1．廣電網(wǎng)絡(luò)光纖入戶的意義及實(shí)現(xiàn)的方式

1.1廣電網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纖入戶的需求分析

光纖入戶FTTH（Fiber To The Home），即光纖直接到用戶家中，將ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）或光接收機(jī)直接放在用戶家，有著光纖的無源、全業(yè)務(wù)、高帶寬、抗干擾等優(yōu)勢(shì)。隨著各大電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)用戶市場(chǎng)的爭(zhēng)奪日益激化，廣電網(wǎng)絡(luò)要有更大的發(fā)展，就必須有更多的新業(yè)務(wù)上線，高清電視，高清互動(dòng)點(diǎn)播，高速上網(wǎng)，視頻會(huì)議，智能家庭以及時(shí)下最流行的云存儲(chǔ)，云運(yùn)用，云服務(wù)等等，這些日漸增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)都需要有更多的帶寬和更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支持，要做到這些新業(yè)務(wù)的承載和支持，現(xiàn)有的接入方式將能以實(shí)現(xiàn)，光纖入戶將是必然選擇。

1.2廣電網(wǎng)絡(luò)原雙向網(wǎng)改與FTTH比較分析

幾年前廣電的雙向網(wǎng)改，數(shù)據(jù)部分基本可分為兩種方式，一種為EPON+LAN，另外一種為EPON+EOC方式，但為了節(jié)約成本，EPON+LAN方式幾乎都是下掛二層交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，也就意味著，不是ONU的口直接到用戶，而是ONU作為交換機(jī)的匯集，用戶則是由交換機(jī)的口連接的，另外EPON設(shè)備的OLT幾乎都在前端中心機(jī)房很少有在小區(qū)的分前端機(jī)房的，距離上的損耗不可避免，使得EPON的64路的分光方式難以實(shí)現(xiàn)，隨著互動(dòng)數(shù)字電視用戶的增加特別是寬帶用戶的增加，加之近年來多家運(yùn)營(yíng)商寬帶提速，4M、6M寬帶日趨增長(zhǎng)，帶寬瓶頸顯得日益突出，兌現(xiàn)用戶的帶寬將難以保證，發(fā)展其他新業(yè)務(wù)將受到極大的制約。下表1中EPON+LAN方式以每個(gè)PON口下掛32個(gè)ONU，每個(gè)ONU下級(jí)聯(lián)4個(gè)單元，每個(gè)單元12戶用戶為例，EPON+EOC方式以每個(gè)EOC局端下掛50戶用戶為列，F(xiàn)TTH和10G EPON的FTTH方式以每個(gè)PON口下掛64個(gè)用戶計(jì)算，在不考慮用戶使用的收斂程度和并發(fā)率的情況下，得到用戶的理想平均帶寬。

表1: 幾種接入方式用戶平均理想帶寬的比較

上表中可以看出廣電網(wǎng)絡(luò)之前的雙向網(wǎng)改有著"高覆蓋，低帶寬"的特點(diǎn)，而這樣的弊病只有通過進(jìn)行FTTH改造才能改變。

1.3廣電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行FTTH改造的技術(shù)方式分析比較

對(duì)于廣電網(wǎng)絡(luò)來說，由于在下一代廣播電視網(wǎng)絡(luò)( NGB) 的技術(shù)要求中，單向并發(fā)的電視節(jié)目是必須保留的，因此廣電在進(jìn)行FTTH 建設(shè)時(shí)必須考慮單向的有線電視，因此廣電網(wǎng)絡(luò)的光纖入戶將實(shí)現(xiàn)的是在光纖上傳輸至少三種不同波長(zhǎng)，采用PON的方式1310nm波長(zhǎng)做上行，1490nm波長(zhǎng)為下行，單向電視和下行的VOD點(diǎn)播則用1550nm波長(zhǎng)[2]，對(duì)于光纖的芯數(shù)則有兩種方案，采用兩芯方案，如圖1所示，即一芯用作ONU，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如：寬帶、點(diǎn)播數(shù)據(jù)回傳、電話等等，另一芯則用作光機(jī)信號(hào)輸入，實(shí)現(xiàn)用戶的單向數(shù)字電視及IPQAM點(diǎn)播的下行傳輸用。

圖1: 雙纖FTTH改造方案

另外一種采用一芯光纖的方法即采用WDM的方式，在機(jī)房將OLT輸出的1310nm波長(zhǎng)、1490nm波長(zhǎng)和光放大器輸出的1550nm波長(zhǎng)進(jìn)入合波器進(jìn)行復(fù)用，中間經(jīng)過無源的光分路器，最終達(dá)到用戶家中，在用戶家中安裝多業(yè)務(wù)的ONU終端設(shè)備，輸出RF信號(hào)供機(jī)頂盒用，同時(shí)也可以提供多個(gè)100M的端口，提供用戶高速上網(wǎng)和數(shù)字電視的VOD點(diǎn)播回傳用。上述兩種方案都有一個(gè)共同點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和電視的全光傳輸，但是又有著各自的特點(diǎn)，采用一芯的方式，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約ODN[3]（無源光網(wǎng)絡(luò)）的建設(shè)成本，但目前局端和用戶端的設(shè)備融合度還不夠高、價(jià)格較貴。采用兩芯的方式結(jié)構(gòu)比較清晰和直觀，但前期成本投入依舊很大，就技術(shù)演進(jìn)和發(fā)展來看，也不建議使用。因此就現(xiàn)在發(fā)展趨勢(shì)及未來10G EPON 和WDM-PON的技術(shù)發(fā)展演進(jìn)來看，在原有雙向網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的改造方式可采用"FTTH+原有同軸電纜網(wǎng)"的方式，再由后期的演進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)單纖三波的FTTH改造。而正在新建的小區(qū)的改造方式則可在合理的規(guī)劃下實(shí)施單纖三波的FTTH改造。如圖2所示。

圖2：?jiǎn)卫wFTTH改造方案

2．在原來雙向網(wǎng)改的基礎(chǔ)方式上進(jìn)行FTTH改造

2.1在原EPON+LAN小區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行FTTH改造

改造案例，某新建小區(qū)，用戶500多戶，戶型為聯(lián)排別墅和多層住宅，多層住宅最多不超過5個(gè)單元，每個(gè)單元12戶，原OLT口在中心機(jī)房，未建有分前端機(jī)房，平層每個(gè)單元有24口交換機(jī)，每個(gè)ONU有4個(gè)口，最多級(jí)聯(lián)4臺(tái)交換機(jī)，所有交換機(jī)上聯(lián)設(shè)備都為ONU，經(jīng)過2級(jí)光分，到達(dá)ONU，每2個(gè)或3個(gè)單元有一個(gè)光節(jié)點(diǎn)分配箱，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)處都為4芯光纜。根據(jù)以上情況，考慮成本問題，和下一步可以通過WDM技術(shù)將ONU和RF進(jìn)行融合，因此保留現(xiàn)有的同軸分配網(wǎng)現(xiàn)，采用"FTTH+原有同軸電纜網(wǎng)"改造方案[4]。

改造方案：將原有幾個(gè)光節(jié)點(diǎn)的光纖在光纜接續(xù)盒中續(xù)接，分散到其原先覆蓋的單元分配箱中，加1:16分路器，引入用戶多媒體箱中。把原來光纖接續(xù)箱中的第二級(jí)光分路器去除，然后將光纜全部接續(xù)至小區(qū)分前端機(jī)房中，如光纜芯數(shù)不夠，則需要重新敷設(shè)（通過小區(qū)建有的弱電井）。在小區(qū)機(jī)房中安裝EPON OLT端設(shè)備，經(jīng)過計(jì)算，共計(jì)45個(gè)光纖分路箱，在小區(qū)分前端機(jī)房中設(shè)有光纖交接箱，每個(gè)PON口后加1:4光分路器，作為4個(gè)單元的第一級(jí)光分路器，共需要12個(gè)PON口，根據(jù)需求購(gòu)置多塊相應(yīng)的OLT 局端下行板，和一塊上行板卡（最好為多端口的為以后擴(kuò)容做好準(zhǔn)備）,由于小區(qū)面積不算大，第一級(jí)分路器和第二級(jí)之間距離最多不超過1km，可全部采用均分，通過簡(jiǎn)單計(jì)算，到達(dá)用戶端最大的分光損耗為：

1×0.36db(距離損耗)+7.2 db（1:4損耗）+13.5 db（1:16損耗）+0.3 db（活動(dòng)連接器）+0.2 db×3（熔接損耗）+0.2 db（用戶端冷接損耗）=22.16dB

由于OLT的PON口最大功率預(yù)算為：+3dbm- -26dbm=29db，以此，可滿足此方案需求。

后續(xù)改造只需升級(jí)OLT和用戶端的ONU可平滑過渡到10G EPON，由于采用1:4和1:16兩級(jí)的分光方式，根據(jù)用戶的需求情況，還可以在分前端機(jī)房進(jìn)行分光調(diào)節(jié)，比如增加PON口，減少PON口所帶的ONU數(shù)量，還可以極大地增加用戶帶寬，甚至可滿足1000M入戶的可能。理想的實(shí)現(xiàn)了用戶高帶寬，全業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。改造方案如圖3所示。

圖3：EPON+LAN基礎(chǔ)上實(shí)施FTTH改造方案

2.2在原EPON+EOC方式的城中村實(shí)施FTTH改造

EPON+EOC方式改造FTTH （光纖入戶）方案：以城中村為例，原有網(wǎng)絡(luò)以每個(gè)光節(jié)點(diǎn)為中心向四周分散至用戶分支分配箱，而ONU、光機(jī)和EOC局端都安放在光機(jī)箱中，每個(gè)用戶分支分配箱離光機(jī)箱一般不超過200米，每個(gè)光機(jī)箱最多帶有10個(gè)用戶分配箱。根據(jù)以上情況提出保留光節(jié)點(diǎn)光機(jī)箱和保留原有EPON+EOC方式的同軸分配網(wǎng)絡(luò)，作漸進(jìn)式改造方案。

首先在光機(jī)箱旁增加一個(gè)帶光纖配線的OLT局端設(shè)備箱，然后由光機(jī)箱向用戶分配箱敷設(shè)光纜，在每個(gè)用戶分支分配箱處增加一個(gè)1:16的光纖分配箱，作為接入用戶用。在此過程中由于根據(jù)附近的光機(jī)箱分布距離遠(yuǎn)近可將光纖分布到其它光機(jī)箱所覆蓋的用戶分配箱旁，在3km的距離內(nèi)可設(shè)計(jì)覆蓋32個(gè)用戶分配箱，增加覆蓋面。在采用WDM技術(shù)的后續(xù)演進(jìn)中可逐步取締部分光機(jī)箱。接著在光纖分配箱內(nèi)使用1:4分路器作一級(jí)分路器，初步計(jì)算得到分光的損耗和上述小區(qū)改造方案大體一致：22.16db+0.36db×2（增加2km的損耗，共3km的預(yù)算）=22.8db，OLT段的光發(fā)射功率為+3db，工程最大功率預(yù)算為26dbm--3dbm =29db，能滿足此方案需求。

根據(jù)原有的用戶分支分配箱數(shù)量，具體設(shè)計(jì)OLT的PON口數(shù)量，以32個(gè)用戶分配箱（每個(gè)用戶分配箱16個(gè)用戶）為例，需要OLT的PON口數(shù)量為8個(gè)，覆蓋用戶為8×64=512戶，改造完成后如果在使用WDM技術(shù)后，可將原有的同軸網(wǎng)絡(luò)去除，在用戶端改用帶RF接口的ONU，這樣從OLT局端設(shè)備箱到用戶ONU終端設(shè)備箱之間將實(shí)現(xiàn)無源網(wǎng)絡(luò)，極大的減少了故障發(fā)生率，方便維護(hù)。改造方案如圖4所示。

圖4：EPON+EOC基數(shù)上實(shí)施FTTH改造方案

3．新建工程的FTTH的改造方案

正在新建的小區(qū)改造方案：某新建小區(qū)用戶數(shù)2500戶，該小區(qū)住房有平層、高層和別墅三類，占地面積3平方公里左右，平層為12戶用戶，高層24層，有48用戶，別墅為聯(lián)排別墅，每8戶為一排，現(xiàn)采用FTTH方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

首先建立小區(qū)分前端機(jī)房，在機(jī)房中要建有ODF光纖配線架和設(shè)備機(jī)架，考慮有備用電源和發(fā)電設(shè)備。在小區(qū)的樓幢之間設(shè)置光纖交接箱，在平層、高層和別墅的合適位置放置一個(gè)或多個(gè)用戶光纖配線箱。然后由小區(qū)的分前端機(jī)房向各幢樓之間的光纖交接箱敷設(shè)干線光纜，根據(jù)用戶數(shù)目情況決定光纜的芯數(shù)和設(shè)置交接箱纖盤的多少，如：某交接箱覆蓋用戶為250戶，則應(yīng)有250戶的用戶配纖端口，按照10:1的比例決定主干配纖數(shù)為25芯，作為備用或調(diào)整分光方式，在光纖交接箱內(nèi)安放光分路器，在用戶的光纖配線箱內(nèi)按照1:1的分配比例配置，如有12戶用戶，就有12芯的配線和12芯的用戶線，根據(jù)需求情況在光纖配線箱內(nèi)可進(jìn)行預(yù)連接也可以進(jìn)行按需連接。以1:64的分光比計(jì)算，分光損耗為21.7db，加上配纖處和用戶端冷接的各種損耗，不會(huì)超過PON允許的29db的損耗，光功率預(yù)算可行，配線情況如圖5所示。

設(shè)備安裝：小區(qū)分前端機(jī)房安裝EDFA光放大器和EPON OLT局端設(shè)備，將1310nm、1490nm和1550nm波長(zhǎng)經(jīng)WDM設(shè)備后送至交接箱經(jīng)光分路器，到達(dá)用戶端ONU設(shè)備，通過多業(yè)務(wù)的ONU分別實(shí)現(xiàn)單向數(shù)字電視、VOD回傳和高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)，ONU口可配置VLAN來進(jìn)行業(yè)務(wù)間的隔離。2500戶用戶，將使用40個(gè)PON口，考慮到用戶數(shù)目的情況，根據(jù)業(yè)務(wù)情況OLT上聯(lián)口的板卡可以使用10G口或進(jìn)行多口聚合使用，以保障不形成瓶頸，使用戶獲得更高的帶寬，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。改造方案如圖5所示。

圖5：在新建小區(qū)實(shí)行FTTH的改造方案

4．結(jié)束語

FTTH網(wǎng)絡(luò)的方式是廣電網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展過程中必須面對(duì)的一個(gè)發(fā)展過程。通過上述的一些改造案例，經(jīng)過分析和思考，找到廣電網(wǎng)絡(luò)在雙向整改后如何快速和高質(zhì)的實(shí)現(xiàn)FTTH 改造方式，正在新建的小區(qū)又將怎樣實(shí)施FTTH改造，尋找一種最優(yōu)化和合理的方案，有計(jì)劃的實(shí)施廣電網(wǎng)絡(luò)的FTTH改造。 相信，廣電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過FTTH改造后不但能夠?qū)崿F(xiàn)全業(yè)務(wù)發(fā)展需求，迎合NGB 的發(fā)展要求，同時(shí)也為和三大運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)奠定了基礎(chǔ)，從容的應(yīng)對(duì)三網(wǎng)融合的沖擊，實(shí)現(xiàn)廣電網(wǎng)絡(luò)的更大發(fā)展。