廣電網(wǎng)絡(luò)光纖入戶初步設(shè)計(jì)及探討

搞 要 為了促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，實(shí)施了“三網(wǎng)融合”“寬帶中國”發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合城鄉(xiāng)廣電實(shí)際情況，加快廣電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有序推進(jìn)光纖入戶，全面提升廣電網(wǎng)絡(luò)寬帶速度，提高有線電視網(wǎng)絡(luò)承載能力和水平。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)廣電光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行了簡單探討，對推廣廣電光纖入戶建設(shè)和改造有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 廣電網(wǎng)絡(luò)；光纖入戶；設(shè)計(jì)；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）188-0034-02

隨著“三網(wǎng)融合”工作的不斷推進(jìn)，廣電網(wǎng)絡(luò)成為信息化網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分。為了發(fā)展多業(yè)務(wù)，需加強(qiáng)廣電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，在廣電網(wǎng)絡(luò)新建和改造中，光纖入戶設(shè)計(jì)尤其重要，設(shè)計(jì)的合理性直接影響到廣電網(wǎng)絡(luò)的安全、實(shí)用及可持續(xù)發(fā)展。本論文試圖根據(jù)城鄉(xiāng)及農(nóng)村的不同特點(diǎn)，對廣電的光纖網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)探討。

1 城鄉(xiāng)廣電網(wǎng)絡(luò)光纖入戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)總體思路

全面了解我縣城鄉(xiāng)居民分布特點(diǎn)，確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，因地制宜，并考慮近期實(shí)際情況和可持續(xù)發(fā)展的計(jì)劃，做到與現(xiàn)狀無縫對接和為以后發(fā)展接供良好的擴(kuò)展預(yù)留。

1.2 廣電網(wǎng)絡(luò)光纖入戶網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

光纖入戶FTTH的由主要廣播與寬帶接入系統(tǒng)、光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和配置系統(tǒng)3部分構(gòu)成。

1）廣播與寬帶接入系統(tǒng)由接入系統(tǒng)頭端和接入系統(tǒng)終端兩部分組成。接入系統(tǒng)頭端由光發(fā)射機(jī)、光放大器、交換機(jī)、OLT頭端等主要設(shè)備組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，并通過城域網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)管理及配置系統(tǒng)。接入系統(tǒng)終端主要由三合一的ONU（含光接收模塊、數(shù)居路由模塊、WiFi模塊）、機(jī)頂盒、電視機(jī)、電腦、平板、手機(jī)等。

2）光分配網(wǎng)絡(luò)ODN。ODN是由光纖、光分路器、光連接器、光纜等無源光器件組成的點(diǎn)對多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。

3）網(wǎng)絡(luò)管理及配置系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)FTTH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理及配置等功能。

1.3 廣電網(wǎng)絡(luò)光纖入戶網(wǎng)絡(luò)實(shí)施

1）實(shí)地勘測廣電網(wǎng)絡(luò)覆蓋和準(zhǔn)備覆蓋的居民區(qū)，做到密集型、一般聚集型和分散型的居民分布不同而設(shè)計(jì)不同的方案。根據(jù)現(xiàn)有光纖資源情況，合理使用避免重復(fù)投資。

2）根據(jù)實(shí)際情況，選擇光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸基于射頻廣播技術(shù)和PON技術(shù)的一種光纖到戶RF混合技術(shù)方案，其雙向交互部分采用PON技術(shù)，廣播通道采用射頻廣播技術(shù)。

3）根據(jù)勘測的數(shù)據(jù)和圖紙，初步做好光纖網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。入戶端選擇從末級(jí)光分路器到用戶家里通過兩芯皮線光纜連接的入戶方式，解決波長間串?dāng)_的問題。光纖接入用戶家中后通過放置在綜合接入箱內(nèi)的入戶型三合一多功能ONU，用室內(nèi)布好的網(wǎng)線或同軸纜連接各房間的用戶

終端。

2 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)探討

2.1 整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)

1）確定信號(hào)流走向。縣級(jí)機(jī)房數(shù)字前端射頻信號(hào)（含上級(jí)的VOD推流信號(hào)），經(jīng)過1550光發(fā)射機(jī)、光放大器、光分路器通過光纖發(fā)送到鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房，另外，通過二級(jí)放大光信號(hào)經(jīng)分路傳到城區(qū)及附城的廣電用戶；鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房將縣級(jí)機(jī)房傳送的射頻信號(hào)經(jīng)二及光放大、分路傳到村級(jí)機(jī)房，另外，通過三級(jí)放大光信號(hào)經(jīng)分路傳到城鎮(zhèn)及附近行政村的廣電用戶；村級(jí)機(jī)房再次放大光信號(hào)經(jīng)分路傳到各廣電用戶?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等寬帶信號(hào)由上級(jí)機(jī)房經(jīng)縣核心交換機(jī)交換數(shù)據(jù)分多路經(jīng)光模塊經(jīng)光纖傳送到鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚交換機(jī)，另外，由光模塊光纖經(jīng)光纖跳線傳送接入交換機(jī)，寬帶信號(hào)由接入交換機(jī)送入OLT頭端設(shè)備并由光模塊經(jīng)光分路、ONU（三合一）終端設(shè)備，由ONU經(jīng)網(wǎng)線（或內(nèi)置WiFi）接入電腦等城區(qū)和附城的用戶設(shè)備；匯聚交換機(jī)再分多路信號(hào)再由光模塊光纖經(jīng)光纖傳送到村級(jí)接入交換機(jī)，城鎮(zhèn)和村級(jí)用戶接入寬帶與城區(qū)同理，如圖1。

2）確定兩纖三波組網(wǎng)方案采用RF混合和I-PON方案，射頻廣播采用1 550nm波長傳輸，GPON下行數(shù)據(jù)信號(hào)用1490nm波長承載，上行數(shù)據(jù)信號(hào)用1 310nm波長承載。RF廣播采用二級(jí)或三級(jí)光分，GPON系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用二級(jí)光分。

2.2 光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

1）縣、鄉(xiāng)、村三級(jí)機(jī)房之間的光網(wǎng)設(shè)計(jì)?？h級(jí)機(jī)房到各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房間使用范24芯光纜直通，鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房到各個(gè)村級(jí)機(jī)房間使用12芯光纜直通，同路由的主干光纜可以合并使用大芯數(shù)光纜。預(yù)留芯數(shù)作為擴(kuò)充業(yè)務(wù)和保護(hù)光纜使用。

2）末級(jí)機(jī)房至末級(jí)光分路器之間的光網(wǎng)設(shè)計(jì)。一級(jí)光分路器至二級(jí)光分路器間使用4芯光纜直通連接，末級(jí)機(jī)房到一級(jí)光分路器間使用二級(jí)光分路數(shù)量2倍+4的芯數(shù)光纜直通，預(yù)留芯數(shù)作為擴(kuò)充業(yè)務(wù)和保護(hù)光纜使用（光分路器間特指GPON系統(tǒng)）。

3）光功率設(shè)計(jì)。按照相關(guān)規(guī)范，活接頭光損耗：0.25dB/接頭；光分路器損耗（含附加損耗）：17dB（1：32），13.8dB（1：16），10.5dB（1：8），7.5dB（1：4），3.8dB（1：2）；每公里光纜損耗（含熔接）：0.4dB（1310）， 0.3dB（1490），0.25dB（1550），光路損耗Lo（dB）=光纖損耗（αD）+光分路損耗（10lgK）+接頭損耗+系統(tǒng)余量+附加損耗α：光纖衰減常數(shù)，D：光纖長度km，K：光分路器的分光比。

RF光接收功率設(shè)計(jì)為-12±3dBm，PON系統(tǒng)ONU光接收功率設(shè)計(jì)為-24±3dBm，設(shè)計(jì)按中值計(jì)算，設(shè)計(jì)適當(dāng)余量。

2.3 設(shè)計(jì)實(shí)例

1）城區(qū)新高樓30層1單元4戶類型光纖入戶設(shè)計(jì)。廣播RF射頻信號(hào)部分，光分路按照4：4：32設(shè)計(jì)；寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)部分，光分路按照2：32設(shè)計(jì)。小區(qū)內(nèi)設(shè)置廣電小機(jī)房，安裝光放大器、光分路器、OLT等設(shè)備。用戶到小區(qū)廣電機(jī)房光纜路由總長不超過二公里，按2公里設(shè)計(jì)：RF光鏈路損耗Lo=0.25×2+7.5+7.5+17+0.25×2=32.5（dB），按-12.5dBm接收，則光放大器輸出需-12.5+32.5=20（dBm），取20dBm光放大器。寬帶數(shù)據(jù)鏈路損耗Lo=0.3×2+3.5+17+0.25×2=21.6（dB），按-24dBm接收，則光放大器輸出需-24+21.6=-2.4（dBm），取-2dBm光模塊。小機(jī)房至一級(jí)光分纖箱（內(nèi)含1個(gè)RF射頻光分路器1×4和2個(gè)PON數(shù)據(jù)光分路器1×2）光纜芯數(shù)：2×4+4=12芯；一級(jí)光分纖箱至二級(jí)光分纖箱（內(nèi)含RF射頻光分路器1×32和PON數(shù)據(jù)光分路器1×32各1個(gè)）光纜芯數(shù)：

4芯。

2）城區(qū)新小高樓7層1單元2戶類型光纖入戶設(shè)計(jì)。廣播RF射頻信號(hào)部分，光分路按照8：4：16設(shè)計(jì)；寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)部分，光分路按照4：16設(shè)計(jì)。小區(qū)內(nèi)設(shè)置廣電小機(jī)房，安裝光放大器、光分路器、OLT等設(shè)備。用戶到小區(qū)廣電機(jī)房光纜路由總長不超過二公里，按2公里設(shè)計(jì)：同理計(jì)得RF光鏈路損耗Lo=32.8（dB），取20dBm光放大器。寬帶數(shù)據(jù)鏈路損耗Lo=22.4（dB），取-2dBm光模塊。小機(jī)房至一級(jí)光分纖箱（內(nèi)含1個(gè)RF射頻光分路器1×4和1個(gè)PON數(shù)據(jù)光分路器1×4）光纜芯數(shù)：2×4+4=12芯；一級(jí)光分纖箱至二級(jí)光分纖箱（內(nèi)含RF射頻光分路器1×16和PON數(shù)據(jù)光分路器1×16各1個(gè)）光纜芯數(shù)：4芯。

3）農(nóng)村分散居民住戶類型光纖入戶設(shè)計(jì)。廣播RF射頻信號(hào)部分，光分路按照4：8：8設(shè)計(jì)；寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)部分，光分路按照8：8設(shè)計(jì)。從村級(jí)機(jī)房的光放大器、光分路器、OLT等設(shè)備接入。用戶到鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房光纜路由總長不超過6公里，按6公里設(shè)計(jì)：同理計(jì)得RF光鏈路損耗Lo=30.5（dB），取18dBm光放大器。寬帶數(shù)據(jù)鏈路損耗Lo=23.3（dB），取0dBm光模塊。鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房至一級(jí)光分纖箱（內(nèi)含1個(gè)RF射頻光分路器1×8和1個(gè)PON數(shù)據(jù)光分路器1×8）光纜芯數(shù)：2×8+4=20芯；一級(jí)光分纖箱至二級(jí)光分纖箱（內(nèi)含RF射頻光分路器1×8和PON數(shù)據(jù)光分路器1×8各1個(gè)）光纜芯數(shù)：4芯，如圖2。

2.4 應(yīng)用分析

光纖入戶的終結(jié)ONU（三合一）后可實(shí)現(xiàn)以下功能。

1）輸出RF射頻信號(hào)，經(jīng)過分支分配器通過-5同軸電纜接入雙向高清機(jī)頂盒送到電視機(jī)，可以收看高清電視。

2）經(jīng)過ONU網(wǎng)口通過超過類網(wǎng)線接入雙向高清機(jī)頂盒送到電視機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)電視回看和影視點(diǎn)播等雙向互動(dòng)節(jié)目及游戲等。

3）經(jīng)過ONU網(wǎng)口通過超過類網(wǎng)線接入電腦，可以上網(wǎng)沖浪，辦理各種各樣的網(wǎng)上業(yè)務(wù)。

4）經(jīng)過ONU內(nèi)置Wifi接入筆記本、平板電腦、手機(jī)等可以上網(wǎng)沖浪，辦理各種各樣的網(wǎng)上業(yè)務(wù)等。預(yù)留的光纜纖芯，加上適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，可以建設(shè)各種各樣的專網(wǎng)，例如：平安城市安防監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)、視頻會(huì)議等。

3 結(jié)論

本文簡要介紹了光纖入戶在廣電網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域設(shè)計(jì)思路，根據(jù)不同的用戶的覆蓋的情況，擬用不同的方案，符合當(dāng)前時(shí)期及近段時(shí)期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求。本設(shè)計(jì)思路適合廣電網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)的開展，可以在新建小區(qū)及網(wǎng)絡(luò)改造方面提供參考，希望對大家在光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面有所幫助。

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作者簡介：黃鴻昌，廣西廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司容縣分公司。