数字电视与数据宽带FTTH网络一体化传输建设中的设计应用

文/张西影

随着互联网+业务技术的不断发展，信息化建设的浪潮已冲击到我们生活中的每一个角落。网络化、数据化、知识化，已成为当今整个社会经济生产结构和组织结构不可缺少的重要组成部分。电信、移动、网通以及广电，都在如火如荼地加快各自的网络建设。

本文结合目前广电网络的拓扑架构、技术特点和设备的使用情况，简单介绍在传输丰富的数字电视节目业务的同时，如何构建承载传输数据带宽互联网业务。这里主要以FTTH光纤到户为例。

广播电视网络从开始初期单向的同轴电缆传输，到后来逐渐升级为HFC光缆电缆混合传输，为了能够开展宽带业务，很多地方采用了PON+EoC、CMTS两种模式，针对这两种模式的弊端，这里就不在详细赘述了。

FTTH( Fiber to the Home)就是光纤直接到户，目前主流的方案就是使用PON技术方案，将OLT放置在分前端，ONU直接入户。

1.单纤三波
也就是在一根光纤中传输1550nm下行的广播电视信号和1490nm/1310nm双向数据宽带业务信号。在分前端使用WDM合波器，将光放大器输出处理后的数字电视信号和OLT输出的数据宽带信号合在一根光纤中传输，入户后再通过分波器将它们各自分开使用。

这种方案的优点是，可以使用较少的纤芯资源，缺点是下行数据1490nm数据宽带信号和下行的1550nm广播电视数字信号容易产生相互干扰，且合波和分波设备环节多，损耗大，不便于各自的独立维护。

2.双纤三波
也就是利用两根光纤，分别将1550nm的下行的广播电视数字信号和1490nm/1310nm双向数据宽带信号进行物理分割传输。

这种方案的优点是，1550nm广播电视数字信号单独采用一根纤芯传输，来保证数字电视信号质量。1490nm/1310nm双向宽带数据信号也单独采用一根纤芯传输，他们之间互不干扰，而且不需要使用合波器和分波器，减少了物理环节和损耗，便于维护。缺点是需要两倍的纤芯资源，需在建设初期一步铺设到位。

3.单纤IP
也就是不使用1550nm，通过组播的方式放送广播电视信号，这也是目前中国电信主推的光纤到户方案。

这种方案的优点是，组网简单，使用纤芯资源少，在前端将电视信号转码后通过IP传输，不需要光发射机、放大器等设备。缺点是需要较大的带宽资源，一旦并发较高时，就会出现丢包、卡顿等现象。

在我们的广电FTTH网络建设中，不但要考虑到我们原有的DVB数字电视信号传输，还要保证现有业务的延续发展。因此，广电的FTTH建设，必须采用双纤三波的组网方案。这种方案在网络维护和网络质量上，都优越于目前各种组网方案，可以说是当前接入网的终极解决的最佳方案。

1.光网络的设计要求
我们通常将分前端机房设置在各乡镇，从分前端到自然村或小区的第一级光分配交接箱点之间的光缆，我们定义为主干光缆。从村或小区第一级光分配交接箱点到村庄胡同或小区楼栋的第二级分光点之间的光缆，我们定义为支干光缆。从支干光缆分光器到用户终端之间的光缆，我们定义为入户光缆。其中主干光缆一般选用传统的铠装光缆，支干光缆也可以选用束状光缆或铠装光缆，入户光缆一般选用双芯四芯皮线光缆。

(1)光缆配置原则
主干光缆配置原则：主干光缆的纤芯数量除考虑正常的业务需求外，还要有一定比例的预留，其具体计算如下。

主干光缆芯数=(电视覆盖用户数×分光比)+(数据覆盖用户数分光比)+专线业务需求(天网、会议电视)+20%预留。备用纤在设计中，配线光缆纤芯尽可能一次性配足配到位，并适当预留备用纤芯，保证质量。

(2)对光通道链路损耗和冗余量要求
光通道链路损耗是光分配网最重要的网络性能指标之一。它是影响光功率衰减的主要因素，主要有分路器的插入损耗、光缆本身的损耗、光缆熔接点损耗、尾纤跳线通过适配器端口连接的插入损耗等。在我们的工程设计中，必须控制光分配网中最大的衰减值,。宽带数据光信号的衰减值要控制在26dB以内，电视光信号的衰减要控制在32dB以内。另外，当传输距离小于10km时，ODN全程损耗冗余度不少于1dB。当传输距离大于10km且小于等于20km时，ODN全程损耗冗余度不少于2dB。当传输距离大于20km以上时，ODN全程损耗富余度不少于3dB。

(3)分光方式
在分光设计的时候要考虑到下述的三个原则
(a)广电电视信号尽量采用均匀分光，以简化网络结构，方便故障排查。
(b)分光器尽量下沉靠近用户端，以节省光缆和路由资源。
(c)分光器宜集中放置在一个交接箱内，以方便维护。

数据宽带网络的分光不要超过2级，广播电视网络的分光不宜超过3级。数据宽带分光比可根据OLT输出端口按4：16，8：8，1：64计算。电视分光比可根据前端光放大器输出端口功率，一般22dB光放大器，按256户计算比较合适。

在工程配置上，分光比为1：64及以上时，每台分路器可预留2个下行端口作为日常测试和备用端口。分光比在1:32及以下时，预留1个端口作为日常测试和备用端口。

对于数据宽带信号来说，因为光猫ONU的接收光功率范围比较大，最低下限可达到-26dB，所以在20km距离以内，基本不用考虑最高分光比对光功率的限制。但是，如果光猫ONU与分前端OLT的距离超过20km，按1：64分光比设计，光网络可能会出现问题，会出现临界或超出临界值。

(4)数据宽带OLT位置选择
OLT设备尽量集中部署，原则上设计在分前端机房。如果机房与用户之间距离超过了20km时，应尽量避免将10km以下的短距离用户与超过20km的长距离用户设计在同一个光分路器下，以免OLT工作出现异常。如果距离超过20km，且用户数量很大，路由资源紧张，或确实不能满足光缆敷设需求时，可将OLT设备下移，这时OLT设备需要选择室外的型号。

(5)设备主要电气性能指标设计
数字广播电视用户无源接收机，厂家推荐光功率接收-10~+2dB，但在我们具体工程实验中，用户无源光接收机在-16dB的情况下，MER依然大于30bB以上(门限值23dB)，MER国家广电标准要求用户不低于28dB，为了安全起见，建议采用-10dB接收设计。这是主要考虑设备的老化、传输链路的衰减增大等，所以在前期规划设计中要留出一定的余量。

1.机房设备
在采用光纤入户方式时，对于数字电视信号来说，虽然用户接收光功率尽管可以低至-16dB，但这对于机房总的光功率来说，必须增加十几倍以上才可以，所以我给大家推荐在机房中尽量选用16×22dB大功率输出的铒镱光放大器，这个设备性价比最好。对于那些多端口20dB以下大功率放大器的使用，你可以根据以上指标计算，自己心里就明白了。

对于数据宽带业务，光纤入户方式需要的PON口数量大幅增加，要求机房OLT的PON卡集约化程度更高。OLT我比较喜欢华为MA5680T和中兴C300，业务板16口H805，端口多、容量大，满足光纤入户的需要。

2.皮线光缆
皮线光缆又称蝶形光缆，它大规模应用于 FTTH网络中。皮线光缆有单芯和双芯结构，也可做成四芯结构，横截面呈8字型，加强件位于两圆中心，有金属或非金属之分。在农村要选用两芯带钢丝室外型自承式皮线光缆，在城区街道如果涉及到管道施工，则选用两芯管道型入户皮线光缆。

3.光缆分纤熔接
主干光缆第一级分光器，可以采用盒式模块分光器直熔式熔接，最后一级皮线光缆汇集采用直熔式熔接，尽量不要使用冷接头，减少跳线。特别是数字电视，这样既能方便地收纳皮线光缆，又能方便地将皮线光缆分别与电视分路器进行熔接。箱体内需设有专用的皮线光缆固定槽，为皮线光缆的安装、固定提供了方便。另外，不要将广播电视信号传输纤芯与数据宽带传输纤芯热缩在一个热缩管内，更不要将广播电视多纤芯热缩到一个热缩管内，做到一芯一管，包括主干和支干光缆的熔接。

对于数字电视和数据宽带分光器的安装使用，以及整个工程的施工方法和要求，各地有各地的方法措施，因地而异，这里就不在详解了。

参考文献

邱全才.FTTH的星星之火，可以从乡村开始[J].世界广播电视，2014(10).
张中.广电业界主流双向建网方式的对比
[J].中国有线电视技术，2015(4).