涟水县有线电视网络双向化建设和改造实施方案
丁青海 乔东明 秦双华
为了将我县有线电视网络建设和改造成为高可靠、高带宽、高承载力、可管理、可运营的双向网络，结合我县有线电视网络的现状，设计了四套建设和改造方案，可因地制宜，选择恰当的方案实施。
一、 FTTB+EPON+LAN方案
（一） 组网方案
采用“光纤到楼、光机直带用户、EPON传输、同轴电缆五类线复合电缆入户、以太网接入”的网络结构。HFC网络传输系统采用860MHz频带，拓扑结构为光链路采用一级1550nm环型光链路、二级1310nm或1550nm星型光链路的结构，楼栋以下接入网采用光接收机直接通过同轴电缆覆盖用户，同轴电缆网络采取“单向传输、集中接入”的原则设计。双向网络采用基于EPON技术的点对多点光以太网传输技术，楼栋至用户采用五类线方式。
（二） 网络结构
接入网线路由分前端、分前端至小区接入线路、小区接入点、小区至楼栋接入线路、楼栋接入点、楼栋至用户终端接入线路、用户终端组成。
根据HFC网络波长配置不同，分为1310nm、1550nm叠加1310nm、1550nm叠加1550nm+三种方式。三种方式的应用环境如下：
1310nm方式适用于一级1550nm光链路、二级1310nm光链路的HFC网络； 1550nm叠加1310nm、1550nm叠加1550nm+方式适用于一级1550nm光链路、二级1550nm光链路的HFC网络。两者区别是本地信号插入的光波长有所不同。
组网示意图如下：
IP
1550
前端图1 1310nm HFC波长系统组网示意图
1550
IP前端图2 1550nm叠加1310nm HFC波长系统组网示意图
1550IP前端
图3 1550nm叠加（1550nm+）HFC波长系统组网示意图
对于一个500户小区模型来说，各部分结构分别描述如下：
分前端部署光发射机、光放大器等HFC传输设备，汇聚交换机、OLT等数据传输设备，实现HFC下行广播信号的传输和小区双向数据业务信号的汇聚。
1310nm模式的工作原理：将广播外调1550nm光信号转换为射频信号和本地射频信号混合后进入1310nm光发射机，再以1310nm的光传送至小区；1550nm叠加1310nm方式的工作原理：本地信号经1310nm直接调制后与1550nm广播信号进行粗波分复用后向下传送，复用位置必须在1550nm光放大器之后；1550nm叠加1310nm方式的工作原理：与1550nm叠加1310nm方式相似，只是叠加波长由1310nm改为1550nm+， 表示波长的增量，一般为DWDM波长间隔的倍数。
分前端至小区接入线路，布放12芯室外层绞式光缆，平均距离为3000至5000米。分前端至小区接入点的光纤量的计算方法是，按照双纤三波的组网方案计算光纤用量。每60户作为一个楼栋光接入点分配1芯光纤作为数据传输用，每8个楼栋光接入点分配2芯作为数字电视信号传输用，按20%计算冗余，最后按4的倍数取值。对于500户小区，数据传输使用8芯，数字电视使用2芯，冗余2芯，共计12芯。
图4 光缆线路图
小区接入点放置光交接箱，在交接箱内对主干光缆和小区分配网光缆进行接续、分配和调度。
小区至楼栋接入线路，布放2芯室外中心束管式光缆，平均距离为200-300米。
楼栋接入点放置楼栋设备箱，对进楼光信号进行光电转换和分配后，覆盖单元接入点。楼栋接入点覆盖用户数不超过60户。楼栋设备箱由箱体和楼栋光接收机、ONU、交换机、高频模块、熔接单元、供电设备及附件组成。楼栋设备箱采用一体化设施，有效利用箱体空间。有源设备采用本地220VAC供电方式。
楼栋接入点至单元接入点布放-7以上同轴电缆和大对数电缆。 单元接入点对电信号进一步的分配，实现HFC射频信号的分配，并实现大对数电缆和入户五类线的对接，覆盖最终用户。单元接入点覆盖用户数不超过为16户。
单元接入点至用户布放-5同轴电缆和五类线的复合电缆。
用户信息终端：用于为用户提供综合业务的线路接口，向用户提供射频和以太网接口。
（三） 箱体
1、 小区接入点-光交接箱
光缆交接箱由箱体、内部金工件、光纤活动连接器及备附件组成，内部可混装光分路器单元。采用室外型，落地安装。
光缆交接箱用于连接主干光缆与小区分配网光缆，满足光缆的固定与保护、光缆纤芯终接、调线、光分路功能。箱体内部结构见图所示。
图5 光缆交接箱结构示意图
2、 楼栋接入点-楼栋设备箱
楼栋设备箱由箱体和楼栋光接收机、ONU、交换机、高频模块、熔接单元、供电设备及附件组成。采用室内型，壁挂或预埋安装。箱体内部结构见图所示。
图6 楼栋设备箱结构示意图
3、 单元接入点-单元配线箱
内部配置HFC集中分配器和高频模块。采用室内型，壁挂或预埋安装。
图7单元配线箱结构示意图
（四） 管道要求
有线电视管道需单独敷设，不得与其他通信管道共管和共井。箱体均为广电网络专用，不得与其它线路、设备共用，一般应选用广电已认可的产品。
楼内管道与各种箱体建设及同轴电缆敷设均应采用集中分配模式。 小区有线电视管道：应与市广电管道连通，一般采用2×Φ110PVC，横越道路时需采用2×Φ110PE管，与其他通信管道平行间距不小于20CM。多层、小高层进单元管道2×G80钢管，-0.5米分别引入楼栋设备箱和楼栋集中分配箱；高层进单元管道G100钢管。
预埋管道方式的单元垂直通道：每层2户的多层建筑，-1层至中间楼层为3×Φ40PVC，中间楼层至顶层2×Φ40PVC，每层需安装120×120过渡盒；小高层、高层根据实际情况增加管道数量。弱电井方式的单元垂直通道：设置有线电视专用电缆桥架，或隔出单独桥架空间，桥架尺寸不小于100×50mm。弱电井内可容纳单元分配箱的安装。
入户以及户内管道均采用1 X PVC25或2 X PVC20。高层各层弱电井与
本层用户户内多媒体箱之间一般采用1 X PVC25或2 X PVC20星型连通，连通距离超过25米时，中间增设分支箱。
楼栋设备箱：多层建筑宜设于地下室内或1层公共通道侧面墙体内，高层宜设于弱电间内，高度1.6米。箱内均应引入截面2.5 mm2的220V交流电源及大楼接地终端。
楼栋集中分配箱：应安装在楼栋设备箱旁，高度一致，两者之间使用Φ32PVC以上管道连通,其它单元楼栋集中分配箱做过渡箱用。单元集中分配箱多层建筑每8-16户1个，宜设于2-3层公共通道侧面墙体内，小高层、高层应每8-16户安装1个，宜设于中间楼层弱电间内。
用户多媒体箱：每户一个，户内近门处设置，入户电缆应从多媒体箱直接敷设到单元集中分配箱内。箱体能够提供220VAC供电。
每个小区需提供5-10平米全封闭机房1个，机房与小区管道采用2×Φ110PVC连通。与其它弱电设施完全分隔，设置单独门、锁，能够安装空调，提供5KW供电线路，弱电接地（≤4Ω），具备防洪措施。
每楼栋需在地下室提供广电专用弱电间，放置广电网络设备。专用弱电间内提供设备供电，并提供专用管道（管道容积是进线管道的容积的2倍，以桥架方式设计为好）与进单元管道和垂直通道相沟通，对于以弱电井方式的建筑则与该井沟通，管道容积与桥架容积等同。至弱电井如无独立管道可与其他单位的弱电管道共用，但必须留足空间，以不小于进线管道容积的2倍为准。
（五） 系统指标要求 1、 HFC传输系统指标
设计光接收机接收光功率为-4dBm。有线电视网络技术指标分配见下表。
2、 光接收机
输入光功率：-6～0 dBm，标称值为-4dBm
输出射频电平：87±1dBuV@ 98.5MHz低导频、93±1dBuV@ 743.25 MHz高导频（导频信号低于模拟频道电平10dB）。
3、 单元集中分配器输出端口
输出射频电平：64±4dBuV@ 98.5MHz低导频、68±4dBuv@ 743.25MHz高导频（导频信号低于模拟频道电平10dB）。
4、 用户端电平
入户电平：74±4dBuV； TV口电平: 66±4dBuV； DP口电平: 66±4dBuV。 5、 用户端数字电视QAM指标
误码率BER 30dB。 6、 用户端数据网络
丢包率不超过1‰，ping 汇聚交换机的延时不超过20 ms。 7、 光分配网络 ① 基本要求
光缆采用G.652标准单模光缆。采用双纤模式，HFC网络采用1310nm波长，单独占用一芯光纤；双向网络采用单芯模式，选用1490、1310nm波长。
光连接器采用FC/APC或SC/APC类型。1：8分路比（含1：8）以上的光分路器采用平面波导型。
② 光通道损耗
EPON系统光网络的下行光通路的插损值应在15～25dB之间，上行光通道的插损值应在15～25dB之间。
③ 光反射要求
光分配网络的上联接口至用户侧接口间的所有离散反射损耗：HFC网络应大于60dB，EPON系统应大于40dB。
（六） 设备网管 1、 HFC网络管理系统
HFC光传输系统设备包括光发射机、光放大器、楼栋光接收机，均应支持基于SNMP协议的网管功能。网管通讯协议应遵循国标“GB/T 20030-2005 HFC网络设备管理系统规范”。设备应答器MIB遵循网管系统国标规范的定义。设备应支持以太网接口。
2、 EPON网络管理系统
网管功能支持对OLT和ONU的配置、故障、性能、安全等管理功能。OLT的操作管理和维护功能通过EPON网元管理系统进行。ONU的操作管理和维护功能采取本地管理和远程管理两种方式。
OLT的网络管理功能应支持SNMP协议和IEEE802.3-2005中规定的OAM功能，即OLT与EPON网元管理系统之间的通信应采用标准的SNMP协议，实现相关的管理功能，同时，OLT实现SNMP Agent功能，通过标准的OAM通道实现其与ONU之间的OAM发现、链路状态监控等维护功能。
ONU应能通过其所带的以太网用户接口对其进行的本地操作维护；ONU的操作维护管理功能应具备对其进行配置管理、故障管理、性能管理和安全管理方面的功能；管理系统采用中文界面、Web或图形化方式。
二、 FTTB+EPON+EOC方案
（一）组网方案
采用“光纤到楼、光机直带用户、EPON传输、同轴电缆入户、EOC接入”的网络结构。HFC网络传输系统采用860MHz频带，拓扑结构为光链路采用一级1550nm环型光链路、二级1310nm或1550nm星型光链路的结构，楼栋以下网络采用光接收机直接通过同轴电缆覆盖用户，同轴电缆网络采取集中接入的原则设计。双向网络光链路采用EPON传输技术，楼栋以下网络采用基于同轴电缆传输以太网信号的EOC传输技术。
（二）网络结构
接入网线路由分前端、分前端至小区接入线路、小区接入点、小区至楼栋接入线路、楼栋接入点、楼栋至用户终端接入线路、用户终端组成。
FTTB+EPON+EOC方案与FTTB+EPON+LAN方案在网络结构要求上总体一致，下面将不同之处描述如下：
楼栋接入点放置楼栋设备箱，箱内配置楼栋光接收机、ONU、EOC头端
等设备，楼栋接入点覆盖用户数平均为60户。EoC头端上联到ONU，EOC输出信号混入无源同轴电缆传送到用户。有源设备采用本地220VAC供电方式。
楼栋接入点至单元接入点布放-7以上同轴电缆。
单元接入点对电信号进一步的分配，实现HFC射频信号的分配，覆盖最终用户。单元接入点覆盖用户数不超过为16户。
单元接入点至用户布放-5同轴电缆。
用户信息终端：用于为用户提供综合业务的线路接口。同轴电缆和五类线双线入户时，向用户提供射频和以太网接口；同轴电缆单线入户时，向用户提供射频接口，并通过EOC终端提供以太网接口。
根据分前端本地信号插入方式不同依然分为1310nm、1550nm叠加1310nm、1550nm叠加1550nm+三种方式。以1310nm方式为例，组网示意图如下：
1550
IP前端
图8 1310nm HFC波长系统组网示意图
（三）箱体
1、 小区接入点-光交接箱 与FTTB+EPON+LAN方案要求相同。 2、 楼栋接入点-楼栋设备箱
箱体由箱体和楼栋光接收机、ONU、EOC头端、熔接单元、供电设备及附件组成。采用室内型，壁挂或预埋安装。箱体内部结构见图所示。
图9 楼栋设备箱结构示意图
（四）系统指标要求
与FTTB+EPON+LAN方案要求相同。
（五）FTTB+EPON+EOC方案用于网络改造的说明
FTTB+EPON+EOC方案用于网络改造时不要求改变现有的HFC单向广播网络结构，只要求在现有光节点处将用于交互业务的光纤通过无源分配的方式延伸到楼，在楼内放大器的位置增加ONU和EOC头端，建立网络交互通道。
另外，HFC单向广播网络技术参数应满足上述系统指标要求。
三、 FTTC+EPON+EOC方案
（一） 组网方案
采用“光纤到小区、一级电放大、EPON传输、同轴电缆入户、EOC接入”的网络结构。HFC网络传输系统采用860MHz频带，拓扑结构为光链路采用一级1550nm环型光链路、二级1310nm或1550nm星型光链路的结构，小区以下网络采用光接收机经一级电放大器通过同轴电缆覆盖用户，同轴电缆网络采取集中接入的原则设计。双向网络光链路采用EPON传输技术，小区以下网络采用基于同轴电缆传输以太网信号的EOC传输技术。
（二） 网络结构
接入网线路由分前端、分前端至小区接入线路、小区接入点、小区至楼栋接入线路、楼栋接入点、楼栋至用户终端接入线路、用户终端组成。
具体描述如下：
小区接入点：放置小区设备箱，箱内配置光站、ONU、EOC头端等附件。 小区至楼栋接入线路为-9铝管以上同轴电缆。
楼栋接入点放置楼栋设备箱，箱内配置楼栋光接收机、ONU、EOC头端等设备，楼栋接入点覆盖用户数平均为60户。EoC头端上联到ONU，EOC输出信号混入无源同轴电缆传送到用户。有源设备采用本地220VAC供电方式。
楼栋接入点至单元接入点布放-7以上同轴电缆。
单元接入点对电信号进一步的分配，实现HFC射频信号的分配，覆盖最终用户。单元接入点覆盖用户数不超过为16户。
单元接入点至用户布放-5同轴电缆。
用户信息终端：用于为用户提供综合业务的线路接口。同轴电缆和五类线双线入户时，向用户提供射频和以太网接口；同轴电缆单线入户时，向用户提供射频接口，并通过EOC终端提供以太网接口。
根据分前端本地信号插入方式不同依然分为1310nm、1550nm叠加1310nm、1550nm叠加1550nm+三种方式。以1310nm方式为例，组网示意图如下：
1550
IP城域网
前端
图10 1310nm HFC波长系统组网示意图
（三） 箱体
1、 小区接入点-小区设备箱
新增小区设备箱用于替换原有小区光站箱。小区设备箱用于部署光站、集中供电器、光缆熔接盒和过流器件，实现HFC网络的光缆网络和电缆网络的接口功能。箱体由内部金工件、光纤活动连接器及备附件组成，采用室外型，落地安装。箱体内部结构见图所示。
图11小区设备箱区域分布图
如果不改动原有箱体，在原有小区光站箱旁增加专用设备箱用于放置ONU和EOC头端设备。
2、 楼栋接入点-楼栋设备箱
在原有楼栋设备箱内增加EOC旁路器。 （四） 系统指标要求 1、 HFC传输系统指标
注：指标分配公式：C/N = 44-10lgK；C/CSO = 55-15lgK; C/CTB = 55-20lgK
2、 光站
输入光功率：-2～1dBm
输出射频电平：83±1dBuV@ 98.5MHz低导频、93±1dBuV@ 743.25 MHz高导频（导频信号低于模拟频道电平10dB）。
3、 放大器
放大模块输入电平：68～70dBuV
导频输出电平：85±1dBuV/98.5MHz、91±1dBuV/743.25 MHz。 4、 用户端电平
入户电平：72±4dBuV； TV口电平: 64±4dBuV； DP口电平: 64±4dBuV。 5、 用户端数字电视QAM指标
误码率BER 30dB。 6、 用户端数据网络
丢包率不超过1‰，PING 汇聚交换机的延时不超过20 ms。 7、 光分配网络调试指标 ① 基本要求
光缆采用G.652标准单模光缆。采用双纤模式，HFC网络采用1310nm波长，单独占用一芯光纤；双向网络采用单芯模式，选用1490、1310nm波长。
光连接器采用FC/APC或SC/APC类型。 ② 光通道损耗
EPON系统光网络的下行光通路的插损值应在15～25dB之间，上行光通道的插损值应在15～25dB之间。
③ 光反射要求
光分配网络的上联接口至用户侧接口间的所有离散反射损耗：HFC网络应大于60dB，EPON系统应大于40dB。
四、 FTTC+CMTS方案
（一）组网方案
采用“双向HFC网络、CMTS接入”的网络结构。HFC网络传输系统采用860MHz频带，拓扑结构为光链路采用一级1550nm环型光链路、二级1310nm星型光链路的结构，小区以下网络采用光接收机经一级电放大器通过同轴电缆覆盖用户，同轴电缆网络采取集中接入的原则设计。双向网络光链路采用基于HFC网络的CMTS传输技术。
光纤到达小区，每500户设立一个光工作站，
（二）网络结构
接入网线路由分前端、分前端至小区接入线路、小区接入点、小区至楼栋接入线路、楼栋接入点、楼栋至用户终端接入线路、用户终端组成。
各部分结构具体描述如下：
分前端部署HFC传输设备、汇聚交换机和CMTS头端等设备，提供HFC正向广播信号并向小区提供双向数据业务信号。
分前端至小区接入线路占用2芯双向光纤通道。
小区接入点放置光站，实现正向和回传的1310nm波长光信号进行光电和电光转换。
小区至楼栋接入线路采用-9铝管以上同轴电缆。 楼栋接入点放置楼栋设备箱，箱内配置电放大器。 楼栋接入点至用户终端线路采用-7以上同轴电缆敷设。
用户信息终端：部署数字机顶盒接收广播式或交互式数字电视信号，并可通过CM向用户提供数据业务。
组网示意图如下：
1550
IP前端图12 FTTC+CMTS系统组网示意图
（三） 系统指标要求 1、 HFC回传网络调试要求
Cable Modem线路调试分为三部分：
从光机至机房CMTS上行输入口的线路调试；所有光站均需要安装5-20MHz低阻滤波器，以滤除5-20MHz的低频段干扰和噪声。
从放大器的回传输入口至光机的回传输入口的线路调试；
Cable Modem终端安装调试，即从用户端至放大器反向输入口的线路调试。
回传信号电平分配如下图所示，根据网络具体设备要求进行调试。
图13 回传信号电平分配图
2、 CMTS系统要求
按CMTS每上行口头端上用户不超过100台，每台头端上用户CM数量不超过400台，如超出则进行扩容。
按每个上行口覆盖有线电视用户数量不超过3000户，每个上行口接入光节点不超过4个，如超出则进行扩容。
个人用户接入使用频段718～726MHz，建议EuroDocsis/Docsis中心频点为5722MHz/723MHz。
3、 其他系统指标要求 与FTTC+EPON+EOC方案相同。
五、 方案使用
（一）新建网络
新建网络设计和建设统一采用FTTB+EPON+LAN方案，在无法解决五类线入户的情况下，可以采用FTTB+EPON+EOC方案。
（二）单向网络双向化改造
单向网络双向化改造优先采用FTTB+EPON+EOC方案，为了快速完成网络双向化改造，可以采用FTTC+EPON+EOC方案。