有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計研究
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摘要：新時期，我國有線數(shù)字電視迅速發(fā)展。隨著三網(wǎng)融合趨勢的進(jìn)一步增強(qiáng)，未來一定會大范圍應(yīng)用光纖網(wǎng)絡(luò)。相較于傳統(tǒng)傳輸形式，光纖網(wǎng)絡(luò)具有一系列的優(yōu)勢：較寬的頻帶、較低的損耗、較強(qiáng)的抗干擾性以及可靠的性能等。將光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用到有線電視中，數(shù)據(jù)的雙向傳輸可以得到實(shí)現(xiàn)，頻率利用率也可以得到有效提升，將更加高質(zhì)量的電視節(jié)目服務(wù)帶給人們。本文簡要分析了有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，希望能夠提供一些有價值的參考意見。
關(guān)鍵詞：有線電視；光纖網(wǎng)絡(luò)；設(shè)計
1光纖設(shè)備的特征和指標(biāo)分析
1.1光線設(shè)備的特征
研究發(fā)現(xiàn)，光纖設(shè)備納米程度的不同，具有差異化的類型和特點(diǎn)。以1310nm光纖設(shè)備為例，光發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、光纖傳輸干線是其主要組成。光發(fā)射機(jī)的核心主要是DFB激光器，將直接調(diào)制的方式運(yùn)用過來，且光纖鏈路技術(shù)指標(biāo)緊密聯(lián)系著光發(fā)射機(jī)指標(biāo)。根據(jù)實(shí)踐表明，傳輸系統(tǒng)組合三價失真會在較大程度上受到光調(diào)制指數(shù)的影響。要想對組合三價失真和組合二價失真指標(biāo)有效控制，就需要對光調(diào)制指數(shù)合理限制，以便促使兩者關(guān)系得到堅固，進(jìn)而對選擇指標(biāo)合理優(yōu)化。一般來講，組合三價失真、組合二價失真不會受到光纖傳輸鏈路損耗的影響。而1550nm的設(shè)備與1310光線設(shè)備在光發(fā)射機(jī)上存在著較大的差異，其主要是應(yīng)用恒定光源灌輸光波強(qiáng)度外調(diào)制方式，在外調(diào)制時，調(diào)制電壓選擇的是多頻道信號，這樣可以在較大程度上減少光發(fā)射機(jī)的CTB指標(biāo)失真問題。
1.2光纖設(shè)備的相應(yīng)指標(biāo)
研究發(fā)現(xiàn)，有線電視網(wǎng)包括光纖干線、前端、電視分配網(wǎng)等諸多組成部分，因此，在分配設(shè)計網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)時，需要充分考慮這幾個方面的內(nèi)容。如果有線電視網(wǎng)具有不同的規(guī)模，那么在具體要求方面也會出現(xiàn)差異，那么自然會有不同的指標(biāo)。以1310nm光纖設(shè)備指標(biāo)為例，在設(shè)計一級光纖鏈路時，就需要充分重視CNR指標(biāo)；要借助于相應(yīng)公式來科學(xué)計算光分路由器的比例。
2有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計策略
2.1結(jié)合實(shí)際需求，對光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有機(jī)明確
簡單來講，傳輸媒體設(shè)備的物理布局即為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且實(shí)踐研究表明，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率會直接受到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響。因此，有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)踐中，就需要明確光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證其適應(yīng)實(shí)際情況。目前來講，出現(xiàn)了三種常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別為環(huán)型、星型和星樹。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是按照環(huán)狀連接所有用戶，被廣泛應(yīng)用到局域網(wǎng)中。在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，連接用戶和相鄰端的兩個用戶，按照固定的方向流動網(wǎng)絡(luò)中的信息，這樣就不需要過分控制路徑。其中環(huán)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量會直接影響到信息的傳輸速率，進(jìn)而延長網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間。星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較傳統(tǒng)，采用星型的方式連接工作站，其中，工作站、中央節(jié)點(diǎn)、服務(wù)站等都是星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成，工作站和服務(wù)站由中央節(jié)點(diǎn)所連接。在本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，端用戶通信工作由中心站來開展，一般需要集中管理中心站，以便如果有用戶設(shè)備故障問題出現(xiàn)，及時進(jìn)行維護(hù)，避免影響到其他端用戶的通信。有線電視的前端則為星樹網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心，借助于數(shù)條光纜向周圍輻射，將光分路器設(shè)置于電纜中途，以便有效分路光信號，然后向不同光節(jié)點(diǎn)中輸送。本種星樹結(jié)構(gòu)具有一對多的特點(diǎn)，成本支出能夠顯著降低。但是需要注意的是，本種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要將較多數(shù)量的光分路器給運(yùn)用過來，這樣眾多的光節(jié)點(diǎn)就會共享頻率資源，進(jìn)而在很大程度上影響到網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作的開展。
2.2認(rèn)真勘察現(xiàn)場
現(xiàn)場的勘察在有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中發(fā)揮著重要的作用。通過現(xiàn)場勘察，可以對光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計走向、光纜長度、光節(jié)點(diǎn)位置等數(shù)據(jù)合理把握。因此，在具體實(shí)踐中，就需要仔細(xì)調(diào)查街道兩側(cè)的分布情況，記錄道路兩側(cè)的建筑物、家鄉(xiāng)桿等數(shù)據(jù)，對光纖網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過街道的寬度進(jìn)行測量，以便對立桿高度、類型、桿間距離等合理把握，對光節(jié)點(diǎn)位置合理確定。通過初步確定房屋分布以及居民數(shù)量之后，詳細(xì)記錄光纜的路由情況。最后，還需要整理歸檔現(xiàn)場勘察信息，繪制成圖表，以便更加直觀，促進(jìn)光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作有效開展。
2.3對光纖網(wǎng)絡(luò)的路由合理選擇
現(xiàn)場勘察完成之后，需要科學(xué)分析獲取到的各種數(shù)據(jù)，然后科學(xué)編號圖紙上測量得到的光纜布線，根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)，對光纖干線中最合適的分線點(diǎn)進(jìn)行確定，且對各個分線點(diǎn)與前端的距離進(jìn)行仔細(xì)計算。結(jié)合光節(jié)點(diǎn)對纖芯數(shù)的需求，計算每一段光纖的實(shí)際纖芯數(shù)，且將光纖網(wǎng)絡(luò)的路由畫在圖紙上。
2.4光纖設(shè)備材料的準(zhǔn)備
實(shí)踐研究表明，光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計質(zhì)量會直接受到光線設(shè)備、材料的影響。因此，為了促使光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計質(zhì)量得到保證，就需要將較高質(zhì)量的設(shè)備材料運(yùn)用過來。其中，光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光纜等都是光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中必不可少的重要設(shè)備材料，在購買過程中，需要對商家、品牌合理選擇，且深入了解市場價格，以便獲取到物美價廉的設(shè)備材料。此外，還需要考察設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況，對光纖網(wǎng)絡(luò)情況、實(shí)際資料等科學(xué)了解和收集，以便更好地開展設(shè)備選型工作。
3有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計案例分析
下文以某縣為例，分析有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。
3.1現(xiàn)場勘察
在設(shè)計階段內(nèi)，非常重要的工作是調(diào)研用戶需求和現(xiàn)場勘察；只有結(jié)合勘察資料，方可以對設(shè)計文件科學(xué)編制，促使工程造價得到降低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益得到全面提升?，F(xiàn)場勘察實(shí)踐中，需要對收集到的資料及時整理，對建筑規(guī)模、地理位置、施工環(huán)境、用戶數(shù)量等因素科學(xué)掌握，且詳細(xì)認(rèn)真地記錄，根據(jù)這些內(nèi)容，開展用戶需求分析工作。
3.2區(qū)域劃分設(shè)計
不同城市具有差異化的發(fā)展情況和功能，因此，在光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋密度、服務(wù)要求等方面也會出現(xiàn)差異，通過區(qū)域的合理劃分，能夠更加靈活地開展網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作。以本縣城為例，綜合考慮了地理特征、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等各個方面因素，將城區(qū)分為了5個區(qū)域。從邏輯上來講，五個區(qū)域互相獨(dú)立，如果有故障問題出現(xiàn)于某一個片區(qū)，那么就不會對其他區(qū)域的運(yùn)行造成影響，這樣可以更加快速地查找和排除故障，網(wǎng)絡(luò)故障時間得到有效縮短。且對于施工建設(shè)也有很大的幫助，施工過程中，大部分地區(qū)原有信號不受影響，分區(qū)域進(jìn)行改造施工，只會影響到較小的范圍，且本區(qū)域內(nèi)施工中剩下的網(wǎng)絡(luò)硬件資源也可以被應(yīng)用到下一區(qū)域的施工中，提升了資源利用率，降低了整體成本。
3.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計
在有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，非常重要的一個組成為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在設(shè)計過程中，除了要將系統(tǒng)的可靠性、靈活性要求納入考慮范圍外，還需要充分考慮以后設(shè)備安裝調(diào)試、系統(tǒng)維護(hù)工作是否能夠得到順利開展。結(jié)合本城區(qū)的實(shí)際情況，將一環(huán)兩星拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)給運(yùn)用過來。分前端設(shè)置于城區(qū)收費(fèi)站附近，然后對兩條光纜主干線路合理敷設(shè)，這樣與中心機(jī)房就形成了環(huán)網(wǎng)關(guān)系。如果有故障出現(xiàn)于一條線路中，光開關(guān)會向另一條通道切換信號，促使信號的暢通性不受影響，網(wǎng)絡(luò)的自愈功能得到滿足，這樣中心機(jī)房可以更加安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
3.4光節(jié)點(diǎn)分布和路由設(shè)計
本縣城將光纖到樓、光纖到家的設(shè)計理念充分貫徹落實(shí)下去，普通居民用戶的光節(jié)點(diǎn)設(shè)置四芯，兩芯備用，另外兩芯分別滿足上行和下行需求。而部分地區(qū)具有較多業(yè)務(wù)光節(jié)點(diǎn)，如學(xué)校、醫(yī)院等，則將六芯配備過來，兩芯備用，兩芯數(shù)據(jù)，另外兩芯滿足上行和下行需求。按照200m的距離嚴(yán)格控制光節(jié)點(diǎn)到用戶端的電纜距離；當(dāng)用戶數(shù)量達(dá)到200左右時，對光接收機(jī)合理設(shè)置，且一般不要對街道進(jìn)行跨越，否則會增加電纜敷設(shè)的復(fù)雜度。一般情況下，要在服務(wù)區(qū)的中心位置設(shè)置光接收機(jī)，且整個服務(wù)區(qū)內(nèi)都要覆蓋同軸電纜，這樣可以對放大器級聯(lián)數(shù)有效控制。同時，光節(jié)點(diǎn)設(shè)置位置，除了要滿足取電和維護(hù)需求之外，還需要避免受到外界的影響和破壞。在光纜路由走向設(shè)計時，需要均勻分布整個光節(jié)點(diǎn)，且盡量縮短光纜路由，以便促使資金成本得到有效節(jié)約。其次，光纜路由設(shè)計中，需要降低施工難度，且控制其安全系數(shù)。結(jié)合本縣城的實(shí)際情況，將桿路架空、墻吊架空、地埋管道等多種方式給運(yùn)用了過來。然后，要對前端到光節(jié)點(diǎn)之間的光纜野外接頭數(shù)量盡量減少，如果光纜需要到達(dá)不同光節(jié)點(diǎn)，盡量將多纖共纜模式運(yùn)用過來，促使投資成本得到節(jié)約。
3.5光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中需要注意的問題
首先，如果采用1550nm光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，其具有60多km的傳輸距離，但是需要保證其入纖功率在17dBm以內(nèi)。1310光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計點(diǎn)對點(diǎn)傳輸距離在38km左右，如果設(shè)計中光節(jié)點(diǎn)到前端的距離在38km以上，就需要將1550nm設(shè)計運(yùn)用過來。其次，光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實(shí)踐中，分光比不能設(shè)置得過小，且控制每一個光分路器所分路數(shù)在12路以內(nèi)，嚴(yán)格控制各路光鏈路中的光纜長度差異。通常情況下，結(jié)合路由距離合理確定光纜距離，一般將人工測量的方式運(yùn)用過來，這樣可以獲得更加準(zhǔn)確的距離數(shù)據(jù)。
4結(jié)語
光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計水平和質(zhì)量會直接影響到有線電視整體傳輸質(zhì)量，而光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計又包括諸多方面的內(nèi)容。在具體實(shí)踐中，需要科學(xué)運(yùn)用設(shè)計方法，做好基礎(chǔ)工作，充分考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，合理制定設(shè)計方案，從設(shè)備、人員等細(xì)節(jié)著手，控制有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計質(zhì)量。同時，在未來發(fā)展中，也需要加深理論研究，更加有效地指導(dǎo)有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作的開展。
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作者：徐亮亮 劉洋 李科 單位：湖南省有線電視網(wǎng)絡(luò)（集團(tuán)）股份有限公司
