第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
随着三网融合和互联网视频业务迅速发展，在居民要求提高、接入技术变革、业务多元化等多种影响下，电信运营商的“宽带+3G 通信 +IPTV”套餐已经对广电运营商传统业务构成巨大的威胁。据赛迪顾问消费电子产业研究中心调查统计数据，截至 2012 年 1 月，我国 IPTV 用户累计达 1400 万户，新增 587.9万户，同比增长 76.3%，相比 2005 年年底的 26.7 万户，增长超过 50 倍。目前，我国 IPTV 用户规模已经跃占全球第一，是全球用户数的 1/4。因此广电运营商必须尽快改造升级原有单向网络，构造下一代广播电视接入网。从技术性角度来说，下一代广播电视网络已有成熟的骨干网和高清互动平台的技术方案，但是接入网的双向建设改造由于小区地理位置及楼层结构不同，布网需要考虑其复杂性及不统一性。在接入网造技术中，EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）技术具有从节点间无源、检修容易、传输带宽高等特点，是光纤至户应用最广泛接入方式，同时也是中国电信运营商首先的接入方式。
1.2 国内外研究现状
FMA（First Mile Alliance，第一公里以太网联盟）在 2004 年 6 月发布 EPON技术规范 IEEE 802.3 ah 以来，EPON 技术得到快速发展，到目前为止，EPON方案已经具有成熟的产品产业链，在全球通信发达国家，包括美国、日本、韩国以及欧洲等已经大规模商用。而在中国在 2004 年已经开始小规模试验，近年来，在中国电信的主导下，已经部署全 EPON 的光网络城市、光网络国家的网络建设，而且 EPON 其承载能力的优越性也逐步体现出来；随着 EPON 的核心带宽从 10G 向 100G 演进，设备价格也逐年下降，产品更加稳定，在成本与性能之间找到平衡点。同时，2009 年 4 月，广电总局科技司发布《面向下一代广播电视网（NGB）电缆接入技术（EoC）需求白皮书》。 该“白皮书”指明了 EoC 的技术标准、行业规范，从承载业务来规划设计物理层、链路路、网络层的结构、并且禅述了 EoC 的安全、管理、兼容等问题。因此基于 EPON+EoC 技术的广播电视网络改造方案得到国内广播电视运营商和设备商的高度重视。华为、牧马人、烽火通信、傲蓝、博通等都提供完善解决及产品方案，而在全国各地方都有试点，在广东、湖南已有大规模应用。目前 C 主流技术有 5 种类别，每个类别又有不同的设备商提供不同的技术方案，说明 EPON 的广泛应用和 EoC 发展潜力被一致看好。也因为 EoC 技术标准不统一，设备提供商产品不兼容问题也突显。因此广电总局正在进行 EoC标准的相关研究工作，但未来 EoC 的应用可能会存在多种技术并存的情况。同时 EPON+EoC 的国际标准化也在积极推进，美国东部时间 2011 年 11 月10 日，北京时间 2011 年 11 月 11 日，在美国亚特兰大举行的“2011 年 IEEE 局域网/城域网标准委员会全体会议”上，IEEE 802.3 工作组批准并成立了 IEEE802.3 EPON Protocol over a Coax (EPoC，将 EPON 上层协议移植到同轴) StudyGroup，即 IEEE 802.3 EPoC 研究组。目前，行业组织（中国广播电视协会技术工作委员会、CableLabs）、有线运营商（Comcast、时代华纳、Cox、Cogeco）、芯片商（Broadcom、QCA、PMC）、设备供应商（阿朗、Aurora、Harmonic、华为、烽火等）的大力支持标准化工作组。
第二章 广播电视网络系统架构
2.1 广播电视网络基本结构
广播电视网络一般采用 HFC 即光纤和同轴电缆相结合的混合网络结构。HFC 基本上由前端、干线传输网络、用户分配网络三部分组成。从总前端出来的节目信号先变成光信号，通过环网光纤传输到各个分前端，一般环网采用1550nm波长光；再通过干线光缆传送到各个光点，一般采用1310nm波长光；到住宅小区后把光信号转换成射频信号，经放大器及分配器分配后通过同轴分配网送到用户。HFC 的主要特点是：传输容量大、可靠性高、用户分配网接入灵活。HFC 网络一般包括两种信道：一种是广播信道（BC）：单方向传输。通常称为 A 平台，而且由于技术和资金问题，除了大中城市外，其他广播电视网络都仍然是单向传输。另一种是交互信道（IC）：双向传输交互式信号。通常称为 B 平台。一般来说，原有网络需要经过网络升级改造，增加反向设备后才支持双向传输。2.2 广播电视网络拓扑结构
2.2.1“星－树”型“星－树”型
具体的拓扑结构是：（1）只有一个总前端（中心）；（2）总前端通过干线光缆引出至各个光节点，呈星形结构；（3）每个光节点通过同轴电缆分配至各户，呈树形结构。适合一般的小城镇广电网络。
2.2.2“多星－树”型“
多星－树型”型具的体拓扑结构是：（1）建立一个总前端（主中心）和多个分前端（分中心）；（2）由总前端星型引出一级光缆干线到各个分前端；（3）各个分前端通过二级光缆引出至各个光节点，呈星形结构；（4）每个光节点通过同轴电缆分配至各户，呈树形结构。适合一般中小型城市广电网络。
2.2.3“环－星－树
”型“环－星－树”型具体的拓扑结构是：（1）建立一个总前端和多个分前端；（2）由总前端分两个不同方向依次联接各个分前端，形成一个双归属环；（3）各个分前端通过二级光缆引出至各个光节点，呈星形结构；每个光节点通过同轴电缆分配至各户，呈树形结构。适合一般大中型城市广电网络。
2.3 广播电视网络架构
对广播电视网络架构的分级结构进行定义，可以将一个网络分成三部分：一级传输网、二级传输网以及接入分配网。
第二章 广播电视网络系统架构............4
2.1 广播电视网络基本结构.............4
2.2 广播电视网络拓扑结构............5
第三章 双向升级改造的几种主要技术............13
3.1 广播电视网络改造的特点及目标............13
第四章接入方案原理及关键技术............23
4.1 EPON 原理............23
4.2 EPON 关键技术............25
结论
中国有线运营商在接入网建设、改造过程中创造了 EPON+EoC 的模式，其快速组网、高带宽接入、可扩展性强得到国外有线运营商的认可及采用。本人通过参与珠海斗门 EPON+EoC 试点工程项目网络改造设计，并且负责整个 EPON功能实现进行了实验测试，实践和测试结果表明用 EPON+EoC 方案构建广播电视综合业务接入网能够完全满足下一代广播电视网需求。但是 EoC 没有同轴接入网的统一国际标准，并且 EPON、EoC 是两套不同的系统，不是端到端对 EoC 将来的发展带来阻碍。为了解决这两个问题，EPOC国际标准组织正积极制定 EPON+EoC 标准，并且从 EPON+EOC 模式演进基于IP 的一套端到端的 EPOC 接入技术，既继承了 EPON+EOC 可使大量的入户同轴电缆发挥类似于光纤到户的作用，不需要重新布线，随时接入，可以缩短网络改造的时间，减少投入，迅速的建立高带宽的双向广电有线网络等优点，还采用全程 IP 的半透明架构，与 EPON+EOC 系统比较，EPOC 是一套端到端系统，比EPON+EOC 两套系统实现业务支撑、管理、控制、调度、QoS 有明显优势，显得更加进步。而 EPOC 与已经部署的 EPON 兼容、与 EPON+EoC 和 DOCSIS 可以共存，不必过多考虑在同系统内与数字电视系统共同运行的技术问题；EPOC是端到端以太网，符合下一代有线电视网络发展方向。
参考文献
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