有线电视光纤网络设计

丁卫华

摘 要：光纤网络在长距离，用户分散区域具有极为明显的优势，象光纤设备具有较强抗干扰、抗衰减能力。因此当前建设有线电视光纤网络已成为有线电视发展的重中之重，建设有线电视光纤网络是有线电视网络发展的需要，是业务的需要和竞争的需要。在此背景下，该文就有线电视光纤网络设计进行了描述和分析，希望能够为有线电视光纤网络设计方面提供一些有价值的意见。

关键词：有线电视；光纤网络；网络拓扑结构

中图分类号：TN943 文献标志码：A

1 光纤网络的特征和相应指标

1.1 光纤网络的特征

光纤的全称叫作光导纤维，它是由玻璃或者石英制作成的纤维结构，利用光的全反射原理光导纤维可以充当光传输工具。在有线电视应用上，光纤可以将被调制成光信号的电视信号快速、稳定地向前传输。

1.1.1 损耗小，适合远距离传输

光纤的传输损耗相对于其他介质来说较小，目前广电多用的（G.652）B光纤，属于单模光纤的一种。B光纤在1 310 nm波长，每公里传输过程中大概损耗0.35 dB左右，在1 550 nm波长的单位衰减程度更小，每公里波长的损耗只有0.2 dB左右。这一损耗衰减程度仅为同轴电缆单位损耗的1 %。由于光纤传输具有这种损耗小的特点，因此用光纤构成的有线电视网，1 310 nm在40 km内不需要中继，1 550 nm可达到80 km内无中继。另外，光纤损耗受环境温度和工作频带内频率变化的影响不大，因此在有线电视光信号传输过程中省去了补偿温度和均衡频率工作。

1.1.2 频带宽，容量大

光纤传输系统的另一个特点就是其频带宽、容量大，通常情况下，多模光纤的频带为几百兆赫，单模光纤的带宽则可达到几千兆赫，按照一路电视信号8兆赫的带宽计算，一根光纤少则可以传输几十路电视信号，多则能够传输上百条甚至上千条的电视信号。

1.1.3 传输质量高

同轴电缆进行传输时，由于损耗程度较大，因此在中途需要设置多个中继放大器，这无疑会增加噪声干扰并造成非线性失真的叠加。影响信号传输质量。相比之下，光纤传输不需要设置中继放大器进行中继放大，因此由此产生的光频噪声以及系统非线性失真便较少，不需要频率均衡，进一步总结就是光纤多路电视传输系统的传输质量以及其他各项指标都较高。

1.1.4 强抗干扰能力和高保密性

上文已经介绍了光纤的主要组成材料是玻璃、石英和塑料，不具备导电性，因此在传输过程中信号不会受外界电磁波、静电、雷电以及地电位的干扰。此外，由于光纤极难受到电磁波的影响，因此在传输过程中其不会发生电磁泄漏，传输的信息具有较高的保密性。

1.1.5 易施工和维护

最后，光纤系统还具有易施工、维护的特点。利用GPON设备，有了回传通道，很方便地实现网络管理系统。

1.2 电视光链路性能指标

SDRF/N：数字射频信号的信噪比

MER：调制误差率

MERpk：MER峰值变化量，单位%

BER：误码率，在一段时间内错误比特数与传输比特总数之比。

频率响应与群时延

传统的CNR、CSO、CTB是重要的设备性能指标

2 有线电视光纤网络的设计

2.1 明确光纤网络拓扑结构

简单来讲，光纤网络拓扑结构就是对传输媒体设备实施的物理布局，网络拓扑结构设计的合理与否会直接影响到网络的运行效果，因此为了拥有稳定高效的运行网络，就需要保证网络拓扑结构设计的合理且具有较高的可行性。现阶段主要有以下几种较为常见的网络拓扑结构：1）环形拓扑结构。这种拓扑结构是指网络用户相互连接后形成一个环形的形状。在这种拓扑结构中，网络中的信息在连接用户和相邻端的2个用户之间，按照固定的方向进行流动传播，避免了对路径的过度控制。2）星型网络拓扑结构。这种拓扑结构相对来说比较传统，采用这种方式进行网络连接，中央节点连接着工作站和服务站，共同组成了星型网络拓扑。在这个网络结构中，中心站主要负责用户端的通信工作，且中心站要进行集中管理，这样才能保证在个别用户设备出现问题时能够及时进行维修，防止影响其他用户端的通信。3）星树网络拓扑结构。这种网络拓扑结构最具代表性的核心就是有线电视前端，它借助光缆不断地向四周辐射，光分路器会被设置于电缆的中途，可以对光信号进行有效地分路，再输送到不同的光节点中。星树结构网络拓扑由于可以进行一对多连接，因此在成本计算上具有较大的优势，能够明显的减低成本支出。

2.2 对现场进行认真勘查

有線电视光纤网络周围的环境对光纤网络的高效性和稳定性有较大影响，因此为了保证有线电视光纤网络的整体质量，就应该对光纤网络所处环境进行认真的勘察，对光纤网络的设计方向、网络传输长度以及关键单点的位置予以把握；只有充分掌握这些数据，才能做到更好地完成光纤网络的设计工作。

2.3 对光纤路由进行合理确定

在确定光纤路由前，我们首先应该对之前现场勘测的数据进行认真地分析，并用编号对光缆布线加以标记，找到光纤干线中最为合适的分线点，计算分线点与前端的距离以及每一段光纤的纤芯数量，最后将光纤路由的路由图落实在图纸上。

3 有线电视光纤网络的设计实例

3.1 勘查现场

我们知道在光纤网络设计中对用户的需求进行了解和对现场进行勘察是一项极其重要的工作，只有做足了前期的调查，才能够对设计文件进行科学合理的编制，在高质量完成的同时使工程成本降到最低。在具体进行现场勘查的过程中，应该对建筑规模、地理位置、周围环境以及用户密度等进行充分调查，并根据调查结果进行认真的用户需求分析。

3.2 合理划分区域

光纤网络的覆盖密度和服务要求会根据地区的不同略显差异，因此在进行有线电视光纤网络设计时，应该对区域进行合理地划分，我们以A县为例进行分析，经过对A县地理位置、网络维护和网络建设等因素地分析，我们将A县划分为4个区域，这4个区域之间相互独立，如果一个区域出现故障并不会对其他3个区域造成影响，这样可以缩小故障产生的影响范围，并缩短排除故障所需时间。另外在施工过程中，如果分区域进行施工改造，那么只有小部分区域信号受到影响而大部分区域并不会有任何改变。

3.3 设计网络拓扑结构

在进行网络拓扑结构设计时，一方面要保证系统的灵活性和可靠性，另一方面，还要考虑到设备后期的安装调试和维修维护工作是否能够顺利进行。结合A县的实际情况，网络采用二级、三级分光网络，一级在机房或镇内汇聚点，二级在镇内汇聚点或住户，三级在住户。根据网络实际情况，尽量合理化地减少分光级数。室内型光接收机采用低功率带AGC光接收机，入户光功率为-2 dB～-15 dB；允许光链路总损耗1 550 nm小于28 dB。机房入纤光功率16～19 dBM。考虑光缆老化及光模块老化等因素，传输距离小于5 km设计富余度为1 dB，大于5 km为2 dB，大于10 km为3 dB。我们运用一环两星拓扑结构，前端建设于县区中心区域附近，然后对光缆主干线进行合理敷设，使其与中心机房形成环网关系。这种一环两星拓扑结构的优点在于当一条线路出现故障时，信号会被光开关切换到另一条通道中，因此网络有较好的自愈能力。

4 结语

综上所述，光纤网络设计直接关系到有线电视的传输质量，因此在具体工作中，相关人员应该在充分考虑实际情况的前提下，做好基础工作，从细节着手对有线电视光纤网络设计质量进行合理掌控，保证有线电视光纤网络设计工作的顺利进行。

参考文献

[1]张淼.浅谈有线电视光纤网络设计[J].中国新通信，2016（10）：123-125.

[2]詹攀.有线数字电视光纤入户网络的设计与实现[J].西部广播电视，2017（10）：222-224.