鄉村有線電視網絡升級改造方案

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摘要：針對2013年以來逐步建設的1310nm光網絡存在的故障多、可靠性差、管理難度大、網絡擴容性不高和擴容成本高的問題，文章討論了采用1550nm+EDFA光傳輸替代1310nm光傳輸模式的優勢，介紹了賓川縣鄉村有線電視網絡1310nm升級改造為1550nm光傳輸的設計思路和技術方案。

關鍵詞：網絡改造；EDFA光放大器；1550nm傳輸網絡

1賓川縣有線電視網絡發展概述

2004年以來，賓川縣就逐步建成了縣城到9個鄉鎮11個分前端的有線電視光纜干線網絡，通過縣中心機房前端一臺1550nm發射機和一臺1550nm光放大器將有線電視信號傳輸到每個鄉鎮分前端機房，光接收機接收后，進行信號調試，在通過1310nm發射機傳輸到各個自然村光節點進行接收傳輸到電纜網絡，實現有線電視的全縣傳輸。由于當時1550nm傳輸系統價格非常昂貴并且技術不是很成熟，所以在以后幾年的網絡擴容建設中，一直選用1310nm傳輸系統。但是，隨著網絡的擴展、光節點的增多以及1550nm傳輸系統設備價格的大幅下降和技術不斷成熟，1310nm傳輸系統的局限性越來越明顯，尤其是“光—電—光”轉換環節中存在的故障多、可靠性差，特別是信號指標劣化嚴重，以及網絡擴容性不高和擴容成本高的問題更突出。相對而言，1550nm傳輸系統優勢越來越明顯，價格大幅下降。經過測算，投入相同的資金，采用1550nm傳輸所覆蓋的光節點數量是采用1310nm傳輸所覆蓋的光節點數量的2~3倍，特別是省去了“光—電—光”轉換環節，提高了網絡的安全性、穩定性和網絡指標以及網絡的擴容性[1-2]。因此，采用1550nm+EDFA光傳輸替代1310nm光傳輸模式。

2由1310nm傳輸系統升級改造為1550nm傳輸系統

2.1賓川縣鄉鎮有線電視網絡現狀。賓川縣地處大理州東北角，東臨楚雄，北靠麗江，全縣轄9個鄉鎮，33萬人口，有線電視用戶接近7萬戶。自有線電視網絡統一收歸管理以來，網絡發展比較快，網絡覆蓋比較廣，2003年建成了縣城到各個鄉鎮的主干光纜線路，縣鄉主干光纜線路達到300多公里，并在每個鄉鎮建成分前端傳輸中心。到目前為止，每個分前端安裝了4~6臺1310nm發射機，覆蓋光節點數量為30~80個，并且建成了鄉鎮至自然村的二級光纜干線，自然村光纜通達率達到90%以上。根據原來網絡規劃設計，從縣城傳輸中心采用星型拓撲結構，1550nm傳輸到鄉鎮傳輸中心，接收光功率-2dB~0dB，在各個鄉鎮進行光、電轉換以后，再通過1310nm傳輸系統將信號以星型拓撲結構的方式傳輸到各個自然村以下利用電纜網進行覆蓋。2.2采用1550nm光網絡傳輸的優勢。目前的1550nm光網絡傳輸設備比以前，在技術指標上更加成熟、穩定，在價格上大幅下降。單位毫瓦網絡建設成本極具優勢，在總功率較高時和覆蓋光節點較多時造價較低，建設1550nm光網絡在經濟上是可行的。指標優勢：在各鄉鎮分前端的“光—電—光”轉換中，系統的C/N指標下降3dB，CSO和CTB指標分別降低4.5dB和6dB，改造1550nm傳輸系統后，輸入光放大器的光功率在4dB以上，省去“光—電—光”轉換環節，系統的C/N指標將提高2dB，CSO和CTB指標分別將分別提高4dB以上，系統綜合指標得到改善。機房設備數量減少，只要一臺光放大器有源設備，就能將全鄉鎮光節點覆蓋，省去了電信號部分和1310nm光發射機，系統傳輸穩定性和安全性增強。節省了人工成本和維護成本。系統擴容性增強，改造成1550nm傳輸系統后，由于每個分前端目前只有40~60個光節點，最遠的光節點傳輸距離不超過12公里，多數光節點在5公里范圍內，所以一臺1550nm光放大器可以覆蓋80個光節點左右，接收光功率均可保證在-2dB以上。光節點增加只要增加分路器就能實現網絡擴容。同時也為以后的光纖到戶（FibertotheHome，FTTH）網絡建設提供系統保障。1310nm傳輸系統升級1550nm傳輸系統后，原來的1310nm發射機可以用于邊遠山區小片網絡的建設。

31550nm光網絡傳輸改造方案

3.1建設。1550nm系統基本思路在縣城中心機房增加一臺1550nm光放大器（原來有一臺1550nm光放大器，將1550nm信號傳輸到各分前端，接收光功率-1dB）[3]，根據鏈路計算出光分路器光分比，使得改造后送到每個分前端的光功率達到5dB，滿足分前端1550nm放大器輸入光功率要求。由于鄉鎮之間較遠，目前鄉鎮之間尚未建成主干光纜，因此不考慮環網的設計。鄉鎮光放大器輸出后，設計一臺6分路器（均分），再帶不同等級的分路器，考慮分前端所覆蓋的光節點最遠距離不超過12km，1550nm傳輸損耗每公里0.25dB，鏈路相差4公里，接收光功率也只相差1dB，不影響光接收機的正常工作，所以將光節點距離分為3個等級，0~3公里以內一個等級，3~7km以內一個等級和7~11公里以內一個等級，分別采用14分路、11分路和9分路，根據鏈路計算，光節點接收光功率均在-2dB以上，考慮到分路器的備份，全部采用均分，全縣只要3個型號的分路器各備2~3臺即可滿足設備備份，降低成本。3.2網絡拓撲圖結構。（1）縣中心機房至各分前端線路拓撲如圖1所示。（2）縣中心機房信號分配拓撲如圖2所示。圖2縣中心機房信號分配拓撲縣中心機房配置兩臺1550nm23dB光放大器，分別用兩臺1550nm分路器將信號分配傳送到各分前端，分路器分光比根據不同鏈路長度計算得出，選取最長鏈路設計備份信號一路，其余剩余信號作為城區網絡1550nm23dB光放大器輸入信號，每路信號到下一級1550nm23dB光放大器的信號設計5dB。分前端信號分配拓撲如圖3所示。每個分前端設計一臺1550nm23dB光放大器，光放大器后經一級分路器（均分6分路）分配后，每路信號為13.6dB，然后根據光節點的距離選擇不同型號的分路器，距離在0~3km以內選擇均分14分路器，距離在3~7km以內選擇均分11分路器，距離在7~11km以內選擇均分9分路器來覆蓋所有光節點，根據鏈路計算，每個光節點接收光功率均大于-2dB，能夠滿足光功率接收指標，并且一級分路器信號輸出有接近50%預留，網絡擴展性較高。3.3系統信號指標。系統的主要指標包括C/N，C/CSO，C/CTB3大指標，嚴格按照《市縣級有線廣播電視網絡設計規范》要求，C/N≥43dB，C/CSO≥54dB，C/CTB≥54dB。由于是1550nm傳輸代替1310nm傳輸，在前端和光節點以下電纜部分分配指標不變時，只要對比1550nm和1310nm各項指標就可以看出優劣。對于1550nm傳輸而言，由于傳輸距離小，均小于15km，光色散和光纖的自相位調制對系統的CSO和CTB影響不大，只要控制好入纖光功率不超過SBS閥值，可以不考慮1550nm光纖傳輸系統的CSO和CTB指標的變化。在1550nm系統中，光纖放大器對系統的CSO和CTB指標幾乎沒有影響，而對C/N指標有較大影響。然而根據計算，光放大器輸入光功率6dB時載噪比損失1dB，光放大器輸入光功率3dB時載噪比損失1.5dB。本方案光放大器輸入光功率設計值為5dB，載噪比損失1~1.5dB，同時省去了“光—電—光”轉換。在1310nm系統中，每次“光—電—光”轉換，將使系統的C/N下降3dB，CSO下降4.5dB，CTB下降6dB。因此用1550nm系統傳輸代替1310nm系統，三大指標都得到提高。

4結語

從1310nm傳輸系統升級改造為1550nm系統傳輸后，網絡的安全性、穩定性和網絡指標都得到進一步提高，降低了維護成本，特別是大大提高了網絡的擴容性，為網絡的快速發展提供框架性的基礎保障，也為FTTH網絡的建設打下網絡基礎。

[參考文獻]

[1]唐光明，金乃輝，周東，等.有線電視寬帶HFC網絡技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2004.

[2]范壽嗣.現代有線電視寬帶網絡技術和綜合業務[M].北京：中國廣播電視出版社，2001.

[3]馮兵，彭學山.賓川縣有線電視網絡技術資料匯編（2000—2007）[Z].賓川：賓川縣有線電視臺，2008.

作者:鐘紅艷 單位:云南廣電網絡集團有限公司