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徐静 徐永香
[摘 要]我县城乡光纤联网经过十几年的发展，目前县到乡的数据业务和双向业务已经实现，现主要解决如何在不改变树形网络结构的基础上实现有线数字电视的双向业务（VOD和时移）、宽带业务的开通。基于实际情况，我们考虑采用EPON技术。本文从我县城乡光纤联网的现实出发，浅谈村级树形光纤网实行双向功能技术应用。
[关键词]农村光纤网络 树形网 宽带 EPON技术
中图分陈类号：TN929.18 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0255-02
一、我县农村光纤网络的现状
为解决农村分前端多、节目少、信号质量差、维护量大等问题，2001年我县开始城乡光纤联网工作。由于当时光纤价格较高，联网成本大，资金又很紧张，在这种情况下，为了实现城乡同网同节目，我们规划设计县到乡镇分前端采用星形结构，每点采用4芯光纤接入；乡到村使用2芯光缆接入，网络结构采用了能节省大量光纤的树形网络。
现在的网络使用情况是：县到乡使用1芯为下行数字电视节目和VOD时移电视的下行传送，另使用1芯做数据传输，主要传输分前端的数字电视用户管理系统业务、宽带业务、VOD时移电视回传数据、双向设备网络管理业务等，余下的2芯备用。乡到村使用1芯传送数字电视节目，另1芯备用。
目前县到乡的数据业务和双向业务已经实现，现在主要是研究解决如何在不增加网络投入、不改变树形网络结构的基础上实现有线数字电视的双向业务（VOD和时移）、宽带业务的开通。
二、树形网实现双向的几种方案及选择
目前较常用且技术成熟的双向传输技术主要有以下几种：
一是采用光纤收发器双向传输。这种技术由于是点对点的传输，缺点是不可网管且要求网络为星型结构，不适合我们现有的树形网络；
二是采用CMTS技术。这种技术主要是基于电缆分配网，不适合远距离传输，即使下行数据通过光发射机传送，也需要每个光节点配有回传的光模块，这样下行数据虽然可以在树形网上实现，但上行数据同样需要通过光模块回传到前端转换成电信号混合后送入CMTS头端，也就是说上行也是点对点传输，在现有的树形网络结构上同样无法实现；
三是用采用EPON技术来实现双向转输。EPON是一种基于无源光网络点到多点的双向数据传输技术，上下行均采用无源的光分路器分配信号，可靠性高，它每个PON口可以和多达32个ONU通信。根据EPON在县城的实际应用来看，它具有性价比好、技术成熟的优点。
由于我县光纤联网在国内也是属于较早的，同样采用树形结构的其它广电做双向的很少，其它地区较晚实现联网的采用的都是星形布网，因此，我们查到的一些EPON应用都是在星形网络上，在长距离、多分路的树形网上使用EPON，我们没有找到可以借鉴的案例参考。通过和相关厂家专业技术人员请教，他们最多是在烟台市栖霞农村做过4级光分路联网，象我们多达九级树形网尚未做过（我们农村有的个别村屯末端需十多级光分路器），从理论上来讲是可行的。
根据上述三种方案的特点，我们考虑采用EPON技术，选择南山城东部地区的村屯做为试验地区，为将来在我县农村树型光纤网络实现双向业务进行试验性应用。
三、本项目的特点及需要解决的问题
本项目的特点是距离远、光分路器级数多、传输的数据业务种类多，且EPON在多级树形网上的应用没有现成的案例可供参考。
需要解决的问题及解决的办法：
1、做好树形网所有村屯的双向覆盖
南山城东片杨树崴子方向共有15个村屯，由于EPON的传输指标的限定，需要在功率和距离及覆盖村屯个数做好设计工作。
解决办法：从PON输出端开始，对链路光损耗做详细的计算，尽可能在满足本级的光功率需求前提下，让更多的光功率向下一级传送，力争带更多的ONU。通过计算，我们选用了不同光分比的光分路器，满足了末端的光功率需求，实现了远距离覆盖。
2、做好多业务通过同一数据端口的传输
由于只有一个数据通道，需要解决同时传输VOD回传、宽带、交换机管理、ONU和OLT管理、GW2和宽带猫的管理及数字电视SMS业务的问题。
解决办法：我们在前端对业务进行了详细的规划，通过采用VLAN的划分、IP地址分段、ONU上下行数据ACL配置等方法，合理分配各业务带宽的方法，解决了同时传输多业务的需要。
3、测距不够的问题
设备安装、光分路器熔接完成后，我们从最远端开始安装ONU，但从分前端OLT上无法侦测到该ONU，从图纸上看，距分前端约20.5Km，有些超距。
解决方法：经与厂家联系，厂家建议升级新的系统软件。经对OLT进行升级后，顺利发现该ONU。陆续安装完所有的13个ONU（有2个屯因户数较少，暂没安装），经测试，均满足设计要求。
4、功率及所带ONU数量的问题
厂家给出数据表明：每个PON口所能支持的ONU个数与距离有关，理论上每个PON口在不超过20公里内可以支持32个ONU，但如果有40公里的，只能带4个ONU。通过计算，我们设计最远的约25公里，可以支持20个ONU，由于条件所限，目前尚无法验证。
四、本项目的目的和意义
利用我局现有的光纤网络资源，在不改变网络结构、不重新架设光缆的前提下，实现有线数字电视双向业务（VOD、时移电视）和宽带业务。这样可以加快农村网实现双向的步伐，并且节约大量的光缆投入和架设等费用，最大限度地利用现有资源实现广电双向业务在农村的发展。就本次试验项目看，如果采用星型拓朴结构实现本实验区的15个光节点的双向功能，需要重新布光缆2芯至28芯7种规格，约45.06千米，约需材料费24.25万元，施工费约3万元，材料费、人工费合计约27.25万元
五、本项目与星形网相比存在的不足
树形网双向传输从长远看，是个暂时实现双向业务的过度手段，存在的不足是当所覆盖的用户带宽需要增加到近1G时，就难以满足用户的需求。星形网可以通过增加PON口的方法，提高带宽1倍。树形网在不增加光纤的前提下，不能采用增加PON口的方法提高带宽。所以当用户发展到该网络不能满足其带宽时，可以采用改造光纤网络，在OLT处增加PON口的方法解决，原有的光传输设备可以继续使用，不会淘汰。
六、试验结果
我们在每个村都对宽带和VOD业务进行了试验，宽带可以达到设计的4M网速，VOD点播业务也可以正常使用，效果良好。部分村屯由于有放大器的存在，我们采用了加装中继器的方法，经试验，满足设计要求。这种应用比较典型的是新立屯村。目前发放了50只宽带猫，正在测试中，用户反映良好。
七、项目原理图及路由图（图1、2）
八、结语
2001年，我县城乡光纤联网工作开始之时，为解决农村分前端多、信号质量差等问题，我们开始了城乡光纤联网工作，县到乡镇分前端采用星形结构，每点采用4芯光纤接入；乡到村使用2芯光缆接入，网络结构采用了能节省大量光纤的树形网络。利用我局现有的光纤网络资源，在不改变网络结构、不重新架设光缆的前提下，我们努力解决应用服务不够丰富、技术原创能力不足、发展环境不完善等现实问题，实现了有线数字电视双向业务和宽带业务，节省了资金，实现了现有网络资源利用价值最大化，最大限度地利用现有资源实现广电双向业务在农村的发展。从“看电视”到“用电视”，不但加快了农村网实现双向的步伐，实现了宽带网络覆盖城乡的目标，而且使广电技术的升级更多惠及百姓，为有线电视的业务拓展提供了更大可能。
