有線寬帶接入技術的發展及應用研究

沙靈

（中國移動通信集團江蘇有限公司南通分公司，江蘇 南通 226000）

1 理論概述

1.1 HFC 網絡

1.1.1 HFC 網絡的概念

HFC 網絡是混合光纖同軸網，目前我國廣播電視網絡基本采用HFC 的模式進行網絡鏈接。相關技術人員需要在網絡前端加載設備，并對電視信號進行調制，從而產生并傳送穩定的載波，將網絡信號運送到各個小區和用戶[1]。

1.1.2 HFC 網絡的構成

通常情況下，HFC 網絡主要由前端設備、同軸分配網、主干線三部分組成，其中前端設備信號源將信號進行解碼之后，加載到一定的載波上，根據國家廣電總局規定進行頻率處理，最后通過光纖進行傳輸。混合后的信號通過主干線配送到各個居民小區，如果其他設備和小區距離較遠，技術人員需要安置信號放大器，并利用光傳輸系統對信號進行穩定處理。光傳輸設備需要較大的發送和接收功率，因此需要對信噪比進行控制。光傳送設備能夠將RF 信號進行調制，通過光纜傳送到個小區的光纖點，實現長距離穩定運輸[2]。由于不同節點需要通過光纜信號進行傳導，因此部分地區為了節省資金，會采取支線傳輸信號配置模式，從而有效控制成本[3]。

1.1.3 HFC 網絡常用的配件

HFC 網絡配件主要包括放大器、衰減器、分支器、F 連接頭等。放大器能夠對信號進行穩定處理，固有噪聲較小，輸出功率較大。HFC 網絡上行和下行線路需要分別設置正向放大器和反向放大器，對增益大小進行控制，從而避免線路損耗過大。技術人員要在兩路放大器設置鋁殼，接入60V 的交流電，均衡高頻、低頻信號，降低線路損耗，控制電纜的信號差異。

HFC 網絡中的衰減器作用與和放大器相反，主要有6dB、8dB、16dB 等規格，能夠對信號進行衰減處理。分支分配器可以按照信號輸出的頻率進行分類，主要有二分、三分、四分等類型[4]。分支器的輸出端口加載了一個主輸出口，能夠有效降低信號損耗。混合器能夠將多路信號混合成一路信號并進行輸出，與分支分配器作用相反，在使用時需要將分支分配器的輸入接口當成輸出接口。F 接頭能夠連接HFC 網絡的線纜和設備，在使用時需要根據接口模塊標準，提升連接的穩定性。

1.2 HFC 網絡雙向改造

1.2.1 EPON 網絡

最近幾年，光纖及光纖設備價格下降幅較大，越來越多小區開始利用FTTB、EPON 等技術進行光纖網絡雙向改造。EPON 網絡拓撲結構簡單，成本較低，傳輸性能穩定，能夠在現有的HFC網絡基礎上進行改造，改造幅度較小，應用優勢顯著[5]。通常情況下，EPON 系統主要由光纜、中斷設備、光分路器、光節點等組成。技術人員需要實現業務網絡與用戶網絡的鏈接，光纜終端設備位于機房，配置了若干個光纖點單元，具有了ONU 和OLT 接口，能夠輸出下行信號和上行信號。EPON 技術能夠解決電纜分配損耗問題，但整體投資較高，需要根據小區的網絡布局需求進行合理改造。

1.2.2 有線寬帶接入網絡

通過有源EoC 技術能夠對小區同軸分配網末端進行雙向設置，技術人員需要根據以太無源光網絡技術和EoC 技術的應用理念，對傳統的有線電視網絡進行合理改造，提升傳輸信號的穩定性[6]。結合其他多媒體業務網絡數據傳送特點，對寬帶多媒體業務網絡進行升級，從而在原有的網絡設施基礎上增加數字廣播業務、遠程教育、網上商業、社區服務、IP 電話等增值服務。

1.2.3 EoC 技術

EoC 是以太網信號在同軸電纜上的一種傳輸技術，主要分為有源和無源兩類。其中，無源EoC 系統能夠對信號進行二次轉換，設備相對低廉，但網絡適應性較差，僅適用于星型集中分配網絡環境。有源EoC 能夠對信號進行調試處理，通過配置放大器、分支分配器來提升信號傳輸的穩定性。該技術應用范圍廣泛，對各類特殊網絡環境均有著較強的適應性[7]。技術人員在對廣電網絡進行配置時，為了避免的同軸電纜網上原有信號對傳送信號的影響，可以選擇87MHz～860MHz 的傳輸頻率，從而保證網絡的穩定性和抗干擾性。

2 有線寬帶接入技術的發展歷程

2.1 電話撥號接入技術

早期，由于網絡技術的局限性，用戶需要通過電話撥號的方式進行網絡連接；通過在電腦上集成調制解碼器，將數據信號匯入到帶寬只有56k 左右的網絡環境。由于受帶寬傳輸速度的限制，用戶在上網時會影響了正常的電功能，因此該技術在使用的過程中存在諸多不便。

2.2 ISDN 接入技術

采用2B+D 的ISDN 接入技術能夠有效提升寬帶傳輸速率，實現雙向高速的信號傳遞。該技術能夠對語音、圖像、數據等信號進行加載，綜合了各類單項業務的帶寬要求，傳輸性能有了明顯提升[8]。

2.3 ADSL 接入技術

利用ADSL 接入技術能夠對現有的電話線進行改造，通過配置傳輸點、接入點，能夠為用戶提供不對稱速率的上網寬帶業務。ADSL 接入技術傳輸距離在3～5km，由于鋪設了大量的電話用戶線路，因此該技術的建設成本較低，維護相對便捷。

2.4 LAN 接入技術

與傳統技術相比，LAN 技術在以太網技術的基礎上采用一部分光纖和雙絞線進行信號傳輸。技術人員需要在機房配置光纜集成器，采用雙絞線進行線路連接，雙絞線長度要控制在100m左右。由于采用了光纖接入方式，信號抗干擾能力較強，比以往的有線寬帶接入技術更加穩定。

2.5 光纖接入技術

光纖接入技術以光纖作為主要媒介進行信號傳輸，能夠實現網絡信息的高速傳遞。根據光纖布局特點，技術人員要靈活采用為FTTN、FTTB、FTTO、FTTH 等形式，對各類原件、設備進行優化配置，提高網絡傳輸穩定性。

3 有線寬帶接入技術要求分析

3.1 總體規劃分析

目前，有線寬帶接入是各運營商網絡規劃建設的重要部分，需要對客戶需求進行深入分析，在原有的基站業務基礎之上，新增有線寬帶接入網，融合原有網絡資源和新增規劃資源。相關技術人員要依托綜合業務接入區建設規劃方案，科學設計傳輸光纜網主體框架，盡可能保證結構不變，分布實施布局，提高網絡覆蓋范圍，確保用戶快速接入。

要穩步推動家庭寬帶網絡覆蓋建設，將投入產出效益放在首位，確保存量網絡能力與新增業務需求協同。堅持效益優先的發展原則，對住宅小區優先覆蓋，對業務量大和競爭激烈的居民聚集區逐步完善設施。

3.2 主干光纜網規劃設計要求

綜合業務接入區主要包含主干接入、光纜匯聚節點、光分纖點、連接光纜等。首先，技術人員要進行總體的規劃設計，根據城市發展趨勢進行網絡覆蓋方案設計，要精準定位市場，加強綜合業務接入區設施升級，不斷擴大綜合業務覆蓋面。以城市行政區域為框架，充分利用現有的基站光纜資源，滿足用戶更高的需求。每個接入點需要配置1～2 個匯聚機房，主干接入光纜匯聚點。在進行分纖點規劃時，技術人員要綜合考慮通信管道規劃的特點，一般選在綠化帶、圍墻邊進行鋪設。室內光纖配線架需要放在可長期使用的機房，便于后期的維護和管理。分纖點的容量要滿足覆蓋區域的業務點接入總量，結合主干光纜的成端芯數進行配置。在安裝時，技術人員要根據業主需求，靈活選擇落地式、地埋式、架空式等方法，綜合考慮管網容量和光纜成端的連接需求。在對配線光纜進行設計時，技術人員通常采用星型或樹型的規劃方案，要考慮無線基站接入的纖芯鏈接標準，提升綜合業務接入區資源利用率。

4 有線寬帶接入規劃設計方案

4.1 主干光纜網規劃設計分析

通常情況下，有線寬帶接入網包含主干接入層、末端引路層和銜接接入層三部分。技術人員要以綜合業務接入區為單位，將網絡覆蓋范圍劃分的若干個業務網格，并在接入區業務匯聚點部署設備，利用區內光纜和分纖點進行寬帶的全覆蓋。要完善的微網格規劃設計，根據配線光纜規劃要求，組織人員開展微網格設計工作，以樓棟為單位，預測潛在客戶的業務需求，根據業務信息調整網格設施布置建設方案。要以欄桿、鐵路等屏障為分界線，保障區域劃分的合理性。

微網格以二級分節點為中心，面積在0.11km2左右。對于業務密集的城市區域，用戶接入點要控制在150m 左右，二級分纖點容量為288 芯，向上歸屬一級分纖點。配線光纜采用96 芯或48 芯光纜，在原有管道基礎上進行改造，采用星型或樹型布局方式來提高資源利用率。在對主干接入光纜進行規劃時，每個主干網格所轄微網格數量要控制在5 個以內，以一級分纖點為中心，選擇576 芯光纜，采用落地式安裝方法，將一級分纖點匯入總機房，光纜線路則采用環形無遞減交接方式。在對主干光纜網規劃設計時，要根據行政區劃分方案，對區內微網格數量控制在18～33 個，接入區根據用戶規模設置1～2 個，總機房的位置要盡量接近城區中心，主干接入光纜主要采用144 芯，配線光纜采用48芯或96 芯。

4.2 OLT 規劃設計分析

技術人員要遵循這一批OLT 優先的原則進行有線寬帶網絡布局，以集中方式部署OLT 節點，逐步拓寬綜合業務區的覆蓋面。要對用戶分布、機房裝機條件、管網資源進行分析，保證設備鏈接、布置的合理性。對于城市中心區和發達鄉鎮，單臺OLT 系接入點要控制在5000 戶以內，優選大容量設備。對于人口密度較小的區域，要在自然條件良好的基站機房內配置OLT 設備，單臺OLT 接入戶數要控制在1200 戶以內。OLT 上聯方式主要包含PTN 承載、OTN 承載、光纖直連等，如果OLT 機房已經具備OTN資源，技術人員可以根據業務發展需求，對現有設備進行升級。如果OLT 機房為普通匯聚機房，技術人員可以考慮新建OTN 系統，并根據后期需求進行改造。

采用PON 進行網絡貸款配置時，技術人員要對家庭業務類型進行分析，考慮擴容或新建PON 系統的可拓展性，并且要對家庭用戶實際帶寬接入能力進行測量，根據用戶簽約寬帶核算PON 口所能接入的用戶數，進行計算最大記錄寬帶能力。在對PON 網絡逛功率進行計算時，技術人員要了解PON 系統的傳輸距離，對光分路器的插入損耗、光纜和接頭的光纖損耗以及活接頭數量進行分析，從而確定皮PON 網絡光功率的準確數值。

在對OLT 設計時，要以集中方式部署OLT 節點，便于后期的系統維護。對于不設匯聚機房的城區，要本著OLT 優先原則進行設施建設，綜合考慮OLT 上行傳輸承載標準。在業務初期，可以采用現網基站PTN 接入方式進行網絡匯聚；當業務量增大時，可以通過裸線上聯的方式進行系統升級。在選擇OLT 設備時，技術人員為了保證全網系統的穩定性和可拓展性，要選擇性價比高、功能穩定的產品。滿足用戶的帶寬接入需求。為了方便運營管理，需要在相同小區采用統一建設模式，如果小區采用FTTH 覆蓋模式，則應該考慮二級分光建設方案。

4.3 不同場景的有線寬帶接入技術與要求

4.3.1 標準化城市小區

目前，我國城市化建設進程加快，一些小區基本以高層建筑為主，樓層在10 層以上，因此技術人員要根據新建住宅小區的網絡布局特點，對通信管道、配線管網、設備間的基礎設施進行分析，盡可能控制網線鋪設成本，降低老舊小區改造難度。在建設過程中，使用全光纖接入網，實現OLT 用戶的全范圍覆蓋，最大程度利用家庭寬帶資源，提升數據傳輸的穩定性安全性。分纖箱可以放在小區單元的管井內，避免受外部環境的影響。

城區標準化小區入住率較高，因此要對端口覆蓋率進行控制。通常需要達到50%以上，并且要根據后期的客戶需求進行擴容處理。GPON 板卡單端口下行帶寬為2.5Gbit/s，分光比為1:64，考慮目前多數PON 口占用率，對設備進行拓撲結構配置。為了加快建設進度，并開展常態化、標準化的后期維護管理，需要避免運營商與開發商產生爭議。另外，在對城市小區進行線路鋪設時，要結合小區整體的規劃設計風格，對線路和設備進行合理設計，避免光纜出現磨損，提高整個小區的美觀性。

4.3.2 鄉鎮及新農村社區

對于鄉鎮及農村聚集區，開發商通常需要采用管道和埋管等方式進行管網鋪設，原則上每個單元內放置接入點，分纖箱應該放置在各單元1 層墻壁上。對5～6 層的建筑，采用8 芯插片光分路器進行配置，需要達到50%以上的覆蓋率，滿足用戶后期的業務升級需求。一些農村新建別墅較多，一般采用弱電管道鋪設方式。根據國家2016 年光纖到戶標準要求，各運營商要拓寬農村有線寬帶覆蓋范圍，對老舊農村站點進行改造升級。光纖接入通常采用掛壁水泥桿固定的方式，要考慮農村部分地區有線寬帶比例，覆蓋率要控制在30%～40%。對于拆遷地區的臨時安置點，可以采用上聯就近光交擴容的方案進行建設，因安置時間一般不長且安置人員多數為新增需求不多的住戶，需要靈活調整寬帶接入方案，提供資源設施的利用率，可以將覆蓋率控制在略高于已滿足現有接入用戶移機的水平。

5 有線寬帶接入技術的發展趨勢分析

最近幾年，隨著我國網民數量的日益增多，用戶對寬帶的速度要求也不斷提高，光纖到戶已經逐漸成為主流的有線寬帶接入模式。為了進一步提升用戶的上網體驗，各運營商和技術人員對光纜進行各指標的分析和測試，圍繞彎曲半徑、芯數、線徑、材質等進行調整。目前，隱形光纜具有外徑小、耐腐蝕性強、重量輕、應用靈活等特點，施工人員利用隱形光纜可以對室內進行高效、美觀的線路鋪設，不僅美觀，并且安裝便捷，不需要額外穿管鋪設，并且隱形光纜能夠有效解決FTTH 入戶建設存在的一系列問題。

現階段，EPON 技術的成熟使得寬帶接入變得更加的高效、靈活，國內外運營廠商利用EPON 技術將寬帶進行了大幅度提升。但隨著4K 超高清、智能家具、體感游戲等業務的普及，當前的寬帶技術標準難以適應更高的傳送速率要求，因此，需要積極探尋新一代PON 技術，滿足超高寬帶業務需求。

6 結語

綜上所述，為了推動我國經濟社會發展，滿足人員日益提高的物質精神需求，要積極發展有線寬帶接入技術，對寬帶上網的速度進行提升，拓寬業務類型，進一步普及IPTV、4K 超高清視頻、視頻會議等業務，為人們的生活和工作創造更多的便利。在進行網絡寬帶建設時，技術人員要從實際出發，對居民聚集區的通信基礎設施、管網線路布局進行分析，要科學配置光纖及配件，提高線路的穩定性。