广东省江门市CBN FTTH建设

广东省江门市CBN FTTH建设

任文卿

广东省广播电视网络股份有限公司江门分公司

摘要：随着有线电视技术的发展，有线电视网络开始逐步光进铜退。如何对有线电视网络进行规划设计，以推进CBN FTTH建设工作的开展，成为一项非常紧迫的工作。本文对近几年来广东省江门市CBN FTTH的建设工作作了深入的探讨。通过综合分析，本文得出一些重要结论，包括系统的选用、网络设计中的难点和关键点。本文的研究成果对于深入了解CBN FTTH建设与工程设计具有重要的可借鉴性。

关键词：有线电视网络、CBN FTTH、EPON、GPON

1 引言

随着有线电视技术的发展，有线电视网络开始逐步光进铜退。广东省广播电视网络股份有限公司江门分公司（以下简称江门分公司），其有线电视网络经过二十多年的发展，也由最初的HFC单向网络发展到HFC双向网络，再于现在向CBN FTTH演进。CBN FTTH具有非常高的带宽接入，可以很好地满足用户不断增长的上网需求。另外CBN FTTH大部分是无源的，这样使得网络噪声非常小。网络建成后，故障较少，维护工作量也较少。因此，从2017年开始江门分公司决定逐步建设CBN FTTH，先后在江门市外海街道、开平市、鹤山市、江门市新会区等地区大规模建设CBN FTTH。本人有幸参与其中并主持设计工作，积累了一定的经验，特写下此文与各位同行共享。

2 外海街道CBN FTTH建设

2017年，江门分公司决定以江门市外海街道为试点，全面建设CBN FTTH。外海街道总面积47.1平方公里，总人口数约为9.63万，下辖9个社区、12条村。在墟镇中心和麻园各有一个分前端，分前端覆盖范围基本在5公里以内。项目采用价格较低的EPON系统，整个工程规划为：一期工程、二期工程和三期工程。一期工程包括江海路以北及外海墟镇中心区域。二期工程包括江海路以南至金欧路区域。三期工程包括金欧路以南区域。

2.1 EPON系统网络结构

EPON系统采用双纤三波传输方式，广播电视和互动电视基于DVB平台，电视信号波长1550nm,单独占用一芯光纤，数据信号波长分别是上行1310nm、下行1490nm，合用另一芯光纤。网络结构如图1所示：（分）前端与光交箱间的是主干光缆，一般是2000或3000米。光交箱与光分纤箱间的是支线光缆，支线光缆中的熔接盒（或熔接点）控制在四级以内。光分纤箱与用户端间的是皮线光缆，长度不超过100米。电视信号由（分）前端的1550nm光发射机发射，经EDFA光放大器放大，进入主干光缆、支线光缆，最后由用户端的光接收机解调成射频信号。电视信号路由中的光分路器是1：4+1：4+1：16三级分光，电视一级光分路器安装在（分）前端，电视二级光分路器安装在光交箱，电视三级光分路器安装在光分纤箱。数据下行信号由（分）前端的EPON OLT发射，经光分路器1：4+1：8二级分光后，由用户端ONU接收。数据上行信号由用户端ONU发射，经同一芯光纤回传给（分）前端的EPON OLT。数据一级光分路器安装在光交箱，数据二级光分路器安装在光分纤箱。

图1 EPON系统组网示意图

2.2 EPON系统光通道插入损耗

因为EPON系统采用的是双纤三波传输方式，所以在计算光通道插入损耗时，需要分为两部分计算：（1）电视信号通道插入损耗计算。EDFA光放大器输入功率是-3到0dBm，输出功率是22dBm（EDFA光放大器输出端一般要接光分路器，输入主干光纤的信号一般不要超过17dBm），用户端的光接收机的接收功率最低是-15dBm。光传输损耗每公里1310nm0.38dB、1490nm0.26dB、1550nm0.25dB。每个活动连接器的损耗取值0.5dB。当线路长度小于等于5公里时，线路维护余量取值1dB；当线路长度大于5公里而小于等于10公里时，线路维护余量取值2dB；当线路长度大于10公里时，线路维护余量取值3dB。光分路器插入损耗1：4取值7.5dB、1：8取值10.7dB、1：16取值13.9dB。

根据以上数据，可以计算出线路长度为5公里时，用户端光接收机接收光功率=22-7.5-7.5-13.9-（0.25*5）-（0.5*2）-1=-10.15dBm，大于用户端光接收机最低光接收功率-15dBm，符合系统要求。

（2）数据信号通道插入损耗计算。

江门分公司采用的是瑞期康达品牌的EPON，使用的光模块是1000BASE-PX20+。系统数据信号最大通道插入损耗参考值是28dB。PON口参数指标详见表一：

表一 PON口参数指标（1000BASE-PX20+)

根据表一可计算出：上行信号  0-（-10）=10dB

                            3-(-26.5)=29.5dB

                  下行信号  0-（-10）=10dB

3-(-25)=28dB

因此EPON系统光通道插入损耗必须大于10dB并小于28dB。EPON系统光通道插入损耗小于10dB时，会导致光功率过载而损坏PON口。EPON系统光通道插入损耗大于28dB时，会导致信号接收光功率不够而无法正常通信。

3 开平市CBN FTTH建设

    2021年，江门分公司决定对开平所属范围原HFC网络进行全面CBN FTTH建设。开平市全市总面积1659平方公里，总人口数约为68万，下辖2个街道（三埠街道、长沙街道）、13个镇（月山镇、水口镇、沙塘镇、苍城镇、大沙镇、马冈镇、龙胜镇、赤坎镇、塘口镇、百合镇、蚬冈镇、金鸡镇、赤水镇）。全市前端加分前端共42个，（分）前端覆盖范围比较大，部分山区农村路由甚至超过10公里。项目选用GPON系统，工程分三期完成，第一期：2021年完成苍城镇、沙塘镇CBN FTTH建设。第二期：2022年完成水口镇、沙塘镇、苍城镇、大沙镇、马冈镇、龙胜镇、赤坎镇、塘口镇、百合镇、蚬冈镇、金鸡镇、赤水镇CBN FTTH建设。第三期：2023年完成三埠街道、长沙街道、月山镇CBN FTTH建设。

3.1 GPON系统网络结构

GPON系统采用单纤双波传输方式，广播电视和互动电视基于IP平台，信号波长分别是上行1310nm、下行1490nm，二种波长光信号复用一芯光纤。如图2所示：（分）前端与光交箱间的主干光缆一般是2000或3000米，根据情况需要可增加一至二级光交箱。光交箱与光分纤箱间的熔接盒（或熔接点）控制在四级以内，光分纤箱与用户端的距离不超过100米。下行信号由（分）前端的GPON OLT发射，经光分路器1：8+1：8或1：4+1：8二级分光后，由用户端光口网关（ONU）接收。上行信号由用户端光口网关（ONU）发射，经同一芯光纤回传给（分）前端的GPON OLT。一级光分路器安装在光交箱，二级光分路器安装在光分纤箱。

图2 GPON系统组网示意图

3.2 GPON系统光通道插入损耗

GPON系统光通道插入损耗计算：江门分公司目前采用的是华为和中兴两个品牌的GPON，使用的光模块是Class C+。系统最大通道插入损耗值是32dB。PON口参数指标详见表二：

表二 PON口参数指标（Class C+)

根据表二可计算出：上行信号  5-（-3）=8dB

                            0.5-(-32)=32.5dB

                  下行信号  7-（-3）=10dB

4-(-30)=33dB

因此GPON系统光通道插入损耗必须大于10dB并小于32dB。GPON系统光通道插入损耗小于10dB时，会导致光功率过载而损坏PON口。GPON系统光通道插入损耗大于32dB时，会导致信号接收光功率不够而无法正常通信。

5 结束语

江门分公司从2017年开始，逐步建设CBN FTTH。经过六年时间的不断建设，网络覆盖江门市外海街道、开平市、鹤山市、江门市新会区等地区。随着江门地区CBN FTTH的不断建设，网络对智慧广电业务和应用的承载能力得到不断增强，能够为用户提供4K千兆网关和千兆宽带接入服务，取得非常好的经济效益和社会效益。

参考文献：

【1】《广东省广播电视网络股份有限公司网络工程设计规范》-GCABLE-2011-015-D1.0-110306

【2】《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》-GB50846-2012

【3】《广东省广播电视网络股份有限公司有线电视网络光纤到户（CBN FTTH）设计规范（暂行）》- GCABLET-055.01-2018

【4】《接入网技术要求--基于以太网方式的无源光网络（EPON)》- YD/T1475-2006

【5】《接入网技术要求 10Gbit太网方式的无源光网络（10G-EPON)》- GB/T 37081-2018