有線電視光纖網(wǎng)絡設計研究

徐亮亮 劉 洋 李 科

（作者單位：湖南省有線電視網(wǎng)絡（集團）股份有限公司）

1 光纖設備的特征和指標分析

1.1 光線設備的特征

研究發(fā)現(xiàn)，光纖設備納米程度的不同，具有差異化的類型和特點。以1 310 nm光纖設備為例，光發(fā)射機、接收機、光纖傳輸干線是其主要組成。光發(fā)射機的核心主要是DFB激光器，將直接調(diào)制的方式運用過來，且光纖鏈路技術(shù)指標緊密聯(lián)系著光發(fā)射機指標。根據(jù)實踐表明，傳輸系統(tǒng)組合三價失真會在較大程度上受到光調(diào)制指數(shù)的影響。要想對組合三價失真和組合二價失真指標有效控制，就需要對光調(diào)制指數(shù)合理限制，以便促使兩者關系得到堅固，進而對選擇指標合理優(yōu)化。一般來講，組合三價失真、組合二價失真不會受到光纖傳輸鏈路損耗的影響。而1 550 nm的設備與1 310光線設備在光發(fā)射機上存在著較大的差異，其主要是應用恒定光源灌輸光波強度外調(diào)制方式，在外調(diào)制時，調(diào)制電壓選擇的是多頻道信號，這樣可以在較大程度上減少光發(fā)射機的CTB指標失真問題。

1.2 光纖設備的相應指標

研究發(fā)現(xiàn)，有線電視網(wǎng)包括光纖干線、前端、電視分配網(wǎng)等諸多組成部分，因此，在分配設計網(wǎng)絡指標時，需要充分考慮這幾個方面的內(nèi)容。如果有線電視網(wǎng)具有不同的規(guī)模，那么在具體要求方面也會出現(xiàn)差異，那么自然會有不同的指標。以1 310 nm光纖設備指標為例，在設計一級光纖鏈路時，就需要充分重視CNR指標；要借助于相應公式來科學計算光分路由器的比例。

2 有線電視光纖網(wǎng)絡設計策略

2.1 結(jié)合實際需求，對光纖網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有機明確

簡單來講，傳輸媒體設備的物理布局即為網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，且實踐研究表明，網(wǎng)絡運行效率會直接受到網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的影響。因此，有線電視光纖網(wǎng)絡設計實踐中，就需要明確光纖網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，保證其適應實際情況。目前來講，出現(xiàn)了三種常用的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，分別為環(huán)型、星型和星樹。環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)主要是按照環(huán)狀連接所有用戶，被廣泛應用到局域網(wǎng)中。在環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)中，連接用戶和相鄰端的兩個用戶，按照固定的方向流動網(wǎng)絡中的信息，這樣就不需要過分控制路徑。其中環(huán)中節(jié)點數(shù)量會直接影響到信息的傳輸速率，進而延長網(wǎng)絡響應時間。星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)比較傳統(tǒng)，采用星型的方式連接工作站，其中，工作站、中央節(jié)點、服務站等都是星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的重要組成，工作站和服務站由中央節(jié)點所連接。在本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，端用戶通信工作由中心站來開展，一般需要集中管理中心站，以便如果有用戶設備故障問題出現(xiàn)，及時進行維護，避免影響到其他端用戶的通信。有線電視的前端則為星樹網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的核心，借助于數(shù)條光纜向周圍輻射，將光分路器設置于電纜中途，以便有效分路光信號，然后向不同光節(jié)點中輸送。本種星樹結(jié)構(gòu)具有一對多的特點，成本支出能夠顯著降低。但是需要注意的是，本種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)需要將較多數(shù)量的光分路器給運用過來，這樣眾多的光節(jié)點就會共享頻率資源，進而在很大程度上影響到網(wǎng)絡維護工作的開展。

2.2 認真勘察現(xiàn)場

現(xiàn)場的勘察在有線電視光纖網(wǎng)絡設計中發(fā)揮著重要的作用。通過現(xiàn)場勘察，可以對光纖網(wǎng)絡設計走向、光纜長度、光節(jié)點位置等數(shù)據(jù)合理把握。因此，在具體實踐中，就需要仔細調(diào)查街道兩側(cè)的分布情況，記錄道路兩側(cè)的建筑物、家鄉(xiāng)桿等數(shù)據(jù)，對光纖網(wǎng)絡經(jīng)過街道的寬度進行測量，以便對立桿高度、類型、桿間距離等合理把握，對光節(jié)點位置合理確定。通過初步確定房屋分布以及居民數(shù)量之后，詳細記錄光纜的路由情況。最后，還需要整理歸檔現(xiàn)場勘察信息，繪制成圖表，以便更加直觀，促進光纖網(wǎng)絡設計工作有效開展。

2.3 對光纖網(wǎng)絡的路由合理選擇

現(xiàn)場勘察完成之后，需要科學分析獲取到的各種數(shù)據(jù)，然后科學編號圖紙上測量得到的光纜布線，根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)，對光纖干線中最合適的分線點進行確定，且對各個分線點與前端的距離進行仔細計算。結(jié)合光節(jié)點對纖芯數(shù)的需求，計算每一段光纖的實際纖芯數(shù)，且將光纖網(wǎng)絡的路由畫在圖紙上。

2.4 光纖設備材料的準備

實踐研究表明，光纖網(wǎng)絡設計質(zhì)量會直接受到光線設備、材料的影響。因此，為了促使光纖網(wǎng)絡設計質(zhì)量得到保證，就需要將較高質(zhì)量的設備材料運用過來。其中，光發(fā)射機、光接收機、光纜等都是光纖網(wǎng)絡設計中必不可少的重要設備材料，在購買過程中，需要對商家、品牌合理選擇，且深入了解市場價格，以便獲取到物美價廉的設備材料。此外，還需要考察設備的實際應用情況，對光纖網(wǎng)絡情況、實際資料等科學了解和收集，以便更好地開展設備選型工作。

3 有線電視光纖網(wǎng)絡設計案例分析

下文以某縣為例，分析有線電視光纖網(wǎng)絡設計。

3.1 現(xiàn)場勘察

在設計階段內(nèi)，非常重要的工作是調(diào)研用戶需求和現(xiàn)場勘察；只有結(jié)合勘察資料，方可以對設計文件科學編制，促使工程造價得到降低，技術(shù)經(jīng)濟效益得到全面提升?，F(xiàn)場勘察實踐中，需要對收集到的資料及時整理，對建筑規(guī)模、地理位置、施工環(huán)境、用戶數(shù)量等因素科學掌握，且詳細認真地記錄，根據(jù)這些內(nèi)容，開展用戶需求分析工作。

3.2 區(qū)域劃分設計

不同城市具有差異化的發(fā)展情況和功能，因此，在光纖網(wǎng)絡覆蓋密度、服務要求等方面也會出現(xiàn)差異，通過區(qū)域的合理劃分，能夠更加靈活地開展網(wǎng)絡設計工作。以本縣城為例，綜合考慮了地理特征、網(wǎng)絡維護、網(wǎng)絡建設等各個方面因素，將城區(qū)分為了5個區(qū)域。從邏輯上來講，五個區(qū)域互相獨立，如果有故障問題出現(xiàn)于某一個片區(qū)，那么就不會對其他區(qū)域的運行造成影響，這樣可以更加快速地查找和排除故障，網(wǎng)絡故障時間得到有效縮短。且對于施工建設也有很大的幫助，施工過程中，大部分地區(qū)原有信號不受影響，分區(qū)域進行改造施工，只會影響到較小的范圍，且本區(qū)域內(nèi)施工中剩下的網(wǎng)絡硬件資源也可以被應用到下一區(qū)域的施工中，提升了資源利用率，降低了整體成本。

3.3 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計

在有線電視光纖網(wǎng)絡設計中，非常重要的一個組成為網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。在設計過程中，除了要將系統(tǒng)的可靠性、靈活性要求納入考慮范圍外，還需要充分考慮以后設備安裝調(diào)試、系統(tǒng)維護工作是否能夠得到順利開展。結(jié)合本城區(qū)的實際情況，將一環(huán)兩星拓撲結(jié)構(gòu)給運用過來。分前端設置于城區(qū)收費站附近，然后對兩條光纜主干線路合理敷設，這樣與中心機房就形成了環(huán)網(wǎng)關系。如果有故障出現(xiàn)于一條線路中，光開關會向另一條通道切換信號，促使信號的暢通性不受影響，網(wǎng)絡的自愈功能得到滿足，這樣中心機房可以更加安全穩(wěn)定地運行。

3.4 光節(jié)點分布和路由設計

本縣城將光纖到樓、光纖到家的設計理念充分貫徹落實下去，普通居民用戶的光節(jié)點設置四芯，兩芯備用，另外兩芯分別滿足上行和下行需求。而部分地區(qū)具有較多業(yè)務光節(jié)點，如學校、醫(yī)院等，則將六芯配備過來，兩芯備用，兩芯數(shù)據(jù)，另外兩芯滿足上行和下行需求。按照200 m的距離嚴格控制光節(jié)點到用戶端的電纜距離；當用戶數(shù)量達到200左右時，對光接收機合理設置，且一般不要對街道進行跨越，否則會增加電纜敷設的復雜度。一般情況下，要在服務區(qū)的中心位置設置光接收機，且整個服務區(qū)內(nèi)都要覆蓋同軸電纜，這樣可以對放大器級聯(lián)數(shù)有效控制。同時，光節(jié)點設置位置，除了要滿足取電和維護需求之外，還需要避免受到外界的影響和破壞。

在光纜路由走向設計時，需要均勻分布整個光節(jié)點，且盡量縮短光纜路由，以便促使資金成本得到有效節(jié)約。其次，光纜路由設計中，需要降低施工難度，且控制其安全系數(shù)。結(jié)合本縣城的實際情況，將桿路架空、墻吊架空、地埋管道等多種方式給運用了過來。然后，要對前端到光節(jié)點之間的光纜野外接頭數(shù)量盡量減少，如果光纜需要到達不同光節(jié)點，盡量將多纖共纜模式運用過來，促使投資成本得到節(jié)約。

3.5 光纖網(wǎng)絡設計中需要注意的問題

首先，如果采用1 550 nm光纖網(wǎng)絡設計，其具有60多km的傳輸距離，但是需要保證其入纖功率在17 dBm以內(nèi)。1 310光纖網(wǎng)絡設計點對點傳輸距離在38 km左右，如果設計中光節(jié)點到前端的距離在38 km以上，就需要將1 550 nm設計運用過來。其次，光纖網(wǎng)絡設計實踐中，分光比不能設置得過小，且控制每一個光分路器所分路數(shù)在12路以內(nèi)，嚴格控制各路光鏈路中的光纜長度差異。通常情況下，結(jié)合路由距離合理確定光纜距離，一般將人工測量的方式運用過來，這樣可以獲得更加準確的距離數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

光纖網(wǎng)絡設計水平和質(zhì)量會直接影響到有線電視整體傳輸質(zhì)量，而光纖網(wǎng)絡設計又包括諸多方面的內(nèi)容。在具體實踐中，需要科學運用設計方法，做好基礎工作，充分考慮當?shù)氐膶嶋H情況，合理制定設計方案，從設備、人員等細節(jié)著手，控制有線電視光纖網(wǎng)絡設計質(zhì)量。同時，在未來發(fā)展中，也需要加深理論研究，更加有效地指導有線電視光纖網(wǎng)絡設計工作的開展。