有線電視FTTH網(wǎng)絡建設與運維淺議
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摘要：4K、8K、AR/VR、千兆寬帶逐漸進入居民生活，現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)（NGB）承載能力已近極限，幾乎無法通過常規(guī)的拆分、設備升級等方式進行網(wǎng)絡升級。同時，NGB在結構上依然是傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡，在安全性、設備維護和成本上與ftth相比劣勢明顯，改造、升級為FTTH網(wǎng)絡是必然趨勢。本文以有線電視配套項目為例，對有線電視FTTH網(wǎng)絡的設計、施工、安全防護、運維等方面進行探討。
關鍵詞：有線電視NGBFTTH無源光分配網(wǎng)設計
1引言
NGB網(wǎng)絡已運營十多年，雖然經(jīng)過一系列的技術升級和接入設備拆分，能夠穩(wěn)定支撐包括高清直播、高清點播回看、百兆寬帶接入等業(yè)務，然而隨著4K、8K、AR/VR、千兆寬帶的普及，NGB網(wǎng)絡的性能已無法支撐業(yè)務的發(fā)展，同時NGB網(wǎng)絡在安全性和建設維護成本上相較FTTH有一定的劣勢。有線電視網(wǎng)升級未進行FTTH需要解決的問題有很多，如針對不同的場景分別采取哪種技術方案、如何盡可能規(guī)避入戶線纜更換的困難、現(xiàn)有NGB網(wǎng)絡進行升級時如何因地制宜節(jié)省成本等。同時，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡相較傳統(tǒng)雙向有線電視網(wǎng)和NGB，在日常運維上有較大的區(qū)別，HFC網(wǎng)絡維護中所關注的重要指標以及配套的搶修、維護預案并不完全適用于FTTH網(wǎng)絡，從技術預案、維護人員技能到儀器儀表和工具配置，可以說整個運維體系都需要進行重組和更新。
2FTTH網(wǎng)絡改造方案的設計思路
本期機房利舊一期工程原有有線機房的覆蓋用戶數(shù)為359戶。有線FTTH網(wǎng)絡自中心機房以下，均應設計為無源光網(wǎng)絡（可結合實際情況將OLT、EDFA等設備下沉至小區(qū)機房，本項目不采用），設計依據(jù)OLT端口發(fā)射光功率、EDFA輸出光功率、終端設備接收光功率門限、鏈路損耗等數(shù)據(jù)，計算出所需的端口、器件等資源數(shù)量，并完成網(wǎng)絡結構的設計。（1）ODN網(wǎng)絡結構新建FTTH網(wǎng)絡采用二級光分結構，由兩條獨立光鏈路分別傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務和廣播電視。數(shù)據(jù)業(yè)務的光分配網(wǎng)絡通常采用兩級光分結構，總光分比為1:64（一級光分可采用1:4或者1:8，則對應的二級光分為1:16或者1:8），電視部分同樣采用兩級光分結構，總光分比為1:64（一二級光分均采用1:8的光分比），端口覆蓋率按照100%考慮。如采用薄覆蓋方式漸進地對現(xiàn)有NGB網(wǎng)絡進行疊加升級，則會根據(jù)業(yè)務現(xiàn)狀、發(fā)展預期等實際情況采用更為靈活的配置方式。FTTH到戶模型如圖1所示。（2）設備接入方案設計由于FTTH有線電視網(wǎng)絡建設（含純新建網(wǎng)絡和疊加升級網(wǎng)絡）目前規(guī)模不大，故OLT、EDFA等設備一般暫時規(guī)劃放置于分中心級別的機房。對于有條件的小區(qū)，項目設計時應一并規(guī)劃小區(qū)有源機房，除了配置當期項目所需的ODF等無源設備外，還應完成小區(qū)機房的有源基礎建設，以便后續(xù)大規(guī)模升級時將OLT等設備下沉，發(fā)揮區(qū)域核心的作用。新建FTTH網(wǎng)絡根據(jù)樓棟的用戶數(shù)量合理設計樓棟內(nèi)的光分配置和安裝位置，采用插片式光分路器以便后續(xù)業(yè)務調(diào)配和維護。新建FTTH網(wǎng)絡采用100%全覆蓋設計，射頻信號和數(shù)據(jù)信號通過用戶端光接收機和ONU接收，其中ONU于用戶入住后視業(yè)務需求另行安裝調(diào)試。（3）光纜建設方案設計光纜建設方案設計同樣需要結合建設規(guī)模和實際資源情況。按照已知的設備參數(shù)、覆蓋用戶數(shù)、預期的業(yè)務類型、并發(fā)率等信息進行光鏈路設計。小規(guī)模FTTH網(wǎng)絡建設時，頭端設備一般配置于分中心級別機房，對于光纜資源的需求會比較大，基礎資源不足則需對上聯(lián)光纜進行補充。大規(guī)模升級改造時，盡可能將頭端設備下沉至小區(qū)機房，如同期建設小區(qū)有源機房，則還需要對小區(qū)機房管線資源進行規(guī)劃，具體如圖2所示。（4）入戶光纜選用新建FTTH網(wǎng)絡接入網(wǎng)使用雙纖入戶方案，采用非金屬加強芯蝶形光纜于用戶信息箱內(nèi)作成端處理。疊加升級改造時，可暫不實施光纜入戶，后續(xù)按業(yè)務需求再進行，在業(yè)務開通時一并敷設入戶。
3FTTH網(wǎng)絡改造安全防護方面的思考
（1）光纜線路的防護新建網(wǎng)絡多采用管道、橋架敷設，同時小區(qū)架空線纜入地是一個大趨勢，在后續(xù)網(wǎng)絡改造中也會越來越多地采用管道、橋架敷設，為避免后續(xù)可能的土建、穿纜施工、管道沉降等對光纜造成損壞，應用塑料子管對光纜進行保護，管口轉(zhuǎn)入處用油質(zhì)水泥沙漿密封，暫不穿光纜子管的則采用專用孔塞封閉。同時，小區(qū)機房還有防鼠防蟲的需要，應對光纜出入處進行有效的密封。管道光纜施工時還應嚴格避免與強電線路共管道和共井。（2）安全生產(chǎn)和環(huán)境保護對網(wǎng)絡進行升級改造時，施工場所一般集中于小區(qū)內(nèi)道路和樓棟內(nèi)施工場地，這些地方隨時都會有居民出入經(jīng)過，且工程涉及開挖、井下、高空、帶電等各類具有安全生產(chǎn)風險的作業(yè)，施工過程中的安全管理極為重要，施工人員要持證上崗、施工人員個人防護、施工前技術交流、施工現(xiàn)場臨時用電管理、工具設備管理、施工現(xiàn)場安全監(jiān)管制度等都應做實做細，以避免小區(qū)內(nèi)施工中發(fā)生安全生產(chǎn)事故。同時，針對小區(qū)內(nèi)施工的特點，還必須做好施工現(xiàn)場危險源的排查，避免上下班高峰時段作業(yè)，作業(yè)區(qū)設安全警示標志并進行保護，專人進行現(xiàn)場管理，禁止非工作人員進入現(xiàn)場；物資裝運時，需由專人統(tǒng)一指揮搬運，裝卸光、電纜時，進行防護并由專人對周邊進行看護，臨時堆放的物資必須堆放整齊牢固并設置警示標志和進行防護看管；敷設管道光纜前，施工現(xiàn)場需進行保護并安排專人引導居民，檢查連接件是否牢固，確保施工過程可控。同時還應做好施工環(huán)境保護，施工過程產(chǎn)生的廢棄物必須及時清理，施工過程中將廢棄物臨時集中堆放于安全位置，當日施工完成后及時清運，并按照規(guī)定進行利用或處置。施工還需避開居民休息時段。
4驗收和移交
項目竣工后的驗收和移交工作非常重要，其資料的完備性和準確性直接關系到網(wǎng)絡的安全運行和維護排障工作的開展，也關系到后續(xù)的資產(chǎn)管理。項目竣工后，提交的資料應包含：相關竣工圖紙（光纜、管道、橋架路由等）、設備與器材明細表及相關資料、各種測試記錄（ODF、接頭盒、光纜熔接包等環(huán)節(jié)的光功率損耗）、設備和主要器材檢驗記錄、施工過程記錄（項目負責人提供）、隨工驗收記錄、隱蔽工程驗收記錄、標簽文檔（機房跳纖表、分纖箱跳纖表、端口連接表等）、施工工藝驗收記錄，并由運維部門進行復核檢測。
5運行維護
從NGB到FTTH，有線電視網(wǎng)的小區(qū)分配網(wǎng)絡部分有了極大的變化，從有源變?yōu)闊o源，從射頻信號為主變?yōu)榧児庑盘枺峙渚W(wǎng)絡日常運維搶修班組的人員技能和儀器設備也有了相應的改變，但總體來說，F(xiàn)TTH小區(qū)分配網(wǎng)絡的維護復雜程度相較NGB網(wǎng)絡是大幅下降的，疑難問題也相對較少，受環(huán)境干擾也極少，對運維班組的技術、技能要求側重有所改變，但基本上都在原有的框架內(nèi)，一旦大規(guī)模升級改造開始，運維班組只需要配備相應的儀器設備，經(jīng)過短期培訓即可很好地承擔FTTH網(wǎng)絡的維護工作。
6注意事項與網(wǎng)絡改造后的效果
FTTH網(wǎng)絡設計時，需要考慮（新建、升級）住宅小區(qū)、樓棟、業(yè)務預期、并發(fā)率等實際情況，選用分光比合理的器件來盡可能保證用戶終端接收光功率的一致性，同時也需考慮今后升級、擴展和維護的需要，設計足夠的光功率富余量、末級光分配器端口富余量及射頻信號電平富余量。建設過程中需加強施工工藝管理，特別是新建住宅小區(qū)和實施架空線入地改造的住宅小區(qū)，隱蔽工程涉及了幾乎所有的光纜、同軸電纜和光纜接頭包，一旦施工中出現(xiàn)工藝質(zhì)量問題或未按圖施工，后續(xù)很難發(fā)現(xiàn)和整改，給網(wǎng)絡的安全運行帶來了極大的隱患，因此需項目負責人和施工監(jiān)理全程管控并留下記錄。施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理是貫穿整個施工過程的重要內(nèi)容，包括建立健全規(guī)章制度，做好人員資質(zhì)審核和安全生產(chǎn)培訓，制定周密的現(xiàn)場安全管理流程等，及時發(fā)現(xiàn)、整改安全隱患，以杜絕安全生產(chǎn)事故。除了指標、工藝驗收外，竣工技術資料的齊備和準確性關系到后續(xù)的資產(chǎn)管理、資源調(diào)度，也是運維工作和安全播出保障的重要基礎，資料的系統(tǒng)錄入、審核需要格外關注。有線電視FTTH網(wǎng)絡在依據(jù)相關規(guī)范并結合住宅小區(qū)的實際情況進行嚴格的設計、施工和驗收后，性能和可擴展性上完全能夠達到預期。網(wǎng)絡改造后的實際效果總結如下。
（1）網(wǎng)絡安全性和穩(wěn)定性更好
由于小區(qū)分配網(wǎng)絡為全光網(wǎng)絡且全程無源，無需為傳統(tǒng)的設備如光站、放大器及纜橋提供供電線路，避免了用電安全風險，也不會因供電中斷導致大范圍網(wǎng)絡癱瘓，無源純光網(wǎng)絡極強的抗干擾能力也避免了有源設備在長期不間斷運行及惡劣環(huán)境條件下運行不穩(wěn)定的隱患，同時在防范非法插播方面，相比傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡有不可比擬的優(yōu)勢。
（2）降低維護和運營成本
無需電力供應可節(jié)省大量用電成本?？啥沤^電力供應、有源設備故障（或性能下降）造成的日常搶修和維護，且可以完全規(guī)避惡劣氣候時故障率升高的可能，使得網(wǎng)絡維護所需人力物力可以較為平均地分配，無源光網(wǎng)絡較低的故障率也可有效減少人員冗余且無需備用設備，運維成本可得到有效控制。
（3）用戶端體驗提升
避免了有源設備故障或性能力劣化，網(wǎng)絡整體故障率大幅度下降。頭端設備由GPON升級為10GPON，光網(wǎng)傳輸性能上的優(yōu)勢，相比NGB網(wǎng)絡，不論在高帶寬應用、網(wǎng)絡時延還是穩(wěn)定性上都有極大的優(yōu)勢，能夠極大地提升用戶體驗。
（4）作為后續(xù)業(yè)務擴展的平臺
覆蓋到終端的光網(wǎng)絡可以為5G的小區(qū)覆蓋、雙千兆的實現(xiàn)提供有力的資源支持，也可為周邊政企業(yè)務的開展提供優(yōu)質(zhì)的服務，特別是電子政務網(wǎng)類業(yè)務具有大量深入小區(qū)的接入點，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡可以提供充足的優(yōu)質(zhì)接入資源。綜上，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡相比NGB網(wǎng)絡，在各方面都具有很大的優(yōu)勢，是目前有線電視網(wǎng)絡升級的極佳方案。
作者:胡志剛 單位:東方有線網(wǎng)絡有限公司西區(qū)分公司
