有線電視光纖入戶網規劃設計研究

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早在2012年寧鄉市城區有線電視網就已完成數字電視化改造，2019年又完成了農網數字電視改造。目前城網農網已融合成了一張網，都是通過有線電視光工作站加同軸電纜的HFC方式傳輸數字電視?，F在隨著光纜器材、光發射機、光放大器、光接收機、光纖熔接機、光鏈路測試等設備的成熟產業化生產，其價格已經較便宜了，為實現有線電視網光纖入戶提供了實現基礎。有線電視網用光纖入戶(FTTH)方式相比原來的光纖同軸混合網(HFC)有造價低、組網簡單、容量大、維護方便、信號質量穩定、適合與GPON數據網共建共用等優點。

1有線數字電視光纖入戶網設計

1.1光纖入戶接入網在網絡中的位置。FTTH接入網處于小區或村組機柜到用戶終端最后幾千米，主要是替代了原HFC網的同軸電纜部分，如圖1所示。1.2有線電視光纖入戶組網。1.2．1FTTH接入網組網方案。基于PON的FTTH接入網組網分為雙纖三波和單纖三波組網方案。雙纖三波組網方案是在兩根光纖中分別傳輸有線電視光信號和數據業務光信號，單纖三波組網方案是在同一根光纖中傳輸有線電視光信號和數據業務光信號。雙纖三波方案的有線電視鏈路和數據鏈路完全分離，避免了多波長間的干擾，單鏈路的網絡計算、設計也相對簡單，我市FTTH接入網采用雙纖三波組網方案。寧鄉市雙纖三波組網方案如圖2所示。1.2．2城區FTTH組網示例。某新建大型樓盤16層，每層4戶，共24個單元總計1536戶，有線電視和數據全覆蓋。在小區機柜，有線數字電視采用EDFA光放輸出光功率+22dBm，數據業務采用GPON方式每個PON口接入64戶。如圖3所示。(1)光纜規劃:小區機柜至每棟單元接續盒16芯光纜，每棟單元接續盒至分纖箱4芯光纜，分纖箱至住戶2芯皮線光纜。每個分纖箱負責4層共16戶入戶皮線光纜的匯集，每個分纖箱有4芯(2芯備用)纖芯直通小區機柜。(2)數據光分配置:1個PON口下接1個4路光分，再下接4個分纖箱內的16路光分。(3)數據光功率預算:入戶數據光功率為以下各節點光功率、光損耗之和，結果為－23dBm。而OLTPON口發射光功率(+2dBm)、4路光分損耗(－8dBm)、16路光分損耗(－14dBm)、鏈路其他光損耗(－3dBm)。(4)電視光分配備:1臺光放下接1個32路光分，再下接4個分纖箱內的16路光分。(5)電視光功率預算:入戶電視光功率為以下各節點光功率、光損耗之和，結果為－13dBm。即EDFA光放輸光出功率(+22dBm)、32路光分損耗(－18dBm)、16路光分損耗(－14dBm)、鏈路其他光損耗(－3dBm)。(6)小區機柜主設備:每臺EDFA光放大器覆蓋512戶，共需3臺EDFA光放大器;每個OLTPON口覆蓋64戶，共需24個OLTPON口。1．2．3農村FTTH組網示例。寧鄉市丘陵地貌，農村居住分散，FTTH網需根據具體的居住環境和桿線路由進行設計。圖4為某行政村部分自然村組網示例，以圖中光鏈路1為例進行設計分析和光功率驗算。有線數字電視采用EDFA光放，輸出光功率+22dBm，數據業務采用GPON方式，每個PON口接入64戶。(1)光纜規劃:村中心機柜至1號分纖箱用24芯光纜2km，1號分纖箱至2號分纖箱用18芯光纜1．5km，2號分纖箱至3號分纖箱用14芯光纜2km，3號分纖箱至4號分纖箱用6芯光纜2．5km。分纖箱至住戶用2芯室外皮線光纜，每個分纖箱負責本組或自然村入戶皮線光纜的匯集，每個分纖箱有4根纖芯(2芯備用)直通村中心機柜。(2)數據光分配置:1個PON口下接1個8路光分，再下接4個分纖箱內的8路光分。(3)數據光功率預算:入戶數據光功率為以下各節點光功率、光損耗之和，結果為－25dBm。即OLTPON口發射光功率(+2dBm)、8路光分損耗(－11dBm)、8路光分損耗(－11dBm)、鏈路其他光損耗(－5dBm)。(4)電視光分配備:1臺光放下接1個2路光分，再下接1個16路光分，再下接4個分纖箱內的8路光分。此處機柜中未直接使用32路光分，而是用1個2路光分和1個16路光分級連，主要是考慮為其他光鏈路光功率的分配留有余地。(5)電視光功率預算:入戶電視光功率為以下各節點光功率、光損耗之和，結果為－13dBm。即EDFA光放輸出光功率(+22dBm)、2路光分損耗(－4dBm)、16路光分損耗(－14dBm)、8路光分損耗(－11dBm)、鏈路其他光損耗(－5dBm)。受環境和桿線資源所限，農村FTTH組網較復雜，選擇每8戶為單元設計是在綜合住戶分散程度、纖芯數量、信號功率配比等情況后的平衡。

2其他問題探討

2.1無源光接收機?，F在網上有售戶內無源光接收機，結構簡單，價格便宜，不需外接電源避免雷擊。因接收機內無信號放大級，輸出射頻信號較低，要求輸入光功率較高，在光功率預算有較大富裕的特殊情況下可以使用，我市有個別地點試用良好。以下為某廠家給出的測試指標:(1)光學參數輸入光功率/dBm:－15～0反射損耗/dB:＞45接收波長/nm:1310～1550輸入光接口:SC/APC(2)鏈路性能C/N/dB:≥51C/CTB/dB:≥65C/CSO/dB:≥62(3)RF射頻參數頻率范圍/MHz:47～1000帶內平坦度/dB:1．5輸出電平/dBμV:56(－10dBm測試)MER/dB:35(－10dBm測試)2.2單纖三波組網。單纖三波組網雖可以減少纖芯和光分路器的使用，但數據光信號對電視光信號會有干擾，波分復用器的波長隔離度要求達到35dB以上，帶波分復用的光接收機成本也較高，網絡設計、驗算也較復雜。目前不適用于我市的有線電視網，當然在纖芯不足也不能補纖的特殊情況下可以采用。2.3多級光分的問題。目前FTTH網多要求光分不超過3級，特別是GPON數據網華為更是建議不超過兩級光分。光分級數過多活動連接件也就多，故障點變多，造成網內反射波更復雜，容易引起誤碼。同時，光分級數過多容易造成光信號功率分配失衡，使分配到較高光功率的終端超過接收上限值(典型值戶內光接收機+2dBm，光貓－8dBm)引起非線性失真，或者OLT端接收到的最高光功率和最低光功率差值超出其動態門限范圍(典型值15dB)造成脈沖信號不能正確判決。2.4入纖光功率。在有線數字電視光纖鏈路中有時需要長距離傳輸，為了讓接收端有盡量高的光功率用于再分配，往往提高發送端的入纖光功率，但入纖光功率過高容易引起光纖的非線性效應，反而降低了所傳輸信號的質量。根據我市城區中心機房1550nm直接調制光發射機的調制度，我市有線電視光纖網長距離(20km以上)傳輸時入纖光功率應限制在17dBm以內。

3結束語

寧鄉市有線電視網剛剛完成農網數字電視化改造，目前城網大部分小區和農網都還是HFC網結構，只在城區最新的樓盤采用了FTTH方式。隨著傳統數字電視業務向雙向融合、智能互動方向發展，有線電視網光纖入戶將是主要的選擇。

作者:董治國 單位:寧鄉市電視節目傳輸中心