FTTH网络建设方案比较分析

　　摘要：网络光纤入户是市、县区有线电视接入网的一个重要的改造与建设方向，无论是其经济效益还是后期运行成本、覆盖范围等方面都有着较大的优势。通过应用该技术，能够充分满足用户对于电视光纤入户的需求。基于此，本文从FTTH落笔，探讨有关FTTH网络的建设方案。

　　关键词：FTTH技术；有线电视；建设方案

　　“宽带中国”是国务院2013年8月发布的战略以及实施方案，明确规定了宽带未来的发展目标和宽带提升的方向，在最近几年里，传统的运营商的FTTH改造工作已经基本完成，并正在开展基于高带宽全光纤接入网络工程的宽带提速、降费等工作。因此，运营商要对FTTH项目的重要性有足够认知，推动该项目和业务在各地区展开，避免影响和冲击日常的运营。

　　1FTTH概述

　　1.1FTTH定义

　　光纤入户（FTTH）是一种光纤接入方式，就是把光网络单元（ONU）在用户家安装和接入的形式，该接入方式是除光纤到桌面（FTTD）方式外，最靠近客户的接入类型。给用户提供更大的带宽是FTTH的技术特点，促进了互联网有关协议的透明性，如波长、速率、数据格式等，最终对有关供电、环境的要求不断降低。这样一来，光纤接入工程的安装运行难度都会有不同程度的降低。总的来说，所谓的光纤接入指代的是网络局端与用户之间，通过光纤这一传输载体，开展通信传输工作。常见的光纤接入方式分为两种，分别为有源光接入和无源光接入，根据用户需求，可以将其分为FTTC、FTTZ等。

　　1.2PON技术的概述

　　根据PON的应用情况来看，该技术主要结构以点到多点为主，通过运用单纤双向光接入网。如果选择拓扑结构，该技术的结构选型是以树型和星型为主。整体分析，在无源光网络的主要构成分为3个部分，分别为POS、ONU、OLT，在实际应用过程中由于ONU对于摆放位置与其他存在差异，因此可以将无源光网络应用于FTTC等场景当中。

　　1.3FTTH网络结构

　　根据FTTH网络结构的应用情况来看，通常情况下有用户接入网、ODN体系以及接入机房局端体系构成。这三大部分又由各种小结构组成。例如，在接入机房局端体系,中，数字电视局端设备与IP网局端数据设备是其主要构成部分。在运行过程中，有关数字电视局端设备主要负责对电视视频流进行混合、接收与发送。IP数据网局端设备进行数据传输主要包含两种业务，分别为传输宽带业务与互动点播业务。FTTH技术在为用户提供大带宽的同时，也强化了互联网对相关协议、数据格式、波长和速率的透明性，让环境和供电要求不那么苛刻，比较同轴电缆成本更低，更有利于安装和维护。目前，广电双向网解决方案FTTH单纤三波VS双纤三波两种。

　　2单纤三波到户技术方案

　　2.1整体方案

　　光纤到户是单纤三波方式RF-Overlay（1550nm+PON）的最先目标。同时，要严格规划好“光纤到桌面”设计，即FTTD，将光纤向用户终端延伸，让“全光网络”真正得以实现，如图1所示。

　　2.2接入网结构

　　干线光缆资源的改造可以考虑采用NGB与原有双向网，继续完成光纤入户，再将PON信号和电视信号在机房实施合波。利用二级分光实施传输：小区光缆交接箱次级分光，用户楼栋或楼层后级分光[1]。今后发展到光纤到桌面，可在用户家中设置分路器，扩展为三级分光。

　　2.3机房头端网络结构

　　对于有线数字电视信号，分中心机房将前端机房电视信号进行接收、分配，转换为1550nm光信号，通过二级光放大，与PON信号合波，以单纤三波方式通过全光网传输给用户。对于PON信号，分中心为PON头端机房，安装OLT设备，PON信号经合波后与有线电视光信号传输给用户[2]。机房需要设置有线电视信号光接收机、射频分配系统、1550nm光发机、EDFA光放大器、有线电视光分路器以及OLT设备、光纤合波器。

　　2.4接入网光链路计算

　　机房合波信号后采用二级分光，小区光缆交接箱次级分光8分路，用户楼栋或楼层16分路分光；今后发展到光纤到桌面，在用户家中设置光4分路器，改为三级分光结构。每个合波器后带128户光纤到户，或32~64户光纤到桌面用户。一个512户的小区需要机房至光节点4芯光纤，可以利用原双向HFC网的光纤资源。可以利用1550nm波长进行有线电视信号传输，通过EDFA光放大器进行二级放大后，输入光纤功率达到23dBm，例如：1550-23EDFA（光功率输出，≥23dBm），接收机最低接收功率为-18dBm，则有线信号EDFA之后链路损耗允许41dB（包含插入损耗、分光损耗与光纤衰耗）合波器后链路损耗在27.2dB左右，合波器输入有线电视信号光功率9.2dBm。目前，主流的OLT光功率指标：1490nm波长发送光功率一般在+7～+2dBm；主流的Oun光功率指标：1490nm波长接收光功率一般在-8～-24dBm；1310nm波长发送光功率一般在+4～-1dBm，1310nm波长接收光功率在-6～27dBm。因此，1490nm波长允许链路损耗在31dB以内，1310nm波长允许链路损耗也在31dB以内[3]。分中心机房一般覆盖约10万用户，光缆距离在7～8千米，链路：损耗在5dB左右，两级光分路，分路损耗24.3dB，合波器之后光通道链路损耗在29.3dB左右，工程余量1.2dB。2.5接入网络设备计算按照每个有线电视光口覆盖128户、每个PON后覆盖128户，每个分中心机房10万用户规模，至少需要782个有线电视信号光端口和782个PON端口。有线电视信号两级光放大，需要782个光端口需要二级23dBEDFA放大器50台，二级16分路器50台。一级23dBEDFA光放大器2台，一级32分路器2台，相应1550nm光发机2台。在PON系统方面，按照单端口128户覆盖，每台OLT可以满配96个PON口，需要9台OLT。此外，机房还需要配置光合波器782台。

　　3双纤三波建设方案

　　在建设双纤三波过程中，主要包含五大部分安装内容，分别为前端安装、汇聚端安装、接入剬安装以及用户端光纤安装、设备设计等。具体实施要求如下。在前端安装工作中，有关正向信号的选择可以以RE光放为主，有关端口输出规格采用16×22dB，每一个输出端口都要采用二级分光，除此之外，所有涉及用户室内的接受光功率一定要高于-10dB。根据实际安装情况来看，前端正向信号可以覆盖256户，具体安装位置在主光交箱、分光分纤箱中。通常情况下，在光纤入户工程中，有关主光交箱型号选择288箱免跳接光交箱。而后需要根据用户需求以及小区口层大小，合理设置16、48、72芯的分光分纤箱。此外，有关小区道路的主干光交箱以及小区内部的主光交箱规模，要以用户数为基础进行明确。如果小区内用户数小于1000，那么主要采用20芯主干光纤便可，可以根据实际情况选择36芯光缆，为后续业务扩展奠定基础。如果小区内部用户数大于1000小于2000，那么可以根据实际需求布放48芯光缆。如果小区用户数高达2000户以上，需要根据情况向开发商等组织申请小区机房，在机房当中合理布放ODF架和设备机架，有关OLT设备及前端光放也需要安装到机房当中。一旦设置小区机房，有关人员需要注意，小区机房与中继机房之间要接入光纤，至少要有两个方向的接口，每个接口至少要有48芯光纤。如果需要在别墅区安装光交箱，300户以下可以选择288芯落地式免跳光交箱，除此之外，不另外设置分光分纤箱。如果别墅区用户数大于300小于600户，需要设置4个288芯落地式光交箱。小区主干光交箱接入光缆可采用36～72芯室外光缆，至用户端配线光缆可采用12～24芯室外光缆到接头包，接头包再布放2芯管道皮线光缆至用户多媒体箱。复式楼和商铺，二级分光分纤箱可置于墙体上，从分光分纤箱布放室内皮缆由桥架进入每个商铺弱电箱[4]。考虑到正向信号按100%覆盖，互动、宽带信号按50%覆盖，光交箱内正向分光器端口按覆盖用户数满配，反向分光器端口按50%配置。2芯皮线光缆至用户多媒体箱，多媒体箱内放置光机、ONU二合一设备，如图2所示。

　　4两种方案对比

　　4.1设备技术要求对比

　　目前，单纤到户对设备技术要求高，因为采用三波方式传输信号：1550nm波长传输有线电视信号，1490nm波长传输PON下行信号，1310nm波长传输PON的上行信号，所以需要使用光合波和分波器在机房与用户端用于信号分离，对光合波和分波器技术指标要求高，对三波长信号指标要求严格，不然会造成信号串扰。性能优良的器件造价高，光分波器是用户端设备，数量巨大，在经济上对成本敏感，如何把握性价平衡，在论证与设计时须重点规划。采用合波器与分波器在光链路上有一定的损耗，增加了光链路损耗，不利于远距离传输。双纤三波技术特征：ONU嵌入CATV光电转换器；CATV信号和数据利用双纤进行传输；CATV信号利用1310/1550nm进行传输。采用双向三波方式可完全隔离基带IP数据和调制的电视信号，因为EPON的光网络结构和传统的HFC光网络结构类似，所以可以做到相同光纤路由的同缆不同芯。并且，针对射频信号与光源信号的调制只是常规的操作，可以利用1310nm或1550nm。针对广电敷设光缆时有空余纤芯时，FTTH覆盖的方式可以利用双纤三波进行。

　　4.2用户终端成本

　　单纤入户建设成本高，针对有线电视传输，必须配置60台两级EDFA放大器才能够服务12万用户，需要很多的EDFA设备及分光器，需要大量的机房资源。要想覆盖整个小区，务必要具备4芯光纤，会大量消耗干线光缆[5]。相比较单纤三波方案，双纤三波能够节省可观的用户终端DWDM设备成本。施工相对单一，只要建设光纤网络，但光纤数量相对占用较多。

　　4.3可靠性

　　双纤三波方案会消除所有外面的有源设施，不仅可靠，还能节省成本包括运维和室外设施的费用。基于一同传输的形式解决单纤到户，将光分路器添加到用户端，利用适当的扩容，通过机房端和用户端的预备资源，更有利于依托FTTD的光纤桌面，实现端到端的全光网络。

　　5结语

　　综上所述，在FTTH网络建设过程中，想要降低有关单纤三波终端的成本，需要结合实际情况，不断优化光纤三波方案，虽然可能会导致分路器、配线光缆以及人工熔接费用增加，但是平均到用户，ODN的增加成本远远低于单纤三波终端高出的成本。在我国，目前光纤三波是一种安全可靠，并且经济性良好的FTTH解决方案。

　　参考文献：

　　[1]黄光宇.周口国安广播电视网络公司FTTH改造和建设方案[J].中国有线电视,2020(12):1427-1430.

　　[2]南维新,曹毅,刘汉君.浅析FTTH技术在广播电视业务传输中的应用[J].广播电视网络,2020,27(11):84-86.

　　[3]明辉.浅析有线电视网络FTTH规划设计[J].中国有线电视,2020(11):1275-1279.

　　[4]杨沐霖.FTTH按需接入光网络建设改造方案及实例[J].有线电视技术,2019(12):95-96.

　　[5]韦保光.浅谈农村FTTH网络设计方法和成本控制[J].广播电视网络,2020,27(8):85-87.

　　作者：叶文达 单位：阳山县广播电视台