47页；编辑于星期一\16点14分2）双纤独立传输48本文档共87页；当前第48页；编辑于星期一\16点14分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。通过扩展第三个波长（通常为1550nm）即可实现视频业务广播传输。

EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s.在北京举办的2009中国FTTH高峰发展论坛上，中兴通讯发布了全球首台“对称”10GEPON设备样机。

EPON光接入网和光分配网主要有以下几种组网方式：EPON+LAN、EPON+EOC等，其中EOC技术又有无源EOC技术和有源EOC技术之分。49本文档共87页；当前第49页；编辑于星期一\16点14分

图3.2、EPON+LAN、EPON+EOC

50本文档共87页；当前第50页；编辑于星期一\16点14分2.1、EPON+LANOLT上联接入数据网，ONU直接接入或者通过下联的交换机接入STB(机顶盒)，提供IPTV/HDTV视频业务，具体应用方案如图2所示EPON+LAN组网方案。

EPON＋LAN优点

运营商不承担用户终端的投入，网络升级改造方便；

网络接入带宽：1000M到小区，1000M/100M到楼道，100M到户，接入带宽高；

可扩充性好，可以承载全业务运营；

不占用同轴电缆的频率资源，光传输采用EPON技术，传输链路中实现没有有源设备；

两张网同时运营，维护方便，单网故障相互不影响；

目前的LAN产品异常丰富，价格也非常低；EPON产品支持厂家众多，相关产品兼容性好，价格也在大幅降低。

51本文档共87页；当前第51页；编辑于星期一\16点14分EPON+LANEPON＋LAN缺点

经常存在的最大问题是时间成本和隐性成本太高：由于需要重新布线，常常需要很长的协调和施工时间，造成客户不满，甚至流失。而为了解决这一问题进行大规模布线，又造成另一个缺陷：用户开通率低时成本过高。开通率低恰恰是公司从事宽带接入服务很可能出现的现象。此外，楼道交换机端口的避雷功能差也导致网络可靠性低。两张网络分开运营，维护人员素质要求高。52本文档共87页；当前第52页；编辑于星期一\16点14分EPON+LANLAN技术在有线电视网络双向化改造中已有应用，最初是采用FTTC/FTTB+LAN的方式。随着无源光网络技术的快速发展，EPON＋LAN成为一种优选方案。从理论上讲，EPON+LAN是性价比最高的方案。已经铺设好五类线或可以铺设五类线的建筑，应该采用EPON+LAN方案。因为LAN需要重新铺设线路，其应用受到很大的限制，在大多数应用条件下，EPON+LAN方案还是需要解决入户线路问题。在有条件正常敷设（不用绕道、布线长度不超过30米）5类线的地方，如果宽带开通率高、施工期限要求不紧，也可以优先选择FTTP＋LAN模式。EPON的ONU通常安装在楼道内，因此只要找到一种楼道内用户线路的双向接入改造技术，就可以大规模使用EPON+LAN模式。基于EPON+LAN模式的楼道内双向化改造技术的基本思路是充分利用有线电视网络已有的五类线入户。53本文档共87页；当前第53页；编辑于星期一\16点14分3、EPON+EOC什么是“EOC”技术

EOC原是源于欧洲一些厂家，原文是“EthernetoverCoax”，也就是以太网信号在同轴电缆上的一种传输技术，原有以太网络信号的帧格式没有改变。我们称之“无源EOC”。

现在涌现出很多的技术和解决方案，将以太网络信号经过调制解调等复杂处理后通过同轴电缆传输。现在也被称之为“EthernetoverCoax”，但是与原始所述的有非常大的差别。同轴电缆上传输的信号不再保持以太网络信号的帧格式，严格地从技术的角度讲是不可称之为“EOC”的。这类技术主要有以下四种：HomePNAoverCoax、HomePlugoverCoax、WiFioverCoax、MOCA-MultimediaoverCoaxAlliance。我们总称之“有源EOC”或“调制型EOC”。

54本文档共87页；当前第54页；编辑于星期一\16点14分EOC工作原理广电城域网的接入网采用EPON到楼的结构时，OUN输出的以太网信号如何入户就成为需要解决的问题。解决方案有两种：

a）多个用户共用一个ONU，五类线入户方案

ⅰ）采用多用户输出端口的ONU

一个ONU平均带宽32Mbps，一个24口ONU可供24个用户共享32Mbps。ONU每个输出端口(RJ45)用五类线直接接入用户。

ⅱ）采用单用户输出端口的ONU

在ONU输出端口接以太网交换机，多个用户共享一个OUN，用五类线直接接入用户。

b）多个用户共用一个ONU，同轴电缆入户方案这种方案的实质是将五类线上的以太网信号通过转换，使其能在同轴电缆中传输。这种变换称为EOC，EOC通过一种介质变换器来实现。介质变换器分为：无源的EOC---基带型有源的EOC---调制型实现方法可采用EPON到楼（或光节点）＋EOC+无源同轴网接入方案。55本文档共87页；当前第55页；编辑于星期一\16点14分

无源EOC（基带类）

无源EOC技术将以太数据信号IPDATA和有线电视信号TVRF采用频分复用技术，使这两个信号在同一根同轴电缆里共缆传输，在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IPDATA和TVRF混合信号直接传送至客户端，再在客户端分离出TVRF射频信号连接至电视机或DVB机顶盒；分离出IPDATA数据信号连接至计算机。也可以直接将IPDATA和TVRF混合信号直接连接至双模机顶盒，用户可以通过双模机顶盒实现IPTV、VOD等交互电视业务，同时在机顶盒上另外提供一个以太网RJ45接口外接电脑提供宽带上网业务，具体组网方案如图3所示无源EOC组网方案。

无源EOC系统技术特点：系统支持每个客户独享10Mbit/s的速率；遵循以太网协议，标准化程度高；客户端为无源终端，提高了系统的稳定性，减小了运营维护成本；工程安装不需重新敷设5类线，有效的解决了楼内重新敷设线缆施工困难问题，建设成本较低。缺点是由于基带传输的阻抗是100欧，而传统的电视是75欧，二者阻抗不匹配，所以电缆分配要用星形，同轴无源基带系统中五类线的最大传输距离小于100m。

56本文档共87页；当前第56页；编辑于星期一\16点14分无源EOC工作原理

无源EOC是基于同轴电缆上的一种以太网信号传输技术。其原有的以太网信号的帧格式没有改变，改变的是从双绞线上的双极性（差分）信号转换成为适合同轴电缆传输的单极性信号。基带EOC传输技术基本原理：利用有线电视信号在111～860MHz频率传输，基带数据信号在1－20MHz频率传输的特性，可以使两者在一根同轴电缆中传输而互不影响。把电视信号与数据信号通过合路器，利用有线电视网络送至用户。在用户端，通过分离器将电视信号与数据信号分离开来，接入相应的终端设备。主要由二四变换、高/低通滤波两部分实现。由于采用基带传输，无需调制解调技术，楼道端、用户端设备均是无源设备。57本文档共87页；当前第57页；编辑于星期一\16点14分有源EOC工作原理

有源EOC的头端将ONU输出的以太网数据信号对射频载波（该射频载波的频率与有线电视频谱不重叠）进行调制，已调制的射频载波与有线电视射频信号在EOC头端频分复用后，输入同轴分配网传输到用户。用户的上传数据信号在EOC的用户端设备EOC-MODEM对上行射频载波进行调制后，通过同轴分配网上传到有源EOC的头端，在此解调为数据信号输出到OUN，再由EPON系统完成数据上传。现有的有源EOC，由于不同生产厂家采用的调制技术不同而有多种产品。按调制载波频率又可以分为高频调制和低频调制两大类。高频调制EOC采用标准的WLAN、MOCA技术以及非标准的如雷科通BIOC技术。低频调制EOC采用标准的PLC或HPNA技术以及非标准的如H3CEPCN技术。58本文档共87页；当前第58页；编辑于星期一\16点14分低频有源EOC

使用频段为5~30MHz，传输速率为85Mbit/s，传输距离可达500m。（实际就是四百米左右）

具体组网方案如图所示有源低频EOC组网方案。

有源低频EOC技术特点：

能够通过分支分配器，工作频率在低频段，网络适应能力较好不需要更换优质的分支分配器和电缆；家庭中至少需要一个有源设备，成本较高。低频技术的优点：（1）低频衰减小，覆盖范围广（30MHz衰减小于4dB/100m-5同轴线）（2）带宽高，我公司的产品，一台头端可提供200M物理层速率。实际带宽达100M。（3）线路改造简单，低频信号能通过分支器，过放大器也只需无源设备。（线路改造成本低）缺点：对噪声的敏感度高。很易受到噪声的影响。

59本文档共87页；当前第59页；编辑于星期一\16点14分3.3高频有源EOC

高频有源EOC使用频段为800~1500MHz，每个频道带宽为50MHz，共有29个频道；每个频道最大135Mbit/s的数据速率；每个频道支持一个NC(局端)设备，每NC支持31个CPE(终端)设备；传输距离300~600m，具体组网方案如图5所示有源高频EOC组网方案。

高频有源EOC的技术特点：

可与现有模拟电视、DVB数字电视、IPQAM等应用并存；传输距离远(同轴网上可达500m以上)；单个Master设备可以连接253个用户；无需敷设新的用户线缆，数据直接在已有同轴电缆上传送；OFDM调制，多载波技术保证噪声环境下数据稳定传输；网络结构适应性强，适合树型和星型的同轴电缆分配网；无需新的供电系统，直接获取馈电供电，并提供“过电”功能，为下联设备供电；可结合EPON系统的分步建设，按开通率的变化计划投入和建设；但是，高频有源EOC需要更换优质的分支分配器和电缆,家庭中至少需要一个有源设备(HomePNAModem)，成本较高，对于不太优质的设备传输损耗大，电缆和分配器对1G的频率损耗很大。高频技术的缺点:（1）抗干扰能力差。高频噪声容易从接头处注入。（2）覆盖范围小，高频在同轴电缆上衰减大，分支分配器高频特性不易保证。放大器改造难度大，需要用有源中继器来跨接，且影响总带宽。(750MHz衰减大于20dB/100m-5同轴线）

60本文档共87页；当前第60页；编辑于星期一\16点14分4、FTTH

4.1单纤三波传输，OLT外置合波器

CATV业务通过OLT外接采用合波器设备，把CATV信号和数据语音信号合并在一根光纤内传输，在用户端的ONU设备分波，通过RF射频接口把CATV信号传输到CATV电视机上。

技术特点：OLT外置合波器，采用单纤三波传输，1310nm/1490nm传数据信号，1550nm传CATV视频信号。

4.2单纤三波传输，OLT内置合波器

CATV业务通过OLT内置采用合波器设备，把CATV信号和数据语音信号合并在一根光纤内，通过PON口后在光网络上传输，在用户端的ONU设备分波，通过RF射频接口把CATV信号传输到CATV电视机上。

技术特点：OLT内置合波器，ONU内置分波器；单纤三波传输，1550nm传输视频；

4.3双纤分别传输数据和CATV信号

CATV业务通过单独一路光纤经分光器分光后传输到ONU，CATV信号通过ONU内置的光电转换器后，通过RF射频接口把CATV信号传输到CATV电视机上。

技术特点：ONU嵌入CATV光电转换器；采用双纤分别传输数据和CATV信号；采用1310/1550nm传输CATV信号。

4.4技术对比

单纤三波传输,从对比中可以看出，采用OLT外置合波器是目前经济合理的技术解决方案；但随着市场应用量的增大和光模块成本的下降，OLT内置合波器将是最终的技术解决方案。

61本文档共87页；当前第61页；编辑于星期一\16点14分市场应用案例

淄博广电双网改造

淄博双向有线电视网是将IP网络与有线电视HFC网络紧密结合，充分发挥各自技术特点，在用户终端融合为一体的双向全业务精品网络服务平台，机顶盒采用基本交互型，通过与前端平台的交互，在技术上真正实现了电视、网络和语音业务的“三网融合”；网络针对不同的小区和用户情况分别采取EPON+LAN和EPON+EOC的解决方案。

武汉FTTH项目

武汉先后开通了长飞公寓、紫菘小区、南湖都市桃园、行呤水榭、万科香港路8号等多个项目，采用FTTH技术方案，为用户同时提供CATV、数据和语音业务，真正实现了“三网融合”，同时大大节省了网络建设投资，为运营商和用户都带来了巨大的效益。62本文档共87页；当前第62页；编辑于星期一\16点14分有线电视双向网络光节点的安放位置:根据用户分布和业务种类的不同,光节点的服务范围也有所不同，位置也相应有所不同，根据光纤所到位置可有以下几种1.FTTC（光纤到路边）点到点或点到多点结构：一个ONU可以为一个或多个用户提供接入；ONU设置在路边（小区）交接箱或配线盒处：ONU到用户之间仍为电缆（双绞线或同轴电缆）。2.FTTB（光纤到楼）点到多点结构：一个ONU为多个用户提供接入。ONU放置在居民住宅公寓或单位办公楼内。3.FTTO（光纤到办公室）全程光纤接入，主要用于大型企事业单位；一般采用环形或点到点结构。ONU放置在办公室。4.FTTH（光纤到户）全程光纤接入，ONU放在家中。一般采用点到多点结构。63本文档共87页；当前第63页；编辑于星期一\16点14分

1、光节点位于小区（FTTC）

小区光节点示意图64本文档共87页；当前第64页；编辑于星期一\16点14分光节点到小区65本文档共87页；当前第65页；编辑于星期一\16点14分光节点到户（HTTH）66本文档共87页；当前第66页；编辑于星期一\16点14分671）、小高层楼房网络结构FTTB:二层或者四层合用一个ONU，之后通过交换机和分配网入户。此时ONU需高电平输出电视信号。FTTH:一户一个ONU，低电平输出电视信号。本文档共87页；当前第67页；编辑于星期一\16点14分682）、板楼网络结构FTTB：一个单元用1个或者2个ONU，然后通过交换机和分配网入户。FTTH：一户一个ONU。本文档共87页；当前第68页；编辑于星期一\16点14分693）、别墅型住宅网络结构FTTH：一户1个ONU，户内点数多时，可以增加交换机或者集线器。本文档共87页；当前第69页；编辑于星期一\16点14分光节点的安装方案1、低层住宅

1.应用场景：

1）低层住宅小区，每个单元安装一个ONU，

2）分光器安装在小区光缆交接箱内，

3）分光器到每个ONU使用一根复合光缆。

2.安装位置:

1）局端电源安装于端局或小区机房，

2）远端电源和分光器共同安装于小区交接箱内或户外机柜。

3.局端(DCS-J-250或DCS-J-150)

1）输入电压：-48V，

2）输出电压：DC250～400V可连续调整

3）输出功率：2500W或1500W，采用N+1冗余备份方式，

4）安装在该机房内，取用该机房内-48V电源。

5）该设备为19英寸、3U高标准结构。

70本文档共87页；当前第70页；编辑于星期一\16点14分4.分配单元：（DCS-LF10或DCS-LF5）

1）输入电压：DC200～380V，

2）输出电压：DC320V,

3）输出功率：2500W或1500W，

4）共十路输出，单路功率可调节，每路可为一个ONU

供电，

5）该设备为19英寸、1U高标准结构。

5.传输距离：

1）局端到远端之间的距离≤3KM，

2）远端到ONU之间的距离≤2KM。2、高层住宅、每个单元多个ONU1.应用场景：

1）高层住宅小区或写字楼，每个单元3≤ONU数量≤10，

2）分光器到同一单元内所有ONU为一根复合光缆,

3）分光器安装在该楼某单元竖井内。

2.安装位置:

1）局端电源安装于端局，

2）远端电源安装于光缆交接箱内。

71本文档共87页；当前第71页；编辑于星期一\16点14分3.局端(DCS-J-250)

1）输入电压：-48V，

2）输出电压：DC250～400V可连续调整

3）输出功率：2500W，采用N+1冗余备份方式，

4）安装在机房内，取用该机房内-48V电源。

5）该设备为19英寸、3U高标准结构。

4.远端：（DCS-LF5）

1）输入电压：DC200～380V，

2）输出电压：DC320V,

3）输出功率：2500W，

4）共五路输出，单路功率可调节，每路可为3～10个ONU

供电

5）该设备为19英寸、1U高标准结构。

5.传输距离：

1）局端到远端之间的距离≤3KM，

2）远端到ONU之间的距离≤1KM。72本文档共87页；当前第72页；编辑于星期一\16点14分3、分光器安装在小区新建机房

1.应用场景：

1）OLT所在端局距离小区较远，可以在该小区新建集中供

电机房，

2）小型住宅小区，每个单元安装一个ONU，

3）每三个ONU到分光器使用一根复合光缆。

2.安装位置：

局端安装于新建机房内。

3.局端(DCS-J-250)

1）输入电压：-48V，

2）输出电压：DC320V

3）输出功率：2500W，

4）共十路输出，单路可调节，每路为三个ONU供电，

5）该设备为19英寸、1U高标准结构。

4.传输距离：

局端到ONU之间的距离≤2KM。73本文档共87页；当前第73页；编辑于星期一\16点14分常用光设备介绍1、分光器（光分路器）与同轴电缆传输系统一样，光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配，这就需要光分路器来实现。光分路器又称分光器，是光纤链路中最重要的无源器件之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1:2、1:4、1:8、1:16、1:32规格。对于1分2的分支比，功率会有平均分配（50:50）和非平均分配（5:95、40:60、25:75）多种类型。而对于其他分支比，功率会平均分配到若干输出用户光纤去。对于上行传输，分光器把用户线光纤上传光信号耦合到馈线光纤并传输至光线路终端（OLT）。光分路器的分光原理光分路器按原理可以分为熔融拉锥型和平面波导型两种，熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成；平面波导型是微光学元件型产品，采用光刻技术，在介质或半导体基板上形成光波导，实现分支分配功能。74本文档共87页；当前第74页；编辑于星期一\16点14分分光器不需要外部能源，仅需要入射光束，但会增加光功率损耗，这主要是由于它们对入射光进行分光，分割了输入（下行）功率的缘故。这种损耗称为分光器损耗或分束比，通常以dB表示，并且主要由输出端口的数量决定。运营商可按照组网不同采用不同规格的分光器。EPON光路是否合格，是否满足传输需要只有一条规则，实际工程结束后，所有ONU接收侧的光功率大于等于－24dBm，小于等于－8dBm根据这条规则细化几条注意点。1一般不能光纤直接接ONU，需要添加分光器或衰减器，避免ONU接收的光强度超过ONU光接收饱和光功率－3dBm;2光衰减最大的地方光功率不能小于－24dBm，否则光功率小于ONU的接收灵敏度，OLT无法发现ONU。注意这些地方不一定是最远处，光衰减值不完全和距离相关，关键因素是光路所经过分光器的分光比。3光路工程验收非常关键,强烈建议要做。确保符合我们的规则，因为实际工程往往不规范，会造成过多的光路损耗和理论计算模