县级有线电视FTTH网络设计建设与系统运维研究

盐城市大丰区大中街道文广服务中心 梅叶华

本文针对光纤入户的固网宽带发展趋势，结合终端设备运行出现的系统问题，在了解县级有线电视FTTH网络建设现状的基础上，提出了基于FTTH模式的有线电视系统设计与终端建设方案，并在业务模式和智能发展的基础上，探讨如何对接多种运行模式的系统运维策略，经实践证明，该方案能够有效降低系统运行成本，提高工作效率。

近年来，光纤入户（FTTH）已经在各地的互联网基础建设中全面展开，其中大部分的县级地区也在积极推进中广有线电视FTTH网络的科学设计与工程建设以及与之相适应的系统运维等业务，新建FTTH覆盖用户数大幅增加，相关各类业务也快速增长。但是现阶段县级FTTH有线电视终端设计缺乏标准化建设规范，设计方案也不具备针对性，基于此，为了便于FTTH工程应用过程的数据资源完整性、系统运行流畅性等高效对接有线电视网络建设，需要针对项目建设实践和系统运维流程进行深入的分析研究，结合技术设备进行方案优化以降低电视终端运行负担和提高工作效率。

1 系统设计思路

以智慧城市、智慧乡村建设为核心目标，通过不断新建县级信息化数据交流平台，实现强交互与快反馈、可视化与智能化的业务模式，需要针对中国有线电视网络建设进行优化。充分考虑对接未来无人化监管与项目建设成本等因素，高效利用现有地骨干网数字资源，针对数以万计的用户进行FTTH网络设计与建设，从而实现有线电视整转网及千兆双向数据网覆盖，并通过方案中的网络资源的科学调配和数字信息的分发，提高整个网络机制的稳定性与可靠性，使得整体终端系统能够保持较高的运行效率和持续的稳定状态，进一步提高广大用户对于功能设计和使用效果的满足度。

县级有线电视FTTH信号输送网络通常是建立在基于CATV广播与数据双向共传的信号网络，即包括了PON和CATV系统，两者均通过独立光纤网络进行传输，分别输入至对应的光传输通道中。PON对应的是单纤/双向的光接入系统，分别由、以及组成。CATV对应的是单纤/单向的光接入系统，主要是由光放大器、ODN和入户光接收机组成。基于以上系统的组成结构，县级有线电视FTTH系统的设计原理图如图1所示。

图1 县级有线电视FTTH系统设计原理图

2 系统建设方案

2.1 选择主控芯片

影响系统芯片选择的主要因素是芯片的技术性能和开发成本，例如抗扰强度、芯片功耗和可扩展接口等，结合芯片封装性能，SIP品类能够较好的符合标准，因此，这里选择IF206来设计组成有线电视终端设计的主芯片，该芯片功能强大，可扩展性强，体积小（采取目前总控芯片端65nm的超高微晶工艺）。作为行业标准中集成度最高的芯片，能够高效实现用户设计端的PCB技术封装工艺，即通过IF206扩展的电视终端能够在50～60mm2的面积上实现终端设计的功能开发和相关性能，在降低产品设计的开发成本的同时，保证了基本功能的实现和扩展功能的对接。

2.2 完成终端建设

终端建设的实施方案主要包括电缆网、光缆网、管道网以及宽带网等设计。

（1）最大比合并模式

对于基于光纤入户的有线电视终端而言，实现最大比合并（MRC）接收是基本功能的一个重要组成部分，主要是为了克服信号传输的快衰落影响，通常采用分集技术。根据需求分析，本文选取ADMTV102芯片作为辅助功能扩展，对接主控芯片的设计思路。ADMTV102是一款集成度较好且功能开发简单的多路数字信号接收解调芯片，能够根据客户端需求进行个性化功能的订制，而且能够较好地满足现阶段部分电视终端升级的网络结构变化，即实现了地面、空间（多波段）与卫星S-TI MI技术相结合的应用。在逻辑电路设计上，信号由芯片介入后，由ADMTV102芯片作为对接基带信号的处理端，结合主控的射频端口、音频视频编码技术、数据信号处理与存储介质等，支持多天线接收、多信号端处理。在系统方案设计过程中，待处理信号必须设置为标准TS音/视频编码送到芯片CPU中进行进一步的处理和还原；特殊条件下，还可以利用并行接口对接到主控芯片中，调用数据资源进行数据信号处理。可以预见的是，经过处理后的输出信号已经是解调压缩的音视频数据流，可以通过相应的解压技术（如常见的H.264等），最终传输到图像处理模块进行最终的显示与播放功能。

（2）条件接收模式

随着5G通信技术的广泛运用，其已经深入到中广有线的各个行业领域，电视终端信号传输同样需要不断对接技术扩展的趋势。随着基础建设的加强和信号条件的增强，部分省市逐步开展的条件接收（CA）应用是具有重要意义的。考虑到成本问题，目前仅支持地面信号处理，根据实际，本文选择的是AD9500BQ芯片来对接全CA接收阶段的主控芯片扩展。作为一款单芯的信号处理接收装置，其具有成本低、效率高的优势，能够以最优的设计方案实现设备的小型化甚至手持化等。经过测试发现，该芯片能够准确对接信号处理端的主控CPU，不论环境条件的优劣、室内室外的差异等，均能够实现较好的接收性能和工作效率。但是，受限于接口数和功能扩展，该类芯片只适合作为辅助优化设计的处理端使用，能够高效实现基于数字-模拟的Hybrid系统（南瓜模式）对接主控芯片的数据直连，并经过AD9500BQ芯片的固件控制、判断和处置，实现全流程数据信息的接收、降噪等，并最终输出简洁清晰的数据信号源。该芯片能够使得电视终端系统设计的局部过程透明化，设计链路可以无限复制。

（3）广播式数据电视业务模式

广播式手机电视业务管理系统（MBBMS）是利用现有移动通信网络的管理、计费系统和认证鉴权机制，实现对手机电视用户的管理，这是由中国移动率先提出并实现的扩展性功能之一。对于中广有线电视网络而言，如何对接MBBMS的数据端口，又能够不依赖移动通信网络资源独立运行，这是系统设计的核心关键。DS1210S+TRL DS1213C的双芯设计是基于系统运行的稳定性和执行的灵活度而展开的，通过对接主控芯片的不同数据端口，利用串/并联交叉的连接方式可实现多平台多领域的基于P-TV的全数据信号格式接收。根据模组的性能要求和安全性封装的设计考虑，建立了可在密码系统中信任的架构方案（RoT），同时双芯还解决了系统互扰强度大，容易出现信号质量受损的情况。基于数据接口的精准对接，信号输入端在DS1210S中通过噪声白化等数据预处理，并经过抗扰算法的优化，对输出信号进行了质量提升和安全解码，并最终输出信号质量高、传输效率好的电视信号。TRL DS1213C输入的是待技术处理的射频信号，能够高效输出压缩解调后的音视频信号流和数据资源。

3 系统运维策略

从对系统科学运维的角度出发，实现从NGB到FTTH的无缝对接，可以满足县级有线电视网络资源分配与运行监管的变化。相较NGB网络而言，从射频信号转化为光电信号，对于网络运维技术人员的要求和工作量会大幅下降，提高了管理效率和运行流程度，不易受到外界环境的干扰，技术人员通过相应的仪器设备可较好完成FTTH网络的运维管理工作。

（1）智能监管加强系统安全

分配的全光网络和无源设施能够降低用电安全风险，避免了断电情况导致的网络瘫痪；强抗干扰能力也能够充分应对有源设备在长期运行中的不稳定隐患。

（2）无人值守降低运维成本

无源模式大量节约用电成本，无人值守策略能够极大减少人工检测与日常抢修工作量，无源光电网络较低的故障率也可有效减少人员冗余和无用设备。

（3）技术延伸应对业务扩展

覆盖到终端的光电网络能够直接对接5G通信的技术应用层面，实现双千兆的业务范围，能够为后续技术发展提供资源储备，特别是大量深入县/乡/村的网络数据接入点等。