金色家園小區HFC接入網規劃設計

徐昕

摘要：有線電視網絡發展到今天， 從組網技術到網絡功能都發生了革命性的變化。特別是數字電視的發展，以及有線電視用戶對 Internet 接入、 VOD 點播、VoIP (語音 IP 電話) 業務的新需求， 使當前的有線電視網絡面臨著巨大的壓力。因為當前的 CATV(有線電視) 網只是一個專門提供廣播電視業務的網絡，無法向 CATV 用戶提供語音和數據業務，更無法提供雙向的 VOD 視頻點播功能。因此，有線電視網絡正在逐步升級改造。其工作帶寬由原先的 450 MHz到 750 MHz 到目前的 860 MHz 或 1000 MHz ，以及未來的 2 600 MHz ；同時廣大有線網絡運營商也一直在探索一個先進合理的寬帶接入技術。

關鍵字：HFC接入方案可靠性

中圖分類號：TN915.6文獻標識碼： A

一、研究現狀

EPON (Ethernet over Passive Optical Network) 是以太網無源光網絡的簡稱， 是目前有線電視網絡寬帶化的主流技術。一個典型的 EPON 系統 由 OLT、ONU、POS 組成。OLT ( Optical Line Terminal， 分前端) 既是一個交換機或路由器，又是一個多業務提供平臺，它提供面向無源光纖網絡的光纖接口( PON接口)。在廣電組網系統中 OLT 放置于分前端，對于住宅小區則是放置在弱電機房內; 因成本等因素的制約，在 光 纖 鋪 設 到 樓 的 條 件 下， ONU ( OpticalNetwork Unit，光網絡單元) 放置于樓道豎井內，下連 EoC 局端設備。POS ( Passive Optical Splitter，無源分光器) 是一個簡單設備，它不需要電源， 對設置環境的要求相對寬松。一般一個 POS 的分光比為 8、16、32、64、128， 并可以多級連接。OLT 到 ONU間的距離最大可達 20km。EPON 系統使用單模光纖，在一芯光纖上利用上下行兩個波 (上行波長：1 310nm，下行波長: 1 490nm) 傳輸雙向數據。

EPON 技術在有線電視網絡建設中的應用有兩種情況：

a. 新建小區的寬帶接入技術，可以直接采用EPON + LAN 技術， 實現 EPON 到樓， 再利用 5 類線方式進入家庭;

b. 針對老的小區， 不方便敷設 5 類線的情況下可以采用 EPON + EoC 技術， 這樣可以利用原有的同軸電纜或加以適當的改進， 就可以實現寬帶接入。

近年來，許多城市對原有的有線電視網絡進行改造，以光纖干線替代原來的電纜干線，以光接收機替代原來的電纜放大器，在新建的小區中實行光纖直接到小區、到樓棟(FTTB)，這些不僅能滿足用戶對模擬電視信號質量的要求，也為數字有線電視業務的發展和其他交互式業務的開展鋪平了道路。

在這種光纖傳輸所占比重較大的HFC網絡中，電纜傳輸結構變得簡單，而光纖傳輸系統的合理規劃設計就顯得尤為重要。城市城區HFC接入網中的光纖傳輸系統一般都選擇星型拓撲結構，它雖然與城市環型光纖主干網絡和鄉村樹型HFC網絡在基本要素和原理上有相同之處，甚至相互關聯，但網絡的設計與建設卻有自己的特點。

二、本文主要工作

本文對金色家園小區HFC接入網進行了規劃設計，主要工作如下：

1、總結了課題的背景及意義，分析了國內外研究現狀；

2、進行了HFC接入網設計分析，分析了設計依據、總體方案即相關的技術指標，進行了網絡指標分配研究；

3、對前端系統進行了設計，分析了前端信號源的來源，進行了前端主要技術指標分析，設計就前端結構；

4、進行了光纜傳輸系統設計，選擇了光波長度和光路由器，進行了光纖傳輸線路設計，對同軸電纜分配網進行了設計。

三、總體方案

整個網絡具有傳輸80-100套PAL制模擬及數字電視節目的功能，預留回傳接口，以備必要時容易的開通雙向傳輸業務。當前只開通40套電視節目。

● 工程規模：本工程為黑龍江省金色家園小區有線電視網絡建設工程，工程總用戶50000戶。

● 節目來源：亞太1A、亞洲-3S、鑫諾1號等衛星上的電視節目，自辦節目及光纖傳送來的有線電視節目等。

● 傳輸方式：采用光纖同軸混合網絡即HFC網。這是目前寬帶用戶接入的主要方式。

● 傳輸體制：由中心前端用光纖傳輸村屯（鄉鎮）和樓幢（城區）然后用電纜分配到用戶，每個光接點覆蓋200戶之內，預留回傳接口。

● 系統帶寬：由于傳輸的電視節目越來越多，再加上數字電視高清晰度電視機未來個人通信業務的發展，故采用750MHZ系統帶寬。

● 網絡結構：采用星型網絡結構。

● 頻段劃分：數據上行業務5-65MHZ，過度帶65-87MHZ、調頻廣播業務87-108MHZ、TV下行業務（模擬及數字電視）110-750MHZ。

● 光纖接入程度：寬帶網絡發展的主要標志是光纖接近用戶的程度，HFC網絡中，光纖接入程度可分為光纖到小區、光纖到樓幢、光纖到戶。本方案采用光纖到樓幢（屯）。

● 光纖芯數：1550 nm傳輸每節點4芯考慮。1310nm傳輸每節點2芯考慮。

● 光波長： 采用1550nm和1310nm相結合。

● 用戶分配：采用集中分配方式有利于未來發展到雙向業務時減少匯集噪聲。

四、網絡管理和可靠性

目前的HFC寬帶網絡缺乏一套完整的可靠的標準，對現有的HFC網絡，我們應采取下面的措施來增強網絡的可靠性。

(1)冗余的光纖鏈路。采用相互獨立的兩條光纖鏈路，路由是從前端到光節點的兩條不同的通路，兩者是并聯、獨立的系統，據統計，光傳輸系統對可靠性的影響約占20%。

(2)更新同軸電纜。據統計電纜部分對可靠性的影響約占50%，所以這部分的可靠性顯得更為重要，電纜故障通常包括電纜縱向破裂、劃痕進水、焊接不好、連接器問題等。

(3)減小光節點規模?？煽s短網絡電纜線路，減少各種器件，提高系統可靠性。

(4)合理設計系統的電源系統。有線電視戶外設備如光機、放大器等一般使用60 V交流電，先要將220V市電進行電壓轉換后對設備供電。在給這些設備供電時，要選擇合適的電源分配方案，一般有集中式和分布式兩種。為了保證停電后的正常運行，系統(特別是前端部分)需要配備備用電源，備用電源必須能夠維持一定供電時間(至少應該在3小時以上)。

(5)有效的狀態監控。通過各種手段特別是網管系統對系統的各主要狀態進行有效監控，及時發現問題，準確測定故障現象，以利于故障排除。

結束語

本文對金色家園小區HFC接入網進行了規劃設計，研究了HFC接入網設計指標及總體設計方案，分析了前端信號的主要來源及技術指標，進行了前端結構設計，合理選擇了光纖傳輸系統，進行了光路由器的選擇和光纜傳輸線路設計，計算了輸出功率，進行了反向通道的設計。