鄉鎮及農村FTTH網絡設計

張曉軒 運城市廣播電視臺網絡中心

1 FTTH 需求分析

1.1 競爭態勢分析

在“三網融合”背景下，隨著“寬帶中國”戰略方案實施、“寬帶農村”試點進行，來自電信IPTV、OTT等的壓力越來越大。截至2014年1月，全國IPTV用戶近3000萬，電信光纖入戶穩步推進，FTTH/0用戶凈增231.4萬戶，到2018年IPTV的數量已經快超過整個有線電視的用戶。

1.2 業務發展需求

廣電不僅要開展單向廣播式數字電視業務，基本的數據寬帶業務，VOD高清/標清點播、在線游戲，還要能承載廣播和交互式（OTT、互聯網寬帶）高帶寬視頻業務：高清2K、超高清4K、3D高清電視、高速數據、高清視頻監控等超大流量業務。

1.3 技術發展驅動

“光進銅退”是網絡發展必然趨勢，FTTH符合網絡發展方向。光纖相對電纜具有“價格低，壽命長”的特點。使用光纖傳輸還可以克服電信號傳輸存在的一系列問題和不足。而就光纖到戶的特點而言，涉及到無源光網絡的相關情況，替換了有源的相關設備，如此可以確保該設備具有一定的可靠性，同時也能夠有效地減少運行成本；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出持續性完善的狀態。

1.4 網絡改造需要

城區有線電視雙向網絡改造已進入后期，下一輪網絡建設和改造重點將會是鄉鎮和農村有線電視網絡，由于中國農村地理結構和農村建筑分布情況，形成了農村有線電視網絡和用戶非常分散的特點，再選擇FTTB+LAN或C-Docsis等技術方案，將會面臨網絡建設成本高（部分農村未覆蓋、需新建網絡）、網絡有源耗能高、維護力量薄弱后續運維管理難度大等一系列問題，如果采用全光網絡FTTH技術方案，則可以比較好地解決上述問題；而對于城區新建住宅和樓宇，根據國家相關政策法規要求，同時為避免重復投資，也建議采用FTTH技術方案進行雙向化網絡建設和用戶覆蓋。

2 FTTH 技術方案的選擇

單纖三波方案在每個終端內部增加了WDM模塊，相應終端設備成本增加；從網絡建設使用角度考慮，作為主干光纜設計使用壽命≥20年，而業務終端設備使用壽命平均只有8年；按現有工程施工人工成本計算，布放不同芯數光纜施工成本已經差別不大，況且預留的光纖資源還可以用作它用，拓展未來發展空間。

（1）城區及鄉鎮新建：以雙纖三波技術方案作為新建FTTH網絡建設組網模式。

（2）農村網絡：針對用戶分散的既有農村有線電視HFC網絡，從投資回報考慮，則建議在完成統一規劃、纖芯預留；充分市場預測和調研后，有計劃性、有針對性的對農村HFC網絡以同軸+光纖方式完成FTTH改造，或者直接采用雙纖三波技術方案。

2.1 農村新建網絡背景分析

2.1.1 用戶需求凸顯

隨著社會主義現代化新農村建設及人們日益增長的精神、信息、文化需求發展，除了手機，互聯網作為了解世界的“窗口”，農村老百姓對寬帶互聯網的迫切需要日益凸顯，由于投資大回報小，電信、移動等通信運營商當前都沒有把農村市場作為重點客戶開發和建設，廣電當前也由于重點著力在城區網絡改造建設，同時基于其它運營商同樣原因對農村網絡“望而止步”，農村用戶多采用“天鍋”單純實現對電視節目的收看，而寬帶數據業務在較偏僻的部分農村形成一定市場空白。

2.1.2 光纜成本大幅降低，FTTH 使農村網絡從“無線”——“有線”、“單向”——“雙向”成為現實必要和可能目前廣泛用于有線電視網絡光纜材料單位成本已遠低于用于HFC 網主干電纜；在用戶極為分散的農村，采用HFC 組網方案所導致高昂網絡建設成本及由此帶來農村網絡供電、防雷、難于維護等一系列問題被FTTH 組網方案中野外全無源、不取電、不考慮防雷接地及維護量小等優勢所取代，故FTTH 技術從成本上和技術上使業務驅動下的農村有線電視網絡建設已成為可能。

2.1.3 “客情關系好”、維護及時、資費更優惠、市場競爭小為有線電視雙向業務在農村發展帶來良好契機

由于有線電視網絡覆蓋廣，部分農村網絡已經實現HFC 網絡接入和用戶覆蓋，當地維護人員和用戶保持著良好的“客情”關系，同時由于業務存在，維護也更為及時，而對于電信運營商，由于早期只有移動通信網絡（電信甚至沒有），其維護人員也少，部分地區由于投資回報問題甚至沒有進入，市場競爭小于城市，故廣電可充分利用這些優勢，采用更為優勢的資費策略來吸引和發展用戶。

2.1.4 前期市場調研和摸底是農村網絡改造建設的依據

網絡改造必須以市場為導向，以業務驅動為需求，網絡改造建設之前，一定要針對擬建設區域做前期市場調查和分析，做相應業務模型投資回報評估，以此確定改造區域、組網方案、建設模型、市場策略等事宜。

2.2 組網方案

農村用戶分散，總數較少，覆蓋范圍廣，一個行政組約30-60 戶，一個行政村約400-500 戶。

本方案按照以下兩種情況對農村FTTH 組網方案進行設計和分析。

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，數據總分光比為1：64。1550nm 系統的一級光分路器（1：4）安裝在鎮（鄉）機房，二級光分路器（1：16）安裝在組級光交接箱內，三級光分路器（1：4）安裝在電桿或墻壁的入戶型分纖箱內；EPON 系統的一級光分路器（1：16）安裝在組級光交接箱內，二級光分路器（1：4）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內。

2.2.2 中等分布類型村莊

一般每個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，數據總分光比為1：64。1550nm 系統的一級光分路器（1：4）安裝在鎮（鄉）機房，二級光分路器（1：8）安裝在組級光交接箱內，三級光分路器（1：8）安裝在電桿或墻壁的入戶型分纖箱內；EPON 系統的一級光分路器（1：8）安裝在組級光交接箱內，二級光分路器（1：8）安裝在電桿或墻壁的入戶分纖箱內。

3 建網方案

本次建網方案按1個行政村8個行政組（每組60戶）共計480戶進行設計舉例。

3.1 OLT、EDFA位置

本方案中，以鎮（鄉）為設計單位，考慮設備運行環境及后期維護，OLT和EDFA均統一放置在鎮（鄉）級機房，暫不下移。

3.2 光交接箱容量

FTTH系統按8個/16個入戶分纖箱計算，村級光交接箱采用96芯/144芯（實施時根據實際情況調整）設計，組級光交接箱采用48芯/72芯設計，多余空間作預留，入戶型分纖箱在密集型村莊時按16芯設計，中等型村莊時按8芯設計，分散型村莊時按4芯設計。

4 光通道衰減計算

鎮（鄉）機房中的用戶覆蓋光放大器（即末級光放大器）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。分光損耗控制在26dBm以內，光纜損耗控制在1.5dBm以內（按最長5KM計算）、活動連接器損耗2dBm，系統預留1dB。用戶光接收機最低輸入光功率設計要求控制在-13dBm以內。

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 結束語

鄉鎮及農村的FTTH網絡設計，由于其特定的經濟、地理環境，這就要求設計人員合理調控設計思路，結合實際，面向未來發展，制定合理設計規劃，實現經濟效益。