县级有线电视网络双向改造总体规划设计的探讨

【摘 要】 随着“三网融合”的加快发展，有线电视双向网络的总体规划设计要适应双向业务的发展需要，如何设计好多业务双向网络成为广电技术人需要前瞻的问题。本文初步探讨了县级有线电视双向改造的总体规划设计，对有线电视网络的前端、主干光缆、接入网及多业务拓展等进行分析。

【关键词】 “三网融合” 前端 HFC EPON+EOC 光纤

1 引言

随着科学技术的发展，网络通信、数据传输、广播电视三个领域不断相互渗透，“三网融合”是必然趋势。我国广播电视事业的发展方向是：以有线电视网络为重点，结合通信技术、计算机技术、网络技术，向数字化、光纤化、多功能化的全国联网方向发展。今后5～10年内数字网将在“一个平台、三个网络”上开展各项多功能综合业务。另一方面，伴随着人们对物质和精神生活的不断需求，基于Internet网、IP电话、视频点播等多媒体应用的需求已越来越大，为广大用户提供一种高速率、高带宽、容量大、高可靠、低投入的宽带接入网络势在必行。目前有线电视网络是以光纤和同轴电缆相结合的混合网络，即HFC（Hybrid Fiber-Coaxial的缩写）网络。伴随着县骨干网络的建成开通，以及各乡镇至各自然村骨干网络的开通，如何把高速的骨干网络传输的业务接入普通的用户，已成为当务之急。将EPON技术和EOC技术相结合、统一网管、组成整

体解决方案，可以为广电三网融合NGB的发展提供接入网络的最佳技术。

EPON+EOC可提供数据、视频、语音于一体的三种播放的综合承载，通过一张接入网提供过去多张网络业务的功能。该方案在开发过程中充分考虑当前广电网络的实际情况，节约了大量的综合布线成本和运维投资，兼具高性能和低成本。EPON+EOC技术满足广电数字电视的双向改造和国家三网融合的需要，将推动NGB产业的深入发展，是面向广电运营商NGB网络接入层首选技术。为迎合EPON+EOC技术在广电HFC网络上得到更好的应用，所以广电双向网络在对HFC网络的改造设计中要做好必要的前期规划工作，本人根据自身对广电行业的多年摸索和借鉴一些广电同行的经验，通过整理归纳出以下几点仅供大家参考。

2 前端机房

在有线电视系统中，前端机房是整个网络的核心部分，是重中之重。但由于各地市县级有线电视台对设备的选型、新老设备的使用和安装方式不同，造成了前端机房设备参差不齐，布局不一，各种设备连接线路种类繁多，如：电源线、射频线、视频线、音频线等，在有线电视前端机房系统设备选定或增容后，设备、系统可能实现的最佳技术指标也就基本确定。这时，前端设备的连接布局是否合理，则是能否发挥设备的最佳指标的重要因素。为了提高电视设备的施工质量，使今后设备能安全、高效的工作，同时也为了今后技术人员维护的方便。因此，强调前端机房的整体布局和标准化、规范化施工是十分必要的。

2.1 机房与前端供电系统及防雷接地系统

一个具有良好、稳定、可靠的供电系统是广播电视安全播出的必备条件，中心机房具备可靠供电系统。我台具有双路外供电，一路主供，一路备份，另外还有满足机房实际用电需求的自备电源和采用具有高可靠且有一定冗余的UPS电源，这样，配置成一个强大的自适应在线式双电源供电系统（针对机房内所有的双电源设备而言），因此，不论是外电或UPS电源故障，均不会对机房正常工作带来任何影响。

做好机房各种接地是保证系统安全、稳定、高质量工作的重要一环，是消除各种干扰、防止机房遭遇雷击和保护人生安全的重要措施，所以，在机房整体设计时必须充分考虑系统各种地线的科学性、合理性和相互关联的有效性。

广播电视机房是以安全播出为宗旨，而影响我们安全播出的因素除人以外，主要是供电与雷电。其中只有雷电是自然的、灾难的、所无法抗拒的。雷电对广播电视播出系统危害甚大，特别是微电子技术在广播电视系统中的广泛应用，对机房播出系统的防雷接地工作提出了更高的要求。除了要有良好的防雷保护接地装置外，还要做好防止外来电源及传输线路引雷入机房，并要严格做好机房内所有机柜及设备的等电位工作，注重等电位联结。在电源接入端可安装防雷电保护模块，外来传输光缆可通过光接续盒，用光尾缆或尾纤进入机房，防止雷电侵袭机房。从图2可以看出，在电源变压器初级之前，电源保险丝之后进行

联接，最好焊接在电源线与电源变压器引出线相接处。同时，模块中间的接地引线要注意保持良好的接地状态，这是非常关键的一点。

2.2 设备布局

设备布局应在保证系统性能指标合理的前提下，注意操作方便、扩容方便，同时兼顾美观。新老设备与不同类别的信号设备尽量分柜安装，方便日后整网和新老设备的替换。

2.3 电缆连接

射频信号的输入、输出电缆避免平行布线，射频电缆应采用高屏蔽性、反射损耗小的电缆，以减少干扰，减少泄漏；尽量缩短信号连接电缆的长度；选择优质的连接头，并严格控制连接头制作质量。实践证明，一个制作不到位的连接头，是产生故障的隐患；在信号连线中，适当地留有备份，以便增容和维护；设备、连线应设置标识标签，以方便日常的调试和检修；合理捆扎连线，既能保证可靠性，又能增加美观；电源线、信号电缆要分沟敷设，不能混杂走线。电源线若从机架顶部布线，信号电缆则走下面；电源线若走左边，信号电缆则走右边。

总之，布局连线关系到机房前端系统工作是否可靠，是优质播出的关键。

2.4 光纤连接

随着广电网络“光进铜退”，机房的光纤容量必然会成倍增加，因此光传输会成为重点，光纤连接要做到走线合理、布局美观、维护方便、冗余扩充等因素。

（1）光纤在走位和盘纤时不允许出现走直角，打小圈的现象。

（2）做光纤熔接时接续人员操作水平，操作步骤，盘纤工艺水平，熔接机中电极清洁程度，熔接参数设置，工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗。所以在做光纤熔接时，应找有经验的熔接人员进行熔接。

（3）机房光纤熔接，为达到整齐美观要尽量避免一根光缆一个终端盒子的现象，选用标准的光纤配线柜，对机房内的光纤进行统一熔接，并做好预留方便日后光纤的扩容。

（4）光纤在做活动连接时各个光传输设备、配线柜、跳线、连接头应尽量选用同一批次的优质接插件（法兰、尾纤）保证机房信号的稳定优质输出。

3 光缆干线、同轴电缆支线和用户分配线网络

在HFC双向网改造中，设计应以反向为主，兼顾正向。在满足反向要求的前提下，尽量减少改造工作量，并降低改造成本。

光纤主干线网：我县已经对所属8个分中心采用环网架构，确保网络在一路物理链路受损情况下，备份链路自动切换。实际中已经多次发生正向链路发生故障而启用备份的情况，因此环网建设对双向业务的商业运维来说是必不可少的。城区光纤干线一般采用星形和树形结构的组网方式，星型拓扑的好处是：光分配一次到位，故网络的可靠性高。星型拓扑的唯一缺点是耗用光纤较多。与之相反，树型拓扑采用一系列1分N分路器的级联，又造成较多熔接点。引入较大的插入损耗，浪费光功率，另外，树型结构的主干一断，就会影响后续分支，故网络的可靠性较低。树型网络的唯一优点是光纤较省。目前宁海在光纤骨干网络的建设当中都以星型结构为主。

光纤干线的特点是传输容量大，易实现双向传输，从理论上讲，一对光纤可同时传送150万路电话或2000套电视节目；频率特性好，在有线电视传输带宽内无需均衡；用目前流行的1550纳米波长的光纤传输设备取代传统的1310设备，其输出功率更高，传输损耗更小，可延长有线电视的传输距离，目前宁海在光节点规划设计中光分路器以4～16路方式为一个单元，分路器全部采用均分方式覆盖（方便仓库备货）25公里内无需中继放大；光纤间不会有串音现象，不怕电磁干扰，能确保信号的传输质量。在目前整个光纤及光纤传输设备价格普遍低廉的情况下，在设计的时候尽量采用光节点无源覆盖的方式进行组网。

同轴电缆支线和用户配线网络：支线和配线网络的同轴电缆部分一般采用树状或总线式结构；而双向分配网中要求电缆接头个数尽量少，所以在支线和配线网络设计中应尽量采用集中分配方式减少分支和放大器的级联，一般分支不超过4级，放大器不超过两级，最好采用无源方式设计。目前宁海HFC网络多以无源方式设计，且光接收机后分支级数一般不超过4级。

双向分配网改造时，电缆接头的质量和接头制作工艺非常关键。否则，一个电缆接头接触不良，就会造成一个甚至多个用户不能正常工作。因此，施工时对电缆接头要特别重视。主支干线连接用贯通头，电缆接入处用热塑管封口，分配网连接选用压接式F头（冷压铸头），禁用传统的卡环式接头。有人说：“双向分配网改造主要是“接头工程”。这句话有一定道理，电缆接头越多可靠性越差，每增加一个接头就降低一部分可靠性。

在反向通道中，对链路的反向损耗也有较高的要求，除外界干扰对电缆、电缆连接头低频频段（5～40MHz）比较厉害外，最大入侵口是用户端， 所谓的“干扰中心”噪声源头，所以对未使用区或双向网尚未改成的用户，特别是一些家里装了家用放大器的用户可用高通滤波器来隔断噪声源回传通道中的噪声，以保证广电双向用户的正常使用。

所以在HFC网络的改造中应尽可能地让光纤渗透到用户的附近，以充分利用光纤传输的优越性，逐步减少每一光节点所服务的用户，这是CATV网向宽带综合业务用户网过渡的必然要求。

4 双向网络的技术方案规划

双向网络的技术有很多，早期有CMTS、现在有EPON、而其他运营商可以利用FTTH技术传输IPTV。因此作为广电的技术人必须认清形势，选择最适合自己的技术才是最重要的。广电网络是视频起家的，同轴电缆占有相当的比重的资源。同轴电缆是传输视频的优质物理介质，虽然光纤到户是方向，但是笔者认为广电不应完全放弃广电擅长的射频技术去搞FTTH，广电目前的技术应该EPON+EOC或EPON+LAN，再逐部发展到FTTH。

EPON技术已经应用到很多广电双向业务上了，一般原理是采用WDM技术，1550nm数字或模拟电视广播下行，1310nm作为双向上行波长，双向下行波长是1490nm。我台则根据光纤资源较丰富的情况采用回传通道采用单独链路。在用户发展不多的情况下，我台目前一个ONU一般带用户数60户左右，发展数据用户完全够用，如果业务再发展，ONU下移，我们可以留有足够的冗余。视频交互业务上，我们采用IP QAM调制“光插”。

5 业务拓展

早期广电HFC网络双向接入用户数量不多，每个用户接入端口的流量不高，因此在用户接入时，很多运营商都没有很好的，预见性的对网络做规划设计，而是无规律性的任意接入。这些情况在用户数量不多，每个节点所接用户流量不高时不会有什么问题出现，但是随着广电双向网络业务的不断发展，接入用户数量和流量的不断提高，以前的无规律性任意接入的弊端和制约网络发展的问题逐渐显露出来：

5.1 网络业务增加的技术处理

ONU下移，发展FTTB到FTTH，由于EOC本身的带宽限制，因为业务量的增加使得端口流量饱和，导致用户体验收到严重影响，因此必须将ONU下移，拓展网络带宽。如果有高端用户我们就相应的留有业务预留，ONU直接进如用户，这就是FTTH。

5.2 多业务发展的规划

双向网络的开发应用规划，双向网络的业务我们必须要有必要的规划，网络如果没有相应的业务支撑，那网络就发挥不出应有的价值，所以必须对网络的业务利用做到相应的“超前”，对网络的发展重点是数据还是点播、高清等我们要有预知，在网络的规划上技术上也就做相应的侧重，特别是在城域网的架构、机房设备的预置、网管功能的实现、数据的安全等要进行必要的规划，网络的运行才会安全有效。

6 结语

随着广电双向业务的不断发展，为了能对HFC双向网络进行更好的管理和优化，各广电运营商要根据自身双向用户接入情况预见性的对网络做好规划设计，避免给日后用户接入带来麻烦和不必要的浪费。只有严格按照一系列优化原则和方法执行，设计合理科学的HFC双向网络接入方案，才能更好的管理、维护和优化HFC双向网络，使广电在三网融合的时代下，全面提高网络的核心竞争力，为以后能更好的管理和维护HFC双向网络，为广电双向网络业务的不断发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]唐明光.有线电视技术[M].北京：中国广播电视学会技术研究委员会，2004.

[2]陈雪.无源光网络技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2006.