縣級(jí)城區(qū)全光網(wǎng)絡(luò)改造思考

[摘 要]：利用1550nm光傳輸特性，對(duì)城區(qū)光纜網(wǎng)路進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)光纜到樓棟，進(jìn)一步提高有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

[關(guān)鍵詞]：1550nm 光節(jié)點(diǎn) 摻鉺光纖放大器 光分路器

我縣城區(qū)有線(xiàn)電視我在2003年進(jìn)行了光電纜混合網(wǎng)（HFC）改造，當(dāng)時(shí)我縣城區(qū)規(guī)模還比較小，用戶(hù)數(shù)量較少只有5000余戶(hù)，主要居住在老城。當(dāng)時(shí)考慮技術(shù)成熟度和價(jià)格成本因素，采用了1310平臺(tái)。老城設(shè)置13個(gè)，新城設(shè)置了12個(gè)，全縣共有光節(jié)點(diǎn)25個(gè)。在2006年機(jī)房搬遷到新城時(shí)又增加了10個(gè)光節(jié)點(diǎn)，全縣城區(qū)光節(jié)點(diǎn)達(dá)到了35個(gè)。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，隨著新城規(guī)模擴(kuò)大和老城區(qū)改造。原有光節(jié)點(diǎn)數(shù)量不能滿(mǎn)足發(fā)展的需要，造成了電纜網(wǎng)絡(luò)過(guò)大，網(wǎng)絡(luò)可靠性較低，故障率較高已經(jīng)滿(mǎn)足不了發(fā)展數(shù)字電視需求。需對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)改造。

1310nm光傳輸平臺(tái)和1550nm光傳輸平臺(tái)對(duì)比選擇。1310nm光發(fā)射功率一般在10-24mW，功率較低，光信號(hào)在沒(méi)有中繼的情況下最大傳輸距離一般只能達(dá)到40Km左右，作為光分配網(wǎng)絡(luò)在光節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，光發(fā)射機(jī)數(shù)量較多，作為長(zhǎng)距離傳輸需要進(jìn)行中繼，每次中繼就要經(jīng)行一次光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)指標(biāo)就要降低。但是1550nm光傳輸平臺(tái)價(jià)格比較昂貴，作為縣級(jí)網(wǎng)絡(luò)公司早期構(gòu)建1550nm傳輸平臺(tái)在資金上是有困難的。所以我縣城區(qū)和農(nóng)村光纜全采用1310nm平臺(tái)構(gòu)建。

1310nm光波和1550nm光波在普通的單模光纖中傳播時(shí)有著不同的傳輸特性。1310nm光波在普通光纖中傳輸可達(dá)到零色散，但損耗系數(shù)較大為：0.40bB/Km。1550nm光波在普通光纖中傳輸，特別是長(zhǎng)距離傳輸會(huì)產(chǎn)生色散，需要進(jìn)行色散補(bǔ)償，但是其損耗較低，損耗系數(shù)為：0.25dB/Km。

隨著1550nm光傳輸平臺(tái)技術(shù)的成熟和大量投入使用，1550nm光傳輸平臺(tái)設(shè)備價(jià)格不再昂貴，大功率1550摻鉺光纖放大器（EDFA）技術(shù)成熟度提高和大規(guī)模的投入使用，使得1550nm傳輸平臺(tái)在技術(shù)和性?xún)r(jià)比上具有優(yōu)勢(shì)。

在1310nm傳輸平臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)距離時(shí)，要在鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房進(jìn)行中繼，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。每進(jìn)行一次中繼，信號(hào)指標(biāo)必將降低。采用1550nm傳輸平臺(tái)，只需在鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房對(duì)1550nm光信號(hào)進(jìn)行放大即可傳輸?shù)酱寮?jí)光節(jié)點(diǎn)。結(jié)合我縣實(shí)際，如果縣城采用1550nm光傳輸平臺(tái)對(duì)現(xiàn)有的城區(qū)光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，在時(shí)機(jī)成熟時(shí)可以對(duì)縣城至鄉(xiāng)鎮(zhèn)主干光纜和鄉(xiāng)村光纜傳輸平臺(tái)進(jìn)行1550改造，提高信號(hào)質(zhì)量。

我縣城區(qū)光纜網(wǎng)絡(luò)改造，老城設(shè)計(jì)120個(gè)光節(jié)點(diǎn)，新城設(shè)計(jì)光節(jié)點(diǎn)160個(gè)，共280個(gè)光節(jié)點(diǎn)。如果采用1310nm傳輸系統(tǒng)，280個(gè)光節(jié)點(diǎn)，需要20mw光發(fā)射機(jī)的數(shù)量大概為20臺(tái)。如果采用1550nm，僅需一主一備2臺(tái)1550nm光發(fā)射機(jī)和4臺(tái)22dB1550摻鉺光纖放大器，即可滿(mǎn)足城區(qū)光功率需求。采用1550nm平臺(tái)可以大幅降低機(jī)房設(shè)備數(shù)量，能耗和發(fā)熱量，減少機(jī)房設(shè)備維護(hù)量和維護(hù)成本和設(shè)備備份。

2009年至2011年我們對(duì)城區(qū)有線(xiàn)電視光纜網(wǎng)絡(luò)改造。改造后光節(jié)點(diǎn)大幅增加，基本實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)到樓棟，用戶(hù)信號(hào)質(zhì)量大幅提高為我縣數(shù)字電視轉(zhuǎn)換工作提供了良好的基礎(chǔ)。

在改造后經(jīng)過(guò)使用，我發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，現(xiàn)在提出來(lái)和大家一起探討。

一、光纜接續(xù)的防水處理

現(xiàn)在城區(qū)主干道光纜大多為管道敷設(shè)，不可避免的要在檢查井中繼續(xù)，即便是采取了好的光纜接續(xù)盒，進(jìn)行了嚴(yán)格的防水措施，在目前城市內(nèi)澇不斷的情況下，每年到雨季檢查井中都是水，光纜接續(xù)盒中都或多或少的會(huì)有雨水。有線(xiàn)電視大量使用的是普通室外光纜，具有一定的防水性能是應(yīng)為具有塑料護(hù)層、金屬護(hù)套、阻水層、油膏多層防水措施。所以雨水對(duì)光纜不會(huì)有影響，但是光纜接續(xù)盒內(nèi)裸纖經(jīng)過(guò)雨水長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，必將會(huì)影響傳輸特性和機(jī)械特性傳輸。如何解決這個(gè)問(wèn)題，我認(rèn)為有兩種方法，提出來(lái)大家一起討論可行性。1、在需要熔接的地方設(shè)置光纜交接箱。光纜交接箱處于地面上，具有防雨防水功能，還可以靈活調(diào)整纖芯配置。2、在敷設(shè)光纜時(shí)將主干光纜引入到小區(qū)，在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行熔接，即所有的纖芯配置工作都在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行。這只能在新敷設(shè)主干光纜時(shí)進(jìn)行，對(duì)利用舊光纜改造的網(wǎng)路無(wú)法進(jìn)行。

二、設(shè)備的選購(gòu)

我們知道任何設(shè)備任何時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)故障，設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)我們要做的是快速判斷故障，排除故障。但是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障并且短時(shí)間內(nèi)難以修復(fù)時(shí)就需要備用設(shè)備替換。1550光發(fā)射機(jī)、摻鉺光纖放大器（ＥＤＦＡ）、光分路器、光接收機(jī)都在備份之列。1550光發(fā)射機(jī)一般機(jī)房用一臺(tái)光發(fā)射機(jī)為主機(jī)，一臺(tái)作為備機(jī)。光放大器有多種輸出光功率，在設(shè)計(jì)是可以考慮只用一種規(guī)格的光放大器，比如我單位用22dB摻鉺光纖放大器，只需少量備機(jī)，減少備用摻鉺光纖放大器的規(guī)格和數(shù)量。光分路器，按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，需要根據(jù)線(xiàn)路長(zhǎng)短計(jì)算光分路器的分光比，如此每個(gè)光分路器的分光比會(huì)不同，為了網(wǎng)絡(luò)的安全傳輸就需備份各種不同分光比的光分路器。這次在規(guī)劃設(shè)計(jì)光節(jié)點(diǎn)時(shí)，就需充分考慮光分路器的互換性，2等分、4等分、5等分、8等分、10等分為主，光節(jié)點(diǎn)光功率稍有偏差也在光接收機(jī)的接收范圍內(nèi)。這樣就可以減少光分路器的備份量。

三、設(shè)立小區(qū)分前端

采用1550平臺(tái)后，光纖網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星樹(shù)結(jié)構(gòu)，和星形結(jié)構(gòu)相比對(duì)光纜芯數(shù)要求有所降低，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大和網(wǎng)路延伸時(shí)，可能會(huì)造成光纜纖芯不夠用的情況。如果我們利用1550傳輸平臺(tái)可以對(duì)光信號(hào)直接放大的特性，在小區(qū)設(shè)立小區(qū)分前端，安裝摻鉺光纖放大器，該小區(qū)的光信號(hào)由小區(qū)分前端傳送。中心機(jī)房?jī)H需向小區(qū)分前端傳送光信號(hào)，這樣可以減輕光纜芯數(shù)的負(fù)擔(dān)，又可以靈活的擴(kuò)展有線(xiàn)電視光纜網(wǎng)絡(luò)。但是設(shè)立小區(qū)分前端又有分前端綜合配線(xiàn)箱安放位置、防水、安全、檢修便利性、用電及備用電源等問(wèn)題。這些問(wèn)題如果不能妥善解決，將影響網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?。在這次網(wǎng)絡(luò)改造中，由于這些問(wèn)題，我們沒(méi)有設(shè)立小區(qū)前端。設(shè)立小區(qū)分前端我認(rèn)為是一種利大于弊的方案。

四、色散和布里淵散射

我縣這次采用1550nm平臺(tái)對(duì)光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，傳輸距離短，可以不考慮色散，但是在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)要考慮色散，進(jìn)行色散補(bǔ)償。還有1550nm光信號(hào)在傳輸時(shí)，入纖光功率大時(shí)會(huì)產(chǎn)生受激布里淵散射(SBS)，SBS將嚴(yán)重影響光鏈路的各項(xiàng)性能指標(biāo)和穩(wěn)定性。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮SBS，適當(dāng)選擇SBS值。

如何提高有線(xiàn)電視光纜網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可擴(kuò)容性一直是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和維護(hù)管理的難題。結(jié)合我縣城區(qū)光纜網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造的實(shí)際和自己的一些體會(huì)，拋磚引玉和大家共同探討。

參考文獻(xiàn)：

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周德元 李笑飛 王東兵 1310nm和1550nm光傳輸覆蓋探析 有線(xiàn)電視技術(shù)，2010，（3）16-18