董宏成，黄 俊，郑丹玲，董 伟

（1.重庆邮电大学，重庆 400065；2.重庆信科设计有限公司，重庆 400065）

基于EPON和W iMAX的三网融合方案的设计

董宏成1，2，黄 俊1，郑丹玲1，董 伟1

（1.重庆邮电大学，重庆 400065；2.重庆信科设计有限公司，重庆 400065）

三网融合是通信发展的必然趋势，由于国内不同地区所处的地理环境不同，在三网融合中所用到的技术也有所不同。EPON和WiMAX是目前比较成熟的两种宽带接入技术，它们有各自的优点，这两种技术相互结合则能满足不同场景下网络需求的建设，推动三网融合的快速发展。通过结合实际工程分析了不同场景下运用这两种技术建设通信网络的设计方案。

三网融合；不同场景；设计方案

近年来随着科技的发展和生活质量的快速提高，用户的业务需求已由传统的语音单业务需求发展到能够承载数据业务、语音业务、IP视频业务和CATV业务的全业务需求网络。结合国务院印发《关于促进信息消费扩大内需的若干意见》中明确指出加快信息基础设施演进升级，发布实施“宽带中国”战略，全面推进三网融合。根据国内不同地区所处的地理环境的不同和目前市场上比较成熟的技术，结合实际工程提出了一种基于EPON+WiMAX的三网融合建设方案。

EPON融合了PON和以太网的技术优点，系统结构简化、成本低、带宽高，与现有的以太网兼容，具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力等优点，是现在小区宽带工程中普遍采用的一种宽带接入技术[1]。WiMAX称为全球微波互联接入，与其他接入方式相比，WiMAX的传输速率更快，传播距离更远。WiMAX宽带无线接入技术具有部署速度快，扩展能力更强及灵活性更高等优点，由于地理环境的影响，在中国的许多地方无任何宽带网络接入，而WiMAX可以采用无线的方式来代替有线实现“最后一公里”的宽带无线接入方式。EPON和WiMAX两种技术相互结合则能全方位的满足不同场景下网络需求的建设，推动三网融合的快速发展。下面以中国西南地区某县为例，详细阐述不同场景下的设计方案。

1 客户需求分析

经过多年的建设，中国西南地区某县的通信网络已经取得了长足的发展，传统业务日臻完善，视频点播、个人宽带、数据专线等新兴业务发展迅速，为县区的文化建设和经济发展做出了卓越的贡献。为了响应国家的政策，积极推进三网融合的建设，县区启动了全县范围内基础网络升级建设的方案。由于此县区位于西部地区，各乡镇的地理环境不一样，针对此种情况不同地区采用了不同的建设方案。

2 不同场景下的方案设计

县区位于省辖市的西南部，共24个乡镇和3个街道，根据要求要对现在所有乡镇的基础网络进行改造，使其满足语音业务、数据业务及电视业务的需求。但是根据调查得出此县区区域面积广、地理环境复杂，甚至有些偏远的乡镇由于地势恶劣至今没有接入有线线缆，针对此县区的情况，结合目前较成熟的技术对不同的区域提出了不同的建设方案[2]。总体建设方案如图1所示。

图1 某县通信网络的建设方案总图

图1为整个县城的光网络的总体建设方案。从图中可以看到整个通信方案共有3个汇聚环[3-4]，为了保证通信的质量，从县城中心机房节点到汇聚环3增加了物理保护路由。并且为了保证通信质量的可靠性及建设投资的经济性，整个设计方案采用了3级节点的通信结构。根据实际场景需求整体设计方案又可以分为2种典型应用场景建设方案。

2.1 城镇居民接入组网方案设计

由于城镇居民居住相对集中，在小区内视用户分布情况放一个或几个光节点放置ONU。在ONU和用户之间，可以根据运营商在用户接入段资源状况选择xDSL，LAN或者WLAN的方式，实现用户接入，ONU的布置根据用户需求可以分两种形式，需要实现光纤到家（FTTH）的高端用户，ONU直接放置在用户家中，其余用户，ONU放置在小区机房，小区用户共享一个或多个ONU。由于EPON的多业务接入能力及VDSL的高带宽和多业务支持能力，采用EPON+VDSL方式将是小区居民用户实现多业务接入的理想方案，下面以此场景中的一个典型设计案列来分析。

位于龙池镇上有一新建小区，此小区共有3栋，每栋4个单元7层，每层4用户，则每栋112户，共336户。在进行方案设计时，为每个用户提供4 Mbit/s的带宽上网，同时为每个用户设计带宽为100 kbit/s的语音电话业务，最后为用户提供标清数字电视和高清数字电视。设计为每路数字电视预设3 Mbit/s带宽，提供100个标清频道，为高清数字电视预设8 Mbit/s带宽，提供10个高清频道。由于直播节目采用组播方式传输到用户，所以无论用户是否接受都会占用宽带，其并发率为100%，点播类节目采用单播方式传输，并发率一般不会超过30%。具体的设计方案数据图表1所示。

表1 带宽需求表

根据文献[5]中所描述的内容可以得到1个PON口可以为n个用户提供服务，又因为考虑到实际的链路的开销，1个PON口的有效带宽为1 000 Mbit/s，即宽带上网、语音业务及数字视频业务的总带宽不能超过1 000 Mbit/s。由表1得出：4×n+0.1×n+8×10+3×100+（3+8）×n×0.3＜1 000，计算得出n≤83，即1个PON口可以带动的用户数不多于83个。

在实际的工程建设中，由于光交接箱、分光器再加上光纤自身的衰耗，这些会造成OLT和ONU之间的光功率大量衰减，根据实际工程经验得出要使到达ONU的光功率在ONU的接受范围之内，OLT和ONU之间的最大衰减应控制在25 dB范围内。但是在实际工程中考虑到各方面的衰减因素，通常采用二级分光，总分光比为1∶64，并且为了使传输的质量更可靠，每个二级分光器覆盖的楼层不应超过7层，因此结合小区用户的分布及每个PON口所能提供服务的用户数及未来网络的扩容性，在此次工程中设计1个PON口的下挂用户为56个，共需要6个PON口。在选择OLT设备时可选用华为5680T产品，选择ONU设备时，每个ONU设备均可提供用于上网和IPTV的FE接口以及语音业务的POTS口，可以选用华为5620E产品。这个小区的设计方案如图2所示。

图2 设计方案图

上述场景的方案设计可以被应用在城镇居民相对集中的地区，通过采用EPON接入技术可以很好地推进三网融合的建成与使用。

2.2 边远山区农村接入组网方案设计

从整个县区的整体设计方案可以看出位于三级节点的乡镇大部分所处的地理环境较恶劣，且用户居住较分散。经过实际勘察得出在这些用户密度低的边远山村农村，地形复杂，若像上述叙述的方案那样来建设，则投资规模大，并且施工难度极大，因此针对此种场景下的网络建设，在实际建设中宜采用有线和无线相结合的建设方案，可采用EPON+WiMAX的建设方案。OLT可以放置在较大乡镇的机房，ONU可以放置在乡镇或较大的行政村，下挂WiMAX基站，用户采用CPE终端连接网络，实现有线电视、宽带网络及语音业务的需求，具体的设计方案网络图如图3所示。

图3 设计方案图

WiMAX的无线信号传输距离最远可达50 km，接入速度可以最高可达70 Mbit/s，能提供语音、数据和视频在内的多媒体通信服务，是目前国内外常采用的一种无线接入解决方案，因此目前此技术是欠发达农村地区和人口密度较低的边远地区宽带通信的最佳选择。

在实际网络工程建设中，此方案的OLT到ONU之间与第一种场景的建设过程大致相同，设备选择基本一样。无线部分可采用802.16d，即3.5 GHz的固定WiMAX组网方式，设备选型则可选用中兴生产的WiMAX紧凑型一体化基站E9230。其中终端接入设备采用中兴合作终端（包括室内/室外CPE以及手持终端等）。在一些地区也可以结合McWill无线宽带技术来更好地实现三网融合，此方案经过前期西藏某地区村村通工程初步验证能很好解决这些地区网络业务的需求。图4和图5分别是某地区村村通工程的测试场面，通过测试采用无线宽带接入能很好地满足数据和语音的需求。

图4 现场数据测试（照片）

图5 语音测试（照片）

2.3 不同建设方案的比较

结合各方面的因素考虑得出，上述两种设计方案能很好的解决此次县区通信网络设计中不同场景下的建设方案需求，表2为两种不同场景下的建设方案对比。

表2 两种场景的比较

表2是两种建设方案的一些基本比较，由于我国不同地区所处地理环境不一样，特别是中西部地区山区较多，广大乡村目前通信落后，通过上述的方案可以解决这些地区的广播电视业务、上网业务及语音业务。

3 结束语

三网融合是通信发展的必然趋势，文中通过分析某县区不同乡镇所处的不同场景，结合必要的图形和文字说明了这些场景下的建设方案，希望这些设计方案能很好地推动三网融合时代的降临。同时随着宽带技术的快速发展和国家即将发放4G牌照，LTE技术将会成为未来无线宽带发展的重点方向，在未来可以采用LTE+WiMAX的技术方案来实现网络融合，前者负责主体区域的通信，后者负责对前者网络的扩展和补充，使得通信网络更加完善可靠。

[1]董博.三网融合接入网PON+EoC技术[J].电信网技术，2012（7）：82-84.

[2] 赵长水，李宋林，孙庆龙，等.议县市级光纤电视网络的构建与设计[J].电视技术，2013，37（12）：51-54.

[3] 张斌，周友良，张丽.高邮市有线电视网络双向化建设方案[J].电视技术，2012，36（22）：46-49.

[4] 曾瑞刚.如何建成应用于广电城域网传输的SDH网络[J].电视技术，2013，37（12）：45-46.

[5] 杨晓波.小区三网融合业务FTTH方案设计[J].电视技术，2012，36（8）：53-55.

董 伟（1989—），硕士生。

Design Scheme of Three Networks Convergence Based on EPON and W iMAX

DONG Hongcheng1，2，HUANG Jun1，ZHENG Danling1，DONG Wei1
（1.Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，China；2.Chongqing Information Technology Designing Co.，Ltd.，Chongqing 400065，China）

It is the inevitable trend of the telecommunication systems’development that the integration of telecommunications networks，cable TV networks and the Internet.For the differentiation of geographical conditions in different areas in our country，the technologies which used to the integration of the Three Networks can’t be unified.At present，there are two mature broadband access techniques，EPON and WiMAX，which have their own advantages.If combine these two techniques properly，it can meet the needs of network constructions under different scenarios and promote the development of the integration of Three Networks.In this paper，different communication network's design schemes using EPON and WiMAX under different scenarios are analyzed and all of the schemes are combined with practical projects.

three networks convergence；different scenarios；design scheme

TN915

B

董宏成（1969—），高级工程师，硕士生导师，主要研究方向为通信网新技术及电信增值业务、NGN技术；

黄 俊（1987—），硕士生，研究方向为通信新技术应用、移动通信网络规划与应用；

郑丹玲（1970—），女，讲师，主要从事通信与信息方面的教学与研究工作；

�� 雯

2013-08-20

【本文献信息】董宏成，黄俊，郑丹玲，等.基于EPON和WiMAX的三网融合方案的设计[J].电视技术，2014，38（16）.