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【摘要】本文从广电网络实际建设情况与改造需求出发，结合三网融合的背景，以新型无源光网络设备为切入点，对两种双向网改造组网方案xPON+LAN及xPON+EOC的优劣势进行了比较和分析。
【关键词】广电网络LAN EoC双向改造
三网融合无论对于电信还是广电都是一个前所未有的发展机遇。但相比电信网，广电网存在单向广播传输的劣势，因此，网络的双向化改造是广电未来发展和拓宽业务必经的技术门槛。
广电网络现状
根据相关统计数据显示：截至2010年10月底，我国有线数字电视用户达8307.5万户，有线数字化程度达47.75％(有线电视用户基数为17398万户)，广电网络存在用户量庞大、数字化程度较低、双向化程度更低的特点。
从网络架构来看，我国广电城域网基本为“总前端+分前端”的模式(如图1所示)，总前端与分前端之间通过MsTP／SDH环网进行连接，分前端机房向下的HFC网络包括光纤分配网及同轴电缆分配网两部分，其中，从分前端到小区光节点间的光纤分配网采用1550nm或1310nm光机的星形网络结构，每个光节点覆盖用户数从100多户到1000多户不等；小区内的同轴电缆网络实现广播电视节目由光节点向用户的电视机／机顶盒的推送，为了满足双向业务的需要，广电运营商对部分小区的楼内布线采用了同轴电缆+五类线的双线入户方式。基于xPON的两大网改方案
结合以上广电网目前的状况，笔者认为，广电网络的双向改造应遵循两个原则：其一是避免对现有承载网产生较大的影响，以保证用户的原有业务体验不变；其二是结合目前的网络特征、入户缆线情况，选择合理的双向改造接入方式。因此，广电双向网改造必须保证数字电视广播CATV业务在原有承载网中的传播外，同时解决用户VOD点播、宽带上网等其他新业务的需求。
随着光纤成本大大降低，光进铜退已经成为接入层建设的首选方案，而广电的基础网络已经逐步实现了光纤到楼道，为接入网EPON方案提供了线路基础。EPON网络和广电网络具有相同的广播下传方式，点对多点的树形构造，可以轻松地在广电网络中实现EPON组网。因此，xPON(EPON)方案较适合改造现有广电网络。
不同于电信的宽带提速工程，基于EPON的广电双向网改方案则需要在原有有线电视承载网上重新叠加一套EPON网络，该网络可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、VoIP等多种业务。而宽带入户方案则需要结合楼内布线的情况，可选择五类线入户LAN方案或利用原有同轴入户EoC方案，两者皆可完全满足当前广电对接入网双向改造的要求。
1 xPON整体改造方案
xPON(xPON组网如图2所示)由局端OLT设备、ODN(分光器)、用户侧ONU设备三部分组成。为了利用已有机房及光缆资源，OLT局端设备通常设置于承载网分前端机房，其不同于传统电信运营商，一般要求OLT提供交流供电，端口容量从4～40PON口不等，同时OLT设备通过多GE上联接入lP承载网，与互联网、VOD平台等上层网络连接。OLT PON口下行的ODN网络利用目前已有的承载网空余光纤，或者在光纤资源不足的情况下利用xPON单纤三波的特点与CATV共用光纤，到达小区后再将节目与ONU分开；分光器通常置于光交或小区机房内，由分光器分光后接入位于光节点或楼道的ONU设备，ONU可采用220V交流市电或H11C同轴电缆的60v交流集中供电模式，最后由ONU提供若干个以太网端口，接入EoC设备或直接实现LAN方式的宽带入户。
2 xPON+LAN组网方案
对已实现五类线入户的地区，双向网改可直接采用EPON+LAN方案(如图3所示)，即利用五类线入户承载数字电视点播信令上传和宽带上网等多业务，而CATV信号仍源于原有HFC线路，通过同轴电缆入户，最终实现双线入户，一劳永逸地解决了广电双向网改造的问题。
基于EPON+LAN的方案可分为两种组网方式：一是利用楼道型ONU(MDU)直接实现用户的LAN接入，二是采用提供少量以太网接口的“ONU(SI=U)+楼道交换机”混合组网来实现LAN接入。其中，第一种组网方式通常要求ONU提供8个以上的FE端口，以满足ONU所在单元楼内用户的接入需求，其优势在于ONU与OLT作为统一的PON系统，网络结构简单清晰，维护、管理方便，便于网络的下一步演进；缺点是设备成本较高，同时光纤接入点较多，涉及多次的熔纤、跳纤操作。第二种组网方式只要ONU提供4个左右的FE端口即可，接入采用五类线入户的以太网口通过楼道交换机进行扩展，对同一栋楼的多个用户单元，通常将ONU安装在中间单元，楼道交换机分别置于各用户单元，上行通过五类线与ONU的以太网口互连，下行通过FE口连接用户侧的数字机顶盒或PC，其优势为建网成本较低，网络灵活，相比第一种组网方式单PON口可接入用户数量更多；缺点是网络层次较多，结构复杂，楼道交换机难以与EPON统一维护管理，且存在网络升级能力差等方面的问题。
现阶段广电运营商主要采用第二种组网方式进行EPON+LAN的双向网改造，但随着EPON技术在国内光进铜退中的大规模应用，EPON设备价格不断降低，目前楼道型ONU与楼道交换机的每个端口价格相差较小，考虑到网络今后在管理维护的方便性，以及网络长期升级演进的需求，采用多端口ONU直接接入用户的方式在网络应用的后期将更具价值。
通过上述方式实现广电双向网改造后，入户五类线可以与用户的双向机顶盒或PC连接，实现VOD点播或宽带上网业务，若用户同时对这两种业务有需求，广电运营商可以选择多个FE接口的机顶盒。另外，在用户侧增加家庭网关、WLAN设备，就可以满足用户对多业务终端的接入需求。
3 EPON+EoC组网方案
针对国内更为广泛的小区，广电运营商仅有同轴电缆入户，此时双向网改可采用EPON+EoC方案。EoC是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，系统由局端CLT及用户端CNU组成，CLT将CATV信号和EPON网络的数据信号进行复用，通过原有同轴电缆传送到用户侧后通过用户侧的用户端CNU分离出CATV信号和数据信号，从而实现对点播信号回传及宽带上网业务的承载。
对于EPON+EoC的解决方案，根据CLT及ONU放置位置的不同，通常可以分为两种组网方式：一是将CLT及ONU放置于小区机房(光站位置)，由少量CLT完成对整个小区用户的双向网改覆盖；二是将CLT及ONU下沉至楼道，由CLT对一栋楼或—个单元内的用户进行双向网改覆盖。其中，第一种方式适合于业务开通初期，用户双向网改接入率较低的地区，由于CLT放置位置较高，便于对用户的广泛覆盖，且现有光纤和铜缆资源无需调整，是一种低投资、 高收益模式；第二种方式则适合于业务发展成熟期，用户双向改造需求旺盛、双向改造接入率较高的地区，此时需要将光纤下移至楼道，CLT及ONU均安装于楼道内，以满足用户高带宽、高渗透率的需求。
随着广电双向网改造的不断发展，EPON与EoC设备也在逐步走向融合，目前业界可以提供CLT与ONU共同设置的一体化缆桥交换机，避免了CLT与ONU分别设置所带来的设备安装、网络连接、维护管理等一系列问题，使网络更加简化，也为广电运营商的网络改造提供了较大方便。
而对用户家庭内部，CNU可以提供RF口及多个以太网端口，部分设备也具备内置的WiFi功能，可以满足用户包括VOD点播、宽带上网、WLAN覆盖等多种业务需求。
两大方案优劣势比较
从现阶段来看，国内大多数广电运营商都较为推崇EPON+EoC解决方案，而EPON+LAN方案也逐步被广电运营商认可。下面从建设成本、施工难度、业务能力、维护管理、网络演进等几个维度对以上两种方案进行比较和分析。
从建设成本来看，EPON+EoC在双向网改渗透率较低的情况下拥有成本优势，原因是EPON+EoC成本主要集中在CLT和CNU上，尤其是CNU占整个设备成本的80％，用户渗透率低使CLT及CNU设备需求数量相对较少，设备成本被覆盖用户基数分摊。例如，当网改渗透率低于50％时，EPON+EoC的改造方案可将成本控制在100元以内，而当渗透率逐步增加时，其成本基本呈线性增加；当网改渗透率达到100％时，改造成本在200元以上。与EPON+EoC相反，EPON+LAN在网改渗透率较高时拥有成本优势，这主要是由于多端口ONU部署于楼道时，用户的覆盖率高，甚至可以做到全覆盖，而随着FTTB在光进铜退中的广泛应用，EPON设备价格迅速下降，当网改渗透率达到100％时，每户改造的设备成本可以控制在120元左右(这里未考虑用户在多业务需求下部署家庭网关所增加的成本，主要是家庭网关可以按需放装，而目前VOD的渗透率远高于互联网业务的渗透率)。而实际上无论用户的渗透率如何变化，EPON+LAN所需的设备数量基本相差不大，因此网改渗透率低时，每用户改造成本反而更高。
从工程实施难度来看，EPON+EoC的组网利用广电已有的同轴电缆资源，楼内无需二次布线，工程简单；对室内布线，CNU可以沿同轴电缆放置于电视机附近，与数字机顶盒连接也较为方便。而EPON+LAN方案需要重新部署五类线资源入户，施工量和施工难度较大，同时对于室内布线，目前大多数的家庭布线电视机位置均未预埋五类线，因此对室内布线也有较大的影响，这是影响广电运营商在旧小区应用此方案的主要原因。
从业务能力来看，EPON+EoC为用户提供宽带接入时，CLT带宽为多用户共享，以HomePlungAV为例，其最多接入256个用户，可提供带宽在100M以内，此时CLT接入的所有用户共享此100M资源。正是由于采用带宽共享机制，因此不适合开展IFFV之类的高带宽业务，而对于三网融和的语音业务，目前EoC也缺少好的解决方案，广电运营商需要在用户侧增加lAD等设备。相比之下，EPON+LAN方案由单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，每用户通过ONU的FE端口接入，可获得的带宽弹性较大，而ONU也可以同时提供以太网及语音端口，或通过扩展的方式增加ONU的语音接入能力，使广电运营商在接入层具备了为用户提供低成本开通语音业务的条件。
从运维角度来看，EPON与EoC属于两个不同的产品体系，管理中需要维护两种不同的设备，但由于EoC技术标准众多，技术成熟度低，也给运营商的网络稳定性和运维带来了一定的挑战。而EPON+LAN方案如果采用多端口ONU直接实现用户接入，只需要维护EPON设备即可，同时FTFB+LAN的组网技术、业务发放、运维手段也已经非常成熟，因此其运维管理较为方便。
根据NGB的发展目标，未来在接入层要达到40Mbp～60Mbps的用户速率，而目前无论是EPON+EoC还是EPON+LAN都很难达到这样的要求，因此网络改造需要考虑到其长期的升级和演进能力。随着EPON下一代技术10GEPON迅速成熟，目前已有芯片厂商推出了10GEPON的ASIC芯片，其意味着10G EPON的市场应用真正进入了快车道，而PON设备商也纷纷承诺现网EPON设备可平滑向10GEPON演进，即EPON+LAN的网络演进能力较强，一旦升级到10GPON，现网的用户带宽可以提升10倍，实现NGB的带宽目标并不困难。而EoC技术目前最理想的是P1901可以为多用户提供300M左右的共享带宽，很难达到40Mbps～60Mbps的用户速率。
综上所述，两种组网技术各有千秋：EPON+EoC胜在施工难度小、工作量少、改造速度快、短期性价比高，从保护投资，避免重复建设的角度而言，使用EPON+EoC进行网络改造可保证广电运营商的利益；EPON+LAN虽然优点很多，但受困于网络改造难度大等因素，目前其应用仍较为有限。然而我们也应该看到中国电信、中国联通已经开始积极建设FTTH，FTTH在旧小区的网络改造难度比广电EPON+LAN的改造难度更大，随着电信与广电三网融合建设的不断深入，双方的改造经验可以互相借鉴。
实际上无论采用哪种方案，最终适合自己的才是最好的，这需要广电运营商根据自身发展需求以及市场目标，摸索出一条最适合自身发展的道路。
【关键词】广电网络LAN EoC双向改造
三网融合无论对于电信还是广电都是一个前所未有的发展机遇。但相比电信网，广电网存在单向广播传输的劣势，因此，网络的双向化改造是广电未来发展和拓宽业务必经的技术门槛。
广电网络现状
根据相关统计数据显示：截至2010年10月底，我国有线数字电视用户达8307.5万户，有线数字化程度达47.75％(有线电视用户基数为17398万户)，广电网络存在用户量庞大、数字化程度较低、双向化程度更低的特点。
从网络架构来看，我国广电城域网基本为“总前端+分前端”的模式(如图1所示)，总前端与分前端之间通过MsTP／SDH环网进行连接，分前端机房向下的HFC网络包括光纤分配网及同轴电缆分配网两部分，其中，从分前端到小区光节点间的光纤分配网采用1550nm或1310nm光机的星形网络结构，每个光节点覆盖用户数从100多户到1000多户不等；小区内的同轴电缆网络实现广播电视节目由光节点向用户的电视机／机顶盒的推送，为了满足双向业务的需要，广电运营商对部分小区的楼内布线采用了同轴电缆+五类线的双线入户方式。基于xPON的两大网改方案
结合以上广电网目前的状况，笔者认为，广电网络的双向改造应遵循两个原则：其一是避免对现有承载网产生较大的影响，以保证用户的原有业务体验不变；其二是结合目前的网络特征、入户缆线情况，选择合理的双向改造接入方式。因此，广电双向网改造必须保证数字电视广播CATV业务在原有承载网中的传播外，同时解决用户VOD点播、宽带上网等其他新业务的需求。
随着光纤成本大大降低，光进铜退已经成为接入层建设的首选方案，而广电的基础网络已经逐步实现了光纤到楼道，为接入网EPON方案提供了线路基础。EPON网络和广电网络具有相同的广播下传方式，点对多点的树形构造，可以轻松地在广电网络中实现EPON组网。因此，xPON(EPON)方案较适合改造现有广电网络。
不同于电信的宽带提速工程，基于EPON的广电双向网改方案则需要在原有有线电视承载网上重新叠加一套EPON网络，该网络可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、VoIP等多种业务。而宽带入户方案则需要结合楼内布线的情况，可选择五类线入户LAN方案或利用原有同轴入户EoC方案，两者皆可完全满足当前广电对接入网双向改造的要求。
1 xPON整体改造方案
xPON(xPON组网如图2所示)由局端OLT设备、ODN(分光器)、用户侧ONU设备三部分组成。为了利用已有机房及光缆资源，OLT局端设备通常设置于承载网分前端机房，其不同于传统电信运营商，一般要求OLT提供交流供电，端口容量从4～40PON口不等，同时OLT设备通过多GE上联接入lP承载网，与互联网、VOD平台等上层网络连接。OLT PON口下行的ODN网络利用目前已有的承载网空余光纤，或者在光纤资源不足的情况下利用xPON单纤三波的特点与CATV共用光纤，到达小区后再将节目与ONU分开；分光器通常置于光交或小区机房内，由分光器分光后接入位于光节点或楼道的ONU设备，ONU可采用220V交流市电或H11C同轴电缆的60v交流集中供电模式，最后由ONU提供若干个以太网端口，接入EoC设备或直接实现LAN方式的宽带入户。
2 xPON+LAN组网方案
对已实现五类线入户的地区，双向网改可直接采用EPON+LAN方案(如图3所示)，即利用五类线入户承载数字电视点播信令上传和宽带上网等多业务，而CATV信号仍源于原有HFC线路，通过同轴电缆入户，最终实现双线入户，一劳永逸地解决了广电双向网改造的问题。
基于EPON+LAN的方案可分为两种组网方式：一是利用楼道型ONU(MDU)直接实现用户的LAN接入，二是采用提供少量以太网接口的“ONU(SI=U)+楼道交换机”混合组网来实现LAN接入。其中，第一种组网方式通常要求ONU提供8个以上的FE端口，以满足ONU所在单元楼内用户的接入需求，其优势在于ONU与OLT作为统一的PON系统，网络结构简单清晰，维护、管理方便，便于网络的下一步演进；缺点是设备成本较高，同时光纤接入点较多，涉及多次的熔纤、跳纤操作。第二种组网方式只要ONU提供4个左右的FE端口即可，接入采用五类线入户的以太网口通过楼道交换机进行扩展，对同一栋楼的多个用户单元，通常将ONU安装在中间单元，楼道交换机分别置于各用户单元，上行通过五类线与ONU的以太网口互连，下行通过FE口连接用户侧的数字机顶盒或PC，其优势为建网成本较低，网络灵活，相比第一种组网方式单PON口可接入用户数量更多；缺点是网络层次较多，结构复杂，楼道交换机难以与EPON统一维护管理，且存在网络升级能力差等方面的问题。
现阶段广电运营商主要采用第二种组网方式进行EPON+LAN的双向网改造，但随着EPON技术在国内光进铜退中的大规模应用，EPON设备价格不断降低，目前楼道型ONU与楼道交换机的每个端口价格相差较小，考虑到网络今后在管理维护的方便性，以及网络长期升级演进的需求，采用多端口ONU直接接入用户的方式在网络应用的后期将更具价值。
通过上述方式实现广电双向网改造后，入户五类线可以与用户的双向机顶盒或PC连接，实现VOD点播或宽带上网业务，若用户同时对这两种业务有需求，广电运营商可以选择多个FE接口的机顶盒。另外，在用户侧增加家庭网关、WLAN设备，就可以满足用户对多业务终端的接入需求。
3 EPON+EoC组网方案
针对国内更为广泛的小区，广电运营商仅有同轴电缆入户，此时双向网改可采用EPON+EoC方案。EoC是用于在同轴电缆上传输以太网数据信号的一种技术，系统由局端CLT及用户端CNU组成，CLT将CATV信号和EPON网络的数据信号进行复用，通过原有同轴电缆传送到用户侧后通过用户侧的用户端CNU分离出CATV信号和数据信号，从而实现对点播信号回传及宽带上网业务的承载。
对于EPON+EoC的解决方案，根据CLT及ONU放置位置的不同，通常可以分为两种组网方式：一是将CLT及ONU放置于小区机房(光站位置)，由少量CLT完成对整个小区用户的双向网改覆盖；二是将CLT及ONU下沉至楼道，由CLT对一栋楼或—个单元内的用户进行双向网改覆盖。其中，第一种方式适合于业务开通初期，用户双向网改接入率较低的地区，由于CLT放置位置较高，便于对用户的广泛覆盖，且现有光纤和铜缆资源无需调整，是一种低投资、 高收益模式；第二种方式则适合于业务发展成熟期，用户双向改造需求旺盛、双向改造接入率较高的地区，此时需要将光纤下移至楼道，CLT及ONU均安装于楼道内，以满足用户高带宽、高渗透率的需求。
随着广电双向网改造的不断发展，EPON与EoC设备也在逐步走向融合，目前业界可以提供CLT与ONU共同设置的一体化缆桥交换机，避免了CLT与ONU分别设置所带来的设备安装、网络连接、维护管理等一系列问题，使网络更加简化，也为广电运营商的网络改造提供了较大方便。
而对用户家庭内部，CNU可以提供RF口及多个以太网端口，部分设备也具备内置的WiFi功能，可以满足用户包括VOD点播、宽带上网、WLAN覆盖等多种业务需求。
两大方案优劣势比较
从现阶段来看，国内大多数广电运营商都较为推崇EPON+EoC解决方案，而EPON+LAN方案也逐步被广电运营商认可。下面从建设成本、施工难度、业务能力、维护管理、网络演进等几个维度对以上两种方案进行比较和分析。
从建设成本来看，EPON+EoC在双向网改渗透率较低的情况下拥有成本优势，原因是EPON+EoC成本主要集中在CLT和CNU上，尤其是CNU占整个设备成本的80％，用户渗透率低使CLT及CNU设备需求数量相对较少，设备成本被覆盖用户基数分摊。例如，当网改渗透率低于50％时，EPON+EoC的改造方案可将成本控制在100元以内，而当渗透率逐步增加时，其成本基本呈线性增加；当网改渗透率达到100％时，改造成本在200元以上。与EPON+EoC相反，EPON+LAN在网改渗透率较高时拥有成本优势，这主要是由于多端口ONU部署于楼道时，用户的覆盖率高，甚至可以做到全覆盖，而随着FTTB在光进铜退中的广泛应用，EPON设备价格迅速下降，当网改渗透率达到100％时，每户改造的设备成本可以控制在120元左右(这里未考虑用户在多业务需求下部署家庭网关所增加的成本，主要是家庭网关可以按需放装，而目前VOD的渗透率远高于互联网业务的渗透率)。而实际上无论用户的渗透率如何变化，EPON+LAN所需的设备数量基本相差不大，因此网改渗透率低时，每用户改造成本反而更高。
从工程实施难度来看，EPON+EoC的组网利用广电已有的同轴电缆资源，楼内无需二次布线，工程简单；对室内布线，CNU可以沿同轴电缆放置于电视机附近，与数字机顶盒连接也较为方便。而EPON+LAN方案需要重新部署五类线资源入户，施工量和施工难度较大，同时对于室内布线，目前大多数的家庭布线电视机位置均未预埋五类线，因此对室内布线也有较大的影响，这是影响广电运营商在旧小区应用此方案的主要原因。
从业务能力来看，EPON+EoC为用户提供宽带接入时，CLT带宽为多用户共享，以HomePlungAV为例，其最多接入256个用户，可提供带宽在100M以内，此时CLT接入的所有用户共享此100M资源。正是由于采用带宽共享机制，因此不适合开展IFFV之类的高带宽业务，而对于三网融和的语音业务，目前EoC也缺少好的解决方案，广电运营商需要在用户侧增加lAD等设备。相比之下，EPON+LAN方案由单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，每用户通过ONU的FE端口接入，可获得的带宽弹性较大，而ONU也可以同时提供以太网及语音端口，或通过扩展的方式增加ONU的语音接入能力，使广电运营商在接入层具备了为用户提供低成本开通语音业务的条件。
从运维角度来看，EPON与EoC属于两个不同的产品体系，管理中需要维护两种不同的设备，但由于EoC技术标准众多，技术成熟度低，也给运营商的网络稳定性和运维带来了一定的挑战。而EPON+LAN方案如果采用多端口ONU直接实现用户接入，只需要维护EPON设备即可，同时FTFB+LAN的组网技术、业务发放、运维手段也已经非常成熟，因此其运维管理较为方便。
根据NGB的发展目标，未来在接入层要达到40Mbp～60Mbps的用户速率，而目前无论是EPON+EoC还是EPON+LAN都很难达到这样的要求，因此网络改造需要考虑到其长期的升级和演进能力。随着EPON下一代技术10GEPON迅速成熟，目前已有芯片厂商推出了10GEPON的ASIC芯片，其意味着10G EPON的市场应用真正进入了快车道，而PON设备商也纷纷承诺现网EPON设备可平滑向10GEPON演进，即EPON+LAN的网络演进能力较强，一旦升级到10GPON，现网的用户带宽可以提升10倍，实现NGB的带宽目标并不困难。而EoC技术目前最理想的是P1901可以为多用户提供300M左右的共享带宽，很难达到40Mbps～60Mbps的用户速率。
综上所述，两种组网技术各有千秋：EPON+EoC胜在施工难度小、工作量少、改造速度快、短期性价比高，从保护投资，避免重复建设的角度而言，使用EPON+EoC进行网络改造可保证广电运营商的利益；EPON+LAN虽然优点很多，但受困于网络改造难度大等因素，目前其应用仍较为有限。然而我们也应该看到中国电信、中国联通已经开始积极建设FTTH，FTTH在旧小区的网络改造难度比广电EPON+LAN的改造难度更大，随着电信与广电三网融合建设的不断深入，双方的改造经验可以互相借鉴。
实际上无论采用哪种方案，最终适合自己的才是最好的，这需要广电运营商根据自身发展需求以及市场目标，摸索出一条最适合自身发展的道路。