有線電視光纖網絡設計

丁衛華

摘 要：光纖網絡在長距離，用戶分散區域具有極為明顯的優勢，象光纖設備具有較強抗干擾、抗衰減能力。因此當前建設有線電視光纖網絡已成為有線電視發展的重中之重，建設有線電視光纖網絡是有線電視網絡發展的需要，是業務的需要和競爭的需要。在此背景下，該文就有線電視光纖網絡設計進行了描述和分析，希望能夠為有線電視光纖網絡設計方面提供一些有價值的意見。

關鍵詞：有線電視；光纖網絡；網絡拓撲結構

中圖分類號：TN943 文獻標志碼：A

1 光纖網絡的特征和相應指標

1.1 光纖網絡的特征

光纖的全稱叫作光導纖維，它是由玻璃或者石英制作成的纖維結構，利用光的全反射原理光導纖維可以充當光傳輸工具。在有線電視應用上，光纖可以將被調制成光信號的電視信號快速、穩定地向前傳輸。

1.1.1 損耗小，適合遠距離傳輸

光纖的傳輸損耗相對于其他介質來說較小，目前廣電多用的（G.652）B光纖，屬于單模光纖的一種。B光纖在1 310 nm波長，每公里傳輸過程中大概損耗0.35 dB左右，在1 550 nm波長的單位衰減程度更小，每公里波長的損耗只有0.2 dB左右。這一損耗衰減程度僅為同軸電纜單位損耗的1 %。由于光纖傳輸具有這種損耗小的特點，因此用光纖構成的有線電視網，1 310 nm在40 km內不需要中繼，1 550 nm可達到80 km內無中繼。另外，光纖損耗受環境溫度和工作頻帶內頻率變化的影響不大，因此在有線電視光信號傳輸過程中省去了補償溫度和均衡頻率工作。

1.1.2 頻帶寬，容量大

光纖傳輸系統的另一個特點就是其頻帶寬、容量大，通常情況下，多模光纖的頻帶為幾百兆赫，單模光纖的帶寬則可達到幾千兆赫，按照一路電視信號8兆赫的帶寬計算，一根光纖少則可以傳輸幾十路電視信號，多則能夠傳輸上百條甚至上千條的電視信號。

1.1.3 傳輸質量高

同軸電纜進行傳輸時，由于損耗程度較大，因此在中途需要設置多個中繼放大器，這無疑會增加噪聲干擾并造成非線性失真的疊加。影響信號傳輸質量。相比之下，光纖傳輸不需要設置中繼放大器進行中繼放大，因此由此產生的光頻噪聲以及系統非線性失真便較少，不需要頻率均衡，進一步總結就是光纖多路電視傳輸系統的傳輸質量以及其他各項指標都較高。

1.1.4 強抗干擾能力和高保密性

上文已經介紹了光纖的主要組成材料是玻璃、石英和塑料，不具備導電性，因此在傳輸過程中信號不會受外界電磁波、靜電、雷電以及地電位的干擾。此外，由于光纖極難受到電磁波的影響，因此在傳輸過程中其不會發生電磁泄漏，傳輸的信息具有較高的保密性。

1.1.5 易施工和維護

最后，光纖系統還具有易施工、維護的特點。利用GPON設備，有了回傳通道，很方便地實現網絡管理系統。

1.2 電視光鏈路性能指標

SDRF/N：數字射頻信號的信噪比

MER：調制誤差率

MERpk：MER峰值變化量，單位%

BER：誤碼率，在一段時間內錯誤比特數與傳輸比特總數之比。

頻率響應與群時延

傳統的CNR、CSO、CTB是重要的設備性能指標

2 有線電視光纖網絡的設計

2.1 明確光纖網絡拓撲結構

簡單來講，光纖網絡拓撲結構就是對傳輸媒體設備實施的物理布局，網絡拓撲結構設計的合理與否會直接影響到網絡的運行效果，因此為了擁有穩定高效的運行網絡，就需要保證網絡拓撲結構設計的合理且具有較高的可行性。現階段主要有以下幾種較為常見的網絡拓撲結構：1）環形拓撲結構。這種拓撲結構是指網絡用戶相互連接后形成一個環形的形狀。在這種拓撲結構中，網絡中的信息在連接用戶和相鄰端的2個用戶之間，按照固定的方向進行流動傳播，避免了對路徑的過度控制。2）星型網絡拓撲結構。這種拓撲結構相對來說比較傳統，采用這種方式進行網絡連接，中央節點連接著工作站和服務站，共同組成了星型網絡拓撲。在這個網絡結構中，中心站主要負責用戶端的通信工作，且中心站要進行集中管理，這樣才能保證在個別用戶設備出現問題時能夠及時進行維修，防止影響其他用戶端的通信。3）星樹網絡拓撲結構。這種網絡拓撲結構最具代表性的核心就是有線電視前端，它借助光纜不斷地向四周輻射，光分路器會被設置于電纜的中途，可以對光信號進行有效地分路，再輸送到不同的光節點中。星樹結構網絡拓撲由于可以進行一對多連接，因此在成本計算上具有較大的優勢，能夠明顯的減低成本支出。

2.2 對現場進行認真勘查

有線電視光纖網絡周圍的環境對光纖網絡的高效性和穩定性有較大影響，因此為了保證有線電視光纖網絡的整體質量，就應該對光纖網絡所處環境進行認真的勘察，對光纖網絡的設計方向、網絡傳輸長度以及關鍵單點的位置予以把握；只有充分掌握這些數據，才能做到更好地完成光纖網絡的設計工作。

2.3 對光纖路由進行合理確定

在確定光纖路由前，我們首先應該對之前現場勘測的數據進行認真地分析，并用編號對光纜布線加以標記，找到光纖干線中最為合適的分線點，計算分線點與前端的距離以及每一段光纖的纖芯數量，最后將光纖路由的路由圖落實在圖紙上。

3 有線電視光纖網絡的設計實例

3.1 勘查現場

我們知道在光纖網絡設計中對用戶的需求進行了解和對現場進行勘察是一項極其重要的工作，只有做足了前期的調查，才能夠對設計文件進行科學合理的編制，在高質量完成的同時使工程成本降到最低。在具體進行現場勘查的過程中，應該對建筑規模、地理位置、周圍環境以及用戶密度等進行充分調查，并根據調查結果進行認真的用戶需求分析。

3.2 合理劃分區域

光纖網絡的覆蓋密度和服務要求會根據地區的不同略顯差異，因此在進行有線電視光纖網絡設計時，應該對區域進行合理地劃分，我們以A縣為例進行分析，經過對A縣地理位置、網絡維護和網絡建設等因素地分析，我們將A縣劃分為4個區域，這4個區域之間相互獨立，如果一個區域出現故障并不會對其他3個區域造成影響，這樣可以縮小故障產生的影響范圍，并縮短排除故障所需時間。另外在施工過程中，如果分區域進行施工改造，那么只有小部分區域信號受到影響而大部分區域并不會有任何改變。

3.3 設計網絡拓撲結構

在進行網絡拓撲結構設計時，一方面要保證系統的靈活性和可靠性，另一方面，還要考慮到設備后期的安裝調試和維修維護工作是否能夠順利進行。結合A縣的實際情況，網絡采用二級、三級分光網絡，一級在機房或鎮內匯聚點，二級在鎮內匯聚點或住戶，三級在住戶。根據網絡實際情況，盡量合理化地減少分光級數。室內型光接收機采用低功率帶AGC光接收機，入戶光功率為-2 dB～-15 dB；允許光鏈路總損耗1 550 nm小于28 dB。機房入纖光功率16～19 dBM。考慮光纜老化及光模塊老化等因素，傳輸距離小于5 km設計富余度為1 dB，大于5 km為2 dB，大于10 km為3 dB。我們運用一環兩星拓撲結構，前端建設于縣區中心區域附近，然后對光纜主干線進行合理敷設，使其與中心機房形成環網關系。這種一環兩星拓撲結構的優點在于當一條線路出現故障時，信號會被光開關切換到另一條通道中，因此網絡有較好的自愈能力。

4 結語

綜上所述，光纖網絡設計直接關系到有線電視的傳輸質量，因此在具體工作中，相關人員應該在充分考慮實際情況的前提下，做好基礎工作，從細節著手對有線電視光纖網絡設計質量進行合理掌控，保證有線電視光纖網絡設計工作的順利進行。

參考文獻

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