有線電視網(wǎng)絡(luò)改造的技術(shù)選擇

林 征

（浙江省瑞安市廣播電視臺，浙江 瑞安 325200）

責(zé)任編輯:許 盈

0 概述

隨著接入網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的涌現(xiàn)，廣播式有線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過改造后，以較低的成本在同一根光纖電纜上為用戶提供多套模擬、數(shù)字電視節(jié)目和各種專業(yè)頻道。與其他一些通信用戶接入方式相比，有線電視網(wǎng)絡(luò)具有支撐業(yè)務(wù)多、傳輸頻帶寬、網(wǎng)絡(luò)單位帶寬成本核算低、構(gòu)造靈活、網(wǎng)絡(luò)可塑性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢。有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商積極在業(yè)務(wù)開展方面作出努力，為廣大居民家庭及集團(tuán)用戶提供多種綜合信息業(yè)務(wù)，如高速Internet接入、視頻點(diǎn)播VOD、HDTV和視頻電話等。

筆者通過對比幾種不同的的接入網(wǎng)建設(shè)模式，介紹了瑞安市廣播電視臺的網(wǎng)絡(luò)改造的技術(shù)選擇。文章研究的出發(fā)點(diǎn)為，如何采用新一代光接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)FTTx/FTTH[1]來構(gòu)建瑞安市的有線電視網(wǎng)絡(luò)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，開拓更多的各類用戶寬帶接入需求，提升與電信的業(yè)務(wù)競爭能力，同時(shí)不斷拓展其他新型業(yè)務(wù)。

1 兩種HFC接入方式比較

1.1 采用雙向HFC網(wǎng)絡(luò)

2006年，本臺對多種雙向接入技術(shù)評估比較，選擇了小區(qū)試點(diǎn)，建設(shè)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)，每個光節(jié)點(diǎn)設(shè)1臺具有反向光發(fā)射模塊的光工作站，對應(yīng)在分前端需1臺反向光接收機(jī)，分前端內(nèi)將有大量的反向光接收機(jī)，而且需設(shè)置大量的CMTS頭端。采用雙向HFC（Cable Modem）技術(shù)建網(wǎng)，安裝調(diào)試復(fù)雜，擴(kuò)容潛力小，建網(wǎng)成本和運(yùn)維成本也高。

1.2 利用單向HFC技術(shù)加以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）

單向HFC+EPON是目前光纜到樓棟（FTTB）最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的接入方式[2-4]。隨著光纜及光設(shè)備價(jià)格不斷下降，銅纜價(jià)格不斷上漲，以及光傳輸所具有的高帶寬、高可靠性，光纜由最初用作干線傳輸逐步向用戶端靠近，F(xiàn)TTB是有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。目前本臺網(wǎng)改區(qū)域，每光點(diǎn)覆蓋用戶約50戶,中心機(jī)房以下鏈路只在分前端與終端光節(jié)點(diǎn)設(shè)置有源設(shè)備，采用EPON接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)有線電視和雙向?qū)拵I(yè)務(wù)。

2008年開始，本臺對CATV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級總體設(shè)計(jì)，分步實(shí)施。本臺光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃采用2纖3波方式，全市一級光平臺統(tǒng)一采用1550 nm光傳輸技術(shù)，通過前端光放大傳送到各中心站，在中心站完成光無源分配，以星型下傳至所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)站，一級光平臺路由圖如圖1所示。

8個中心站中，湖嶺中心站及高樓中心站二級光網(wǎng)采用1310 nm光傳輸技術(shù)（以充分利用現(xiàn)有的1310 nm光設(shè)備）；安陽中心站、塘下中心站、仙降中心站、莘塍中心站、陶山中心站、馬嶼中心站全部區(qū)域最終都將采用1550 nm光傳輸技術(shù)。安陽中心站在分前端用1550 nm光放大直接傳輸信號至光節(jié)點(diǎn)，塘下中心站、仙降中心站、莘塍中心站、陶山中心站、馬嶼中心站將由中心站設(shè)置1550 nm光放大傳輸信號至各光節(jié)點(diǎn)，中心站下屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)站不再設(shè)置有源設(shè)備。在網(wǎng)改前期將分別對塘下、飛云、莘塍鎮(zhèn)府所在地采用1550 nm光傳輸技術(shù)。其余區(qū)域在不增加1310 nm設(shè)備的情況下可采用1310 nm光傳輸技術(shù)，以后逐步過渡到1550 nm。陶山中心站、馬嶼中心站覆蓋區(qū)域在不增加1310 nm設(shè)備的前提下可采用1310 nm光傳輸技術(shù)，以后逐步過渡到1550 nm。

有線電視信號在分前端機(jī)房內(nèi)進(jìn)行1550 nm放大，通過光纜傳輸至末級光匯聚點(diǎn)，在末級光匯聚點(diǎn)內(nèi)通過光分路器連接至各光節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)信號通過EPON技術(shù)由OLT的千兆PON口通過光纜連接至末級光匯聚點(diǎn)。在末級光匯聚點(diǎn)內(nèi)通過光分路器連接至各光節(jié)點(diǎn)，在光節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)置ONU再由樓棟交換機(jī)或EoC通到用戶。1個千兆PON口最多可下掛64個ONU，也就是說1個千兆PON口最多可帶64個光點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，目前1個千兆PON口帶16～32個光點(diǎn)。采用該技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，有源設(shè)備少，安裝調(diào)試容易，運(yùn)維成本低，是目前FTTB最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的接入方式。

2 采用無源光網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建新一代有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)

2.1 采用兩級1550 nm光網(wǎng)絡(luò)傳輸有線電視信號

由中心機(jī)房將有線電視信號通過1550 nm光發(fā)射機(jī)、光放大器傳輸至各分前端機(jī)房，在末級匯聚點(diǎn)設(shè)無源光分路器，將光信號分配至各光點(diǎn)，在樓內(nèi)設(shè)置單向光接收機(jī)。

2.2 利用EPON構(gòu)建寬帶IP接入網(wǎng)

我臺IP城域網(wǎng)構(gòu)建為1中心加2分中心模式，2×10G結(jié)構(gòu)。OLT和中心機(jī)房、各分前端機(jī)房已建設(shè)完成，由分前端OLT的PON口通過光分路器下聯(lián)各末級匯聚點(diǎn)，在末級匯聚點(diǎn)內(nèi)設(shè)置光分路器連接各光點(diǎn)內(nèi)的ONU。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

對于有線電視信號來講，采用低光功率接收機(jī)，接收光功率為-3～-5 dB，在分前端設(shè)置22 dB的光放大器，則可覆蓋距離在3～5 km范圍內(nèi)的光點(diǎn)192個（分前端設(shè)置1×24光分路）。對于數(shù)據(jù)信號，用OLT可以靈活地加以配置傳輸，近期使用用戶較少的情況下，1個PON口可帶32個ONU（4分光加8分光級聯(lián)），每光點(diǎn)平均帶寬為30 Mbit/s。當(dāng)用戶較多時(shí)可將分前端4分光更換為2分光，此時(shí)每光點(diǎn)平均帶寬為60 Mbit/s?；蛘?個PON口直接和8分光相連，此時(shí)每光點(diǎn)平均帶寬將達(dá)120 Mbit/s。數(shù)據(jù)信號最終在光點(diǎn)內(nèi)由ONU下聯(lián)EoC頭端進(jìn)戶。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過無源光網(wǎng)絡(luò)和HFC網(wǎng)絡(luò)的比較分析得到如下結(jié)論:

1）無源光網(wǎng)絡(luò)使用廣播式的有線電視和寬帶交互信號，使用一張同樣結(jié)構(gòu)和拓?fù)涞墓饫|網(wǎng)，小區(qū)可不設(shè)有源機(jī)房，取消了大量的光工作站、放大器和光纖收發(fā)器等有源設(shè)備，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化，使中間環(huán)節(jié)和電纜接頭減少，降低了故障發(fā)生率，可節(jié)省大量運(yùn)維成本。

2）使用點(diǎn)到多點(diǎn)的技術(shù)后，可節(jié)省大量的光纜資源，單纖即可下聯(lián)8個ONU，相當(dāng)于同等數(shù)量的樓宇。

3）網(wǎng)絡(luò)帶寬靈活配置，平滑升級，網(wǎng)絡(luò)投資可分步進(jìn)行，前期不需要大量的資金投入。由于采用的是無源分配、下行千兆共享，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展可升級到10 Gbit/s，以滿足未來高寬帶的交互業(yè)務(wù)需求。

4）經(jīng)測算，無源光網(wǎng)絡(luò)的造價(jià)略低于雙向HFC的造價(jià)，且隨著光纜價(jià)格的持續(xù)下降和電纜價(jià)格的上升，網(wǎng)絡(luò)造價(jià)的差距將進(jìn)一步拉大，優(yōu)勢明顯。

5）對于已建成的雙向HFC網(wǎng)絡(luò)，以及分散和偏遠(yuǎn)地區(qū)，HFC網(wǎng)絡(luò)仍然有其存在價(jià)值。

今后，無源光網(wǎng)絡(luò)及合理配套的管線預(yù)埋設(shè)施，將是在新建住宅小區(qū)和樓宇建設(shè)有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

[1]祝軍生，陳勝權(quán).FTTH進(jìn)展、應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J].電視技術(shù)，2005，29（11）:9-12.

[2]閻德升，邊恩炯，王旭.EPON:新一代寬帶光接入技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]袁偉，金燕，陳彪.EPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制及其最新發(fā)展探討[J].電視技術(shù)，2005，29（8）:70-72.

[4]金立標(biāo)，張乃謙，李鑒增.數(shù)字電視信號在無源光網(wǎng)絡(luò)的傳輸設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，2009，33（7）:52-53.