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摘要：隨著信息技術的飛速發展，廣電網絡在三網融合的推進大潮中迎來了越來越多的挑戰。本文介紹了ftth技術具有向用戶提供廣播電視業務、數據通信業務及其他綜合業務等功能，并闡述了在工程建設中必須結合PON技術的特點，合理進行網絡規劃，采用單纖三波和雙纖三波等不同的傳輸模式，因地制宜地實現用戶的接入需求。
關鍵詞：廣電網絡；單纖三波；FTTH技術；PON技術；雙纖三波
1引言
隨著信息技術的飛速發展，互聯網、大數據、云計算、人工智能及5G等高新技術已經在媒體領域實現了廣泛應用，同時3D、4K、8K、AR/VR等視頻業務擁有大量的市場需求，廣電行業如果不能緊跟時代步伐，將面臨巨大的市場競爭壓力。因此，廣播電視網絡今后的發展一定要以IP化、云化、智能化的NGN（新一代網絡技術）為方向，構建一張高速、智能、安全的有線電視網絡將成為今后提升業務水平與競爭力必不可少的條件。
2FTTH技術的概念
NGB（下一代廣播電視網絡）技術架構是以“云、管、端”為頂層設計的新型網絡體系，包括廣播電視綜合業務支撐平臺、服務云、骨干網、城域網、接入網和智能終端等幾大部分。其中，FTTH技術屬于整體網絡架構的接入網部分，是連接用戶末端網絡的一種建網模式，具有向用戶提供廣播電視業務、數據通信業務及其他綜合業務等功能。FTTH系統示意圖如圖1所示。
3傳輸模式
有線電視的FTTH網絡有兩種結構，即RF-Overlay和全IP。其中，RF-Overlay是由1550nm單向光傳輸網絡和雙向的PON網絡組成；全IP的全部信號都采用PON系統傳輸。在進行有線電視網絡FTTH規劃設計時，應充分利用原有網絡資源，在舊網改造中采用RF-Overlay（同軸電纜+光纖）模式，單向數字電視業務利用原同軸電纜網絡傳輸，數據業務采用PON網絡實現光纖到戶，新建網絡時則主要采用全IP組網模式。
3.1RF-Overlay組網模式。RF-Overlay組網模式是廣播電視業務采用1550nm光網絡傳輸，數據業務采用PON傳輸。RF-Overlay組網模式又包括單纖三波和雙纖三波兩種，這兩種模式的技術特點比較如下。3.1.1單纖三波組網模式單纖三波組網是指1550nm的廣播電視信號和PON數據雙向信號（上行1310nm，下行1490nm）經過光波復用器，在一條光纖通道傳送至用戶家。OLT通過波分復用器將廣播電視1550nm光波長和PON的1490nm下行數據傳輸波長復用在一起，同時在上行方向分離出PON上行數據傳輸波長。ONU端通過內置波分復用器或光分波器將廣播電視光波長和PON下行數據傳輸波長分離，同時在上行方向插入PON上行數據傳輸波長。ONU將廣播電視光波長和PON下行數據傳輸波長分離，廣播電視信號通過光接收機（ORx）接收，數據信號通過ONU接收，然后統一接入到家庭網絡，提供給機頂盒、PC終端、融合終端或者家庭網關等設備。單纖入戶的方式，需要在接入網關中加入WDM分波器，在用戶終端將1550nm的波長與1310nm/1490nm的波長分開。單纖三波組網模式示意圖如圖2所示。3.1.2雙纖三波組網模式雙纖三波方案采用雙纖入戶，1550nm的廣播電視信號和PON數據雙向信號各使用一芯。廣播電視信號通過ONT（光接收機模塊）的RF接口提供給機頂盒，PON數據雙向信號通過ONT的以太網接口連接電腦或無線路由器、融合終端或者家庭網關等設備。雙纖三波組網模式示意圖如圖3所示。3.1.3兩種模式的比較比較雙纖三波方式與單纖三波方式，可以得出以下結論：一是無波長干擾。由于CATV的光信號與EPON下行1490nm光信號在不同的光纖中傳輸，避免了拉曼效應對信號的干擾。二是用戶終端設備成本低。有線電視廣播信號和EPON的數據雙向光信號傳輸的物理通道獨立，用戶家庭就不再需要使用WDM分波設備，因此相比較一纖三波方案，雙纖三波可節省用戶終端設備成本。但是，雙纖三波方式也有其缺陷：一是光纖資源占用率高。由于需要部署兩套入戶ODN，所以同時占用大量干線光纜和配線光纜，施工部署時光纖接續調試成本高。二是終端部署復雜。兩根光纖、ONT、桌面型光接收機、機頂盒等終端設備之間的光纖連線、數據連線和供電連線等導致終端部署復雜。在實際應用中，可以根據各地不同的網絡資源和投資情況，選擇不同的建設方式。
3.2全PON傳輸模式。全PON傳輸模式是廣播電視業務和數據業務都采用基帶PON傳輸模式。在光傳輸上，將廣播電視業務和數據業務加載至同一條光傳輸通道上傳輸。廣播電視業務與雙向數據業務均通過采用PON作為接入技術的IP數據網實現，用戶終端使用ONU終端實現高速互聯網等數據業務，使用IPTV機頂盒進行IP組播或點播電視節目的收看。這種傳輸模式對傳統廣播電視網絡架構提出了新的需求，要求完全放棄原有射頻傳輸通道，因此只適合應用于搭建了專用PON傳輸網絡的區域。
4FTTH傳輸中的關鍵技術
4.1PON技術。我國通信領域的接入技術，從“光進銅退”這個重要的歷史時期開始，就將PON技術作為接入網建設的主流發展方向，所以無論是FTTH網絡還是FTTB、FTTC等光纖接入模式，其共同特點是均采用了PON技術，因此FTTH網絡的技術指標也必須符合PON技術標準。PON技術經歷了APON、EPON、GPON等幾個發展階段，但無論如何演進，始終保持OLT（光網絡局端）、ODN（無源光分配網）、ONT（光網絡終端）等共同組成的三級無源光纖傳輸系統結構不變。其中，OLT設備是整個PON系統的局端設備，上行連接匯聚交換機，下行通過ODN網絡連接各ONT設備，是PON系統的核心設備；ONT是PON系統的終端設備，上行通過PON口連接OLT設備，下行通過UNI口或Wi-Fi連接各類網絡設備。EPON是將以太網和PON技術相結合，實現在PON中用以太網封裝的方式進行數據傳輸。OLT和ONU之間傳輸802.3以太網幀。EPON網絡中OLT的每個PON口最大可支持64個ONU接入，傳輸距離為20km以內，可提供上下行各1.25Gbps帶寬，其中可用帶寬為950Mbps左右。隨著PON技術的發展和廣泛應用，EPON已經向10GEPON演進。10GEPON遵循IEEE802.3av標準，與EPON設備兼容，可以工作在1Gbps模式下，工作波長與EPON有所不同，10GEPON下行波長1577nm，上行波長1270nm，最大分光比為1:256。EPON設備有對稱和非對稱兩種工作模式。其中，對稱工作模式時上下行均為10Gbps；非對稱工作模式時上行1.25Gpbs，下行10Gbps，可用帶寬為8Gbps左右。GPON是基于ITU-TG.984.x標準的吉比特無源光網絡綜合接入技術。GPON的標稱線路速率有多種，主流產品均支持下行速率2488.32Mbit/s，上行速率1244.16Mbit/s，在20km距離支持1:64總分光比，如果不考慮光衰減，最大支持1:128總分光比。隨著GPON技術的演進，將發展到NGPON，其傳輸速率將達到10Gbps，傳輸距離最大達到60km。在實際應用中，用戶的業務需求越來越高，在PON技術總體網絡架構基本不變的前提下必須進行網絡優化提升改造，主要是通過光節點裂化擴容和PON系統演進升級。光節點裂化擴容是在OLT上聯口和PON口存在冗余帶寬，在各級主干光纖資料充足的情況下，將各級光分路器分光比減半或增加分路器，上聯纖芯加倍。PON系統演進升級，將1GPONFTTH網絡平滑升級到10GPONFTTH網絡。
4.2ODN網絡規劃。ODN網絡規劃設計應根據用戶性質、用戶密度的分布情況、地理環境、管道資源、原有光纜的容量等多種因素綜合考慮，充分利用已有的主干光纜線路、通信管道及光交接箱等基礎設施，選擇合適的結構和配纖方式。主要內容有：首先，收集用戶基礎數據，根據用戶業務發展情況確定規劃區域；其次，規劃OLT節點數量、位置和覆蓋范圍；再次，規劃光節點數量及其位置和分布；最后，細化光纜路由、纖芯配置和配線方式等具體連接情況。在EPON系統中，OLT業務板PON口輸出光功率一般為-2~7dBm，總分光比應不大于1:64，在光功率受限或需提供高帶寬需求時，總分光比應該采用1:32或以下?？筛鶕菍咏Y構和用戶分配情況，用戶集中的區域采用二級分光，用戶分散的區域可采用三級分光。在1550nm傳輸系統中，選用1550nm光放大器的輸出光功率一般為20dBm和22dBm，光網絡終端（ONT）CATV光接收模塊的接收光功率應該為（-12±2）dBm，總分光比應不大于1:512，在光功率受限時，根據實際情況選配合適的光分路器搭配，一般采用3~4級分光。
5FTTH技術在實際應用中的建議
5.1在城市中的應用。小區機房（設備間）至小區光纜交接箱、小區光纜交接箱至樓棟分纖箱、樓棟分纖箱至入戶分纖箱的光纜應采用星型結構設計，光纜芯數根據實際情況進行配置。對于用戶規模大、較集中的小區或用戶群，可考慮將PON設備和1550nm光傳輸設備下沉至小區或機房或設備間。低層、多層新建樓房應在每個單元中間樓層設置入戶分纖箱，中高層新建樓棟應按照每單元3~4層確定一個豎向單元，在每個豎向單元的中間樓層設置入戶分纖箱。
5.2在農村中的應用。農村光傳輸網絡分為“縣中心機房—鄉鎮分機房”和“鄉鎮分機房—行政村光纜交接箱—村組入戶分纖箱”二級規劃。農村FTTH網絡規劃設計時，在鄉鎮分機房安裝1550nm光傳輸設備和EPON等設備，分別在鄉鎮機房、光交接箱、分纖箱安裝光分路器。
6結語
廣播電視網絡FTTH建設和改造勢在必行，對于不同組網方案的選擇關系到未來整個公司的技術發展方向和整體規劃，應因地制宜，量力而行，綜合考慮各方因素，找到最適合自身發展的建設方式。
參考文獻
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作者:南維新 曹毅 劉漢君 單位:甘肅省廣播電視網絡股份有限公司