光纖入戶在廣電網絡的應用與發展

王俊濤

（遼寧郵電規劃設計院有限公司，遼寧 沈陽 110000）

0 引 言

光纖入戶簡單來講就是指將一根光纖直接接入小區單戶家庭中，即將光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）安裝到家庭用戶計算機桌面位置。光纖入戶的最明顯特征就是它能夠提供大帶寬、強化網絡對數據格式、速率、波長以及協議的透明性，同時放寬環境條件與供電要求，實現對光纖入戶網絡安裝與維護流程的有效簡化。在小區光纖入戶安裝流程中涉及諸多技術內容，其中就包括了光纖到樓、到戶、到桌面。目前，國內絕大部分城市地區為滿足用戶雙向網絡業務接入帶寬需要，也積極發展了三網融合業務，全面推進光進銅退，立足于本地區域經濟狀況積極探索光纖入戶傳輸方式，全面普及小區光纖入戶。

1 光纖入戶的基本理論

1.1 光纖入戶的基本概念

光纖入戶技術在現代信息化網絡時代被得以廣泛推廣，擁有極高的技術應用價值，主要以光纖線路作為主要傳輸載體，確保網絡信號能夠傳遞到各家各戶中，實現廣域層面的網絡連接以及網絡信號的無縫傳輸。就技術應用原理看來，它類似于傳統中的電燈安裝技術，主要利用高效率的信號傳輸載體光纖線路來將網絡信息直接傳遞到用戶家庭中。這一技術相比傳統電纜傳輸技術在傳輸上的優勢更大，可滿足高效率、低時延、高安全性以及高穩定性的數據傳輸要求，在提升信息交互整體穩定性表現方面也十分出色。從技術角度講，光纖入戶在規避電纜傳輸中的諸多不穩定因素方面表現突出，能夠確保信息數據傳遞安全到位。

近年來，我國在光纖入戶“三網融合”“寬帶中國”等技術理念應用方面大行其道，光纖入戶也被正式列為我國的國家級發展戰略，在為國民社會生活提供巨大便利的同時，也真正推動了國家光纖網絡的持續健康向前發展[1]。

1.2 光纖入戶的基本特征

目前的光纖入戶技術相當發達，它在實現無源網絡技術應用方面優勢明顯，有效規避了網絡傳輸技術應用中的某些煩瑣工序。在光纖入戶方面的實踐應用技術內容豐富，減少了大量限制條件，確保廣電網絡業務獲得快速推廣發展。在光纖入戶技術體系中，無源光網絡設備在傳輸應用方面具有極高可靠性，在壓縮網絡成本方面非常突出。再者，光纖入戶技術在寬帶方面有所拓寬，這使得個人用戶的網絡下載與上傳速度都有改善，突破了傳統中同軸電纜傳輸模式背景下的技術局限。即在廣電網絡寬帶技術應用過程中，以太網無源光網絡（Ethernet Passive Optical Network，EPON）+光纖到戶（Fiber To The Home，FTTH）以及吉比特無源光接入網絡（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON）+FTTH等創新技術方式已經出現，這其中光纖入戶技術所發揮的支撐作用不言而喻，它也使得地方廣電網絡在業務服務能力方面大幅度提升[2]。

2 廣電網絡業務中光纖入戶的實踐技術應用

在廣電網絡業務中，光纖入戶的實踐技術應用內容相當多，下文主要談3點。

2.1 對光纖入戶的設計優化

在滿足光纖入戶基本網絡應用需求的基礎上，要掌握光纖入戶技術的具體應用特征與規律，保證強化整體規劃與設計內容，全面提升網絡信號整體傳輸質量。在光纖入戶技術應用進程中，需要預先明確網絡信號基本走向，通過機房數字前端各種設備將光纖信號直接傳輸到機房中，再運用二級放大光纖信號分路技術滿足網絡光纖信號面向家庭用戶快速傳遞的要求。在針對國內某些互聯網并不發達的農村地區而言，則需要做到機房二級分光放大，保證光纖信號穩定傳輸。當然，廣電網絡也可考慮設置三級放大，如此對提升光纖傳輸質量幫助更大。不過其交換機在實際工程建設中應該做到設計精心到位。例如，對其中光模塊精分電路、網絡內置WiFi的設置必須精細，滿足信號傳輸要求，基于此決定網絡傳遞質量的提升水平。在實際功能與需求差異分析過程中，則主要針對主干光纜與附干光纜進行分析，準確布局光纜，降低光纖入戶設計成本[3]。

2.2 對網絡信號傳輸穩定性的增強

在現代網絡技術快速發展的背景下，信號傳輸理念也有巨大改良，在大規模應用網絡信號傳輸技術過程中也要體現其信號傳遞的快速性、便捷性以及穩定性，擴大信號網絡覆蓋面積，提升網絡信號傳輸的安全性。在突破傳統微波繼電信號傳輸模式背景下，應該保證信號在傳輸過程中不受干擾，避免產生信號噪聲。為此，有必要持續優化光纖入戶技術的基礎，提升網絡整體質量。究其核心點就在于提升系統傳輸頻帶寬度，確保信號傳遞容量增加，提高信號傳輸穩定性。

2.3 對傳輸網絡雙向化改造的實施

在國內，混合光纖同軸電纜（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）網絡已經全面鋪開，不過其網絡上行方面存在明顯局限性，這使得光纖入戶技術信號傳輸效率受限，無法實現數字電視點播等增值業務。為解決這一問題，還需要有效建立用戶海量數據傳輸機制，結合技術轉化滿足信號傳輸應用便利化要求，同時為用戶預留一定的網絡空間資源。在這里，要實現對信號傳輸網絡雙向化的改造，即網絡調制技術改造以及網絡空間資源預留技術改造，如此對于更大范圍的光纖入戶技術應用幫助較大[4]。

3 案例分析

3.1 A小區基本概況

A小區建成于2019年，屬于住宅商用兩用小區，小區內包含A、B、C共3座，全部為30層，總覆蓋戶數為1 001戶，地下室設有弱電機房，預埋配線管道通往各棟建筑內。此次光纖入戶工程主要為當地廣電網絡的數字電視網絡工程規劃工程，建設方式即為光纖入戶。通過雙向化單終端實現小區建筑網絡的完全覆蓋，數據信號接收功率達到-15～-22 dBm。

3.2 A小區光纖入戶網絡總體結構

A小區光纖入戶網絡總體結構采用EPON技術模式，直接通過雙纖三波入戶，其網絡總體結構設計方案參考如下。

首先，實現前端光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）設備與光放大器向下移動到A小區地下室弱電機房中，上端部分則采用干線光纜直接接入到中心機房中，而下端部分則采用多芯光纜直接接入到A、B、C建筑的支干線光纜接續盒上。其次，采用光分配網絡（Optical Distribution Network，ODN），其中數據信號分光比設計為1∶64，具體的分光次數與分光器設置由建筑內住戶的具體分配情況決定。最后，在用戶端采用雙芯蝶形光纜入戶，同時配置專用光纖跳線連接機頂盒部分[5]。

3.3 A小區光纖入戶ODN組網

A小區在光纖入戶過程中采用ODN組網，靈活選擇分光級數，將數據信號劃分為1～3級，結合無源光纖網絡（Passive Optical Network，PON）系統性能與用戶帶寬進行規劃，確保ODN網絡覆蓋用戶在一定階段內滿足A小區光纖入戶技術應用要求。就設計規劃而言，需要在原則上確保ODN總光分路設計比≤1∶64，同時采用10000BASE光模塊，配合Class B+光模塊控制OLT與ONU之間的光纜距離。考慮到A小區用戶規模較大，則需要在光纜長度超出控制范圍時考慮將OLT全面下移。另外，A小區局部采用縮小光分路比的方法延長信號傳輸距離，有效提供高帶寬業務，保證接入帶寬滿足設計規劃要求[6]。

3.4 A小區光纖入戶設備模型組合

在A小區中，光纖入戶設備模型組合采用室內光接收機配合光交換機。在該方案中，用戶戶內多媒體箱直接安裝室內光接收機，配合光交換機，其電視業務與數據業務單獨使用光纖傳輸，業務內容逐漸豐富，其中機房中也大量使用小體積可插拔（Small Form-factor Pluggables，SFP）的單纖光模塊，初步建成小區傳輸系統。具體來講就包括了核心交換機、2層、3層交換機、多個網線終端以及用戶多媒體箱。

該方案中的光纖入戶設備模型組合中采用了大量的SFP全光模塊，整體成本偏高，同時也占用了大量主干光纖資源，配合小區內機房有源設備，整體看來運維工作存在一定難度，需要加以改進。為此，A小區又嘗試采用室內光接收機配合ONU的數據業務接入技術體系，它沿用傳統電視業務系統的連接方式，在數據業務終端采用了ONU設備，配合GPON設備中的1個PON口支持64路操作。其中，網絡中也采用了大量光分路器，有效節省SFP光模塊，滿足戶內采用傳統網線與同軸電纜相互融合，實現系統的有序連接。該組合方式目前不僅在A小區，甚至在全國范圍內都已經得到了廣泛應用，這主要是因為其技術成熟且風險因素較少、發生概率較低。就傳輸網絡整體而言，其屬性為無源設備，且日常運維相對簡單，不會占用太多光纖資源，這一組合模式也在A小區中被采用[7]。

3.5 A小區光纖入戶ONU設計

A小區光纖入戶的ONU設計帶有社區公共電視天線（Community Antenna Television，CATV）接口，如此就形成了ONU設計方案。其方案中的最大特色就是將數據業務與電視業務合二為一，通過機房合波器建立業務傳輸機制，確保用戶端ONU設備與內置分波器有效銜接。在利用網線與同軸電纜建立用戶終端連接機制過程中可實現對業務信號的全面傳輸，形成系統連接。在A小區中就以OLT、合波器以及光發射機作為基礎，利用光纜建立1∶16分路器，同時建立1∶4分路器，保證ONU皮線光纜接入TV，滿足數據終端數據信號傳輸要求。而在ONU方面則采用用戶多媒體箱，配合網線建立數據終端，建立電纜連接，并接入TV中[8]。

上述接線方式屬于廣電3網融合的最終業務模型，有效節省了光機與電視業務，確保大量光分路器被有效使用，實現電視業務與數據業務的有機結合。在A小區光纖入戶的整個傳輸網絡中不存在任何有源設備，所以其維護過程相對簡易，其中ONU電平參數相對較小，目前在國內還不存在被大量使用的先例經驗，且存在一定風險因素。為此，A小區在光纖入戶設計規劃過程中也謹慎使用ONU，限定其使用范圍。就整體看來，A小區光纖入戶的室內光接收機配合ONU建立單數據業務接入機制，設備功能性價比相對占優，在A小區內被成功接入，后期維護體系逐漸形成。另外，其光纖資源占有率相對偏低，網絡產品被大量應用甚至在小區光纖入戶工程中被普及，整體應用成本呈現出不斷下降的發展趨勢[9]。

4 廣電網絡業務中的光纖入戶技術應用發展前景

在廣電網絡業務中，應該強化新業務的融合與開發，從寬帶接入方面建立光纖到用戶的技術合理化應用，確保光纖到戶技術應用效率能夠全面提升，達到90%以上的小區家庭用戶都能選擇使用以太網寬帶接入業務，同時有效控制其應用成本。因此，還必須在未來建設廣電網絡光纖入戶技術體系的過程中優化智能化技術體系，保證建設寬帶網絡與多網合一，有效促進生態產業鏈全面形成，大力助推廣電網絡光纖入戶技術良性向前發展。簡言之，要在接入網方面優化其發展進程，結合實際制定相應技術措施，最大化確保光纖入戶技術實踐應用到位[10]。

5 結 論

目前，我國正處于互聯網信息發展時代，為此必須科學合理地應用廣電網絡建立光纖入戶技術體系，最大限度發揮光纖到戶的技術優勢，全面推動信息化社會向前發展。當然，要基于光纖入戶建立接入網，明確其技術發展方向，并考慮大范圍應用光纖入戶技術內容，制定相應的設計規劃方案，最大化保障技術應用全面普及，滿足小區住戶光纖網絡的應用需求。