淺談農(nóng)村有線數(shù)字平臺和雙向網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案

■黃云榮 林康愉

廣西現(xiàn)有1126個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，截至2012年底，已光纜聯(lián)網(wǎng)1024個（含區(qū)光纜干線開口聯(lián)網(wǎng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)），聯(lián)網(wǎng)率為90.9%。另據(jù)統(tǒng)計，目前納入廣西廣電網(wǎng)絡(luò)公司管理的農(nóng)網(wǎng)用戶共有約120萬戶，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)用戶55萬戶，非鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)用戶65萬戶，數(shù)字電視用戶為13萬戶。計劃三年內(nèi)實現(xiàn)90%以上農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化，對于已經(jīng)數(shù)字化的農(nóng)網(wǎng)用戶潛在著10%的雙向?qū)拵I(yè)務(wù)需求，潛在雙向?qū)拵в脩艏s12萬戶，每年可為公司帶來數(shù)千萬以上的寬帶業(yè)務(wù)收入。

一、全區(qū)農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺及網(wǎng)絡(luò)狀況

（一）農(nóng)網(wǎng)有線數(shù)字電視平臺頻率資源規(guī)劃

168～500MHz為農(nóng)村模擬電視信號；500～700MHz為農(nóng)村有線單模數(shù)字信號；700～800MHz為無線數(shù)字信號；100～700MHz為城網(wǎng)數(shù)字信號。

（二）農(nóng)網(wǎng)模擬信號平臺

農(nóng)網(wǎng)模擬信號平臺由各地分公司在當?shù)厥锌h前端搭建，傳輸40套左右的模擬電視信號。

（三）農(nóng)網(wǎng)數(shù)字化信號平臺

我區(qū)農(nóng)網(wǎng)有線數(shù)字平臺有兩個平臺：城網(wǎng)數(shù)字電視平臺（簡稱數(shù)字1平臺）和農(nóng)網(wǎng)有線數(shù)字電視平臺（簡稱數(shù)字2平臺）。各地分公司可根據(jù)當年的實際情況選擇用不同的平臺。由于兩個平臺的帶寬頻率不一樣，采用的平臺不同對采用CMTS接入技術(shù)的雙向平臺會造成影響。城網(wǎng)數(shù)字電視平臺信號可作為農(nóng)村有線數(shù)字化的信號，節(jié)目類型、業(yè)務(wù)內(nèi)容、機頂盒等與城網(wǎng)相同。農(nóng)網(wǎng)有線數(shù)字電視平臺目前支持標清、付費節(jié)目、NVOD，不支持數(shù)據(jù)廣播、股票、雙向互動等數(shù)字電視業(yè)務(wù)，暫不要求支持高清（目前為標清機頂盒）。機頂盒與城網(wǎng)數(shù)字機頂盒不能混用。

（四）全區(qū)現(xiàn)有農(nóng)村主干網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)狀況

1.各地分公司農(nóng)網(wǎng)光纖資源不一樣，大部分市（縣）都存在從市（縣）總前端至鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端利用區(qū)光纜干線開口聯(lián)網(wǎng)（以下簡稱區(qū)干開口）的情況，利用區(qū)干光纜的主干光纜纖芯已不足，無法保證用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最低芯數(shù)1芯要求，這種情況聯(lián)網(wǎng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)約為280個，占已聯(lián)網(wǎng)1024個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的27%左右。

2.各地分公司總前端至鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端光纖傳輸距離不定，各前端之間的距離從10公里至100公里不等。

3.各地分公司分配網(wǎng)建設(shè)情況不同，2005年以前建設(shè)的分配網(wǎng)帶寬為300-450MHz，2005-2008年建設(shè)的分配網(wǎng)帶寬為550MHz，2008年后的分配網(wǎng)建設(shè)按860MHz設(shè)計。由于農(nóng)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范和城網(wǎng)技術(shù)規(guī)范不一致，沒有要求回傳的信號平衡的。

4.目前農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基本都是使用放大器或小型光接收機，無反向光回傳模塊，所帶用戶在50-100戶左右。

二、臨時解決雙向業(yè)務(wù)方案（鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端無數(shù)據(jù)承載網(wǎng)）

由于目前全區(qū)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)只建設(shè)到各縣公司總前端，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)前端基本沒有建設(shè)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)，以下是用射頻調(diào)制數(shù)據(jù)信號的方法臨時解決了雙向業(yè)務(wù)需求。

圖1

圖2

圖3 光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖4

1.總前端至鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端光纖資源充足的技術(shù)方案。如圖1。

該方案從分公司總前端至鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端至少提供2芯光纖（上下行各1芯），從鄉(xiāng)鎮(zhèn)前端至各光點各2芯光纖（上下行各1芯）。如總前端距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端40公里內(nèi)，反向發(fā)射機采用1310發(fā)射機（10-16dB），如距離在40-80公里內(nèi)采用1550直調(diào)發(fā)射機加光放大器，距離超過80公里無法使用該方案。

該方案要求分配網(wǎng)已基本按城網(wǎng)標準進行改造，帶寬達到860MHz（因為使用原城網(wǎng)CMTS下行頻率為738MHz、746MHz），基本按模塊化設(shè)計，光工作站需使用雙向光工作站。

2.利用區(qū)干開口聯(lián)網(wǎng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（只有1芯光纖）的技術(shù)方案。如圖2。

該方案采用粗波分技術(shù)，正向使用1550光發(fā)射機，反向使用1310發(fā)射機，故總前端至分前端傳輸距離在40公里內(nèi)可采用該技術(shù)方案，只需增加一對(OMU+ODU)。

如傳輸距離在40-80公里，需采用密集波分技術(shù)，正向使用1550nm光發(fā)射機，反向使用特殊波長的直調(diào)發(fā)射機（例如1560nm）加光放大器即可。需增加一對密集波分復用器(OMU+ODU)，一臺特殊波長發(fā)射機（例如1560nm）。

三、建設(shè)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)分前端數(shù)據(jù)網(wǎng)及各種接入模型

（一）市縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)

市縣到每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)傳輸規(guī)劃為不少于1GE的IP傳輸鏈路。由于農(nóng)網(wǎng)光纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常有兩種，分別為星形結(jié)構(gòu)和樹星形結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

圖5

圖6

圖7

1.星形結(jié)構(gòu)

（1）光纖充足 直接采用裸纖傳輸方式，光纖兩端端直接使用SFP單纖光模塊。即在匯聚交換機或OLT（光線路終端）上使用單模SFP模塊，通過一根單模光纖進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸，不使用光纖收發(fā)器。

（2）光纖不足 采用粗波分進行傳輸。光纖2端直接使用粗波分設(shè)備（常用4-8波），線路側(cè)使用一根纖芯。匯聚交換機或OLT上使用多模SFP模塊與粗波分設(shè)備業(yè)務(wù)側(cè)相連。

2.樹星形結(jié)構(gòu)

（1）末級鄉(xiāng)鎮(zhèn)（如鄉(xiāng)鎮(zhèn)2、3、4、5）到上一級鄉(xiāng)鎮(zhèn)原則上采用裸纖傳輸方式，光纖2端直接使用SFP單纖光模塊。

（2）市縣到中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)原則上采用粗波分進行傳輸（如市縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)1）。光纖2端直接使用粗波分設(shè)備（常用8波或者16波），線路側(cè)使用一根纖芯。匯聚交換機或OLT上使用多模SFP模塊與粗波分設(shè)備業(yè)務(wù)側(cè)相連。

（3）當光纖資源不足或者市縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)距離超過40公里的情況下，在中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)（如鄉(xiāng)鎮(zhèn)1）增加匯聚交換機，先將OLT匯聚到中心節(jié)點后再由交換機傳至市/縣級前端機房的交換機，但中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)到市縣的傳輸鏈路必須相應(yīng)增加。

光纖資源充足者市縣到鄉(xiāng)鎮(zhèn)距離不超過40公里的情況下，將樹星形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為星形結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。一方面減少交換機級聯(lián)，在組網(wǎng)上形成扁平化，有利于提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量；另一方面減少中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚交換機故障、停電時對下級鄉(xiāng)鎮(zhèn)業(yè)務(wù)的影響，減少業(yè)務(wù)影響范圍。

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4。

（二）各種接入網(wǎng)模型

1.方案一：EPON+EOC

組網(wǎng)方案結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)機房通過光收發(fā)器與光工作站相連接，光收發(fā)器將數(shù)據(jù)信號送入EOC，再由EOC把數(shù)據(jù)信號調(diào)制成射頻信號，與光工作站的射頻信號通過二分配器混合輸出，送入同軸電纜網(wǎng)。用戶家里的回傳接收原理與EPON+EOC方式相同。

2.方案二（CCMTS）

組網(wǎng)方案結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)放置1臺或多臺CCM TS，CCMTS可支持在線用戶約為200戶。對于多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)而言，1臺CCMTS可以覆蓋全鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這種組網(wǎng)方式與城域雙向覆蓋方式一致。但鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分前端機房須建設(shè)接收發(fā)平臺，光站進行雙向改造，同軸網(wǎng)絡(luò)也必須進行改造。

3.方案三（PON+WIFI）

組網(wǎng)方案結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。

農(nóng)村接入網(wǎng)采用PON+W IFI的接入方式，市縣級前端機房的匯聚交換機通過遠距離光纖傳輸至鄉(xiāng)鎮(zhèn)級PON局端設(shè)備OLT，而OLT通過20km范圍內(nèi)的無源光網(wǎng)絡(luò)到達ONU。ONU和AP（無線發(fā)射器）放置在光接收機箱內(nèi)，可覆蓋光點200米內(nèi)用戶。用戶端用加強型接收天線即可通過W IFI上網(wǎng)。

四、各方案技術(shù)方案優(yōu)劣比較

五、結(jié)束語

綜合以上方案分析，可采取臨時解決雙向業(yè)務(wù)方案與縣公司鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)據(jù)網(wǎng)總體規(guī)劃同時進行。在急需開通雙向業(yè)務(wù)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用射頻調(diào)制技術(shù)臨時解決寬帶業(yè)務(wù)需求。在經(jīng)濟效益較好、農(nóng)網(wǎng)較大、鄉(xiāng)鎮(zhèn)聯(lián)網(wǎng)較好的分公司搭建市（縣）至鄉(xiāng)鎮(zhèn)級的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)，采取各種接入方式進行試點工作，根據(jù)試點效果逐步推廣。