鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村FTTH網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

張曉軒 運(yùn)城市廣播電視臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中心

1 FTTH 需求分析

1.1 競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

在“三網(wǎng)融合”背景下，隨著“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略方案實(shí)施、“寬帶農(nóng)村”試點(diǎn)進(jìn)行，來(lái)自電信IPTV、OTT等的壓力越來(lái)越大。截至2014年1月，全國(guó)IPTV用戶近3000萬(wàn)，電信光纖入戶穩(wěn)步推進(jìn)，F(xiàn)TTH/0用戶凈增231.4萬(wàn)戶，到2018年IPTV的數(shù)量已經(jīng)快超過(guò)整個(gè)有線電視的用戶。

1.2 業(yè)務(wù)發(fā)展需求

廣電不僅要開(kāi)展單向廣播式數(shù)字電視業(yè)務(wù)，基本的數(shù)據(jù)寬帶業(yè)務(wù)，VOD高清/標(biāo)清點(diǎn)播、在線游戲，還要能承載廣播和交互式（OTT、互聯(lián)網(wǎng)寬帶）高帶寬視頻業(yè)務(wù)：高清2K、超高清4K、3D高清電視、高速數(shù)據(jù)、高清視頻監(jiān)控等超大流量業(yè)務(wù)。

1.3 技術(shù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)

“光進(jìn)銅退”是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展必然趨勢(shì)，F(xiàn)TTH符合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向。光纖相對(duì)電纜具有“價(jià)格低，壽命長(zhǎng)”的特點(diǎn)。使用光纖傳輸還可以克服電信號(hào)傳輸存在的一系列問(wèn)題和不足。而就光纖到戶的特點(diǎn)而言，涉及到無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)情況，替換了有源的相關(guān)設(shè)備，如此可以確保該設(shè)備具有一定的可靠性，同時(shí)也能夠有效地減少運(yùn)行成本；在推廣使FTTH方面提供了重要條件，從而確保光纖到戶也呈現(xiàn)出持續(xù)性完善的狀態(tài)。

1.4 網(wǎng)絡(luò)改造需要

城區(qū)有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造已進(jìn)入后期，下一輪網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造重點(diǎn)將會(huì)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)，由于中國(guó)農(nóng)村地理結(jié)構(gòu)和農(nóng)村建筑分布情況，形成了農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)和用戶非常分散的特點(diǎn)，再選擇FTTB+LAN或C-Docsis等技術(shù)方案，將會(huì)面臨網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高（部分農(nóng)村未覆蓋、需新建網(wǎng)絡(luò)）、網(wǎng)絡(luò)有源耗能高、維護(hù)力量薄弱后續(xù)運(yùn)維管理難度大等一系列問(wèn)題，如果采用全光網(wǎng)絡(luò)FTTH技術(shù)方案，則可以比較好地解決上述問(wèn)題；而對(duì)于城區(qū)新建住宅和樓宇，根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)要求，同時(shí)為避免重復(fù)投資，也建議采用FTTH技術(shù)方案進(jìn)行雙向化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和用戶覆蓋。

2 FTTH 技術(shù)方案的選擇

單纖三波方案在每個(gè)終端內(nèi)部增加了WDM模塊，相應(yīng)終端設(shè)備成本增加；從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)使用角度考慮，作為主干光纜設(shè)計(jì)使用壽命≥20年，而業(yè)務(wù)終端設(shè)備使用壽命平均只有8年；按現(xiàn)有工程施工人工成本計(jì)算，布放不同芯數(shù)光纜施工成本已經(jīng)差別不大，況且預(yù)留的光纖資源還可以用作它用，拓展未來(lái)發(fā)展空間。

（1）城區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)新建：以雙纖三波技術(shù)方案作為新建FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)組網(wǎng)模式。

（2）農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)：針對(duì)用戶分散的既有農(nóng)村有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)，從投資回報(bào)考慮，則建議在完成統(tǒng)一規(guī)劃、纖芯預(yù)留；充分市場(chǎng)預(yù)測(cè)和調(diào)研后，有計(jì)劃性、有針對(duì)性的對(duì)農(nóng)村HFC網(wǎng)絡(luò)以同軸+光纖方式完成FTTH改造，或者直接采用雙纖三波技術(shù)方案。

2.1 農(nóng)村新建網(wǎng)絡(luò)背景分析

2.1.1 用戶需求凸顯

隨著社會(huì)主義現(xiàn)代化新農(nóng)村建設(shè)及人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的精神、信息、文化需求發(fā)展，除了手機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)作為了解世界的“窗口”，農(nóng)村老百姓對(duì)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的迫切需要日益凸顯，由于投資大回報(bào)小，電信、移動(dòng)等通信運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前都沒(méi)有把農(nóng)村市場(chǎng)作為重點(diǎn)客戶開(kāi)發(fā)和建設(shè)，廣電當(dāng)前也由于重點(diǎn)著力在城區(qū)網(wǎng)絡(luò)改造建設(shè)，同時(shí)基于其它運(yùn)營(yíng)商同樣原因?qū)r(nóng)村網(wǎng)絡(luò)“望而止步”，農(nóng)村用戶多采用“天鍋”單純實(shí)現(xiàn)對(duì)電視節(jié)目的收看，而寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在較偏僻的部分農(nóng)村形成一定市場(chǎng)空白。

2.1.2 光纜成本大幅降低，F(xiàn)TTH 使農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)從“無(wú)線”——“有線”、“單向”——“雙向”成為現(xiàn)實(shí)必要和可能目前廣泛用于有線電視網(wǎng)絡(luò)光纜材料單位成本已遠(yuǎn)低于用于HFC 網(wǎng)主干電纜；在用戶極為分散的農(nóng)村，采用HFC 組網(wǎng)方案所導(dǎo)致高昂網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本及由此帶來(lái)農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)供電、防雷、難于維護(hù)等一系列問(wèn)題被FTTH 組網(wǎng)方案中野外全無(wú)源、不取電、不考慮防雷接地及維護(hù)量小等優(yōu)勢(shì)所取代，故FTTH 技術(shù)從成本上和技術(shù)上使業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下的農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已成為可能。

2.1.3 “客情關(guān)系好”、維護(hù)及時(shí)、資費(fèi)更優(yōu)惠、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)小為有線電視雙向業(yè)務(wù)在農(nóng)村發(fā)展帶來(lái)良好契機(jī)

由于有線電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣，部分農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)HFC 網(wǎng)絡(luò)接入和用戶覆蓋，當(dāng)?shù)鼐S護(hù)人員和用戶保持著良好的“客情”關(guān)系，同時(shí)由于業(yè)務(wù)存在，維護(hù)也更為及時(shí)，而對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商，由于早期只有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（電信甚至沒(méi)有），其維護(hù)人員也少，部分地區(qū)由于投資回報(bào)問(wèn)題甚至沒(méi)有進(jìn)入，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)小于城市，故廣電可充分利用這些優(yōu)勢(shì)，采用更為優(yōu)勢(shì)的資費(fèi)策略來(lái)吸引和發(fā)展用戶。

2.1.4 前期市場(chǎng)調(diào)研和摸底是農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)改造建設(shè)的依據(jù)

網(wǎng)絡(luò)改造必須以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)為需求，網(wǎng)絡(luò)改造建設(shè)之前，一定要針對(duì)擬建設(shè)區(qū)域做前期市場(chǎng)調(diào)查和分析，做相應(yīng)業(yè)務(wù)模型投資回報(bào)評(píng)估，以此確定改造區(qū)域、組網(wǎng)方案、建設(shè)模型、市場(chǎng)策略等事宜。

2.2 組網(wǎng)方案

農(nóng)村用戶分散，總數(shù)較少，覆蓋范圍廣，一個(gè)行政組約30-60 戶，一個(gè)行政村約400-500 戶。

本方案按照以下兩種情況對(duì)農(nóng)村FTTH 組網(wǎng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。

2.2.1 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。1550nm 系統(tǒng)的一級(jí)光分路器（1：4）安裝在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機(jī)房，二級(jí)光分路器（1：16）安裝在組級(jí)光交接箱內(nèi)，三級(jí)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(jí)光分路器（1：16）安裝在組級(jí)光交接箱內(nèi)，二級(jí)光分路器（1：4）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內(nèi)。

2.2.2 中等分布類型村莊

一般每個(gè)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。1550nm 系統(tǒng)的一級(jí)光分路器（1：4）安裝在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機(jī)房，二級(jí)光分路器（1：8）安裝在組級(jí)光交接箱內(nèi)，三級(jí)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(jí)光分路器（1：8）安裝在組級(jí)光交接箱內(nèi)，二級(jí)光分路器（1：8）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內(nèi)。

3 建網(wǎng)方案

本次建網(wǎng)方案按1個(gè)行政村8個(gè)行政組（每組60戶）共計(jì)480戶進(jìn)行設(shè)計(jì)舉例。

3.1 OLT、EDFA位置

本方案中，以鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）為設(shè)計(jì)單位，考慮設(shè)備運(yùn)行環(huán)境及后期維護(hù)，OLT和EDFA均統(tǒng)一放置在鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）級(jí)機(jī)房，暫不下移。

3.2 光交接箱容量

FTTH系統(tǒng)按8個(gè)/16個(gè)入戶分纖箱計(jì)算，村級(jí)光交接箱采用96芯/144芯（實(shí)施時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整）設(shè)計(jì)，組級(jí)光交接箱采用48芯/72芯設(shè)計(jì)，多余空間作預(yù)留，入戶型分纖箱在密集型村莊時(shí)按16芯設(shè)計(jì)，中等型村莊時(shí)按8芯設(shè)計(jì)，分散型村莊時(shí)按4芯設(shè)計(jì)。

4 光通道衰減計(jì)算

鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）機(jī)房中的用戶覆蓋光放大器（即末級(jí)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32dB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(zhǎng)5KM計(jì)算）、活動(dòng)連接器損耗2dBm，系統(tǒng)預(yù)留1dB。用戶光接收機(jī)最低輸入光功率設(shè)計(jì)要求控制在-13dBm以內(nèi)。

OLT下行工作（1490nm）光功率為+2-+7dBm，ONU上行工作（1310nm）光功率范圍為0-+4dBm。ONU接收光功率控制在-24～-19dBm之間，OLT接收光功率控制在-26～-22dBm之間。

5 結(jié)束語(yǔ)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村的FTTH網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，由于其特定的經(jīng)濟(jì)、地理環(huán)境，這就要求設(shè)計(jì)人員合理調(diào)控設(shè)計(jì)思路，結(jié)合實(shí)際，面向未來(lái)發(fā)展，制定合理設(shè)計(jì)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。