FTTH在農(nóng)村場(chǎng)景中的應(yīng)用

王濤

【摘要】? ? 結(jié)合農(nóng)村實(shí)地現(xiàn)狀、需求及建設(shè)場(chǎng)景分析，采用GPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的FTTH覆蓋，通過(guò)下沉小型OLT設(shè)備到就近基站至CMNET網(wǎng)絡(luò)，為農(nóng)村居民提供20M有線(xiàn)寬帶服務(wù)（具備后期升級(jí)100M的能力），同時(shí)為駐地村委會(huì)、中小學(xué)、衛(wèi)生所、電商服務(wù)點(diǎn)、農(nóng)資商店等公共服務(wù)機(jī)構(gòu)提供有線(xiàn)寬帶接入服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】? ? 農(nóng)村? ? 建設(shè)場(chǎng)景? ? FTTH? ? 有線(xiàn)寬帶接入

一、概述

寬帶網(wǎng)絡(luò)是戰(zhàn)略性公共基礎(chǔ)設(shè)施，加快建設(shè)高速暢通、服務(wù)優(yōu)良的寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施有利于促進(jìn)信息消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)方式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展，對(duì)于穩(wěn)增長(zhǎng)、調(diào)結(jié)構(gòu)、促發(fā)展、惠民生具有重要意義。

二、工程建設(shè)方案

2.1 本期農(nóng)村寬帶FTTH建設(shè)原則

1.行政村、自然村住戶(hù)FTTH網(wǎng)絡(luò)覆蓋達(dá)到80%住戶(hù)的能力，覆蓋用戶(hù)距二級(jí)光分纖箱最大距離不超過(guò)150米的要求;2.建成后的寬帶接入能力不低于20Mbps，后期可升級(jí)為40Mbps或100Mbps;3.就近接入原則，主干光纜就近接入現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房（匯聚機(jī)房、宏站），就近具備光纜資源的拉遠(yuǎn)站、燈桿站作為光纜接入點(diǎn)使用;4.充分利用原有資源的原則，優(yōu)先使用原有光纜;5.自然村集中區(qū)域20-30戶(hù)設(shè)置一處分纖箱，針對(duì)一些有線(xiàn)無(wú)法覆蓋的零散住戶(hù)采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行覆蓋，即將搬遷的村莊不考慮接入;6.共建共享，優(yōu)先考慮共享運(yùn)營(yíng)商資源（主要為桿路資源），特殊區(qū)域建設(shè)難度大時(shí)可考慮電力桿的共享;7.新建至行政村光纜預(yù)留4芯備用纖芯。

2.2 ODN建設(shè)方案

2.2.1建設(shè)原則

根據(jù)聚合思路，對(duì)農(nóng)村接入場(chǎng)景下的有線(xiàn)寬帶光纜進(jìn)行規(guī)劃實(shí)施，依據(jù)預(yù)估的有線(xiàn)寬帶接入需求，對(duì)有線(xiàn)接入光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)。出于對(duì)四周其他行政村、自然村有線(xiàn)寬帶建設(shè)部署的考量，需要實(shí)施連片覆蓋，進(jìn)而給出相適應(yīng)的光纜纖芯數(shù)量，將主干分纖點(diǎn)部署在農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的適宜地段;自分纖點(diǎn)延伸出有線(xiàn)寬帶接入光纜。

1.在四周范圍內(nèi)的行政村、自然村規(guī)劃分纖點(diǎn)，將光纜交接箱部署在村鎮(zhèn)交匯的關(guān)鍵地段，從而對(duì)農(nóng)村開(kāi)展寬帶接入的建設(shè)。2.布放OLT：由于地形、地貌阻隔的村鎮(zhèn)，如：高山/溝壑/河流，選擇就近的基站部署OLT，分纖點(diǎn)之間應(yīng)按照間隔0.6～1公里的原則進(jìn)行布放，這取決于住戶(hù)密度，主干光纜的布放采用了12/24芯光纜。3.坐落于已完成綜合業(yè)務(wù)區(qū)附近的村鎮(zhèn)：這類(lèi)場(chǎng)景需要設(shè)置二級(jí)分纖點(diǎn)，由該場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的綜合業(yè)務(wù)區(qū)中就近一個(gè)一級(jí)分纖點(diǎn)進(jìn)行延伸。4.聚集連片型村鎮(zhèn)：主干光纜選取48芯光纜架構(gòu)，部署2～4個(gè)分纖點(diǎn)，將綜合業(yè)務(wù)區(qū)建設(shè)在附近基站作為匯聚機(jī)房。

2.2.2建設(shè)案例

FTTH在農(nóng)村寬帶各種場(chǎng)景下的接入模式為：

1.場(chǎng)景一：普通農(nóng)村

普通農(nóng)村的特點(diǎn)為：用戶(hù)總數(shù)不多，且分布較散，占地范圍廣，密度平均，一戶(hù)或雙拼組成單獨(dú)建筑。布放1個(gè)光交接箱位于村鎮(zhèn)的較為合適地段，布放一級(jí)分光器作為第一級(jí)光節(jié)點(diǎn)，分光比為1：8。劃分二級(jí)分光區(qū)域時(shí)以20～40戶(hù)作為單位，布放1個(gè)二級(jí)分纖箱位于每片區(qū)域中，布放二級(jí)分光器，分光比為1：4或1：8。

2.場(chǎng)景二：大型行政村沿路店鋪

劃分FTTH覆蓋片區(qū)時(shí)按覆蓋用戶(hù)數(shù)，在該區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置布放第一級(jí)光節(jié)點(diǎn)：光交箱，安裝分光比為1：8的一級(jí)分光器。布放多個(gè)分纖箱作為第二級(jí)光節(jié)點(diǎn)于沿路店鋪內(nèi)，安裝分光比為1：8的二級(jí)分光器;每15戶(hù)左右的覆蓋面需要布放一個(gè)二級(jí)光節(jié)點(diǎn)。自第一級(jí)光節(jié)點(diǎn)至各分纖箱，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)布放12/24芯配線(xiàn)光纜，每個(gè)分纖箱分配3-4芯。

3.場(chǎng)景三：分散型村莊

此場(chǎng)景用戶(hù)比較分散，需設(shè)置的二級(jí)分光點(diǎn)較多。

一級(jí)分光器：由于住戶(hù)相對(duì)分散，難以選擇適宜位置設(shè)置光交，宜將一級(jí)分光器下沉設(shè)置各個(gè)相對(duì)集中區(qū)域所設(shè)置的一級(jí)分纖箱內(nèi)，分光比根據(jù)覆蓋區(qū)域和住戶(hù)規(guī)模，選擇以1：8為主分光器。二級(jí)分光器：為節(jié)約投資、盡量縮減新布放的皮線(xiàn)光纜長(zhǎng)度，應(yīng)盡量選擇在村莊內(nèi)中心點(diǎn)位置設(shè)置二級(jí)分光器，并根據(jù)居民分布情況配置分光比，選擇1：8為主分光器。

4.場(chǎng)景四：集中型村莊

此場(chǎng)景用戶(hù)分布比較集中，需設(shè)置的二級(jí)分光點(diǎn)較多。

一級(jí)分光器：在村口合適位置建設(shè)1個(gè)光交接箱，將一級(jí)分光器設(shè)置光交之內(nèi)，分光比根據(jù)覆蓋區(qū)域和住戶(hù)規(guī)模，選擇以1：8為主分光器。二級(jí)分光器：為了盡量把控皮線(xiàn)光纜的布放長(zhǎng)度，二級(jí)分光器的布放選位應(yīng)盡量選在各村鎮(zhèn)較為中間的位置，以分光比1：8為主的分光器根據(jù)用戶(hù)分布布放。

5.場(chǎng)景五：極為偏遠(yuǎn)、極為分散村莊

對(duì)于接入用戶(hù)極為偏遠(yuǎn)、極為分散，同時(shí)用戶(hù)較少地區(qū)，原則上應(yīng)就近依托4G基站采用CPE進(jìn)行建設(shè)和覆蓋，不進(jìn)行有線(xiàn)覆蓋。

2.3 ODN建設(shè)方案

2.3.1 建設(shè)思路

行政村主干接入光纜應(yīng)采用鏈型結(jié)構(gòu)，并充分利用現(xiàn)有傳輸資源，合理布局，靈活建設(shè)。1.將OLT下沉至就近基站，由基站建設(shè)接入光纜至行政村。2.行政村、自然村主干光纜引入，根據(jù)住戶(hù)規(guī)模和預(yù)留纖芯需求配置，一般選擇12芯、24芯，特殊情況可選擇48芯。

2.3.2 建設(shè)方案

1.新建桿路。路邊或離路較近電桿的運(yùn)輸和施工機(jī)械能夠使用的區(qū)域，桿路使用8m水泥桿，基本桿距50米，若為冰凌區(qū)則按30米桿檔進(jìn)行考慮。離路較遠(yuǎn)、翻越高山等水泥桿無(wú)法運(yùn)輸?shù)绞┕さ攸c(diǎn)：電桿使用8米油木電桿，桿檔基本按50米考慮，若為冰凌區(qū)則按30米桿檔進(jìn)行考慮。

2.光交、分纖箱的設(shè)置問(wèn)題。從行政村就近的移動(dòng)基站內(nèi)敷設(shè)1條12或24芯光纜到該行政村村部（此部分為主干接入光纜），若考慮設(shè)置6個(gè)二級(jí)分纖箱以下不考慮設(shè)置光交，考慮單獨(dú)考慮設(shè)置一級(jí)分纖箱（32路）。7-10個(gè)二級(jí)分纖箱考慮設(shè)置一個(gè)掛桿式96芯光交;11個(gè)二級(jí)分纖箱以上考慮144芯設(shè)置落地式光交（落地式光交處需要新建一小號(hào)手孔）。根據(jù)住戶(hù)分布情況，配置1：8或1：4二級(jí)分光器在新建光纜分纖箱內(nèi)，由光纜交接箱敷設(shè)一條光纜至各個(gè)光纜分纖箱（此部分為末端接入光纜）。

每臺(tái)OLT覆蓋范圍可控制在20km以?xún)?nèi)，8km以?xún)?nèi)分光比按1：64，8km-15km的分光比按1：32，超過(guò)15km的，將分光比降低到1：16。

三、系統(tǒng)帶寬測(cè)算

FTTX網(wǎng)絡(luò)的PON系統(tǒng)內(nèi)及PON上聯(lián)帶寬測(cè)算見(jiàn)OLT設(shè)備安裝工程對(duì)帶寬計(jì)算和規(guī)劃。

3.1 GPON系統(tǒng)傳輸距離測(cè)算

1.PON系統(tǒng)的傳輸距離，ONU單元至OLT設(shè)備的PON口之間，應(yīng)分別計(jì)算下行和上行允許的傳輸距離，一般采取最壞值計(jì)算法，取上行、下行計(jì)算出的較小值作為ONU至PON口之間的最大傳輸距離。

2.根據(jù)如下公式來(lái)計(jì)算PON系統(tǒng)的傳輸距離（OLT至ONU的傳輸距離）。

式中：

P…OLT和ONU的R/S-S/R點(diǎn)之間允許最大通道插入損耗（單位：dB），參照附表1取值，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的設(shè)備實(shí)際技術(shù)水平情況取值。IL……不含連接器損耗的光分路器的插入損耗（單位：dB）。

Mc……線(xiàn)路維護(hù)余量（單位：dB）;Ac……單個(gè)活接頭的損耗（單位：dB），按每個(gè)活接頭0.5dB取值;AWDM……不含連接器損耗的WDM模塊（合波器/分波器）的插入損耗（單位：dB）;n……OLT的PON口和ONU之間活接頭的數(shù)量（單位：個(gè)）; m……WDM模塊（合波器/分波器）的數(shù)量（單位：個(gè)），內(nèi)置于ONU的WDM分波器不納入計(jì)算;Af……表示光纖線(xiàn)路衰減系數(shù)（含固定接頭損耗，單位：dB/km），參考表附錄5-3取值。

3.2 光纖鏈路傳輸指標(biāo)計(jì)算

3.2.1 ODN衰減指標(biāo)光鏈路參考模型

3.2.2 光纖鏈路衰減指標(biāo)計(jì)算

ODN光鏈路衰減= W+X+Y+Z+G? （dB）

系統(tǒng)允許的衰減（dB）>ODN全程光鏈路衰減（dB）+G

其中：W：光通道全程n段合計(jì)光纖衰減;X： m個(gè)光活動(dòng)連接器合計(jì)插入衰減;Y： f個(gè)光纖熔接接頭合計(jì)衰減;Z： h個(gè)光分路器合計(jì)插入衰減;G：光纖取定冗余量。

相關(guān)參數(shù)依據(jù)以下原則取定：

1.光纖衰減：在1310 nm波長(zhǎng)時(shí)，取定為0.36dB/km;

在1490 nm波長(zhǎng)時(shí)，取定位0.22dB/km。

2.光活動(dòng)連接器插入衰減： 取定為0.5dB/個(gè);

3.光纖熔接接頭的衰減：分立式光纜光纖的接頭衰減（雙向平均取值）：0.05dB/每接頭;帶狀光纜光纖的接頭衰減（雙向平均取值）：0.2dB/每個(gè)接頭;冷接子雙向平均取值：0.15dB/個(gè)接頭。

4.光分路器插入衰減參數(shù)取定：

類(lèi)型 規(guī)格 插入損耗

FBT 1：2 ≤3.4

PLC 1：16 ≤13.6

PLC 1：32 ≤17

5.光纖富余度

A.5公里>當(dāng)傳輸距離，光纖冗余量需大于1dB;

B.10公里>當(dāng)傳輸距離，光纖冗余量需大于2dB;

C.20公里>當(dāng)傳輸距離，光纖冗余量需大于3dB;

光通道全程衰減，當(dāng)采用GPON 系統(tǒng)時(shí)取定28dB。

四、結(jié)束語(yǔ)

為提高城域傳送網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)接入能力和網(wǎng)絡(luò)安全性，滿(mǎn)足各類(lèi)業(yè)務(wù)接入及發(fā)展的要求，需要充分梳理現(xiàn)有資源，挖潛利用現(xiàn)有基站、營(yíng)業(yè)廳等機(jī)房資源，選擇地理位置佳、機(jī)房條件好的區(qū)域新建匯聚節(jié)點(diǎn)機(jī)房，完善匯聚機(jī)房布局。提高匯聚機(jī)房的區(qū)域匯聚能力和使用效率，讓有限的資源發(fā)揮最大的效益。