數(shù)字電視光纖入戶（FTTH）下有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃

李偉奇

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有線電視網(wǎng)絡(luò)的重要性愈加顯著，為了滿足用戶對帶寬的需求，寬帶光線接入技術(shù)得到了人們高度關(guān)注，我國有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中存在諸多的問題，其急需開展全覆蓋、大規(guī)模及雙向化改造。FTTH作為有線電視網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展趨勢，探討其接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃是必要的。

關(guān)鍵詞：有線電視網(wǎng)絡(luò)；FTTH寬帶光纖；接入系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；規(guī)劃

有線數(shù)字電視是電視信號技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與有線電視的結(jié)合，經(jīng)過多年的發(fā)展，有線數(shù)字電視已走進(jìn)千家萬戶，為人們提供了優(yōu)質(zhì)的電視視聽服務(wù)。

一、數(shù)字電視特點(diǎn)分析

相對于傳統(tǒng)的模擬電視，數(shù)字電視主要具有以下幾個突出特點(diǎn)：

1、能夠?yàn)槿藗兲峁└哔|(zhì)量的電視節(jié)目。數(shù)字電視以數(shù)字信號形式進(jìn)行傳輸，避免了噪音積累問題，且在傳播中抗干擾能力較強(qiáng)，地理環(huán)境因素基本不對傳輸造成影響，有效保證了接收端電視節(jié)目的清晰度。

2、頻道數(shù)量增加。傳統(tǒng)的模擬制式的頻道帶寬為8MHz，而在數(shù)字電視中，1個8MHz模擬頻道可以傳輸8～10套數(shù)字電視節(jié)目，頻道數(shù)量得到很大提高。

3、可擴(kuò)展性好。數(shù)字電視技術(shù)通過搭配計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)備的自動控制及智能化得以實(shí)現(xiàn)，具備了一些傳統(tǒng)模擬信號模式無法提供的業(yè)務(wù)，比如電話、計(jì)算機(jī)瀏覽、電視購物和遠(yuǎn)程教育等，可擴(kuò)展性得到有效增強(qiáng)。

二、FTTH的概況

FTTH主要是指光線到戶，即：在用戶住宅或企業(yè)中安裝ONU光網(wǎng)絡(luò)單元，它是光纖入網(wǎng)系列中較近用戶的類型，但其未能滿足廣大用戶的需求，隨之出現(xiàn)了FTTH，其優(yōu)勢顯著：

1、具有充足的帶寬。寬帶網(wǎng)絡(luò)方便了我們的日常生活，在現(xiàn)代信息時代中，寬帶的使用是人們?nèi)粘Ｉ罴肮ぷ鬟^程中尤為重要的網(wǎng)絡(luò)資源，其中的每個用戶都能夠利用寬帶在網(wǎng)絡(luò)終端中得到信息，從而有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享。光纖屬于高級寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)穆窂?，此種方式能夠創(chuàng)新傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳播的途徑，并且解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的問題，滿足現(xiàn)代人們對于有線電視的需求。

2、結(jié)構(gòu)較為安全。在多個地區(qū)不斷試點(diǎn)及FTTH技術(shù)不斷普及的背景下，此技術(shù)在使用過程中越來越穩(wěn)定，并且維護(hù)較為方便，而且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為簡單，光纖介質(zhì)能夠代替多媒體，那么在其使用過程中就不會突然的中斷。并且其中的輻射系數(shù)比較小，具有較高的安全性。

3、有線電視節(jié)目具有較高的清晰度，而且聲音傳播效果良好，其能夠?yàn)橛脩魩砣碌囊曈X感受。有線電視傳輸對象為畫面和聲音，其在光纖傳播方面并不會相互的影響，以此可以看出來FTTH技術(shù)接受能力比較強(qiáng)，傳輸業(yè)務(wù)不會受到相互的沖突，所以也不會對有線電視的使用造成影響。

在建設(shè)FTTH過程中，其基礎(chǔ)為無源光網(wǎng)絡(luò)PON，雖然EPON與GPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一致，但技術(shù)各異，經(jīng)學(xué)者研究顯示，與EPON相比，GPON擁有更為良好的網(wǎng)絡(luò)性能，主要是因其采用了光層指標(biāo)，同時其封裝使用了GEN，進(jìn)而滿足了對TDM業(yè)務(wù)支持的QoS需求，使其擁有了較好的表現(xiàn)及良好的語言效果。

經(jīng)對比分析可知，二者有著相同的網(wǎng)絡(luò)傳輸距離，均支持1：64的分光比；此外，GPON對物理器件有著嚴(yán)格的要求，而EPON相對寬松?？傊瑑蓚€系統(tǒng)均存在優(yōu)點(diǎn)與不足，本研究選用了EPON系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)的配置模型及容量

本文所設(shè)計(jì)的接入系統(tǒng)主要包括光分配網(wǎng)絡(luò)、光線路終端及光網(wǎng)絡(luò)終端。其中光線路終端能夠?qū)⑵渲械臉I(yè)務(wù)信號根據(jù)相應(yīng)的格式進(jìn)行匯聚，然后利用光分配網(wǎng)絡(luò)下行到光網(wǎng)絡(luò)終端中，并且根據(jù)業(yè)務(wù)的類型實(shí)現(xiàn)ONT信號的匯聚，然后到其中的業(yè)務(wù)網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)。光分配具有光網(wǎng)絡(luò)到光線路終端的光傳輸通道，光網(wǎng)絡(luò)終端能夠直接對用戶提供數(shù)據(jù)、語音等接口。

有線電視FTTH網(wǎng)絡(luò)寬帶光纖接入系統(tǒng)的典型業(yè)務(wù)主要包括高清電視、標(biāo)清電視、高清點(diǎn)播、標(biāo)清點(diǎn)播等，其中典型業(yè)務(wù)模型根據(jù)每戶1路高清電視，2路標(biāo)清電視，1路高清點(diǎn)播，1路標(biāo)清點(diǎn)播進(jìn)行設(shè)計(jì)，假設(shè)每個EPON接口覆蓋的有線電視FTTH用戶數(shù)量為n，那么：標(biāo)清電視的下行業(yè)務(wù)帶寬為3M/每路；高清電視的下行業(yè)務(wù)帶寬為12M/每路；標(biāo)清點(diǎn)播的下行業(yè)務(wù)帶寬為3M/每路；高清點(diǎn)播的下行業(yè)務(wù)帶寬為12M/每路。

四、有線電視網(wǎng)絡(luò)FTTH寬帶光纖接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃

有線電視網(wǎng)絡(luò)FTTH寬帶光線接入過程中應(yīng)對各影響因素給予全面與綜合考慮，包括性價比、產(chǎn)業(yè)鏈等，在此基礎(chǔ)上，本研究使用了“兩纖三波”接入，具體為：有線電視廣播信號、寬帶雙向信號均以1芯光線承載，同時借助了EPON技術(shù)。具體設(shè)計(jì)規(guī)劃如下：

有線電視網(wǎng)絡(luò)FTTH寬帶光纖接入系統(tǒng)基礎(chǔ)為“兩纖三波”與EPON技術(shù)，具體組成擁有ODN光分配網(wǎng)絡(luò)、ONT光網(wǎng)絡(luò)終端及OLT光線路終端，其中OLT主要是依照既有的格式匯聚不同業(yè)務(wù)信號，此后經(jīng)ODN傳輸，使其到達(dá)ONT，再結(jié)合業(yè)務(wù)類型，匯聚源于ONT的信號，并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終達(dá)到各業(yè)務(wù)網(wǎng)。ODN有效連接了OLT和ONT，保證了光傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)，而ONT的功能主要有為用戶提供語言、數(shù)據(jù)等。

關(guān)于EPON的可用帶寬，以單個EPON為例，其可用帶寬應(yīng)滿足以下條件：標(biāo)準(zhǔn)EPON：1G的使用YD/t1475，10G的使用IEEE802.3av；下行線路速率，1G與10G分別采用1250Mbit/s與10312.5Mbit/s；下行可用帶寬：1G與10G分別為950Mbit/s與8300Mbit/s。關(guān)于業(yè)務(wù)模型，系統(tǒng)中常見的業(yè)務(wù)有標(biāo)清電視、標(biāo)清點(diǎn)播，高清電視、高清點(diǎn)播及Internet接入等，其下行業(yè)務(wù)所需帶寬分別為3M/每路、3M/每路、12M/每路、12M/每路、4M/每路，所占帶寬分別為300M、M×n、200M、2M×n、2M×n，其中標(biāo)清點(diǎn)播、高清點(diǎn)播及Internet接入均存在一定的業(yè)務(wù)滲透率，分別為1/3、1/3與1/2。經(jīng)計(jì)算可知，每個EPON接口的FTTH用戶容納量應(yīng)在1718左右。

在設(shè)計(jì)規(guī)劃過程中應(yīng)考慮的因素：

1、EPON系統(tǒng)的工作波長。1GEPON上行波長為1310nm，下行波長為1490nm；對稱10G-EPON上行波長為1270nm，下行波長為1577nm；非對稱10GEPON上行波長為121nm，下行波長為1577nm。

2、系統(tǒng)的傳輸距離。設(shè)計(jì)時應(yīng)對各影響因素給予關(guān)注，具體有OLT與ONT參考點(diǎn)見的最大通道插入損耗、二者光鏈路中各級光分路器的總插損、每個光連接器的插損、每條光鏈路上的連接器個數(shù)、最長光鏈路長度及光纖衰減系數(shù)等。以最大通道插入損耗為例，1G-EPON的1000BASE-PX20+光模塊最大值應(yīng)為28dB，I0G-EPON的PR30光模塊應(yīng)為29dB；通常，每個廣連接器的插損值應(yīng)為0.5dB；1270nm、1310nm波長的光纖衰減系數(shù)為0.38dB/km，1490nm、1577nm應(yīng)分別為0.26dB/km與0.25dB/km。

結(jié)語：使用光纖到戶接入技術(shù)已經(jīng)成為了我國目前有線網(wǎng)絡(luò)電視傳輸改造過程中的主要保證，并且也是我國現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向。在先進(jìn)技術(shù)支持下，通過FTTH寬帶光線接入，由原有的銅線網(wǎng)絡(luò)媒介轉(zhuǎn)變到了光纖網(wǎng)絡(luò)媒介，促進(jìn)了有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

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