光纤入户在广电网络的应用与发展

王俊涛

（辽宁邮电规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110000）

0 引 言

光纤入户简单来讲就是指将一根光纤直接接入小区单户家庭中，即将光网络单元（Optical Network Unit，ONU）安装到家庭用户计算机桌面位置。光纤入户的最明显特征就是它能够提供大带宽、强化网络对数据格式、速率、波长以及协议的透明性，同时放宽环境条件与供电要求，实现对光纤入户网络安装与维护流程的有效简化。在小区光纤入户安装流程中涉及诸多技术内容，其中就包括了光纤到楼、到户、到桌面。目前，国内绝大部分城市地区为满足用户双向网络业务接入带宽需要，也积极发展了三网融合业务，全面推进光进铜退，立足于本地区域经济状况积极探索光纤入户传输方式，全面普及小区光纤入户。

1 光纤入户的基本理论

1.1 光纤入户的基本概念

光纤入户技术在现代信息化网络时代被得以广泛推广，拥有极高的技术应用价值，主要以光纤线路作为主要传输载体，确保网络信号能够传递到各家各户中，实现广域层面的网络连接以及网络信号的无缝传输。就技术应用原理看来，它类似于传统中的电灯安装技术，主要利用高效率的信号传输载体光纤线路来将网络信息直接传递到用户家庭中。这一技术相比传统电缆传输技术在传输上的优势更大，可满足高效率、低时延、高安全性以及高稳定性的数据传输要求，在提升信息交互整体稳定性表现方面也十分出色。从技术角度讲，光纤入户在规避电缆传输中的诸多不稳定因素方面表现突出，能够确保信息数据传递安全到位。

近年来，我国在光纤入户“三网融合”“宽带中国”等技术理念应用方面大行其道，光纤入户也被正式列为我国的国家级发展战略，在为国民社会生活提供巨大便利的同时，也真正推动了国家光纤网络的持续健康向前发展[1]。

1.2 光纤入户的基本特征

目前的光纤入户技术相当发达，它在实现无源网络技术应用方面优势明显，有效规避了网络传输技术应用中的某些烦琐工序。在光纤入户方面的实践应用技术内容丰富，减少了大量限制条件，确保广电网络业务获得快速推广发展。在光纤入户技术体系中，无源光网络设备在传输应用方面具有极高可靠性，在压缩网络成本方面非常突出。再者，光纤入户技术在宽带方面有所拓宽，这使得个人用户的网络下载与上传速度都有改善，突破了传统中同轴电缆传输模式背景下的技术局限。即在广电网络宽带技术应用过程中，以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）+光纤到户（Fiber To The Home，FTTH）以及吉比特无源光接入网络（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON）+FTTH等创新技术方式已经出现，这其中光纤入户技术所发挥的支撑作用不言而喻，它也使得地方广电网络在业务服务能力方面大幅度提升[2]。

2 广电网络业务中光纤入户的实践技术应用

在广电网络业务中，光纤入户的实践技术应用内容相当多，下文主要谈3点。

2.1 对光纤入户的设计优化

在满足光纤入户基本网络应用需求的基础上，要掌握光纤入户技术的具体应用特征与规律，保证强化整体规划与设计内容，全面提升网络信号整体传输质量。在光纤入户技术应用进程中，需要预先明确网络信号基本走向，通过机房数字前端各种设备将光纤信号直接传输到机房中，再运用二级放大光纤信号分路技术满足网络光纤信号面向家庭用户快速传递的要求。在针对国内某些互联网并不发达的农村地区而言，则需要做到机房二级分光放大，保证光纤信号稳定传输。当然，广电网络也可考虑设置三级放大，如此对提升光纤传输质量帮助更大。不过其交换机在实际工程建设中应该做到设计精心到位。例如，对其中光模块精分电路、网络内置WiFi的设置必须精细，满足信号传输要求，基于此决定网络传递质量的提升水平。在实际功能与需求差异分析过程中，则主要针对主干光缆与附干光缆进行分析，准确布局光缆，降低光纤入户设计成本[3]。

2.2 对网络信号传输稳定性的增强

在现代网络技术快速发展的背景下，信号传输理念也有巨大改良，在大规模应用网络信号传输技术过程中也要体现其信号传递的快速性、便捷性以及稳定性，扩大信号网络覆盖面积，提升网络信号传输的安全性。在突破传统微波继电信号传输模式背景下，应该保证信号在传输过程中不受干扰，避免产生信号噪声。为此，有必要持续优化光纤入户技术的基础，提升网络整体质量。究其核心点就在于提升系统传输频带宽度，确保信号传递容量增加，提高信号传输稳定性。

2.3 对传输网络双向化改造的实施

在国内，混合光纤同轴电缆（Hybrid Fiber-Coaxial，HFC）网络已经全面铺开，不过其网络上行方面存在明显局限性，这使得光纤入户技术信号传输效率受限，无法实现数字电视点播等增值业务。为解决这一问题，还需要有效建立用户海量数据传输机制，结合技术转化满足信号传输应用便利化要求，同时为用户预留一定的网络空间资源。在这里，要实现对信号传输网络双向化的改造，即网络调制技术改造以及网络空间资源预留技术改造，如此对于更大范围的光纤入户技术应用帮助较大[4]。

3 案例分析

3.1 A小区基本概况

A小区建成于2019年，属于住宅商用两用小区，小区内包含A、B、C共3座，全部为30层，总覆盖户数为1 001户，地下室设有弱电机房，预埋配线管道通往各栋建筑内。此次光纤入户工程主要为当地广电网络的数字电视网络工程规划工程，建设方式即为光纤入户。通过双向化单终端实现小区建筑网络的完全覆盖，数据信号接收功率达到-15～-22 dBm。

3.2 A小区光纤入户网络总体结构

A小区光纤入户网络总体结构采用EPON技术模式，直接通过双纤三波入户，其网络总体结构设计方案参考如下。

首先，实现前端光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）设备与光放大器向下移动到A小区地下室弱电机房中，上端部分则采用干线光缆直接接入到中心机房中，而下端部分则采用多芯光缆直接接入到A、B、C建筑的支干线光缆接续盒上。其次，采用光分配网络（Optical Distribution Network，ODN），其中数据信号分光比设计为1∶64，具体的分光次数与分光器设置由建筑内住户的具体分配情况决定。最后，在用户端采用双芯蝶形光缆入户，同时配置专用光纤跳线连接机顶盒部分[5]。

3.3 A小区光纤入户ODN组网

A小区在光纤入户过程中采用ODN组网，灵活选择分光级数，将数据信号划分为1～3级，结合无源光纤网络（Passive Optical Network，PON）系统性能与用户带宽进行规划，确保ODN网络覆盖用户在一定阶段内满足A小区光纤入户技术应用要求。就设计规划而言，需要在原则上确保ODN总光分路设计比≤1∶64，同时采用10000BASE光模块，配合Class B+光模块控制OLT与ONU之间的光缆距离。考虑到A小区用户规模较大，则需要在光缆长度超出控制范围时考虑将OLT全面下移。另外，A小区局部采用缩小光分路比的方法延长信号传输距离，有效提供高带宽业务，保证接入带宽满足设计规划要求[6]。

3.4 A小区光纤入户设备模型组合

在A小区中，光纤入户设备模型组合采用室内光接收机配合光交换机。在该方案中，用户户内多媒体箱直接安装室内光接收机，配合光交换机，其电视业务与数据业务单独使用光纤传输，业务内容逐渐丰富，其中机房中也大量使用小体积可插拔（Small Form-factor Pluggables，SFP）的单纤光模块，初步建成小区传输系统。具体来讲就包括了核心交换机、2层、3层交换机、多个网线终端以及用户多媒体箱。

该方案中的光纤入户设备模型组合中采用了大量的SFP全光模块，整体成本偏高，同时也占用了大量主干光纤资源，配合小区内机房有源设备，整体看来运维工作存在一定难度，需要加以改进。为此，A小区又尝试采用室内光接收机配合ONU的数据业务接入技术体系，它沿用传统电视业务系统的连接方式，在数据业务终端采用了ONU设备，配合GPON设备中的1个PON口支持64路操作。其中，网络中也采用了大量光分路器，有效节省SFP光模块，满足户内采用传统网线与同轴电缆相互融合，实现系统的有序连接。该组合方式目前不仅在A小区，甚至在全国范围内都已经得到了广泛应用，这主要是因为其技术成熟且风险因素较少、发生概率较低。就传输网络整体而言，其属性为无源设备，且日常运维相对简单，不会占用太多光纤资源，这一组合模式也在A小区中被采用[7]。

3.5 A小区光纤入户ONU设计

A小区光纤入户的ONU设计带有社区公共电视天线（Community Antenna Television，CATV）接口，如此就形成了ONU设计方案。其方案中的最大特色就是将数据业务与电视业务合二为一，通过机房合波器建立业务传输机制，确保用户端ONU设备与内置分波器有效衔接。在利用网线与同轴电缆建立用户终端连接机制过程中可实现对业务信号的全面传输，形成系统连接。在A小区中就以OLT、合波器以及光发射机作为基础，利用光缆建立1∶16分路器，同时建立1∶4分路器，保证ONU皮线光缆接入TV，满足数据终端数据信号传输要求。而在ONU方面则采用用户多媒体箱，配合网线建立数据终端，建立电缆连接，并接入TV中[8]。

上述接线方式属于广电3网融合的最终业务模型，有效节省了光机与电视业务，确保大量光分路器被有效使用，实现电视业务与数据业务的有机结合。在A小区光纤入户的整个传输网络中不存在任何有源设备，所以其维护过程相对简易，其中ONU电平参数相对较小，目前在国内还不存在被大量使用的先例经验，且存在一定风险因素。为此，A小区在光纤入户设计规划过程中也谨慎使用ONU，限定其使用范围。就整体看来，A小区光纤入户的室内光接收机配合ONU建立单数据业务接入机制，设备功能性价比相对占优，在A小区内被成功接入，后期维护体系逐渐形成。另外，其光纤资源占有率相对偏低，网络产品被大量应用甚至在小区光纤入户工程中被普及，整体应用成本呈现出不断下降的发展趋势[9]。

4 广电网络业务中的光纤入户技术应用发展前景

在广电网络业务中，应该强化新业务的融合与开发，从宽带接入方面建立光纤到用户的技术合理化应用，确保光纤到户技术应用效率能够全面提升，达到90%以上的小区家庭用户都能选择使用以太网宽带接入业务，同时有效控制其应用成本。因此，还必须在未来建设广电网络光纤入户技术体系的过程中优化智能化技术体系，保证建设宽带网络与多网合一，有效促进生态产业链全面形成，大力助推广电网络光纤入户技术良性向前发展。简言之，要在接入网方面优化其发展进程，结合实际制定相应技术措施，最大化确保光纤入户技术实践应用到位[10]。

5 结 论

目前，我国正处于互联网信息发展时代，为此必须科学合理地应用广电网络建立光纤入户技术体系，最大限度发挥光纤到户的技术优势，全面推动信息化社会向前发展。当然，要基于光纤入户建立接入网，明确其技术发展方向，并考虑大范围应用光纤入户技术内容，制定相应的设计规划方案，最大化保障技术应用全面普及，满足小区住户光纤网络的应用需求。