北方農(nóng)村地區(qū)有線寬帶接入建設(shè)思路分析與比較

尹航

（遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 沈陽 110179）

0 引 言

當(dāng)前，我國城市地區(qū)的有線寬帶已基本普及，北方農(nóng)村地區(qū)由于受自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素的影響，有15%左右的通信用戶無法獲得有線寬帶接入，本文探討如何在現(xiàn)有條件下通過末端光纜網(wǎng)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋及用戶接入，獲得與城市居民同等水平的現(xiàn)代化通信服務(wù)。

1 寬帶建設(shè)的思路及方式

1.1 覆蓋范圍及總體思路

通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋村屯應(yīng)合理布局末端設(shè)備，做到好安裝、好維護(hù)，分階段滿足現(xiàn)有用戶需求，具體思路為：

（1）在農(nóng)村地區(qū)寬帶接入應(yīng)因地制宜，充分利用現(xiàn)有資源實(shí)現(xiàn)全覆蓋接入，農(nóng)村地區(qū)用戶有線寬帶接入盡量遵循以下原則：對20 戶以上的村屯和原有通信資源可到達(dá)的村屯進(jìn)行全覆蓋接入。

（2）以自然村屯為單位，資源配備占比應(yīng)為40%～60%（資源配備占比即分光器用戶端口數(shù)與總用戶數(shù)之比）。

（3）穩(wěn)步提升家庭寬帶覆蓋率，加強(qiáng)價值區(qū)域覆蓋、競合式建設(shè)。

1.2 村內(nèi)配線光纜建設(shè)方式

在村內(nèi)采用原有桿路、新建桿路或租用農(nóng)網(wǎng)電力桿的方式布放光纜，租用農(nóng)網(wǎng)電力桿須采用自承式光纜（ADSS）。村內(nèi)根據(jù)用戶數(shù)量新增架空式或落地式144 芯、288 芯或576 芯主光纜交接箱，以星形方式連接用戶分纖箱。配線段光纜應(yīng)采用G.652D 型光纖，為便于光纜的分歧接續(xù)，應(yīng)采用層絞式結(jié)構(gòu)；光纜纖芯數(shù)應(yīng)為12、24 或48，接分纖箱的光纜應(yīng)為4 ～12 芯，配線主干部分應(yīng)為12 ～48 芯。配線光纜的纖芯數(shù)應(yīng)避免頻繁遞減，光纜的纖芯盡量一次分配完畢，除有明確的預(yù)留需求外，一般不做預(yù)留。分纖箱與主箱用12 芯光纜連接，當(dāng)采用鏈形結(jié)構(gòu)時，“鏈”上串接的光纜分纖箱不宜超過4 個，每個分纖箱成端不宜少于3芯。每個分纖箱覆蓋半徑不宜大于150 米。當(dāng)同路由光纜的數(shù)量為兩條及兩條以上且超過200 米時，可敷設(shè)24 芯或48 芯光纜作為主干配線光纜，在分歧處通過接頭分成若干條12 芯光纜進(jìn)行分纖箱的連接。在距離全業(yè)務(wù)機(jī)房（OLT機(jī)房）小于10 公里的農(nóng)村地區(qū)，建議采用二級分光的方式接入，如圖1所示，分光比不應(yīng)大于64 路，一級分光器安裝在村內(nèi)主箱內(nèi)，主箱以星形串聯(lián)方式下聯(lián)分纖箱，二級分光器安裝在各分纖箱內(nèi)部。如果村子較大則可安裝兩個或兩個以上的主光交接箱。在實(shí)際工程中須依據(jù)光功率預(yù)算確定分光比。

圖1 村內(nèi)分光器連接示意圖

采用二級分光方式時，1：32 光分路比宜采用“1×4、1×8 分路器級聯(lián)”或“1×8、1×4 分路器級聯(lián)”的組合方式；1：64 光分路比宜采用“1×4、1×16 分路器級聯(lián)”“1×8、1×8 分路器級聯(lián)”或“1×16、1×4 分路器級聯(lián)”等組合方式。在距離全業(yè)務(wù)機(jī)房（OLT 機(jī)房）大于10 公里且小于16公里的農(nóng)村地區(qū)，建議采用一級分光的方式接入，分光比不應(yīng)大于32 路，分光器應(yīng)安裝在主箱內(nèi)，主箱安裝在村內(nèi)用戶集中區(qū)域，以星形方式下聯(lián)分纖箱（分纖箱只做光纜跳接使用），高效接入用戶。如果村子較大可安裝兩個或兩個以上的主光交接箱。光分路器的合路側(cè)應(yīng)與主干光纜連接，支路側(cè)則應(yīng)按以下方式處理：（1）采用FTTH 二級分光方式時，預(yù)先將第一級光分路器支路側(cè)與第二級光分路器合路側(cè)連接穩(wěn)固，第二級光分路器的支路側(cè)根據(jù)用戶實(shí)際需求連接，二級光分路器所處分纖箱應(yīng)預(yù)留2～3 芯。（2）采用FTTH 一級分光方式時，光分路器的支路側(cè)根據(jù)用戶實(shí)際需求連接。

入戶的皮線光纜可為1 芯或2 芯，應(yīng)采用G.657A2（彎曲不敏感單模光纖）類光纖。該類光纖的衰耗特性和模場直徑與配線光纜所使用的G.652D 光纖完全兼容，最小彎曲半徑可低至7.5 mm。皮線光纜在進(jìn)戶、轉(zhuǎn)彎、預(yù)留、成端等處應(yīng)做加固和防磨損處理，并采用標(biāo)簽統(tǒng)一標(biāo)識。村屯主干光纜需注意以下問題：各村屯主干光纜就近接入現(xiàn)有資源（如宏站、農(nóng)村光纜交接箱等設(shè)施）。200 戶以上村屯到村主干光纜應(yīng)不少于24 芯，200 戶以下村屯到村主干光纜應(yīng)不少于12 芯。接入村屯的同時需確認(rèn)宏站或交接箱上聯(lián)至全業(yè)務(wù)機(jī)房（OLT 機(jī)房）的纖芯是否充裕（不應(yīng)低于8 芯），如不充裕，必須向全業(yè)務(wù)機(jī)房補(bǔ)纜，且不晚于村內(nèi)光纜建設(shè)。為方便接入用戶，在村屯內(nèi)新立通信電桿距離一般在40 米左右。

2 關(guān)于OLT 下沉與Access ODN 部署位置

農(nóng)村地區(qū)應(yīng)以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單位，在每個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的全業(yè)務(wù)機(jī)房設(shè)置OLT 設(shè)備，并根據(jù)覆蓋范圍情況采用加強(qiáng)型光板。OLT 下帶最遠(yuǎn)點(diǎn)用戶在16 公里以上的村屯，可考慮采用下沉OLT 到此村，光纜可就近上聯(lián)至適合的宏站，再跳纖至全業(yè)務(wù)機(jī)房，或新建光纜上聯(lián)至臨近鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的全業(yè)務(wù)機(jī)房。主干光纜應(yīng)不低于24 芯，光纜進(jìn)局應(yīng)采用阻燃型光纜。對用戶較多且較為集中的村屯可采用下沉式OLT 設(shè)備進(jìn)行接入。但針對傳統(tǒng)OLT 建設(shè)方案造成的纖芯資源緊張、管道建設(shè)協(xié)調(diào)難、鏈路光衰大、維護(hù)手段單一、業(yè)務(wù)開通時間長、建設(shè)成本高等問題，可采用小型化OLT 分場景下沉方案。小型化接入以操作維護(hù)便捷、光衰減較小等優(yōu)勢有別于傳統(tǒng)的OLT 建設(shè)方案，在北方地區(qū)試點(diǎn)實(shí)施成功的村屯使用良好，進(jìn)一步證明了OLT 小型化方案可以很好地解決傳統(tǒng)OLT建設(shè)方案遇到的問題，為運(yùn)營商下一步實(shí)施寬帶“深度覆蓋”戰(zhàn)略提供一種有效的解決方案，如圖2所示。在北方某縣農(nóng)村的OLT 下沉方案應(yīng)用過程中使用Light Cloud 方案，可創(chuàng)新性地在接入層設(shè)備中加入計(jì)算和存儲功能，滿足用戶體驗(yàn)敏感型業(yè)務(wù)的需求。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：（1）部署便利。無須增加機(jī)房空間、無須機(jī)房改造，利用OLT 空余槽位，實(shí)現(xiàn)快速部署。同時不用改變當(dāng)前OLT 組網(wǎng)架構(gòu)，其他對接設(shè)備軟硬件無須升級即可部署。（2）節(jié)省上聯(lián)帶寬，提高業(yè)務(wù)體驗(yàn)。Access ODN 部署位置更靠近用戶，時延更低，能充分發(fā)揮PON 網(wǎng)絡(luò)大帶寬的優(yōu)勢，用戶視頻體驗(yàn)更好，同時還可以節(jié)省OLT 到BRAS 的帶寬，免除視頻業(yè)務(wù)對OLT 上聯(lián)擴(kuò)容的需求。（3）按需靈活部署。AccessODN方案可由單塊刀片或多塊刀片組成節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，可以在一臺BRAS 之下部署一臺或多臺OLTOLT，通過OLT 支持的內(nèi)置虛擬網(wǎng)關(guān)功能，Access ODN 可以服務(wù)本OLT 下的用戶，也可以通過側(cè)掛或級聯(lián)的方式服務(wù)其他OLT 下的用戶，運(yùn)營商可以根據(jù)用戶及業(yè)務(wù)發(fā)展需要進(jìn)行漸進(jìn)式投入。（4）良好的擴(kuò)展性。在支持Access ODN 的基礎(chǔ)上，可以演進(jìn)到固移融合MEC-ODN，同時為固網(wǎng)和移網(wǎng)用戶提供ODN 服務(wù)，可支持部署其他邊緣計(jì)算應(yīng)用或加載第三方應(yīng)用，成為運(yùn)營商發(fā)展邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)共享的基礎(chǔ)設(shè)施。

圖2 OLT 設(shè)備與OND 網(wǎng)絡(luò)組合示意圖

3 與有線電視、電力合作接入方式

3.1 與有線電視合作

與有線電視的合作具有規(guī)模大、難度高、技術(shù)新、涉及面廣等特點(diǎn)。由于工程分為村內(nèi)內(nèi)網(wǎng)設(shè)計(jì)、外網(wǎng)設(shè)計(jì)兩部分，網(wǎng)絡(luò)方案建設(shè)采用在HFC 的基礎(chǔ)上加載GPON+EOC 的方案：將有線電視網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)有機(jī)結(jié)合在一起不但可以節(jié)約成本，同時還對互聯(lián)網(wǎng)本身建設(shè)管理起到完善提升的作用，最終可在互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、管理、運(yùn)用三個方面取得較好成績。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程中，經(jīng)歷了從模擬信號到IP 化的演變，也可以說是“由窄到寬”的過程。初期IP 應(yīng)用主要是在語音通信上采用PPP 協(xié)議傳送，隨著光學(xué)理論的不斷進(jìn)步，在光纜網(wǎng)絡(luò)上直接架構(gòu)寬帶IP 網(wǎng)（IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM 等）已成為現(xiàn)實(shí)。通信發(fā)展速度日新月異，百兆網(wǎng)、千兆網(wǎng)接連出現(xiàn)，通信傳輸速率已提高至1 Gbps、10 Gbps，光傳輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)步，單根單模光纖上的千兆傳輸速率在無中繼放大器輔助的情況下，傳輸距離可達(dá)150 公里以上，光信號指標(biāo)做到低損耗、低色散，滿足設(shè)備接收信號靈敏度的要求。不同速率的傳送網(wǎng)不僅可以構(gòu)成小型城域網(wǎng)，也可以構(gòu)成廣域網(wǎng)，一根光纖使世界互聯(lián)，并為將來的萬物互聯(lián)做好準(zhǔn)備。數(shù)字有線技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對有線電視信號的處理、傳輸和接收。具體過程為：由電視臺輸出的影音信號經(jīng)由數(shù)字壓縮和數(shù)字調(diào)制（數(shù)據(jù)IP 化）后，形成電視數(shù)字信號，經(jīng)由同步衛(wèi)星、有線光纜或局域無線廣播等方式傳輸，由數(shù)字電視系統(tǒng)接收后，經(jīng)數(shù)字解調(diào)、視音頻解碼處理后還原出原始圖像及音頻。全過程采用數(shù)字化處理，因此信號損失小，用戶體驗(yàn)好。光纖接入網(wǎng)（OAN）作為現(xiàn)今傳送網(wǎng)中重要的傳輸介質(zhì)，主要實(shí)現(xiàn)各種接入網(wǎng)的信息傳送功能。通過光網(wǎng)絡(luò)傳輸終端（OLT）與用戶業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)相連，通過光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）與用戶電視系統(tǒng)相連。OLT與ONU 靈活搭配使用，可完成對網(wǎng)絡(luò)信令控制、信號分發(fā)采樣、帶寬分配、網(wǎng)絡(luò)預(yù)警、流量計(jì)費(fèi)等功能，完成從業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）到用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）間所有信令協(xié)議轉(zhuǎn)換等控制性任務(wù)。對于接入設(shè)備本身具有組網(wǎng)能力，可以組成多種形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使不同運(yùn)營商的維護(hù)范圍、管理權(quán)限等更加清晰，如圖3所示。同時末端接入設(shè)備還具有遠(yuǎn)程集中監(jiān)控功能，通過組建融合性光傳輸網(wǎng)形成一個維護(hù)管理網(wǎng)，通過相應(yīng)網(wǎng)管協(xié)議納入網(wǎng)管中心，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一指揮。在已建成的鄉(xiāng)村實(shí)例中，通信運(yùn)營公司與當(dāng)?shù)貜V電合作，村內(nèi)采用光傳輸+EOC+同軸方式接入用戶，效果較好，實(shí)現(xiàn)工程共建，利益共享。

圖3 通信網(wǎng)與廣電網(wǎng)設(shè)備融合示意圖

3.2 與電力合作

在不適合新立桿路的村屯，可以與當(dāng)?shù)仉娏竞献?，在電力桿路上以加掛自承式光纜（ADSS）的方式來承載通信業(yè)務(wù)。在確保安全的前提下，利用電力桿路覆蓋用戶。其優(yōu)點(diǎn)較為突出，一般村屯的通信桿和電力桿分別建在村道兩側(cè)，利用電力桿掛纜可實(shí)現(xiàn)與其他桿路的物理分離，并能高效接入用戶。以北方一村屯為例，當(dāng)前通信桿路長度1.2公里，覆蓋家客用戶55 戶，通信運(yùn)營商獨(dú)立建設(shè)費(fèi)用約3.5 萬元，如利用電力桿路布放光纜對原有55 戶進(jìn)行覆蓋，預(yù)算總投資為2.3 萬元，經(jīng)濟(jì)效益提升34%。

通過積極推動電力資源與通信網(wǎng)規(guī)模部署實(shí)現(xiàn)資源信息共享，使偏遠(yuǎn)農(nóng)村的通信覆蓋與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，推動電力和通信行業(yè)高效協(xié)同發(fā)展。其中，企業(yè)經(jīng)驗(yàn)較為豐富的通信行業(yè)全力支持電力建設(shè)“三型兩網(wǎng)”工程。電力行業(yè)開放通信桿塔、管道等設(shè)施，助力通信企業(yè)建設(shè)。支持電力營業(yè)廳、供電所、變電站等區(qū)域5G 建設(shè)，同時作為通信企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行應(yīng)用，滿足農(nóng)村傳輸速率及帶寬需求。通信行業(yè)依托5G、SDN、NB-IoT 和云計(jì)算等技術(shù)，促進(jìn)雙方在電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的深入合作，充分利用現(xiàn)有電力設(shè)施資源進(jìn)行多站融合數(shù)據(jù)中心站建設(shè)，加強(qiáng)空白地區(qū)通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，服務(wù)好當(dāng)?shù)匕傩眨龅接须娋陀芯W(wǎng)。

4 結(jié) 論

農(nóng)村有線寬帶的建設(shè)大大縮短了通信領(lǐng)域城鄉(xiāng)的差距，使廣大農(nóng)民群眾能夠快速了解世界，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，利國利民，合理、經(jīng)濟(jì)、有規(guī)律的建設(shè)對各個通信運(yùn)營商來說至關(guān)重要，合理的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)使網(wǎng)絡(luò)不再擁堵，末端設(shè)備的合理選擇、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的普及可最大限度地接入用戶，終端OLT 的合理布局可使整個通信網(wǎng)變得有預(yù)見性，提升末端可控性；與其他企業(yè)的合作可起到好風(fēng)憑借力、送我上青云的事半功倍效果，建議通信建設(shè)企業(yè)可通過對本文提出的幾項(xiàng)重要指標(biāo)的綜合運(yùn)用，改進(jìn)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從通信設(shè)備到企業(yè)合作多管齊下，切實(shí)解決農(nóng)村居民殷切期盼的問題，這不僅會對通信企業(yè)的快速發(fā)展起到強(qiáng)有力的推動作用，同時也對我國通信事業(yè)的整體發(fā)展發(fā)揮著不可估量的作用，合理地組合運(yùn)用建設(shè)方案利國利民、功在千秋。