北方農村地區有線寬帶接入建設思路分析與比較

尹航

（遼寧郵電規劃設計院有限公司，遼寧 沈陽 110179）

0 引 言

當前，我國城市地區的有線寬帶已基本普及，北方農村地區由于受自然環境和經濟因素的影響，有15%左右的通信用戶無法獲得有線寬帶接入，本文探討如何在現有條件下通過末端光纜網的建設實現通信網絡覆蓋及用戶接入，獲得與城市居民同等水平的現代化通信服務。

1 寬帶建設的思路及方式

1.1 覆蓋范圍及總體思路

通信網絡覆蓋村屯應合理布局末端設備，做到好安裝、好維護，分階段滿足現有用戶需求，具體思路為：

（1）在農村地區寬帶接入應因地制宜，充分利用現有資源實現全覆蓋接入，農村地區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的村屯進行全覆蓋接入。

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

（3）穩步提升家庭寬帶覆蓋率，加強價值區域覆蓋、競合式建設。

1.2 村內配線光纜建設方式

在村內采用原有桿路、新建桿路或租用農網電力桿的方式布放光纜，租用農網電力桿須采用自承式光纜（ADSS）。村內根據用戶數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。配線段光纜應采用G.652D 型光纖，為便于光纜的分歧接續，應采用層絞式結構；光纜纖芯數應為12、24 或48，接分纖箱的光纜應為4 ～12 芯，配線主干部分應為12 ～48 芯。配線光纜的纖芯數應避免頻繁遞減，光纜的纖芯盡量一次分配完畢，除有明確的預留需求外，一般不做預留。分纖箱與主箱用12 芯光纜連接，當采用鏈形結構時，“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。當同路由光纜的數量為兩條及兩條以上且超過200 米時，可敷設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 芯光纜進行分纖箱的連接。在距離全業務機房（OLT機房）小于10 公里的農村地區，建議采用二級分光的方式接入，如圖1所示，分光比不應大于64 路，一級分光器安裝在村內主箱內，主箱以星形串聯方式下聯分纖箱，二級分光器安裝在各分纖箱內部。如果村子較大則可安裝兩個或兩個以上的主光交接箱。在實際工程中須依據光功率預算確定分光比。

圖1 村內分光器連接示意圖

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”或“1×8、1×4 分路器級聯”的組合方式；1：64 光分路比宜采用“1×4、1×16 分路器級聯”“1×8、1×8 分路器級聯”或“1×16、1×4 分路器級聯”等組合方式。在距離全業務機房（OLT 機房）大于10 公里且小于16公里的農村地區，建議采用一級分光的方式接入，分光比不應大于32 路，分光器應安裝在主箱內，主箱安裝在村內用戶集中區域，以星形方式下聯分纖箱（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。光分路器的合路側應與主干光纜連接，支路側則應按以下方式處理：（1）采用FTTH 二級分光方式時，預先將第一級光分路器支路側與第二級光分路器合路側連接穩固，第二級光分路器的支路側根據用戶實際需求連接，二級光分路器所處分纖箱應預留2～3 芯。（2）采用FTTH 一級分光方式時，光分路器的支路側根據用戶實際需求連接。

入戶的皮線光纜可為1 芯或2 芯，應采用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。皮線光纜在進戶、轉彎、預留、成端等處應做加固和防磨損處理，并采用標簽統一標識。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有資源（如宏站、農村光纜交接箱等設施）。200 戶以上村屯到村主干光纜應不少于24 芯，200 戶以下村屯到村主干光纜應不少于12 芯。接入村屯的同時需確認宏站或交接箱上聯至全業務機房（OLT 機房）的纖芯是否充裕（不應低于8 芯），如不充裕，必須向全業務機房補纜，且不晚于村內光纜建設。為方便接入用戶，在村屯內新立通信電桿距離一般在40 米左右。

2 關于OLT 下沉與Access ODN 部署位置

農村地區應以鄉（鎮）為單位，在每個鄉（鎮）的全業務機房設置OLT 設備，并根據覆蓋范圍情況采用加強型光板。OLT 下帶最遠點用戶在16 公里以上的村屯，可考慮采用下沉OLT 到此村，光纜可就近上聯至適合的宏站，再跳纖至全業務機房，或新建光纜上聯至臨近鄉（鎮）的全業務機房。主干光纜應不低于24 芯，光纜進局應采用阻燃型光纜。對用戶較多且較為集中的村屯可采用下沉式OLT 設備進行接入。但針對傳統OLT 建設方案造成的纖芯資源緊張、管道建設協調難、鏈路光衰大、維護手段單一、業務開通時間長、建設成本高等問題，可采用小型化OLT 分場景下沉方案。小型化接入以操作維護便捷、光衰減較小等優勢有別于傳統的OLT 建設方案，在北方地區試點實施成功的村屯使用良好，進一步證明了OLT 小型化方案可以很好地解決傳統OLT建設方案遇到的問題，為運營商下一步實施寬帶“深度覆蓋”戰略提供一種有效的解決方案，如圖2所示。在北方某縣農村的OLT 下沉方案應用過程中使用Light Cloud 方案，可創新性地在接入層設備中加入計算和存儲功能，滿足用戶體驗敏感型業務的需求。其優點表現為：（1）部署便利。無須增加機房空間、無須機房改造，利用OLT 空余槽位，實現快速部署。同時不用改變當前OLT 組網架構，其他對接設備軟硬件無須升級即可部署。（2）節省上聯帶寬，提高業務體驗。Access ODN 部署位置更靠近用戶，時延更低，能充分發揮PON 網絡大帶寬的優勢，用戶視頻體驗更好，同時還可以節省OLT 到BRAS 的帶寬，免除視頻業務對OLT 上聯擴容的需求。（3）按需靈活部署。AccessODN方案可由單塊刀片或多塊刀片組成節點提供服務，可以在一臺BRAS 之下部署一臺或多臺OLTOLT，通過OLT 支持的內置虛擬網關功能，Access ODN 可以服務本OLT 下的用戶，也可以通過側掛或級聯的方式服務其他OLT 下的用戶，運營商可以根據用戶及業務發展需要進行漸進式投入。（4）良好的擴展性。在支持Access ODN 的基礎上，可以演進到固移融合MEC-ODN，同時為固網和移網用戶提供ODN 服務，可支持部署其他邊緣計算應用或加載第三方應用，成為運營商發展邊緣計算業務共享的基礎設施。

圖2 OLT 設備與OND 網絡組合示意圖

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模大、難度高、技術新、涉及面廣等特點。由于工程分為村內內網設計、外網設計兩部分，網絡方案建設采用在HFC 的基礎上加載GPON+EOC 的方案：將有線電視網和數據網有機結合在一起不但可以節約成本，同時還對互聯網本身建設管理起到完善提升的作用，最終可在互聯網建設、管理、運用三個方面取得較好成績。在網絡發展的過程中，經歷了從模擬信號到IP 化的演變，也可以說是“由窄到寬”的過程。初期IP 應用主要是在語音通信上采用PPP 協議傳送，隨著光學理論的不斷進步，在光纜網絡上直接架構寬帶IP 網（IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM 等）已成為現實。通信發展速度日新月異，百兆網、千兆網接連出現，通信傳輸速率已提高至1 Gbps、10 Gbps，光傳輸技術取得了突破性進步，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150 公里以上，光信號指標做到低損耗、低色散，滿足設備接收信號靈敏度的要求。不同速率的傳送網不僅可以構成小型城域網，也可以構成廣域網，一根光纖使世界互聯，并為將來的萬物互聯做好準備。數字有線技術可實現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由數字壓縮和數字調制（數據IP 化）后，形成電視數字信號，經由同步衛星、有線光纜或局域無線廣播等方式傳輸，由數字電視系統接收后，經數字解調、視音頻解碼處理后還原出原始圖像及音頻。全過程采用數字化處理，因此信號損失小，用戶體驗好。光纖接入網（OAN）作為現今傳送網中重要的傳輸介質，主要實現各種接入網的信息傳送功能。通過光網絡傳輸終端（OLT）與用戶業務節點相連，通過光網絡單元（ONU）與用戶電視系統相連。OLT與ONU 靈活搭配使用，可完成對網絡信令控制、信號分發采樣、帶寬分配、網絡預警、流量計費等功能，完成從業務節點接口（SNI）到用戶網絡接口（UNI）間所有信令協議轉換等控制性任務。對于接入設備本身具有組網能力，可以組成多種形式的網絡拓撲結構，通過網絡拓撲結構使不同運營商的維護范圍、管理權限等更加清晰，如圖3所示。同時末端接入設備還具有遠程集中監控功能，通過組建融合性光傳輸網形成一個維護管理網，通過相應網管協議納入網管中心，統一管理，統一指揮。在已建成的鄉村實例中，通信運營公司與當地廣電合作，村內采用光傳輸+EOC+同軸方式接入用戶，效果較好，實現工程共建，利益共享。

圖3 通信網與廣電網設備融合示意圖

3.2 與電力合作

在不適合新立桿路的村屯，可以與當地電力公司合作，在電力桿路上以加掛自承式光纜（ADSS）的方式來承載通信業務。在確保安全的前提下，利用電力桿路覆蓋用戶。其優點較為突出，一般村屯的通信桿和電力桿分別建在村道兩側，利用電力桿掛纜可實現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，當前通信桿路長度1.2公里，覆蓋家客用戶55 戶，通信運營商獨立建設費用約3.5 萬元，如利用電力桿路布放光纜對原有55 戶進行覆蓋，預算總投資為2.3 萬元，經濟效益提升34%。

通過積極推動電力資源與通信網規模部署實現資源信息共享，使偏遠農村的通信覆蓋與泛在電力物聯網相結合，推動電力和通信行業高效協同發展。其中，企業經驗較為豐富的通信行業全力支持電力建設“三型兩網”工程。電力行業開放通信桿塔、管道等設施，助力通信企業建設。支持電力營業廳、供電所、變電站等區域5G 建設，同時作為通信企業的基礎設施進行應用，滿足農村傳輸速率及帶寬需求。通信行業依托5G、SDN、NB-IoT 和云計算等技術，促進雙方在電力物聯網、能源互聯網領域的深入合作，充分利用現有電力設施資源進行多站融合數據中心站建設，加強空白地區通信基礎設施建設，服務好當地百姓，做到有電就有網。

4 結 論

農村有線寬帶的建設大大縮短了通信領域城鄉的差距，使廣大農民群眾能夠快速了解世界，推動相關產業的發展，利國利民，合理、經濟、有規律的建設對各個通信運營商來說至關重要，合理的組網結構使網絡不再擁堵，末端設備的合理選擇、內容分發網絡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變得有預見性，提升末端可控性；與其他企業的合作可起到好風憑借力、送我上青云的事半功倍效果，建議通信建設企業可通過對本文提出的幾項重要指標的綜合運用，改進現有的網絡結構，從通信設備到企業合作多管齊下，切實解決農村居民殷切期盼的問題，這不僅會對通信企業的快速發展起到強有力的推動作用，同時也對我國通信事業的整體發展發揮著不可估量的作用，合理地組合運用建設方案利國利民、功在千秋。