淺談雙向接入網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)

■文/徐繼剛

淺談雙向接入網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)

■文/徐繼剛

本文結(jié)合鄂州廣播電視臺(tái)有線網(wǎng)絡(luò)公司雙向網(wǎng)絡(luò)改造的實(shí)際，對(duì)雙向接入網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)行了探討。

雙向接入網(wǎng)；光接點(diǎn)；光網(wǎng)絡(luò)；前端；終端

1.雙向接入網(wǎng)技術(shù)模式

雙向接入網(wǎng)是利用EPON的雙向傳輸功能，滿足網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展最基本的需要：1)高速Internet接入：向最終用戶提供高速的Internet業(yè)務(wù)接入； 2)交互數(shù)字電視：利用EPON的雙向傳輸功能和IPQAM對(duì)傳輸通道拓展多媒體業(yè)務(wù)，如電視節(jié)目的回看（時(shí)移）等； 3)視頻電話等業(yè)務(wù)。

1.1 FTTB(光纖到樓棟)技術(shù)

FTTB(光纖到樓棟)技術(shù)是基于EPON+LAN的FTTB雙向網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其最大特點(diǎn)是傳輸質(zhì)量有保障，運(yùn)行成本和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本低，有利于向 FTTH和三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的演進(jìn)。

1.2 FTTH（光纖到戶）技術(shù)

FTTH（光纖到戶）技術(shù)是基于EPON的FTTH雙向網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其特性是技術(shù)升級(jí)性好，網(wǎng)絡(luò)的綜合接入能力強(qiáng)，已在全球先進(jìn)國(guó)家信息化建設(shè)中大規(guī)模采用。FTTH（光纖到戶）技術(shù)也是廣電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展的必然選擇（圖1）。

圖1 FTTH網(wǎng)絡(luò)模型圖

2.雙向接入網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)

2.1 光鏈路指標(biāo)

2.1.1 HFC網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)

系統(tǒng)載噪比C/N≥50dB；

復(fù)合二階失真C/CSO≥60dB；

復(fù)合三階差拍C/CTB≥65dB；

調(diào)制誤差比（MER）≥37dB；

誤碼率（BER）≤1.0E-9。

2.1.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)

傳輸時(shí)延 ≤150ms；

包丟失率 ≤10-3；

抖動(dòng) ≤50ms。

2.2 系統(tǒng)終端指標(biāo)要求

系統(tǒng)載噪比（C/N）≥43dB；

復(fù)合二階失真（C/CSO）≥54dB；

復(fù)合三階差拍（C/CTB）≥54dB；

調(diào)制誤差比（MER）≥32dB；

誤碼率（BER）≤1.0E-9。

2.3 光節(jié)點(diǎn)指標(biāo)要求

光接收機(jī)輸入指標(biāo)：光功率-5～-1dBm；

光接收機(jī)輸出指標(biāo)：信號(hào)電平：101±2dBuv；MER≥35dB；BER≤1.0E-9。

3.雙向接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

EPON系統(tǒng)采用二級(jí)分光、偶數(shù)光分路模式 （總分光比為1 : 32）設(shè)計(jì)，隨著業(yè)務(wù)的開展，每個(gè) PON口的數(shù)據(jù)流量達(dá)到80%負(fù)荷的時(shí)候則需要進(jìn)行拆分，可按 1 : 2 : 8 和1 : 8等方式進(jìn)行收斂。FTTH光纖到戶1 : 32。

3.1 分前端設(shè)計(jì)

每個(gè)分前端均考慮主、備兩個(gè)路由。在分前端有主、備兩路有線電視信號(hào)， 經(jīng)光開關(guān)切換選擇后進(jìn)入分前端第一級(jí)光放大器進(jìn)行放大，一級(jí)光放大后有線電視信號(hào)按1 : 32進(jìn)行分光，每路用戶級(jí)光放大器在分前端按1 : 2進(jìn)行分光；總前端來的IP 數(shù)據(jù)、視頻、語音等業(yè)務(wù)經(jīng)OTN環(huán)網(wǎng)下發(fā)進(jìn)入OLT設(shè)備 （分前端內(nèi)不進(jìn)行分光），經(jīng)ODN光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絆NU。

OLT原則推薦集中設(shè)置在各分前端或鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房，城區(qū)覆蓋距離3-5Km，農(nóng)網(wǎng)覆蓋半徑宜取為5-10KM左右。機(jī)房數(shù)量較少，維護(hù)方便，非常適合FTTx的大規(guī)模部署（圖2）。

3.2 光網(wǎng)絡(luò) ODN設(shè)計(jì)

EPON網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)：光線路終端（OLT），光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），光分配網(wǎng)（ODN）三個(gè)部分組成。ODN網(wǎng)絡(luò)包括：饋線光纜，光纜交接箱（分光器）、配線光纜、分纖箱（分光器）和引入光纜（圖3）。

圖2 分前端邏輯功能

圖3 網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)

3.2.1 饋線光纜

饋線光纜自分前端布放到街道路邊、小區(qū)或村落,集中點(diǎn)設(shè)置光纜交接箱。交接箱內(nèi)通過光分路器分配到小區(qū)樓棟或自然村接入點(diǎn)。有條件的情況下，饋線光纜網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)型不遞減交接法配線；條件不具備時(shí)，可采用鏈型不遞減交接法配線，以便日后饋線光纜成環(huán)。設(shè)計(jì)時(shí)每個(gè)樓棟到分前端之間應(yīng)有4芯直通纖芯，其中2芯預(yù)留。具體設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合樓棟數(shù)量。

3.2.2 光交接點(diǎn)（光交接箱）

光交接點(diǎn)的設(shè)計(jì)需要考慮多方面的因素，如機(jī)房位置、大小等，應(yīng)盡量選在方便維護(hù)管理的室內(nèi)地點(diǎn)。前端至光節(jié)點(diǎn)之間光交接箱的級(jí)聯(lián)數(shù)原則上不超過 3 級(jí)，即在功能片區(qū)設(shè)立一級(jí)交接箱，分前端至光節(jié)點(diǎn)的光纜實(shí)際距離控制在5KM 以內(nèi)。分前端至一級(jí)光交接箱的光纜實(shí)際距離控制在2KM 以內(nèi)；一級(jí)光交接箱至小區(qū)光交接箱的光纜實(shí)際距離控制在2KM以內(nèi)；小區(qū)光交接箱至光節(jié)點(diǎn)的光纜實(shí)際距離控制在1KM 以內(nèi)。一級(jí)光交接箱覆蓋用戶數(shù)控制在 1800-2500戶；小區(qū)光交接箱覆蓋用戶數(shù)控制在 250-300 戶，箱體內(nèi)安裝兩個(gè) 1 : 8 光分路器（一個(gè)為有線電視用，一個(gè)為EPON 網(wǎng)絡(luò)用） 。所有光交接箱處不建議安裝有源設(shè)備。 一級(jí)光交接箱的容量： 可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況或城市規(guī)模的大小選用，144D、288D、576D 三種規(guī)格可選。 小區(qū)光交接箱的容量：按 8 個(gè)光節(jié)點(diǎn)計(jì)算，采用 48 芯的容量，多余的容量可作預(yù)留。

3.2.3 配線光纜

配線光纜用于光交接點(diǎn)與光分配點(diǎn)之間的連接。配線光纜可采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可采用樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從有線接入網(wǎng)的發(fā)展考慮，應(yīng)盡量減少共享纖芯，共享纖芯一般不大于12芯。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮資源占用情況，如管孔的占用，一般不應(yīng)小于24芯。

3.2.4 分光器

分光方式有均勻分光和逐級(jí)分光（不超過2級(jí)）。在數(shù)字化改造（FTTB向FTTH改造）工程設(shè)計(jì)中，要以保證用戶帶寬為前提，控制好每個(gè)分光器的用戶數(shù)量，光分路器的數(shù)量依據(jù)覆蓋范圍內(nèi)全部用戶數(shù)設(shè)定，一般控制在用戶數(shù)的30%左右，同時(shí)要考慮用戶增加后擴(kuò)容的問題； 對(duì)于高檔小區(qū)、高層建筑、或比較成熟的小區(qū)，在FTTH建設(shè)中，可以考慮一次性配齊分光器。

3.2.5 光分配點(diǎn)（FTTH分纖箱）

FTTH分纖箱的設(shè)計(jì)主要考慮區(qū)域內(nèi)管線資源、周邊環(huán)境及安全運(yùn)行維護(hù)成本等。對(duì)于成熟小區(qū)，或用戶比較集中的密集市區(qū)，應(yīng)考慮單獨(dú)設(shè)置分纖箱。每個(gè)光分配點(diǎn)的覆蓋半徑應(yīng)該在200±50米，且應(yīng)盡量設(shè)在機(jī)房或室外光交接箱。光分配點(diǎn)光纜交接箱建議采用48～288芯。

3.2.6 入戶光纜

入戶光纜也稱進(jìn)戶纖（線），主要是指光分配點(diǎn)到用戶終端設(shè)施間的光纜線路，用戶室內(nèi)光纜根據(jù)用戶室內(nèi)實(shí)裝情況敷設(shè)，光分配點(diǎn)到用戶終端設(shè)施的布線分垂直布線和水平布線，垂直布線可采用星型結(jié)構(gòu)或樹型結(jié)構(gòu)，水平布線在保證安裝質(zhì)量的前提下，按用戶的要求實(shí)施，配纖芯數(shù)根據(jù)用戶數(shù)確定。實(shí)際工作中，對(duì)于用戶數(shù)較多的樓層（如小型賓館和辦公樓等），通常以樹-星型結(jié)構(gòu)，增設(shè)置分纖盒的方式布設(shè)；對(duì)于有光纖到桌面用戶需求的（如商業(yè)寫字樓及微機(jī)室、公務(wù)辦公樓等），可直接從光交接箱布放較大容量光纜至集中用戶的光分配點(diǎn)，然后通過皮線光纜連接各用戶終端。

4.結(jié)束語

本文結(jié)合雙向網(wǎng)改造的工作實(shí)際，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)雙向網(wǎng)的接入進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，難免有片面性和局限性，有待在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善。

設(shè)計(jì)依據(jù)及引用標(biāo)準(zhǔn) ：

GB/T 17768－1999 有線電視頻率配置；

GB/T 20030－2005 HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)規(guī)范；

GY/T 121-1995 有線電視系統(tǒng)測(cè)試方法；

GY/T 106-1999 有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范；

GY/T 180-2001 HFC 網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范；

GY/T 221-2006 有線數(shù)字電視系統(tǒng)技術(shù)要求和測(cè)量方法；

GY5073—2005 有線電視網(wǎng)絡(luò)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范；

GY5075—2005 城市有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)范；

IEEE802.3ah (Ethernet in First Mile) 基于以太網(wǎng)的PON標(biāo)準(zhǔn)；

廣電總局《有線電視網(wǎng)雙向化改造指導(dǎo)意見》；

中國(guó)電信《中國(guó)電信寬帶接入發(fā)展指導(dǎo)意見》。

（作者單位：湖北省鄂州廣播電視臺(tái)）

TN915

A

1671-0134（2017）12-102-02

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2017.01.029