金色家园小区HFC接入网规划设计

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摘要：有线电视网络发展到今天， 从组网技术到网络功能都发生了革命性的变化。特别是数字电视的发展，以及有线电视用户对 Internet 接入、 VOD 点播、VoIP (语音 IP 电话) 业务的新需求， 使当前的有线电视网络面临着巨大的压力。因为当前的 CATV(有线电视) 网只是一个专门提供广播电视业务的网络，无法向 CATV 用户提供语音和数据业务，更无法提供双向的 VOD 视频点播功能。因此，有线电视网络正在逐步升级改造。其工作带宽由原先的 450 MHz到 750 MHz 到目前的 860 MHz 或 1000 MHz ，以及未来的 2 600 MHz ；同时广大有线网络运营商也一直在探索一个先进合理的宽带接入技术。

关键字：HFC接入方案可靠性

中图分类号：TN915.6文献标识码： A

一、研究现状

EPON (Ethernet over Passive Optical Network) 是以太网无源光网络的简称， 是目前有线电视网络宽带化的主流技术。一个典型的 EPON 系统 由 OLT、ONU、POS 组成。OLT ( Optical Line Terminal， 分前端) 既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口( PON接口)。在广电组网系统中 OLT 放置于分前端，对于住宅小区则是放置在弱电机房内; 因成本等因素的制约，在 光 纤 铺 设 到 楼 的 条 件 下， ONU ( OpticalNetwork Unit，光网络单元) 放置于楼道竖井内，下连 EoC 局端设备。POS ( Passive Optical Splitter，无源分光器) 是一个简单设备，它不需要电源， 对设置环境的要求相对宽松。一般一个 POS 的分光比为 8、16、32、64、128， 并可以多级连接。OLT 到 ONU间的距离最大可达 20km。EPON 系统使用单模光纤，在一芯光纤上利用上下行两个波 (上行波长：1 310nm，下行波长: 1 490nm) 传输双向数据。

EPON 技术在有线电视网络建设中的应用有两种情况：

a. 新建小区的宽带接入技术，可以直接采用EPON + LAN 技术， 实现 EPON 到楼， 再利用 5 类线方式进入家庭;

b. 针对老的小区， 不方便敷设 5 类线的情况下可以采用 EPON + EoC 技术， 这样可以利用原有的同轴电缆或加以适当的改进， 就可以实现宽带接入。

近年来，许多城市对原有的有线电视网络进行改造，以光纤干线替代原来的电缆干线，以光接收机替代原来的电缆放大器，在新建的小区中实行光纤直接到小区、到楼栋(FTTB)，这些不仅能满足用户对模拟电视信号质量的要求，也为数字有线电视业务的发展和其他交互式业务的开展铺平了道路。

在这种光纤传输所占比重较大的HFC网络中，电缆传输结构变得简单，而光纤传输系统的合理规划设计就显得尤为重要。城市城区HFC接入网中的光纤传输系统一般都选择星型拓扑结构，它虽然与城市环型光纤主干网络和乡村树型HFC网络在基本要素和原理上有相同之处，甚至相互关联，但网络的设计与建设却有自己的特点。

二、本文主要工作

本文对金色家园小区hfc接入网进行了规划设计，主要工作如下：

1、总结了课题的背景及意义，分析了国内外研究现状；

2、进行了HFC接入网设计分析，分析了设计依据、总体方案即相关的技术指标，进行了网络指标分配研究；

3、对前端系统进行了设计，分析了前端信号源的来源，进行了前端主要技术指标分析，设计就前端结构；

4、进行了光缆传输系统设计，选择了光波长度和光路由器，进行了光纤传输线路设计，对同轴电缆分配网进行了设计。

三、总体方案

整个网络具有传输80-100套PAL制模拟及数字电视节目的功能，预留回传接口，以备必要时容易的开通双向传输业务。当前只开通40套电视节目。

工程规模：本工程为黑龙江省金色家园小区有线电视网络建设工程，工程总用户50000户。

节目来源：亚太1A、亚洲-3S、鑫诺1号等卫星上的电视节目，自办节目及光纤传送来的有线电视节目等。

传输方式：采用光纤同轴混合网络即HFC网。这是目前宽带用户接入的主要方式。

传输体制：由中心前端用光纤传输村屯（乡镇）和楼幢（城区）然后用电缆分配到用户，每个光接点覆盖200户之内，预留回传接口。

系统带宽：由于传输的电视节目越来越多，再加上数字电视高清晰度电视机未来个人通信业务的发展，故采用750MHZ系统带宽。

网络结构：采用星型网络结构。

频段划分：数据上行业务5-65MHZ，过度带65-87MHZ、调频广播业务87-108MHZ、TV下行业务（模拟及数字电视）110-750MHZ。

光纤接入程度：宽带网络发展的主要标志是光纤接近用户的程度，HFC网络中，光纤接入程度可分为光纤到小区、光纤到楼幢、光纤到户。本方案采用光纤到楼幢（屯）。

光纤芯数：1550 nm传输每节点4芯考虑。1310nm传输每节点2芯考虑。

光波长： 采用1550nm和1310nm相结合。

用户分配：采用集中分配方式有利于未来发展到双向业务时减少汇集噪声。

四、网络管理和可靠性

目前的HFC宽带网络缺乏一套完整的可靠的标准，对现有的HFC网络，我们应采取下面的措施来增强网络的可靠性。

(1)冗余的光纤链路。采用相互独立的两条光纤链路，路由是从前端到光节点的两条不同的通路，两者是并联、独立的系统，据统计，光传输系统对可靠性的影响约占20%。

(2)更新同轴电缆。据统计电缆部分对可靠性的影响约占50%，所以这部分的可靠性显得更为重要，电缆故障通常包括电缆纵向破裂、划痕进水、焊接不好、连接器问题等。

(3)减小光节点规模。可缩短网络电缆线路，减少各种器件，提高系统可靠性。

(4)合理设计系统的电源系统。有线电视户外设备如光机、放大器等一般使用60 V交流电，先要将220V市电进行电压转换后对设备供电。在给这些设备供电时，要选择合适的电源分配方案，一般有集中式和分布式两种。为了保证停电后的正常运行，系统(特别是前端部分)需要配备备用电源，备用电源必须能够维持一定供电时间(至少应该在3小时以上)。

(5)有效的状态监控。通过各种手段特别是网管系统对系统的各主要状态进行有效监控，及时发现问题，准确测定故障现象，以利于故障排除。

结束语

本文对金色家园小区HFC接入网进行了规划设计，研究了HFC接入网设计指标及总体设计方案，分析了前端信号的主要来源及技术指标，进行了前端结构设计，合理选择了光纤传输系统，进行了光路由器的选择和光缆传输线路设计，计算了输出功率，进行了反向通道的设计。