廣電網絡光纖入戶改造和建設的實現方案

廣電網絡光纖入戶改造和建設的實現方案

關鍵詞：FTTH；CATV；EPON；WDM

1．廣電網絡光纖入戶的意義及實現的方式

1.1廣電網絡對光纖入戶的需求分析

光纖入戶FTTH（Fiber To The Home），即光纖直接到用戶家中，將ONU（光網絡單元）或光接收機直接放在用戶家，有著光纖的無源、全業務、高帶寬、抗干擾等優勢。隨著各大電信運營商對用戶市場的爭奪日益激化，廣電網絡要有更大的發展，就必須有更多的新業務上線，高清電視，高清互動點播，高速上網，視頻會議，智能家庭以及時下最流行的雲存儲，雲運用，雲服務等等，這些日漸增長的業務都需要有更多的帶寬和更穩定的網絡支持，要做到這些新業務的承載和支持，現有的接入方式將能以實現，光纖入戶將是必然選擇。

1.2廣電網絡原雙向網改與FTTH比較分析

幾年前廣電的雙向網改，數據部分基本可分為兩種方式，一種為EPON+LAN，另外一種為EPON+EOC方式，但為了節約成本，EPON+LAN方式幾乎都是下掛二層交換機來實現的，也就意味著，不是ONU的口直接到用戶，而是ONU作為交換機的彙集，用戶則是由交換機的口連接的，另外EPON設備的OLT幾乎都在前端中心機房很少有在小區的分前端機房的，距離上的損耗不可避免，使得EPON的64路的分光方式難以實現，隨著互動數字電視用戶的增加特別是寬帶用戶的增加，加之近年來多家運營商寬帶提速，4M、6M寬帶日趨增長，帶寬瓶頸顯得日益突出，兌現用戶的帶寬將難以保證，發展其他新業務將受到極大的制約。下表1中EPON+LAN方式以每個PON口下掛32個ONU，每個ONU下級聯4個單元，每個單元12戶用戶為例，EPON+EOC方式以每個EOC局端下掛50戶用戶為列，FTTH和10G EPON的FTTH方式以每個PON口下掛64個用戶計算，在不考慮用戶使用的收斂程度和併發率的情況下，得到用戶的理想平均帶寬。

表1: 幾種接入方式用戶平均理想帶寬的比較

上表中可以看出廣電網絡之前的雙向網改有著"高覆蓋，低帶寬"的特點，而這樣的弊病只有通過進行FTTH改造才能改變。

1.3廣電網絡進行FTTH改造的技術方式分析比較

對於廣電網絡來說，由於在下一代廣播電視網絡( NGB) 的技術要求中，單向併發的電視節目是必須保留的，因此廣電在進行FTTH 建設時必須考慮單向的有線電視，因此廣電網絡的光纖入戶將實現的是在光纖上傳輸至少三種不同波長，採用PON的方式1310nm波長做上行，1490nm波長為下行，單向電視和下行的VOD點播則用1550nm波長[2]，對於光纖的芯數則有兩種方案，採用兩芯方案，如圖1所示，即一芯用作ONU，實現各種數據業務，如：寬帶、點播數據回傳、電話等等，另一芯則用作光機信號輸入，實現用戶的單向數字電視及IPQAM點播的下行傳輸用。

圖1: 雙纖FTTH改造方案

另外一種採用一芯光纖的方法即採用WDM的方式，在機房將OLT輸出的1310nm波長、1490nm波長和光放大器輸出的1550nm波長進入合波器進行復用，中間經過無源的光分路器，最終達到用戶家中，在用戶家中安裝多業務的ONU終端設備，輸出RF信號供機頂盒用，同時也可以提供多個100M的端口，提供用戶高速上網和數字電視的VOD點播回傳用。上述兩種方案都有一個共同點就是實現數據和電視的全光傳輸，但是又有著各自的特點，採用一芯的方式，優點是節約ODN[3]（無源光網絡）的建設成本，但目前局端和用戶端的設備融合度還不夠高、價格較貴。採用兩芯的方式結構比較清晰和直觀，但前期成本投入依舊很大，就技術演進和發展來看，也不建議使用。因此就現在發展趨勢及未來10G EPON 和WDM-PON的技術發展演進來看，在原有雙向網絡基礎上的改造方式可採用"FTTH+原有同軸電纜網"的方式，再由後期的演進逐步實現單纖三波的FTTH改造。而正在新建的小區的改造方式則可在合理的規劃下實施單纖三波的FTTH改造。如圖2所示。

圖2：單纖FTTH改造方案

2．在原來雙向網改的基礎方式上進行FTTH改造

2.1在原EPON+LAN小區基礎上進行FTTH改造

改造案例，某新建小區，用戶500多戶，戶型為聯排別墅和多層住宅，多層住宅最多不超過5個單元，每個單元12戶，原OLT口在中心機房，未建有分前端機房，平層每個單元有24口交換機，每個ONU有4個口，最多級聯4臺交換機，所有交換機上聯設備都為ONU，經過2級光分，到達ONU，每2個或3個單元有一個光節點分配箱，每個光節點處都為4芯光纜。根據以上情況，考慮成本問題，和下一步可以通過WDM技術將ONU和RF進行融合，因此保留現有的同軸分配網現，採用"FTTH+原有同軸電纜網"改造方案[4]。

改造方案：將原有幾個光節點的光纖在光纜接續盒中續接，分散到其原先覆蓋的單元分配箱中，加1:16分路器，引入用戶多媒體箱中。把原來光纖接續箱中的第二級光分路器去除，然後將光纜全部接續至小區分前端機房中，如光纜芯數不夠，則需要重新敷設（通過小區建有的弱電井）。在小區機房中安裝EPON OLT端設備，經過計算，共計45個光纖分路箱，在小區分前端機房中設有光纖交接箱，每個PON口後加1:4光分路器，作為4個單元的第一級光分路器，共需要12個PON口，根據需求購置多塊相應的OLT 局端下行板，和一塊上行板卡（最好為多端口的為以後擴容做好準備）,由於小區面積不算大，第一級分路器和第二級之間距離最多不超過1km，可全部採用均分，通過簡單計算，到達用戶端最大的分光損耗為：

1×0.36db(距離損耗)+7.2 db（1:4損耗）+13.5 db（1:16損耗）+0.3 db（活動連接器）+0.2 db×3（熔接損耗）+0.2 db（用戶端冷接損耗）=22.16dB

由於OLT的PON口最大功率預算為：+3dbm- -26dbm=29db，以此，可滿足此方案需求。

後續改造只需升級OLT和用戶端的ONU可平滑過渡到10G EPON，由於採用1:4和1:16兩級的分光方式，根據用戶的需求情況，還可以在分前端機房進行分光調節，比如增加PON口，減少PON口所帶的ONU數量，還可以極大地增加用戶帶寬，甚至可滿足1000M入戶的可能。理想的實現了用戶高帶寬，全業務的發展需求。改造方案如圖3所示。

圖3：EPON+LAN基礎上實施FTTH改造方案

2.2在原EPON+EOC方式的城中村實施FTTH改造

EPON+EOC方式改造FTTH （光纖入戶）方案：以城中村為例，原有網絡以每個光節點為中心向四周分散至用戶分支分配箱，而ONU、光機和EOC局端都安放在光機箱中，每個用戶分支分配箱離光機箱一般不超過200米，每個光機箱最多帶有10個用戶分配箱。根據以上情況提出保留光節點光機箱和保留原有EPON+EOC方式的同軸分配網絡，作漸進式改造方案。

首先在光機箱旁增加一個帶光纖配線的OLT局端設備箱，然後由光機箱向用戶分配箱敷設光纜，在每個用戶分支分配箱處增加一個1:16的光纖分配箱，作為接入用戶用。在此過程中由於根據附近的光機箱分佈距離遠近可將光纖分佈到其它光機箱所覆蓋的用戶分配箱旁，在3km的距離內可設計覆蓋32個用戶分配箱，增加覆蓋面。在採用WDM技術的後續演進中可逐步取締部分光機箱。接著在光纖分配箱內使用1:4分路器作一級分路器，初步計算得到分光的損耗和上述小區改造方案大體一致：22.16db+0.36db×2（增加2km的損耗，共3km的預算）=22.8db，OLT段的光發射功率為+3db，工程最大功率預算為26dbm--3dbm =29db，能滿足此方案需求。

根據原有的用戶分支分配箱數量，具體設計OLT的PON口數量，以32個用戶分配箱（每個用戶分配箱16個用戶）為例，需要OLT的PON口數量為8個，覆蓋用戶為8×64=512戶，改造完成後如果在使用WDM技術後，可將原有的同軸網絡去除，在用戶端改用帶RF接口的ONU，這樣從OLT局端設備箱到用戶ONU終端設備箱之間將實現無源網絡，極大的減少了故障發生率，方便維護。改造方案如圖4所示。

圖4：EPON+EOC基數上實施FTTH改造方案

3．新建工程的FTTH的改造方案

正在新建的小區改造方案：某新建小區用戶數2500戶，該小區住房有平層、高層和別墅三類，佔地面積3平方公里左右，平層為12戶用戶，高層24層，有48用戶，別墅為聯排別墅，每8戶為一排，現採用FTTH方式進行設計。

首先建立小區分前端機房，在機房中要建有ODF光纖配線架和設備機架，考慮有備用電源和發電設備。在小區的樓幢之間設置光纖交接箱，在平層、高層和別墅的合適位置放置一個或多個用戶光纖配線箱。然後由小區的分前端機房向各幢樓之間的光纖交接箱敷設幹線光纜，根據用戶數目情況決定光纜的芯數和設置交接箱纖盤的多少，如：某交接箱覆蓋用戶為250戶，則應有250戶的用戶配纖端口，按照10:1的比例決定主幹配纖數為25芯，作為備用或調整分光方式，在光纖交接箱內安放光分路器，在用戶的光纖配線箱內按照1:1的分配比例配置，如有12戶用戶，就有12芯的配線和12芯的用戶線，根據需求情況在光纖配線箱內可進行預連接也可以進行按需連接。以1:64的分光比計算，分光損耗為21.7db，加上配纖處和用戶端冷接的各種損耗，不會超過PON允許的29db的損耗，光功率預算可行，配線情況如圖5所示。

設備安裝：小區分前端機房安裝EDFA光放大器和EPON OLT局端設備，將1310nm、1490nm和1550nm波長經WDM設備後送至交接箱經光分路器，到達用戶端ONU設備，通過多業務的ONU分別實現單向數字電視、VOD回傳和高速寬帶互聯網等業務，ONU口可配置VLAN來進行業務間的隔離。2500戶用戶，將使用40個PON口，考慮到用戶數目的情況，根據業務情況OLT上聯口的板卡可以使用10G口或進行多口聚合使用，以保障不形成瓶頸，使用戶獲得更高的帶寬，實現全業務的發展需求。改造方案如圖5所示。

圖5：在新建小區實行FTTH的改造方案

4．結束語

FTTH網絡的方式是廣電網絡在發展過程中必須面對的一個發展過程。通過上述的一些改造案例，經過分析和思考，找到廣電網絡在雙向整改後如何快速和高質的實現FTTH 改造方式，正在新建的小區又將怎樣實施FTTH改造，尋找一種最優化和合理的方案，有計劃的實施廣電網絡的FTTH改造。 相信，廣電網絡經過FTTH改造後不但能夠實現全業務發展需求，迎合NGB 的發展要求，同時也為和三大運營商的競爭奠定了基礎，從容的應對三網融合的衝擊，實現廣電網絡的更大發展。

參考文獻：

[1] 國家廣播電影電視總局科技司.下一代廣播電視網( NGB) 示範區實施總體方案［Z］．

[2] 王慶． 光纖接入網規劃設計手冊［M].北京:人民郵電出版社，2010．

[3] 謝桂月.FTTH的ODN組網設計相關問題[J].現代傳輸，2010（11）.

[4] 陳新浙，陳麗英.廣電光纖到戶整體設計思路[J].中國有線電視，2012（07）

作者簡介：畢林成（1986－），男，雲南牟定人，本科，網絡工程師。（[email protected]）

閱讀更多 安防自媒體 的文章

關鍵字: 入戶 通信 光纖