住宅小区光纤入户设计方案

李建城

（广东南方通信建设有限公司 广东 东莞 523000）

摘 要：有线电视光纤入户工程是智能电网发展的有力支撑，能为三网融合建设提供服务，满足高带宽的语音和数据传输需求。本文以住宅小区电视光纤入户试点工程为背景，开展光纤入户的应用研究。

关键词：光纤入户；光缆连接；全光网

0 引言

随着经济发展和“互联网+”行动计划的推进，互联网技术开始融入手机行业，使手机越来越智能化。这样在通信业与互联网业务的发展下产生了光纤网络接入技术。有线电视光纤到户搭建了小区公共服务平台，为智能电网配用电侧的信息采集、智能互动用电等业务应用提供了有力支持，同时利用富余带宽为社区公共服务建设提供基础。

1 技术参数

（1）OLT光发送电平：0～2dBm（1490nm）；

（2）OLT光接收电平：-26～-8dBm（1310nm）；

（3）ONU光发送电平：0～2dBm（1310nm）；

（4）ONU光接收电平：-26～-8dBm；

（5）光放大器发送电平23dBm；

（6）光接收机接收光功率0～-7dBm，光接收机射频输出电平108dBμV，户内光接收机接收光功率0～-12dBm，光接收机射频输出电平75dBμV；

（7）G.652单模光纤衰耗：≤0.4dB/km（1310nm），≤0.25dB/km（1550nm）；

（8）光纤活动接头损耗≤0.5dB；

（9）光分路器插入损耗：2分路器≤3.8dB，4分路器≤7.1dB，8分路器≤10.6dB，16分路器≤13.8dB；32分路器≤17dB，64分路器≤20.5dB。

2 技术方案

由于是住宅小区，不存在光缆资源紧缺问题，一纤三波模式暂不讨论。

2.1 同轴电缆+皮线光缆入户模式

同轴电缆+皮线光缆入户实质就是2张网单独运行，HFC网络采用EPON+EoC技术承载有线电视广播业务和互动业务，光网承载宽带业务，50户左右设一个光节点。HFC网络设计方案不再赘述。对于高层楼宇，每个光节点配置1只壁挂光机箱和1只48芯光纤配线箱。光网络采用二级分光（宽带用户按照10%设计），一级分光在小区光交箱（1：4光分路器），二级分光在48芯配线箱（1：8光分路器），光交箱到48芯配线箱用1根12芯光缆连接，12芯光缆两端各成端4芯，前两芯供光机箱内的光机和ONU使用，另外两芯，一芯接光分路器，一芯备用，其他纤芯预留。入户皮线光缆全部汇接到48芯配线箱，有宽带用户开通时，皮线光缆再成端接到分路器上。高层楼宇网络结构如图1所示。

光缆链路损耗计算：L=L1+L2+L3

L：总链路损耗

L1：光纤线路损耗，0.25dB/km（1550nm），0.36dB/km（1490nm），0.4dB/km（1310nm）

L2：分路器损耗（见技术参数）

L3：光纤活动接头损耗（0.5dB/个）

从机房到户内，光缆最大长度按8km计，则：

1550nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.25×8+10.6+10.6+0.5×7=26.7dB

1490nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.36×8+7.1+10.6+0.5×7=24.1dB

1310nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.4×8+7.1+10.6+0.5×7=24.4dB

光机最小接收光功率P=23-26.7=-3.7dB

ONU最小接收光功率P=0-24.4=-24.4dB

OLT最小接收光功率P=0-24.1=-24.1dB

满足光机、OLT、ONU设备要求。

对于多层楼宇，每个单元预埋1只12芯光纤配线箱，300户左右设1个144芯光交箱，光网络采用一级分光，1：32光分路器（宽带用户按照10%设计），光交箱到12芯分纤箱用1根12芯光缆连接，12芯光缆两端各成端4芯，入户皮线光缆汇接到本单元12芯分纤箱，有宽带用户开通时，皮线光缆再成端接到已成端的适配器上，再在光交箱内将相应的已成端的光纤接到分路器上。多层楼宇网络结构如图2所示。

光缆链路损耗计算：L=L1+L2+L3

1550nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.25×8+10.6+10.6+0.5×7=26.7dB

1490nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.36×8+17+0.5×7=23.4dB

1310nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.4×8+17+0.5×7=23.7dB

光机最小接收光功率P=23-26.7=-3.7dB

ONU最小接收光功率P=0-23.7=-23.7dB

OLT最小接收光功率P=0-23.4=-23.4dB

满足光机、OLT、ONU设备要求。

2.2 双纤皮线光缆入户模式

双纤皮线光缆入户实质上是电视信号、数据业务、宽带业务在全光纤网上传送，一纤传送1550nm波，承载有线电视广播业务，另一纤传送1310/1490nm波，承载有线电视数据业务（互动业务）和宽带业务。对于高层楼宇，32户左右设1只72芯光纤配线箱，电视光网采用二级分光，一级分光在小区光交箱（1：4），二级分光在72芯配线箱（1：32），数据和宽带光网采用一级分光（1：32），光分路器安裝在72芯配线箱。从光交箱放1根大芯数光缆到楼宇单元，做接续包，再用4芯光缆分送到本楼各配线箱，4芯光缆成端，使用2芯，接到分路器上，另外2芯备用。皮线光缆汇集到配线箱，并按序在托盘上成端。大芯数光缆在光交箱内也按序成端，传输电视信号的纤芯接到分路器上，传输数据及宽带信号的纤芯接到相应的纤芯上，有业务开通时只需在72芯配线箱内将已成端的皮线光缆接到分路器上。高层楼宇全光网结构如图3所示。

光缆链路损耗计算：L=L1+L2+L3

1550nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.25×8+7.1+17+0.5×7=29.6dB

1490nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.36×8+17+0.5×5=22.4dB

1310nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.4×8+17+0.5×5=22.7dB

光机最小接收光功率P=23-29.6=-6.6dB

ONU最小接收光功率P=0-22.7=-22.7dB

OLT最小接收光功率P=0-22.4=-22.4dB

满足室内光机、OLT、ONU设备要求。

对于多层楼宇在单元内（按一单元12户计）预埋1只24芯分纤箱，本单元皮线光缆全部汇集到分纤箱，在分纤箱按序与24芯光缆纤芯接续。每只分纤箱用24芯光缆接到288芯光交箱，在光交箱内按序成端。每个光交箱覆盖120户左右，电视光网采用二级分光，一级分光在小区主光交箱（1：2）或路边光交箱，二级分光在分配光交箱（1：64），数据和宽带光网采用一级分光（1：32），光分路器安装在分配光交箱。分配光交箱用12芯光缆与路边光交箱或小区内主光交箱沟通。有业务开通时只需在分配光交箱内将已成端的纤芯接到分路器上。多层楼宇全光网结构如图4所示。

光缆链路损耗计算：L=L1+L2+L3

1550nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.25×8+3.8+20.5+0.5×7=29.8dB

1490nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.36×8+17+0.5×5=22.4dB

1310nm波损耗：L=L1+L2+L3=0.4×8+17+0.5×5=22.7dB

光機最小接收光功率P=23-29.8=-6.8dB

ONU最小接收光功率P=0-22.7=-22.7dB

OLT最小接收光功率P=0-22.4=-22.4dB

满足室内光机、OLT、ONU设备要求。

3 成本分析

住宅小区开通信号成本包括3个部分：用户端成本、分配网成本、局端设备及干线成本。住宅小区有线电视入户率按80%，宽带使用按10%计。以凤翔苑小区为例，凤翔苑有商品楼8栋，其中一梯四户、二单元、27层楼型2栋，一梯四户、一单元、17层楼型3栋，一梯四户、一单元、23层楼型2栋，一梯六户、一单元、23层楼型1栋，共计958户。从机房到御桥港路光交箱2.1km，从御桥港路光交箱到小区光交箱1.75km。

3.1 同轴电缆+皮线光缆入户模式

用户端成本主要有EoC终端、ONU等设备（不含机顶盒），成本测算如表1所示。

分配网成本由设计费、监理费、材料费、施工费、设备费及其他费用构成。主要材料有72芯光缆1.75km，48芯光缆0.35km，24芯光缆0.95km，12芯光缆1.35km，皮线光缆18.0km，-7电缆1.15km，同轴电缆12.0km，288光交箱1只，壁挂光机箱18只，48芯配线箱18只，分配器箱82只，光机、EoC头端、ONU各18台，共1772.65个工日。其成本测算如表2所示。

机房传输设备和干线成本主要由光放大器、光发射机、OLT、PON口板及PON模块构成。由分配网材料可知：电视信号（包括互动）占用主干光缆2纤，宽带占主干光缆5纤，共7纤，从机房到路边光交箱1.75km，折合费用1098.60元。其成本测算如表3所示。

同轴电缆+皮线光缆入户户均成本总计为：172.01+270.99+14.28=412.28（元）

3.2 对于双纤皮线光缆入户模式

用户端成本主要有机顶盒、室内光接收机、ONU等设备，用户端成本测算如表4所示。

分配网成本由设计费、监理费、材料费、施工费、设备费及其他费用构成。主要材料有72芯光缆1.75km，24芯光缆0.34km，12芯光缆1.61km，4芯光缆1.96km，皮线光缆16.5km，288光交箱1只，72芯配线箱28只，共1139.35个工日。其成本测算如表5所示。

机房传输设备和干线成本主要由光放大器、光发射机、OLT、PON口板及PON模块构成。由分配网材料可知：电视信号（包括互动）占用主干光缆7纤，互动及宽带占主干光缆28纤，共35纤，从机房到路边光交箱1.75km，折合费用5493.00元。其成本测算如表6所示。

双纤皮线光缆入户户均成本总计为：236.43+176.01+146.39=558.82（元）

从成本分析中可以看出全光网开通信号的成本主要是局端和户端的设备成本，设备的价格制约了有线电视全光网的发展。

4 2种模式特点

（1）同轴电缆+皮线光缆入户模式特点：

①可以平滑升级到全光网络；

②2张网独立运行，网络结构复杂，管理维护成本高；

③是有源网络，存在供电困难的问题；

④入户方式符合家庭装潢常规概念。

（2）双纤入户模式特点：

①符合有线电视网络发展趋势；

②网络结构简单，无源网络，便于管理维护；

③开通信号成本较高；

④家庭装潢时，需从多媒体箱放同轴电缆和五类线2根电缆到电视终端面板，否则无法开通有线电视互动信号。

5 结束语

综上所述，为响应国家光网建设，加快信息化建设，实现高速、稳定的光纤宽带入户，应大力推进光纤入户改造工程，加快全光网建设。光纤接入的容量巨大，使企业和家庭能够通过一条接入电缆满足所有互联网、电话和电视视频服务需求，降低了成本，便于进一步创造新型服务。本次工程总结出了电力光纤入户工程方案的标准化设计，给今后该类工程在本地区的推广奠定技术基础，促进电力光纤入户推广，加快智能电网的建设步伐。

参考文献：

[1] 孙宇心.辽源广电网络光纤入户模式研究与实现[D]. 吉林大学 2016

[2] 张峻峰.光纤薄覆盖接入技术在住宅小区的应用与实现[D]. 南京理工大学 2015