關于有線電視網絡中FTTH技術的分析

田敬堯

（安徽廣電信息網絡股份有限公司，合肥 230088）

1 FTTH技術概述

目前，FTTH（光纖到戶）對于家庭接入網絡的組建主要是依靠于EPON（以太無源光網絡）技術，通過互動電視（IPTV）、互聯業務以及語音業務的有效接入，以此達到了“三網融合”的效果。

ODN（光分配網，基于PON設備的FTTH光纜網絡）的組成主要為一系列的光無源器件（如光纖光纜、光分路器、光交接箱與光分線盒等），并且對于活動連接器應盡可能的減少使用，其使OLT（光線路終端）與ONU（光網絡單元）之間實現了網絡連接，從而使ONU可以有效接收OLT發送的數據信息。ONU安裝用戶家中，其對用戶的連接方式較多，并且一個ONU可以連接多個用戶。

1.1 OLT設備

在EPON網絡系統中，OLT作為一種局端設備，可以提供TDM與IP等多種業務，其功能具體為：①將以太網數據利用廣播的方式發送至ONU；②發起、控制、統計以及記錄測距過程及其信息；③對ONU發送數據的起始時間與發送窗口大小實施控制，即為ONU分配帶寬。

1.2 ONU設備

ONU可分為有、無源光網絡單元兩種形式，而監控設備、光發機與光接機為光節點的主要組成，其功能為：①對OLT發送的以太網數據進行選擇性接收；②對于OLT發出的命令（測距與功率控制），作出響應和相應調整；③緩存用戶的以太網數據，同時將其在OLT分配的發送窗口中發送至上行方向。

在“三網融合”中對于EPON有源光網絡單元的運用，其通過無線接入、三層路由模式、高質量VOIP（網絡電話）音頻以及有線電視全頻段RF（射頻）輸出等功能的有效集成，在極大程度上促進了三網融合終端設備的有效接入。

2 FTTH組網方式

在有線電視中，FTTH技術的應用不僅在網絡帶寬方面表現更大，而且使通信網絡對數據格式、協議、波長以及速率的透明性得到了大幅提升，同時還對安裝、維護以及供電要求實現了簡化。目前，通過分光器將OLT直接接入ONU為FTTH技術所采用的主要模式，其組網方式以家庭業務接入為依據可分為以下3種：

⑴模式一：以ONU為家庭網關單元。例如F460設備上聯OLT，下聯通過4個10/100Base_T自適應以太網接口連接計算機或電視機實現上網或IPTV業務接入；2個RJ-11電話接口連接電話機。

⑵模式二：以ONU為單住戶單元。例如F401設備上聯OLT，下聯通過1個10/100/1000Base_T自適應以太網接口與以太網上行家庭網關（H618C）連接，再連接電話機、計算機、電視機，實現“三網融合”業務的家庭接入。

⑶模式三：采用簡化型家庭網關。例如F420設備上、下分別聯接OLT與家庭接入終端的同時設置外置AP（無線訪問接入點）。

在實際應用中，以上3種組網模式的選擇應結合用戶自身需求與家庭網絡布線情況綜合確定。對于家庭網關型而言，在業務接入方面其所支持的路由功能為其與單住戶型的主要區別。

3 FTTH網絡架構

3.1 FTTH網絡承載業務

對于FTTH網絡的規劃，其過程對于所在地區廣電網絡的運營業務應予以充分考慮，同時基于不同業務的承載，以具體的技術原理差異為依據制定不同的方案來設計FTTH網絡架構。目前，對于廣電網絡而言，其所承載的業務主要包括增值業務與傳統業務兩種形式，其中前者主要涉及回傳及寬帶上網業務，后者則為DVB調制電視業務與互動業務。

3.2 FTTH網絡的傳輸架構

3.2.1 有線電視及互動電視業務

對于電視節目的調制，本文論述的FTTH前端有線電視節目采用的為DVB方式，互動電視則為IPQAM方式。由于這兩種信號擁有相同的終端接收指標，帶寬要求較高且數據傳輸量大，因此在設計FTTH網絡構架過程中，可運用一纖芯、一波段的方式統一傳輸這兩種業務。

在具體規劃和設計FTTH網絡時，基于有線電視與互動電視業務需求的分析，數據信號的傳輸所用波長一般為1550nm，同時以所在地區用戶的分布實況為依據，可采用多級分光與多級放大的方式進行光鏈路傳輸。但是對于1550nm波長而言，由于其所傳輸的視頻數據為廣播式，一般情況下終端接收的信號需小于-10dBm，因此在以用戶分布實況為依據的同時，需對EDFA（摻鉺光纖放大器）放大級數與放大參數進行調整。從理論上講，對于單級EDFA而言，ODN的放大級數不宜超過三級，傳輸距離為10～20Km，但在實際應用中，有線電視信號在一些偏遠地區（用戶較為零散）放大五級后仍可正常接收。

對于光發機而言，其在實際應用中的調制方式可以所在地區的網絡需求為依據具體采用外調或直調兩種方式，同時為使有線電視信號的覆蓋滿足實際需求，可以靈活變化EDFA的位置并進行多級放大。對于互動電視而言，由于回傳指令的傳輸主要由EPON網絡負責，因此在對波長為1550nm的光網絡構建過程中，必須在結合EPON網絡雙向傳輸要求的基礎上，對1550nm光網絡傳輸距離所受回傳鏈路終端接收光功率的影響及限制予以充分考慮。

3.2.2 回傳及寬帶上網業務

由于EPON網絡采用TDM（時分復用）方式進行上行傳輸，故而在具體實施時必然會涉及到對用戶指令沖突的解決。通過WDM（波分復用）技術的運用，EPON網絡系統實現了TDM與以太網數據等多種業務在1根光纖中的同時傳輸，而在雙向數據通信中，上、下行數據的傳輸所采用的波長分別為1310nm與1490nm。

在現有技術框架下，對于EPON網絡中ONU接收的光功率來說，其與網絡傳輸距離 間關系密切。一般情況下，若EPON網絡是光發功率為+3dBm，當 ≤20Km時，ONU的接收光功率≥-27dBm；而當 ≤10Km時，ONU的接收光功率則≥-24dBm。此外，為確保在高并發情況下整體鏈路可正常運行，對于回傳及寬帶上網傳輸的光鏈路而言，通常應首選兩級（不宜超過三級），并且在用戶分布零散區（如農村與郊區），EPON傳輸距離不宜超過10Km，而在用戶分布集中區（如城區），EPON的傳輸距離則應控制在5Km以內。

3.3 FTTH網絡的總體架構

由上述分析可知，在網絡信號傳輸方面，有線電視與互通電視采用相同的傳輸波長（均為1550nm），其中EPON網絡負責回傳指令的傳輸；而對于回傳及寬帶上網業務，傳輸上、下行數據的光波分別為1310nm和1490nm，在此情況下，針對不同業務的傳輸需求，通過與1550nm、1310nm的結合，在FTTH網絡構建過程中，傳輸技術應以雙纖三波為主要選擇。

在實際建設時，基于FTTH的廣電網絡全部業務可經IP化數字前端平臺進行混波處理后傳輸，此時對于廣電網絡所有業務的傳輸需求，采用單纖雙波傳輸技術便可滿足。需要說明的是，在本文所討論的范疇中，FTTH并包括由傳統HFC改造升級的網絡，而是只以在傳統廣電網絡前端平臺的基礎上新建的網絡為論述對象。

對于FTTH網絡安全而言：①規劃過程中若是以整體鏈路及前端機房安全為考慮方向，則應在機房建設時便需做好其內設備硬件安全的保證工作；②在網絡傳輸方面，由于EPON遵循的是以太網協議，因此鏈路安全由協議中相關條款來保證；③一般情況下，應用層面涉及操作和網管兩種系統，系統安全的保證可采用防火墻技術與訪問控制來實施；④通過訪問控制與加密技術的有效結合，可對數據安全起到保護作用；⑤對于關鍵設備與關鍵業務，當遇網絡異常時，可通過熱備份的方式來精確切換主設備。

4 結束語

在“三網融合”的背景下，對于有線電視用戶家庭骨干網的接入，FTTH技術的應用為其提供了最佳方案，使網絡寬帶傳輸“最后一公里”的瓶頸得到了有效解決，并且在FTTH網絡的高寬帶下，極大程度上提升了網絡響應的速度，讓互聯網業務給用戶提供了更優地服務與體驗。