廣電FTTH光纖入戶終端管理技術(shù)研究

陸帥鋒

（杭州富陽華數(shù)數(shù)字電視有限公司，浙江杭州 311400）

0.引言

廣電網(wǎng)絡(luò)是國家關(guān)鍵的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，一直以來受到各個(gè)國家的高度重視，我國廣電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過幾十年的發(fā)展歷程，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)用戶最多的有線電視網(wǎng)絡(luò)。而國家在2014年成立了中國廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司之后，目標(biāo)在于整合全國的有線電視網(wǎng)絡(luò)，未來很長一段時(shí)間內(nèi)，廣電網(wǎng)絡(luò)的光纖接入改造工作將呈現(xiàn)出明顯的增長趨勢。

1.廣電FTTF光纖入戶整體規(guī)劃與技術(shù)方案

1.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，首先要明確的是業(yè)務(wù)需求層面，廣播數(shù)字電視傳輸?shù)幕緲I(yè)務(wù)，包括數(shù)字電視頻道直播服務(wù)資訊和節(jié)目指南等部分內(nèi)容，其中還包括某些數(shù)字電視的增值業(yè)務(wù)、付費(fèi)節(jié)目。另外在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持之下，依托廣播電視雙向網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供因特網(wǎng)的接入服務(wù)和信息服務(wù)也是業(yè)務(wù)需求中的重點(diǎn)組成部分，無論是學(xué)校還是企事業(yè)單位，都可以利用有線電視網(wǎng)絡(luò)完成多媒體信息應(yīng)用和視頻會議功能的接入服務(wù)等。

從這一點(diǎn)來看，由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有明顯的前瞻性，所以組建的網(wǎng)絡(luò)本身在帶寬上要符合業(yè)務(wù)發(fā)展要求，同時(shí)給業(yè)務(wù)擴(kuò)充流出一部分帶寬資源，使用年限最低為10年。從網(wǎng)絡(luò)用戶端需要達(dá)到的帶寬以來看數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬目標(biāo)，需要綜合評估數(shù)字電視直播節(jié)目的整體需求，并且節(jié)目數(shù)量和節(jié)目制作技術(shù)的快速發(fā)展背景之下，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)做好網(wǎng)絡(luò)分光設(shè)計(jì)，建立數(shù)字電視業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)通道，且寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)需基于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道展開綜合規(guī)劃。

1.2 施工方案

在施工的前端設(shè)備材料選擇方面數(shù)字電視信號傳輸部分采用廣播網(wǎng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)，直播節(jié)目組的交換機(jī)選用10G模塊。數(shù)據(jù)信號傳輸部分的設(shè)備，根據(jù)應(yīng)用場景的要求進(jìn)行靈活選擇，且光纖跳線也可根據(jù)實(shí)際需要作出篩選。在城網(wǎng)建設(shè)方面，箱體材料選擇金屬冷軋板進(jìn)行制作，根據(jù)用戶安裝要求靈活做好調(diào)節(jié)[1]。

從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本原則來看，分配網(wǎng)建設(shè)是最為主要的要求，每個(gè)單元的配線箱內(nèi)需設(shè)置好插片式光分路器和數(shù)字電視直播信號，針對不同場景建立相應(yīng)的施工方案，例如，農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)要解決單向電纜網(wǎng)絡(luò)覆蓋的雙向化改造情況。對于一些住戶少且用戶分布分散的地區(qū)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采取光纜接頭盒分纖模式，將整個(gè)區(qū)域按照不同分光區(qū)標(biāo)準(zhǔn)覆蓋原則劃分為幾個(gè)小區(qū)域，在各個(gè)小區(qū)域間適當(dāng)選擇一級光網(wǎng)絡(luò)箱和二級三級分光器。專業(yè)的上門人員在用戶具有需求時(shí)直接完成光纜的調(diào)試和終端和安裝過程，最后完成業(yè)務(wù)開通的整個(gè)過程。對于一些人口密集的公寓區(qū)或多層住宅小區(qū)，網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)選擇單元配線箱分纖方式，整個(gè)區(qū)域按照每個(gè)分光區(qū)覆蓋多個(gè)配線箱。同樣在用戶具有裝機(jī)需求時(shí)，專業(yè)人員上門完成終端盒和光纖機(jī)頂盒的連接與安裝，最終開通業(yè)務(wù)。需要注意的是，由于某些高層住宅的密度較大，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用的是單元配線箱模式，所以分路器和分光器的設(shè)置要與一般模式保持相同的設(shè)置。但如果涉及到城市線路改造或舊城區(qū)改造的場景之時(shí)，考慮到可能在短時(shí)間內(nèi)增加大規(guī)模的光纜資源需求，在這種情況下，需要根據(jù)人員情況展開具體施工，例如OLT下移等，在資源不足的情況下，還要對原有的干線光纜資源展開擴(kuò)容或增加新的干線光纜，才能夠更好地滿足光纜資源需求。

在內(nèi)部設(shè)備器件改造層面，則要做好前端機(jī)房設(shè)備改造設(shè)備改造和樓房設(shè)備改造等相關(guān)的工作，小區(qū)分配網(wǎng)改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與一般新建結(jié)構(gòu)比較接近，在此不做過多贅述?？偠灾覀冃枰獓?yán)格根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)原則，在不同的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶寬要求和分光要求下明確網(wǎng)絡(luò)建設(shè)場景，從而規(guī)劃相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)組建方案，滿足人們的需求[2]。

2.EPON技術(shù)應(yīng)用

2.1 PON技術(shù)

PON技術(shù)指的是無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，僅僅由光纖分路器、接頭和連接器等相關(guān)的設(shè)備組成一根光纖，可以為多個(gè)用戶提供相應(yīng)的服務(wù)，不需要任何電源或其他有源電子器件，這種技術(shù)模式下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)，而且還能可靈活組成總線型，PON組網(wǎng)示意圖則主要包括網(wǎng)絡(luò)端的OLT和用戶端的ONU組成，其中前者主要用于連接主干光纖局端設(shè)備，能夠以廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)并記錄好測距信息，控制發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間和發(fā)送窗口；后者則一般放置在用戶端區(qū)域，用于響應(yīng)OLT所發(fā)出的測距功率控制命令[3]。一般情況下，ODN網(wǎng)絡(luò)采用的是樹形結(jié)構(gòu)，原則上不采取多級分光，只采用一級或二級分光的方式，原因在于一級分光和二級分光的測試維護(hù)難度較低，且分光器利用率良好，在節(jié)點(diǎn)相對較少時(shí)，成本可控制在比較低的水準(zhǔn)，但不會因此影響網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和靈活性，整體效益比較高，在一些用戶比較分散的場合具有良好的泛用性能。如果在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的用戶呈現(xiàn)鏈狀分布，則可考慮更換為鏈性結(jié)構(gòu)或多級分光組網(wǎng)模式，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在用戶區(qū)域的中心點(diǎn)的位置。綜合來看，PON所采取的技術(shù)包括單纖雙向傳輸技術(shù)、時(shí)延補(bǔ)償技術(shù)、信號同步技術(shù)等，這種技術(shù)最為主要的優(yōu)勢在于發(fā)揮無源網(wǎng)絡(luò)的可靠性，而且具有很高的系統(tǒng)技能和業(yè)務(wù)透明優(yōu)勢，能夠減少光纖占用，降低用戶使用成本，即便大規(guī)模用戶同時(shí)接入也能滿足工作要求。不過該技術(shù)的主要缺陷在于保密性和安全性能需要重點(diǎn)關(guān)注。

2.2 EPON技術(shù)

EPON系統(tǒng)電路層基于簡單的封裝和點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)無源光網(wǎng)絡(luò)傳輸，在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和PON技術(shù)的深度融合，即在數(shù)據(jù)鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，在物理層應(yīng)用PON技術(shù)，發(fā)揮可擴(kuò)展性和高帶寬的技術(shù)優(yōu)勢與現(xiàn)有的以太網(wǎng)之間能形成良好的兼容模式。其中OLT作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心部分，可以負(fù)責(zé)與上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的通信，為終端用戶提供應(yīng)用端口層面的業(yè)務(wù)支持?？梢钥吹絆LT既能夠被作為路由器又能被視為交換機(jī)，多業(yè)務(wù)提供平臺可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)接入和網(wǎng)絡(luò)集中的功能，按照用戶需求做好帶寬分配和管理配置，點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可視作點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路集合，其中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和突發(fā)控制技術(shù)的優(yōu)勢非常突出[4]。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與維護(hù)使用成本，有良好的環(huán)境使用能力和典型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)；而突發(fā)控制技術(shù)，則能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相位同步和數(shù)據(jù)接收的功能，靈活實(shí)現(xiàn)用戶帶寬的控制，根據(jù)不同帶寬賦予動態(tài)帶寬分配模式減少數(shù)據(jù)傳輸過程的矛盾沖突，也無需進(jìn)行復(fù)雜的沖突檢測。

而數(shù)據(jù)鏈路層的關(guān)鍵技術(shù)，則主要基于以太網(wǎng)協(xié)議采取上行信道接入技術(shù)和時(shí)延補(bǔ)償協(xié)議等。TDMA技術(shù)能夠?qū)⒍喾N業(yè)務(wù)信息進(jìn)行綜合分配，不同的上行數(shù)據(jù)之間不會進(jìn)行相互干擾，直接通過控制命令，對網(wǎng)絡(luò)單元和線路終端之間的數(shù)據(jù)通信進(jìn)行控制。而測距補(bǔ)償機(jī)制，可確保上行信道的高利用率，精確調(diào)整數(shù)據(jù)時(shí)域碰撞情況，并且整個(gè)通信過程可以在動態(tài)監(jiān)測模式下保持良好的網(wǎng)絡(luò)同步。而沖突檢測直接由計(jì)數(shù)器負(fù)責(zé)完成，如果計(jì)數(shù)器超過其工作時(shí)間，則說明有沖突出現(xiàn)，在短時(shí)間內(nèi)采取應(yīng)對方案[5]。

3.結(jié)語

FTTH建設(shè)和規(guī)劃工作具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，無論是新建住宅區(qū)還是改造區(qū)域的通信設(shè)施全部采用光纖入戶方式建設(shè)之后，能夠基于國家標(biāo)準(zhǔn)加快建設(shè)步伐，提升家庭寬帶和網(wǎng)絡(luò)信息的接入能力。廣電行業(yè)在未來必然面臨形勢更加嚴(yán)峻的競爭環(huán)境，因此任何業(yè)務(wù)開展都要以穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)接入為基礎(chǔ)，在光纖通信產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展背景下尋求新的拓展渠道。