有線電視環(huán)網(wǎng)的思考和建設(shè)

王超

摘要：光纖同軸電纜混合（HFC）網(wǎng)絡(luò)作為一個優(yōu)秀的傳輸平臺，為有線電視用戶提供了大量的電視頻道。如今有線電視網(wǎng)已基本全覆蓋。全區(qū)14個鎮(zhèn)已經(jīng)全部實現(xiàn)調(diào)頻廣播和有線電視共纜傳輸“雙入戶”工程。有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)的光節(jié)點已經(jīng)建設(shè)到組。由于當時區(qū)鎮(zhèn)主干網(wǎng)絡(luò)采用星形結(jié)構(gòu)，線路無冗余備份，為了進一步提高網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，提高系統(tǒng)的可靠性，鹽都廣播電視網(wǎng)絡(luò)信息有限公司決定將原區(qū)鎮(zhèn)主干星形網(wǎng)絡(luò)改造為有自愈功能的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，以提高系統(tǒng)的可靠性和信號傳輸質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：有線電視；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)；可靠傳輸

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）25-0007-02

鹽都區(qū)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)建于1995年，并于1997年實現(xiàn)全區(qū)聯(lián)網(wǎng)。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立了二級中心機房，經(jīng)過第二級光→電→光轉(zhuǎn)換，同時插入本鎮(zhèn)節(jié)目，再通過光發(fā)，將信號送到村組的各個光節(jié)點。

目前，鹽都區(qū)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)共傳輸模擬電視節(jié)目35套、數(shù)字廣播電視節(jié)目150多套，調(diào)頻廣播節(jié)目1套。全區(qū)14個鎮(zhèn)已經(jīng)全部實現(xiàn)調(diào)頻廣播和有線電視共纜傳輸“雙入戶”工程。有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)的光節(jié)點已經(jīng)建設(shè)到組，光接收機的每條支路帶4～6級放大器，每個光節(jié)點覆蓋300戶～500戶不等。由于當時區(qū)鎮(zhèn)主干網(wǎng)絡(luò)采用星形結(jié)構(gòu)，線路無冗余備份，由于市政建設(shè)等原因經(jīng)常造成線路中斷，影響播出，加上信號經(jīng)過三級光→電→光轉(zhuǎn)換，技術(shù)指標和節(jié)目的接收質(zhì)量不高，影響了群眾收看。為了進一步提高網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，提高系統(tǒng)的可靠性，充分發(fā)揮廣播電視在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中的重要作用，區(qū)局決定將原區(qū)鎮(zhèn)主干星形網(wǎng)絡(luò)改造為有自愈功能的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，以提高系統(tǒng)的可靠性和信號傳輸質(zhì)量，同時也為今后平滑升級到FTTx奠定一個比較堅實的基礎(chǔ)。整個聯(lián)網(wǎng)方案按1550nm環(huán)網(wǎng)的方式設(shè)計，將14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)16個光接收點組成兩個環(huán)（原岡中、馬溝兩鎮(zhèn)已被合并，但機房仍獨立）， 1550信號直接傳輸?shù)?6個光接收點廣播電視機房，各鎮(zhèn)廣播電視機房直接采用1550nm光放大方式向村傳輸廣播電視信號，減少指標的損傷；目前要求設(shè)計到村的光接收機，將來能平滑升級到全區(qū)的各個光節(jié)點；而且網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃既要有科學的依據(jù)，還要有切實可行的實施方案，一切都需從實際出發(fā)，實事求是。具體的實施方案應(yīng)以市場為導(dǎo)向，用今天的資金建網(wǎng)，是預(yù)期明天有豐厚的回報。如果實施方案過于超前，原始投資中不能馬上創(chuàng)造效益的部分都是浪費！科技的快速發(fā)展會使原始投資迅速貶值。因此網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)不能盲目追求功能的先進和完善，只要能夠保證在傳統(tǒng)（模擬/數(shù)字）節(jié)目正常傳送的同時，也能確保數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、寬帶交互業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控業(yè)務(wù)、網(wǎng)管業(yè)務(wù)（或功能）的順利開通、穩(wěn)定運行就完全可以認為是一個先進的系統(tǒng)改造方案了。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃要適應(yīng)技術(shù)和市場發(fā)展的需求，有明確的階段性目標和對策，既使投資具有繼承性，又使網(wǎng)絡(luò)具有可擴展性和業(yè)務(wù)開放的能力。在復(fù)雜的交互業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)中，科學的管理手段已成為系統(tǒng)能否成功運行的關(guān)鍵，因此設(shè)計中應(yīng)盡可能考慮今后管理的科學性、方便性和可操作性。主干傳輸網(wǎng)采用1550nm系統(tǒng)環(huán)形結(jié)構(gòu)，并設(shè)計成具有自愈功能的高可靠網(wǎng)絡(luò)。

環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)是從發(fā)射端通過光纖連接各個接收端，并形成環(huán)路。我局采用兩臺外調(diào)發(fā)射機和多芯光纜構(gòu)造物理環(huán)形、邏輯星形的冗余網(wǎng)絡(luò)，這種光纖模擬傳輸方式可靠性更高。

由于色散的原因，1550nm的光發(fā)射機不宜采用直接調(diào)制DFB激光器，而是采用有恒定波長（CW）激光器及外部調(diào)制器的發(fā)射機。在1550nm窗口處的光纖傳輸可以使用摻鉺光纖放大器（EDFA）。首先EDFA可以將外調(diào)制發(fā)射機較弱的輸出光信號（8～10dBm）預(yù)放大到21～23 dBm的大功率輸出。一般光纖在1550nm處的衰減系數(shù)為0.25 dB/Km。這樣，最大的無中繼光纖傳輸距離可達65Km。采用EDFA技術(shù)，信號不再多次進行光-電-光的轉(zhuǎn)換，而始終以光的型式傳輸，因此，EDFA的短距離級聯(lián)一般不會使系統(tǒng)的非線性參數(shù)CTB、CSO等的性能顯著劣化。

根據(jù)鹽都區(qū)區(qū)域?qū)嵡?，決定全區(qū)構(gòu)成二個環(huán)比較合適，即東環(huán)，西環(huán)。在兩環(huán)相交處北蔣設(shè)分前端，由區(qū)電視臺機房南北兩條線路把信號直送北蔣分機房。為確保西環(huán)鄉(xiāng)鎮(zhèn)信號的穩(wěn)定性，在大縱湖鎮(zhèn)機房設(shè)三級響應(yīng)光放大。

東環(huán)連接7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個光接收點，路由為區(qū)電視臺機房→潘黃→西區(qū)馬溝→張莊→龍岡→郭猛→北蔣→葛武→大岡→岡中→區(qū)電視臺機房； 西環(huán)連接8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，路由為北蔣→秦南→學富→樓王→北龍港→大縱湖→義豐→尚莊→北蔣。

考慮到交互業(yè)務(wù)城域承載網(wǎng)和GEPON接入網(wǎng)架構(gòu)的融合，東環(huán)采用24B，西環(huán)采用18B。線路架設(shè)示意圖（圖1）：

根據(jù)建設(shè)的線路的實際情況，以及方案試算結(jié)果，決定采用如下圖所示的拓撲結(jié)構(gòu)（圖2），這是一種物理環(huán)形、邏輯星形的結(jié)構(gòu)。局中心機房放置2臺1550nm光發(fā)射機（發(fā)射機熱冗余備份），1臺向潘黃、馬溝、張莊、龍岡、郭猛、北蔣、葛武、大岡、岡中鄉(xiāng)鎮(zhèn)站傳送主信號，同時也向二級節(jié)點北蔣送一主一備信號，在北蔣放置二臺EDFA；北蔣主信號經(jīng)放大后向北龍港、大縱湖、樓王、學富、秦南、北蔣、尚莊6個站傳送主信號，同時也向三級應(yīng)急光放大點大縱湖送一主一備信號。

基本配置為光功率輸出2×9dBm的1550nm光發(fā)射機2臺；EDFA共6臺，其中中心機房2臺，北蔣分機房3臺，大縱湖1臺；光分路器共6臺，其中中心機房2臺，北蔣分機房3臺，大縱湖1臺。信號連接見下圖（圖3）：

在本方案中從播出安全與網(wǎng)絡(luò)可靠性出發(fā)，光纜路由、光發(fā)射機都有備份。

北龍港、大縱湖、樓王、學富、秦南、北蔣、尚莊、張莊、龍岡、潘黃、馬溝、大岡、岡中等各個光接收點機房各配置1臺光開關(guān)，用以切換中心機房或分機房送來的兩路光信號，直接連接本地光放大器，用以覆蓋本鎮(zhèn)各村。

各鎮(zhèn)廣播電視機房逐步形成直接采用1550nm光放大方式向村傳輸廣播電視信號，減少指標的損傷。各鎮(zhèn)廣播電視機房所配備光放大器可根據(jù)本鎮(zhèn)光點具體分布情況配備所需規(guī)格的EDFA。主干網(wǎng)絡(luò)全部采用1550nm 光傳輸設(shè)備，光放大器對CTB 和CSO 指標幾乎沒有影響，1550 光發(fā)射機可通過光放大器的中繼放大傳送有線電視信號至鄉(xiāng)鎮(zhèn)機房；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)機房將前端送來的主備信號經(jīng)光開關(guān)選擇后經(jīng)EDFA放大，直接送各村光節(jié)點接收，轉(zhuǎn)換成射頻信號后經(jīng)原有的電纜分配網(wǎng)絡(luò)送千家萬戶。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)機房覆蓋本地的光放大器不再級聯(lián)，直接連接光接收機，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺腿胪S電纜分配網(wǎng)，光接收機的接收光功率一般在-2dB—0dB。如少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)目前資金困難，也可以將接收到的光信號進行光電轉(zhuǎn)換，混入當?shù)毓?jié)目后送入1310nm 發(fā)射機，覆蓋光節(jié)點范圍以內(nèi)的用戶。目前張莊、樓王兩鎮(zhèn)已經(jīng)把接收區(qū)局信號通過1550nmEDFA直接傳輸，電視信號取得質(zhì)的飛躍，受到良好的社會反響效果。