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農(nóng)村廣電網(wǎng)FTTH技術方案

李 波
（作者單位：安徽省懷寧縣廣播電視中心）

1　FTTH現(xiàn)狀及發(fā)展

近年來，隨著國家加大對電信基礎設施的建設，我國電信業(yè)有了較大的發(fā)展，尤其是FTTH/O在近年實現(xiàn)大幅度增長。2014年，光纖接入FTTH/O端口占互聯(lián)網(wǎng)接入端口總數(shù)的34%。面對電信業(yè)強有力的沖擊，廣電網(wǎng)絡要在競爭中立于不敗之地，除了在市場營銷精耕細作外，還必須保證在網(wǎng)絡傳輸上不落后。只有加快光進銅退進程，實施光纖到戶，才能使廣電在網(wǎng)絡傳輸方面具備平等競爭的地位。

2　廣電有線業(yè)務需求分析

廣電提供的視頻業(yè)務從標清、高清逐步向超高清發(fā)展，同時，將提供高清和超高清的互動視頻。按照廣電總局公布的計劃，到2015年年底之前，需要提供200套標清、100套高清、10套3D、20套廣播，現(xiàn)有862 MHz帶寬面臨枯竭。隨著節(jié)目內(nèi)容高清化以及提供的業(yè)務多樣化發(fā)展趨勢，為用戶提供更大帶寬是保證用戶體驗的必須手段。增加用戶帶寬最重要的手段就是光纖逐步靠近用戶。隨著對高速數(shù)據(jù)、高清電視和3D高清電視的需求不斷增長，光進銅退、FTTH將會逐漸成為廣電網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢，尤其是新建網(wǎng)絡以及用戶非常分散的農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡，更適合將FTTH作為網(wǎng)絡改造建設的技術方案。

3　農(nóng)村FTTH網(wǎng)絡的新建

3.1 農(nóng)村新建網(wǎng)絡背景分析

用戶需求凸顯。隨著社會主義現(xiàn)代化新農(nóng)村建設及人們?nèi)找嬖鲩L的精神、信息、文化需求發(fā)展，除了手機，互聯(lián)網(wǎng)成為了解世界的“窗口”，農(nóng)村老百姓對寬帶互聯(lián)網(wǎng)的迫切需要日益凸顯。由于投資大回報小，電信、移動等通信運營商當前都沒有把農(nóng)村市場作為重點客戶開發(fā)和建設，廣電當前也由于重點著力在城區(qū)網(wǎng)絡改造建設，同時，其他運營商同樣對農(nóng)村網(wǎng)絡“望而止步”，農(nóng)村用戶多采用“天鍋”單純實現(xiàn)對電視節(jié)目的收看，而寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務在較偏僻的部分農(nóng)村形成一定市場空白。

光纜成本大幅降低，F(xiàn)TTH使農(nóng)村網(wǎng)絡從“無線”到“有線”，從“單向”到“雙向”成為現(xiàn)實必要和可能。目前廣泛用于有線電視網(wǎng)絡光纜材料單位成本已遠低于用于HFC網(wǎng)主干電纜；而在用戶極為分散的農(nóng)村，采用HFC組網(wǎng)方案所導致高昂網(wǎng)絡建設成本及由此帶來農(nóng)村網(wǎng)絡供電、防雷、難于維護等一系列問題被FTTH組網(wǎng)方案中野外全無源、不取電、不考慮防雷接地及維護量小等優(yōu)勢所取代，故FTTH技術從成本上和技術上使業(yè)務驅(qū)動下的農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡建設已成為可能。

“客情關系好”、維護及時、資費更優(yōu)惠和市場競爭小為有線電視雙向業(yè)務在農(nóng)村發(fā)展帶來良好契機。由于有線電視網(wǎng)絡覆蓋廣，部分農(nóng)村網(wǎng)絡已經(jīng)實現(xiàn)HFC網(wǎng)絡接入和用戶覆蓋，當?shù)鼐S護人員和用戶保持著良好的“客情”關系，同時由于業(yè)務存在，維護也更為及時，而對于電信運營商，由于早期只有移動通信網(wǎng)絡（電信甚至沒有），其維護人員也少，部分地區(qū)由于投資回報問題甚至沒有進入，市場競爭小于城市，故廣電可充分利用這些優(yōu)勢，采用更為優(yōu)勢的資費策略來吸引和發(fā)展用戶。

前期市場調(diào)研和摸底是農(nóng)村網(wǎng)絡改造建設的依據(jù)。網(wǎng)絡改造必須以市場為導向，以業(yè)務驅(qū)動為需求，網(wǎng)絡改造建設之前，一定要針對擬建設區(qū)域做前期市場調(diào)查和分析，做相應業(yè)務模型投資回報評估，以此確定改造區(qū)域、組網(wǎng)方案、建設模型、市場策略等事宜。

3.2 組網(wǎng)方案

農(nóng)村用戶分散，總數(shù)較少，覆蓋范圍廣，1個行政組為30～60戶，一個行政村為400～500戶。本方案按照以下兩種情況對農(nóng)村FTTH組網(wǎng)方案進行設計和分析。

3.2.1 分散型村莊

入戶光分纖箱收容范圍降低到2～4戶，廣播電視總分光比為1∶256，數(shù)據(jù)總分光比為1∶64。1550 nm系統(tǒng)的一級光分路器（1∶4）安裝在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機房，二級光分路器（1∶16）安裝在組級光交接箱內(nèi)，三級光分路器（1∶4）安裝在電桿或墻壁的入戶型分纖箱內(nèi)；EPON系統(tǒng)的一級光分路器（1∶16）安裝在組級光交接箱內(nèi)，二級光分路器（1∶4）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內(nèi)。每個入戶分纖箱的配線光纜按4芯配置（2芯業(yè)務用、2芯備用）。在用戶密度不均勻的區(qū)域，也可從入戶分纖箱放室外光纜到用戶側(cè)桿位設備適配器型分纖盒，以提高PON端口利用率，減少設備投資。

3.2.2 中等分布類型村莊

一般每個入戶光分纖箱的收容范圍在5～8戶，廣播電視總分光比為1∶256，數(shù)據(jù)總分光比為1∶64。1550 nm系統(tǒng)的一級光分路器（1∶4）安裝在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機房，二級光分路器（1∶8）安裝在組級光交接箱內(nèi)，三級光分路器（1∶8）安裝在電桿或墻壁的入戶型分纖箱內(nèi)；EPON 系統(tǒng)的一級光分路器（1∶8）安裝在組級光交接箱內(nèi)，二級光分路器（1∶8）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內(nèi)。每個入戶分纖箱的配線光纜按4芯配置（2芯業(yè)務用、2芯備用）

3.3 建網(wǎng)方案

本次建網(wǎng)方案按1個行政村8個行政組（每組60戶）共計480戶進行設計舉例。OLT、EDA FA位置本方案中，以鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）為設計單位，考慮設備運行環(huán)境及后期維護，OLT和EDFA均統(tǒng)一放置在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）級機房，暫不下移。光交接箱容量FTTH系統(tǒng)按8個/16個入戶分纖箱計算，村級光交接箱采用96芯/144芯（實施時根據(jù)實際情況調(diào)整）設計，組級光交接箱采用48芯/72芯設計，多余空間作預留，入戶型分纖箱在密集型村莊時按16芯設計，中等型村莊時按8芯設計，分散型村莊時按4芯設計。由于農(nóng)村網(wǎng)絡分散并因各地實際情況有所不同，應用階段數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可根據(jù)實際情況調(diào)整分路器與設備配置，達到以最低設備投入實現(xiàn)薄覆蓋，后期視業(yè)務發(fā)展情況增加設備和分路器實現(xiàn)半覆蓋和全覆蓋。

3.4 光通道衰減計算

鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機房中的用戶覆蓋光放大器（即末級光放大器）輸出光功率22dB，用戶覆蓋光放大器至用戶終端之間的光路損耗控制在32 dB以內(nèi)。分光損耗控制在26dBm以內(nèi)，光纜損耗控制在1.5dBm以內(nèi)（按最長5 km計算），活動連接器損耗2dBm，系統(tǒng)預留1 dB。用戶光接收機最低輸入光功率設計要求控制在-13dBm以內(nèi)。OLT下行工作（1490 nm）光功率為2～7dBm，ONU上行工作（1310 nm）光功率范圍為0～4dBm。ONU接收光功率控制在-24～-19dBm，OLT接收光功率控制在-26～-22dBm。本方案中數(shù)據(jù)雙向信號的總計光衰減為13.3+7+2+1.5+1=24.8dBm，滿足小于26 dB的設計要求，有線電視廣播平臺的衰減為7+13.3+7+1.5+2+1=30.8 dB，滿足小于35 dB設計要求。

4　農(nóng)村FTTH網(wǎng)絡改造

4.1 農(nóng)村改造網(wǎng)絡背景分析

農(nóng)村有線電視HFC接入網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋的地方，其FTTH網(wǎng)絡改造建設背景除具備農(nóng)村新建FTTH網(wǎng)絡優(yōu)勢外，其特點是：有線HFC接入網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋，在這種情況下，為降低整個網(wǎng)絡改造建設成本，廣播電視系統(tǒng)平臺不作任何變動，仍沿用原有HFC接入網(wǎng)絡傳輸有線電視信號；而采用FTTH組網(wǎng)方案雙纜入戶方案。

4.2 組網(wǎng)方案組網(wǎng)特點

采用農(nóng)村網(wǎng)絡FTTH雙纜入戶方案，在盡量利舊不能滿足的前提下，ODN網(wǎng)絡中光路、箱體、皮線光纜等仍須按照農(nóng)村新建FTTH網(wǎng)絡進行設計和施工，只是在廣播電視A平臺的EDFA、光分路器等作預留，但保證未來可以通過增加設備的方式升級到單纖三波和雙纖三波方案。農(nóng)村用戶分散，總數(shù)較少，覆蓋范圍廣，一個行政組約30~60戶，一個行政村約400~500戶。本方案按照以下兩種情況對農(nóng)村FTTH組網(wǎng)方案進行設計和分析。

4.2.1 分散型村莊

入戶光分纖箱收容范圍降低到2～4戶，EPON系統(tǒng)的一級光分路器（1∶16）安裝在組級光交接箱內(nèi)，二級光分路器（1∶4）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內(nèi)。每個入戶分纖箱的配線光纜按4芯配置（1芯業(yè)務用、3芯備用）。在用戶密度不均勻的區(qū)域，也可從入戶分纖箱放室外光纜到用戶側(cè)桿位設備適配器型分纖盒，以提高PON端口利用率，減少設備投資。

4.2.2 中等分布類型村莊

一般每個入戶光分纖箱的收容范圍在5～8戶，EPON系統(tǒng)的一級光分路器（1∶8）安裝在組級光交接箱內(nèi)，二級光分路器（1∶8）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內(nèi)。每個入戶分纖箱的配線光纜按4芯配置（1芯業(yè)務用、3芯備用）。

4.3 建網(wǎng)方案

本次建網(wǎng)方案按1個行政村8個行政組（每組60戶）共計480戶進行設計舉例。OLT、A EDFA位置本方案中，以鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）為設計單位，考慮設備運行環(huán)境及后期維護，OLT和EDFA均統(tǒng)一放置在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）級機房，暫不下移。

4.4 光交接箱容量

FTTH系統(tǒng)按8個/16個入戶分纖箱計算，村級光交接箱采用96芯/144芯設計，組級光交接箱采用48芯/72芯設計，多余空間作預留，入戶型分纖箱在密集型村莊時按16芯設計，中等型村莊時按8芯設計，分散型村莊時按4芯設計。由于農(nóng)村網(wǎng)絡分散并因各地實際情況有所不同，應用階段數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可根據(jù)實際情況調(diào)整分路器與設備配置，達到以最低設備投入實現(xiàn)薄覆蓋，后期視業(yè)務發(fā)展情況增加設備和分路器實現(xiàn)半覆蓋和全覆蓋。

4.5 光通道衰減計算

鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機房中的OLT下行工作（1490 nm）光功率為2～7dBm，ONU上行工作（1310 nm）光功率范圍為0～4dBm。ONU接收光功率控制在-24～-19dBm，OLT接收光功率控制在-26～-22dBm。本方案中數(shù)據(jù)雙向信號的總計光衰減為用戶分散型村莊13.3+7+1.5+2+1=24.8dBm，用戶中等分布村莊10.3+10.3+1.5+2+1=24.1dBm，滿足小于26 dB的設計要求