農村光纖接入網建設中電信網和電視網融合初探

　　摘要：文章論述了農村光纖接入建設的必要性，通過分析電信傳輸網和有線傳輸網的現狀，對網絡環保護等提出可行措施，探討了兩個網絡的融合。
　　關鍵詞：三網合一；接入網；電信；電視；融合
　　
　　一、引言
　　
　　在我國推進信心化進程中，由于廣大農村市場點多面廣，農村信息化建設水平直接影響我國全面建設小康社會的歷史使命。和城市相比，近兩年農村寬帶上網需求十分旺盛，農村的電話普及率和寬帶接入覆蓋率十分高。2008年1月7日信息產業部發布的報告指出，截至2007年年底，全國行政村通電話比重達99．5%，在互聯網方面，97%以上的鄉鎮具備接入條件，全國92%的鄉鎮開通了寬帶用戶。如何加快農村地區光纖接入網建設，提高接入能力，逐步向“三網合一”過渡，成為農村信息化建設的基礎工作。
　　
　　二、建設農村光纖接入網的必要性
　　
　　（一）適應電信網的發展趨勢
　　目前中國的本地電話網，基本完成了交換網和局間傳輸網的數字化，鄉鎮以上已經實現了局問的光纜化，而接入網的光纖化水平仍然較低，大量的銅纜接入已經成為電信網發展的“瓶頸”。
　　信息產業結構發生的巨大變化，對單一的電信網提出了更高的要求。電信、有線電視、計算機網絡服務之間的界限越來越模糊，隨之將引發行業的融合和網絡的融合。光纖網絡具有傳輸高品質、接入高帶寬和業務接入的綜合化等銅線資源無法比擬的優勢，隨著接入技術的演進，在一張光纖網絡上傳輸話音、數據業務、多媒體業務、有線電視逐步成為現實，加快農村接入網光纖化建設進程，在農村地區率先實現全光傳輸，將成為各電信運營商和廣電部門占領市場競爭制高點的關鍵。
　　（二）農村接入網亟待提高承載業務的能力
　　網路技術發展，業務需求多樣化，信息速率不斷提高，業務相互滲透，使電信、廣播和計算機由原來的分離逐步走向融合，三種業務的融合使目前只能承載單一業務的銅纜接入網面臨的問題日益突出。隨著計算機技術和電信技術的發展，特別是以IP技術為基礎的網絡，由于其技術新、容量大、成本低、效率高而具有很大的發展潛力。
　　從目前本地網的情況來看，用戶對電信業務需求的種類以電話業務為主，近期還有少量的窄帶數據業務需求，寬帶業務的需求還有待時機。對于農村地區的用戶來說，對有線電視的需求將大大超過電信。電視機的普及率高于電話普及率。網絡的建設應該超前以適應未來網路向寬帶化的方向發展，滿足各種用戶的不同需求，為用戶提供優質、高效的服務，提高自身的競爭能力。
　　
　　三、光纖接入網網絡結構
　　
　　（一）本地傳輸網的現狀分析
　　本地傳輸網的物理結構可以從兩個層面來分析，即本地網的局間傳輸網和用戶網。由于以往的局所比較多，許多地方的鄉鎮都設有小容量的端局，因此局間傳輸網通達到鄉鎮。隨著我國本地局間傳輸網的數字化、光纖化程度不斷提高，大部分地區都完成了光纖到鄉鎮的目標。與局間傳輸網的情況相反，用戶網的數字化、光纖化的程度比較低，采用的手段也比較落后。大部分地區沿用架空銅纜，網絡的拓撲結構一般是以鄉鎮為中心的星型或線形結構。
　　按照本地網“少局所、大容量”的局所調整，鄉鎮一級的小容量局所將逐步由接入網設備替代。接入網的覆蓋范圍，也就由原來的村到鄉擴大到村到縣，原來鄉鎮間的局間光纜的路由一部分可以利用（路由走向符合現有接入網的需求），一部分需要調整后利用。目前農村的網絡拓撲結構如圖1所示：
　　
　　（二）有線電視網的網絡現狀
　　由于目前我國大部分地區有線電視網只提供單向的業務。有線電視網的網絡為二級結構，即中心局和分局。在市區中心局以市為單位，分局以區為單位。農村一般以縣為單位設置中心局，鄉鎮設置分局。中心局之間采用光纜環連接，中心局與分局之間為星型連接，有些鄉鎮的電視臺是一種局部的星型拓撲結構。分局的有線電視前端設備通過星型拓撲結構的光纜連接到光節點，光節點一般放在行政村，從光節點到用戶采用同軸電纜，以樹形或總線形的拓撲結構連接到每個用戶，每個光節點可以覆蓋1KM范圍的用戶。目前有線電視網絡的拓撲結構如圖2所示：
　　
　　（三）電信網和CATV網的比較
　　從兩種網絡的現狀來看，兩種網絡的上層都是環形結構，并且是光纜環形網，但是這兩種光纜環形網的起點是不一樣的，CATV的中心局設在縣一級。中心局之間是光纜環，也就是縣一級是光纜環。縣與鄉之間是星型的結構，電信網的端局之間，也就是鄉鎮與縣局之間的主干光纜是環形結構。CATV網從用戶到光節點是樹形、總線形的拓撲，采用同軸電纜每500m設一個放大器完成信息的傳輸，電信網從用戶到交換機，一般是星型或線形拓樸結構，采用銅纜雙絞線完成信息的傳輸。
　　兩種網絡傳送的信息是截然不同的，電信網是雙向窄帶業務，傳輸的一般是數字信號。CATV網是單向寬帶業務，傳輸的是模擬信號。隨著技術的發展，雙向的HFC和寬帶無源光網絡技術的不斷商用化，將使這兩種業務融合到一起。
　　
　　四、在光纖接入網中逐步實現電信網與CATV網的融合
　　
　　（一）局所的融合
　　農村綜合業務目標局一般設在縣城所在地，根據全縣鄉鎮的數量和人口分布情況，最多在經濟發達、人口稠密的鄉鎮再設一個目標局。一般CATV網的中心前端也設在縣城，正好與電信網的目標局地理位置、覆蓋范圍相近似。從目標局的功能來看，它是一個多業務節點，因此也可以包含CATV的節點。如果采用光纖環路作為傳輸媒介，CATV的分前端可以利用接入網的主干光纜環接入目標局的CATV中心前端。綜合業務目標局的設置已經為今后的融合奠定了基礎。
　　隨著技術的發展，多種業務的融合己成定局，CATV和電話業務的融合，在農村是走向融合的第一步，也是關鍵的一步。從目前的情況看，兩種業務的融合，在目標局有兩種不同的選擇，一種是同纜分纖的方法，CATV總前端設備單向傳送有線電視節目，采用獨立的傳輸系統，從總前端到前端的傳輸系統占用主干光纜環的一部分光纖。電信業務也采用獨立的系統，從OLT到ONU也占用主干光纜環的一部分光纖，有的廠家將電視信號和電信信號在光纖接入的局端設備中，通過波分復用（WDM）耦合到一起傳送到ONU，在ONU中分離出兩種不同波長的光信號，再分別由兩種不同的設備將光信號轉換成電信號傳送到用戶端。
　　另一種融合的方法是全程綜合，可以稱得上是“三網合一”的方式之一，采用HFC雙向傳輸技術，同纜同纖同引入線，在目標局將電話業務節點、數據節點和CATV總前端的語音，數據、CATV節目分別調制到不同的射頻上，然后混頻通過一個光發送系統傳輸到遠端的光節點，通過光節點進行光電轉換，將混頻的電信號用同軸電纜傳給用戶單元，用戶單元解調分離出三種信號，通過三種接口為用戶提供語音、數據、電視。此種方式的優點在于CATV網、計算機網、電信網“三網合一”的程度比較高，但電話基本業務和低數數據業務的傳輸質量比較差，價格較昂貴。目前在廣大農村地區很難推廣。
　　（二）網絡的融合
　　1、主干層和配線層的融合。傳統的CATV網的中心局（中心前端）到分局（前端），是星型的拓撲結構，網絡的安全可靠性比較差。線路發生故障將影響幾千個用戶，所以網絡的可靠性不能忽視。中心局總前端通過主干層光纖環路與各分局的前端相連，形成物理環形邏輯星型的結構，使網絡的安全可靠性得到保證。接入網配線層的拓撲結構一般為環形和星型，與CATV前端到光節點的拓撲結構基本一致。兩種業務的融合首先是網絡拓撲結構的一致，在物理路由一致的前提之下，在主干和配線段首先可以采用同纜分纖的方式，各自選用不同的系統，最常見的是（HFC＋DLC）方式，有線電視采用HFC單向傳送電視業務。有源光纖接入設備傳送電信業務。主干光纖網絡可以是有源的（HFC＋DLC），也可以是無源的（HFC＋PON）。這種方式在HFC上只傳送CATV和VOD業務，而傳送數據以及電話業務則由PON或DLC承擔。此種方式的優點在于，電話基本業務和低速數據業務的傳輸質量和可靠性高，價格較低。此方式有利于郵電部門在保證基本電信業務的同時擴充傳送CATV和V0D業務的能力。也可以采用波分復用即同纜同纖不同波長的方式，最常見的是1300μm窗口傳送電信業務、150μm窗口傳送有線電視業務。
　　2、引入層的融合。對于光纖接入網而言，引入層是指用戶端到光網絡單元（ONU），一般使用銅纜雙絞線，呈星型的拓撲結構；對于CATV網而言是指光節點到用戶端，一般使用同軸電纜，呈樹形或總線形的拓樸結構。目前農村的ONU大部分放置在行政村，一個ONU容量達到500線以上，平均每線綜合造價才能夠比較經濟合理。對于經濟發達、人口稠密、電話普及率比較高的行政村，設置一個ONU便可以接入500個用戶，而對于經濟欠發達，人口密度和電話普及率低的地區，ONU要覆蓋幾個行政村接入的用戶數量才能達到500個以上，考慮到經濟和通信質量，用戶到ONU的距離控制在0.8-2km，也就是覆蓋半徑可以到2km。有線電視網的光節點，可以覆蓋的用戶數在800-2000，由于電視普及率大大高于電話普及率，光節點覆蓋半徑在1km范圍，就可以擁有大量的用戶。同軸電纜每500m設置一級放大器，最多可以達4級，由于同軸電纜的每公里造價比銅纜貴，同軸電纜的長度也不宜太長。可以看到電信業務和CATV業務可以在同纜分纖的方式下，從綜合業務目標局、主干光纜和配線光纜幾個部分進行聯合建設，在農村光纖接入網網絡的建設中為CATV提供一定數量的光纖芯數，光分支點設備，同時在接入設備的遠端機房為CATV前端或光節點設備留有一定的局房面積和位置。就可以為采用銅纜分纖、雙絞線和同軸電纜重疊入戶的方式提供聯合建設的條件。如果采用波分復用技術，從目標局到遠端可以采用一套元源光網絡設備，到光節點再將兩種不同的光波分離出來，通過不同的終端設備ONU和光節點，將兩種業務分別送到用戶，這樣不僅避免重復建設，也為今后的進一步的融合奠定基礎。
　　
　　五、結論
　　
　　從以上分析可以看出，在同纜分纖基礎上，由于普及率、設備覆蓋半徑、拓撲結構的差異，引入層的融合是不可能的。近期，農村電話和CATV可以在主干層和配線層實現網絡的融合，在引入層的融合必須等到傳輸系統、局端和遠端設備的融合，也就是從系統上將語音、數據和圖像綜合在一起，通過光纜傳送到光節點，從光節點到用戶端使用同軸電纜到用戶單元，經調制解調器分離出電話、數據和電視。
　　
　　參考文獻：
　　牟春波.光纖接入網建設模式的新發展[J].電