廣電FTTH網(wǎng)絡(luò)改造及維護探討

摘要：2017年，國家廣電總局為提高有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量，并實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)光纖到戶的運行、設(shè)計和規(guī)范，頒布了《廣播電視電影行業(yè)總體技術(shù)要求》。在我國網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，光纖到戶（FTTH）技術(shù)成為行業(yè)規(guī)范落地的一項重要舉措。FTTH（光纖到戶）是一種全新的、基于PON網(wǎng)絡(luò)的光纖通信技術(shù)，它能夠?qū)⒐饫w連接到最近的用戶，從而實現(xiàn)遠程控制。隨著這一技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，越來越多的移動和電信運營商開始采取措施，將光纖網(wǎng)絡(luò)延伸至用戶的終端，以推動多元化的CATV業(yè)務(wù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：FTTH網(wǎng)絡(luò)；FOG技術(shù)；村級網(wǎng)絡(luò)

一、引言

在提高有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量這一背景下，RFOG技術(shù)被證明可以極大地促進我國廣電網(wǎng)絡(luò)的光纖到戶。它不僅符合當(dāng)前的技術(shù)要求，還成為DOSIS協(xié)議系統(tǒng)的核心技術(shù)，能為用戶提供更加安全可靠的服務(wù)。

FTTH，也稱作光纖到戶，其拓撲結(jié)構(gòu)一般以樹狀或星狀居多，其中光電路端口（Optical Line Terminal，OLT）、分光器、光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）都起著重要作用。OLT作為FTTH網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部件，可以為一個或多個ONU提供上行WAN通信，并與寬帶接入服務(wù)器（Broad band Remote Access Server，BRAS）相互聯(lián)系。此外，它還可以為ONU提供可見的光纖通信。采用雙光纖三波組網(wǎng)技術(shù)的FTTH網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可實現(xiàn)全面的網(wǎng)絡(luò)整合，包括寬帶集中配電、光纖網(wǎng)絡(luò)控制、實時監(jiān)測無源光網(wǎng)絡(luò)的運行、維護和管理。特別是在ODN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計上，需要更加注重不同用戶群體的需求[1]。

二、FTTH與FoG技術(shù)

（一）FTTH的概念與發(fā)展情況

FTTH是一種全新的、基于PON網(wǎng)絡(luò)的光纖通信技術(shù)，可以將光纖連接到最近的用戶，實現(xiàn)遠程控制。它提供了多種接入方式，包括FTTC、FTTB和FTTH。其中最為理想的就是FTTH。隨著三網(wǎng)融合的推動，F(xiàn)TTH光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展受到了越來越多的關(guān)注，移動、電信等網(wǎng)絡(luò)運營商紛紛采取措施，將光纖網(wǎng)絡(luò)連接到終端，從而推動了CATV業(yè)務(wù)的多元化發(fā)展。以此為基礎(chǔ)，F(xiàn)TTH的建網(wǎng)體系變得更加完備，經(jīng)營也更加成熟。在5G網(wǎng)絡(luò)不斷完善和改進的背景下，廣電行業(yè)迎來了新的發(fā)展契機。因此，廣電HTTF的轉(zhuǎn)網(wǎng)問題成為當(dāng)前需要解決的一個主要問題[2]。

目前，GPON和EPON在光纖通信技術(shù)方面的發(fā)展中取得了顯著成果，這為點對點光以太網(wǎng)的發(fā)展奠定了扎實的根基。為了滿足用戶多樣化的需求和運營商面對的多元化挑戰(zhàn)，點對點光以太網(wǎng)的設(shè)計、安裝、維護和管理經(jīng)歷了長足的發(fā)展。這些努力為用戶創(chuàng)造了更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，滿足了他們不斷變化的需求，同時這些發(fā)展也為用戶帶來了更多的利益，實現(xiàn)了雙贏的局面。FTTH技術(shù)的進步促進了高效的IPTV服務(wù)，并為經(jīng)濟效益帶來了更多好處，例如提升系統(tǒng)的可靠性和可用性。

（二）FOG技術(shù)的發(fā)展

在我國，EPON+LAN+HFC雙向網(wǎng)技術(shù)已成為一種普遍的雙向網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方式。但是，如果要實現(xiàn)這種技術(shù)，就必須建立一個新的網(wǎng)絡(luò)，這將帶來較大的投資成本。同時，采用HFC雙向網(wǎng)技術(shù)存在寬帶瓶頸和銜接雜訊的困擾。因此，RFOG技術(shù)的出現(xiàn)提供了一個重要的解決方案。2008年，許多學(xué)者都致力于探索這種新型的CMTS，并取得了許多實質(zhì)性的進步。RFOG作為一種先進的光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠達到比傳統(tǒng)HFC電傳系統(tǒng)更為有效的傳輸。它通過改進傳統(tǒng)的電傳系統(tǒng)，提供更有效、更準(zhǔn)確的傳輸。RFOG可以使用1310nm和1610nm的雙絞線來實現(xiàn)信息的高效率傳播，并通過沒有光源的單絞線進行信息的高速傳輸。RFOG的核心思想是，將“突發(fā)模式”的上行光發(fā)送線路與CMTS的上行通道相連，從而使得“點對多點”的網(wǎng)格能夠被有效地組織起來，從而達到PON的效果[3]。

（三）RFOG技術(shù)的優(yōu)勢

RFOG技術(shù)的出色表現(xiàn)為中國光纖寬帶的可持續(xù)性和可靠性提供了強大的支撐。它可以有效阻止外界干擾，優(yōu)化光節(jié)點的布局，使點到點的傳輸更加穩(wěn)定，以更好地滿足環(huán)境需求的變化。采用點到點的傳輸方式可以使每個光節(jié)點只傳輸單個信號，從而減少外界干擾，提高傳輸效率。盡管中國的FTTH網(wǎng)絡(luò)發(fā)展還處于初級階段，上海市和北京市網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍相對有限，但隨著加拿大、美國等國家廣泛應(yīng)用RFOG技術(shù)，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的大范圍推廣正在加速發(fā)展。RFOG網(wǎng)絡(luò)采用特殊的拓撲架構(gòu)，使用波長1610nm和1550nm的雙波共纖，并通過局部WDM波分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)高效傳播信息。

三、建設(shè)FTTH的必要性

當(dāng)前，電信公司采取多種不同的方法來提供雙向電信服務(wù)，包括FTTH、PON+LAN、PON+EOC、CMTS+CM等。在FTTH技術(shù)中，常見的包括I-PON、RF混合和RFOG3三種技術(shù)，其中RF混合技術(shù)應(yīng)用比較廣泛。

①FTTH技術(shù)具備極大的帶寬潛力，能夠提供100M-GE-10GE的帶寬，遠超同軸電纜和五類線，為電信企業(yè)的業(yè)務(wù)提供了極大的便利。

②FTTH技術(shù)的傳輸距離也非常遙遠，大幅縮短了傳輸距離。Fiber（無源光纖）具有高效率、極長的傳播時間、極強的耐受能力和極高的可靠性，這些優(yōu)點使它成為目前可靠的無源光纖（光分配網(wǎng)Opti-Cal Distribution Network）的首選。

③FTTH技術(shù)采用無源ODN技術(shù)，能夠顯著節(jié)省成本，并有效規(guī)避設(shè)備故障帶來的無謂維護和管理成本。通過提供高質(zhì)量的信息，可以大幅減少線纜維修和更換成本。

④FTTH技術(shù)能夠支持為各行各業(yè)的需要，滿足廣電未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，為廣電運營商的增值業(yè)務(wù)提供支撐，并支持未來多種高帶寬業(yè)務(wù)和高QoS業(yè)務(wù)。

隨著國家大力推進寬帶接入水平的提升，廣電運營商必須迅速采取行動，加快FTTH網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，以保持領(lǐng)先優(yōu)勢，縮小與其他運營商的差距，改善自身不足，尋求新的發(fā)展機遇。FTTH已經(jīng)成為“最后一公里”的最佳解決方案[4]。

四、村級FTTH網(wǎng)絡(luò)

（一）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

圖1是村級廣電以FTTH為基礎(chǔ)的雙向網(wǎng)絡(luò)改造拓撲結(jié)構(gòu)圖。

OLT通是一種可以通過連接多個設(shè)備包括有線電路和無線電路來實現(xiàn)連接的設(shè)備。它使用ONU，并配備EPON，可以支持1.25G的上下對稱帶寬，并能夠承載128個用戶。ONU擁有4個VLAN，可以給用戶提供多種類型的VLAN，還配備了2個POTS，可以提高系統(tǒng)的性能，從而更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。同時，需要精確確定1級和8級光纖開關(guān)盒的安裝位置以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

在農(nóng)村地區(qū)，4芯光纜分別安裝于各自的節(jié)點，其中1芯負責(zé)發(fā)送1芯的電纜，2芯負責(zé)接收PON信號，1芯是備用。此外，在安裝FTTH設(shè)施時，需要注意高清廣播TV必須能夠接收到1.2毫米或更大的不銹鋼板，其大小一般是45cm×55cm×20cm，左右兩個面板以及正面都配有通風(fēng)樣式的柵格，方便器材散熱。為了滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)需求，可以將光電子器件掛條、光纖熔接器、避雷電源模塊、線路和電源線安裝到機柜內(nèi)部。采用8-SPLIT二次結(jié)構(gòu)，即8個分路器，并將其擴展到4×16的分路器，可以有效地解決機柜內(nèi)光口不足的問題[5]。

（二）開通機房信號

為了構(gòu)建FTTH網(wǎng)絡(luò)，首先需要在機房內(nèi)安裝機架插件式OLT，這樣可以接入EPON和其他PON接入設(shè)備。OLT設(shè)備可通過千兆光/電以太行接口接入，并與聚合交換機相連，以便連接到已安裝EPON的IP地址。根據(jù)圖2，機房內(nèi)安裝了1550臺光發(fā)射機和8臺光放大器，用于將機房內(nèi)的光波傳輸?shù)紽TTH網(wǎng)絡(luò)并進行射頻分發(fā)。此外，還安裝了4臺光發(fā)射機，用于機房內(nèi)光纖傳輸和廣播TV信號的發(fā)送。為確保設(shè)備正常運行，需要確保光源的能量水平低于發(fā)射機和放大器的能量水平，以便同時接收1個或2個頻段的電子圖像。

（三）饋線光纜施工

在288芯的光纖連接器和（2P+12）芯的路徑上，根據(jù)P=/PON的方式，先估算出整個村莊1250戶，P=1250/128≈32。經(jīng)過精心測量后將36芯的光纖連接到光轉(zhuǎn)換器上，而12芯則留待日后使用，再將24芯的光纖連接到不同的分支機構(gòu)，并且它們的芯數(shù)也是一致的。

（四）配線光纜施工

通過使用SC/APC和IP數(shù)字信號分路器，可以將1.5米長的尾纖作為終止設(shè)備，并將其與傳統(tǒng)的光纖接頭相結(jié)合，從而實現(xiàn)對光纖的有效控制。這種方法不僅能夠滿足普通的光纖布線需求，還能與家庭使用的其他設(shè)備相連，非常方便。根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，采取16芯的光纜連接器，可以支持本地ODN通信系統(tǒng)的構(gòu)建。

（五）村級家庭網(wǎng)絡(luò)接入

通村入戶的廣播電視和IP數(shù)字信號雙光纖入戶系統(tǒng)，由于入戶環(huán)境的復(fù)雜性，通常會采取穿越樓梯和通行通道的方式。因此，為了滿足這些特殊的入戶條件，應(yīng)當(dāng)采用具有較好抗彎性、較小彎曲半徑且符合電信行業(yè)的規(guī)范的G.657A纖FTTH入戶皮線光纜。由于光纖易損易壞，安裝后需避免彎折，所以可使用高清視頻服務(wù)，如在線觀看、在線游戲、在線視頻會議等。

為了確保電視信號的傳輸，需要在每個房間的第一個信息點安裝ONU，它是一個集成電源箱，可以為電視設(shè)備提供電源。此外，還需要將5類線纜分別放置在不同的位置，并將它們連接到家里使用的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)中。

為了獲得高清觀看體驗，觀眾可以使用ONU+高清機頂盒結(jié)合，將射頻信號連接到ONU接口，并接收ONUPON接口的IP信號。如果用戶想要獲得WIFI服務(wù)，則還可以選擇將機頂盒和射頻信號結(jié)合在一起，而無需連接任何線纜。

五、結(jié)束語

隨著FTTH網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，廣電行業(yè)的雙向網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及業(yè)務(wù)部署都受到了國家的大力支持，這也使得廣電雙向網(wǎng)絡(luò)的改造變得更加容易。尤其是對于那些正處于轉(zhuǎn)型期的社會，廣電運營商更加重視光纜的布置，以滿足不斷變化的市場環(huán)境。借助FTTB和PON等先進技術(shù)，結(jié)合先進的電信運營商模型，可以實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的無縫連接，實現(xiàn)三網(wǎng)的有機結(jié)合，進而極大地改善用戶的使用體驗，構(gòu)建一個更加高效、更加安全的多業(yè)務(wù)連接系統(tǒng)。

作者單位：麥冠華 廣東有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司

參" 考" 文" 獻

[1]王佳力.基于無線Mesh的家庭寬帶組網(wǎng)在南通廣電FTTH改造中的應(yīng)用[J].廣播電視網(wǎng)絡(luò)，2022，29（12）：57-59.

[2]李曉嶺，王澍，任志勇，等.淺談廣電光纖到戶（FTTH）電視電纜融合技術(shù)建設(shè)[J].廣播電視網(wǎng)絡(luò)，2022，29（12）：60-62.

[3]劉濤，劉子銘.XG-PON技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用設(shè)計及實踐[J].廣播與電視技術(shù)，2022，49（10）：80-85.

[4]侯富國.淺談數(shù)字電視網(wǎng)的主要入戶模式以及如何更好地進行FTTH改造[J].廣播電視信息，2022，29（07）：57-60.

[5]葛益峰.廣電FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)探究[J].中國新通信，2022，24（11）：42-43+236.