田敬堯

（安徽廣電信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，合肥 230088）

1 FTTH技術(shù)概述

目前，F(xiàn)TTH（光纖到戶(hù)）對(duì)于家庭接入網(wǎng)絡(luò)的組建主要是依靠于EPON（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，通過(guò)互動(dòng)電視（IPTV）、互聯(lián)業(yè)務(wù)以及語(yǔ)音業(yè)務(wù)的有效接入，以此達(dá)到了“三網(wǎng)融合”的效果。

ODN（光分配網(wǎng)，基于PON設(shè)備的FTTH光纜網(wǎng)絡(luò)）的組成主要為一系列的光無(wú)源器件（如光纖光纜、光分路器、光交接箱與光分線(xiàn)盒等），并且對(duì)于活動(dòng)連接器應(yīng)盡可能的減少使用，其使OLT（光線(xiàn)路終端）與ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）之間實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接，從而使ONU可以有效接收OLT發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。ONU安裝用戶(hù)家中，其對(duì)用戶(hù)的連接方式較多，并且一個(gè)ONU可以連接多個(gè)用戶(hù)。

1.1 OLT設(shè)備

在EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，OLT作為一種局端設(shè)備，可以提供TDM與IP等多種業(yè)務(wù)，其功能具體為：①將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)利用廣播的方式發(fā)送至ONU；②發(fā)起、控制、統(tǒng)計(jì)以及記錄測(cè)距過(guò)程及其信息；③對(duì)ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時(shí)間與發(fā)送窗口大小實(shí)施控制，即為ONU分配帶寬。

1.2 ONU設(shè)備

ONU可分為有、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)單元兩種形式，而監(jiān)控設(shè)備、光發(fā)機(jī)與光接機(jī)為光節(jié)點(diǎn)的主要組成，其功能為：①對(duì)OLT發(fā)送的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性接收；②對(duì)于OLT發(fā)出的命令（測(cè)距與功率控制），作出響應(yīng)和相應(yīng)調(diào)整；③緩存用戶(hù)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)將其在OLT分配的發(fā)送窗口中發(fā)送至上行方向。

在“三網(wǎng)融合”中對(duì)于EPON有源光網(wǎng)絡(luò)單元的運(yùn)用，其通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入、三層路由模式、高質(zhì)量VOIP（網(wǎng)絡(luò)電話(huà)）音頻以及有線(xiàn)電視全頻段RF（射頻）輸出等功能的有效集成，在極大程度上促進(jìn)了三網(wǎng)融合終端設(shè)備的有效接入。

2 FTTH組網(wǎng)方式

在有線(xiàn)電視中，F(xiàn)TTH技術(shù)的應(yīng)用不僅在網(wǎng)絡(luò)帶寬方面表現(xiàn)更大，而且使通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)格式、協(xié)議、波長(zhǎng)以及速率的透明性得到了大幅提升，同時(shí)還對(duì)安裝、維護(hù)以及供電要求實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化。目前，通過(guò)分光器將OLT直接接入ONU為FTTH技術(shù)所采用的主要模式，其組網(wǎng)方式以家庭業(yè)務(wù)接入為依據(jù)可分為以下3種：

⑴模式一：以O(shè)NU為家庭網(wǎng)關(guān)單元。例如F460設(shè)備上聯(lián)OLT，下聯(lián)通過(guò)4個(gè)10/100Base_T自適應(yīng)以太網(wǎng)接口連接計(jì)算機(jī)或電視機(jī)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)或IPTV業(yè)務(wù)接入；2個(gè)RJ-11電話(huà)接口連接電話(huà)機(jī)。

⑵模式二：以O(shè)NU為單住戶(hù)單元。例如F401設(shè)備上聯(lián)OLT，下聯(lián)通過(guò)1個(gè)10/100/1000Base_T自適應(yīng)以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)上行家庭網(wǎng)關(guān)（H618C）連接，再連接電話(huà)機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)，實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)的家庭接入。

⑶模式三：采用簡(jiǎn)化型家庭網(wǎng)關(guān)。例如F420設(shè)備上、下分別聯(lián)接OLT與家庭接入終端的同時(shí)設(shè)置外置AP（無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)接入點(diǎn)）。

在實(shí)際應(yīng)用中，以上3種組網(wǎng)模式的選擇應(yīng)結(jié)合用戶(hù)自身需求與家庭網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)情況綜合確定。對(duì)于家庭網(wǎng)關(guān)型而言，在業(yè)務(wù)接入方面其所支持的路由功能為其與單住戶(hù)型的主要區(qū)別。

3 FTTH網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.1 FTTH網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)

對(duì)于FTTH網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，其過(guò)程對(duì)于所在地區(qū)廣電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)應(yīng)予以充分考慮，同時(shí)基于不同業(yè)務(wù)的承載，以具體的技術(shù)原理差異為依據(jù)制定不同的方案來(lái)設(shè)計(jì)FTTH網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。目前，對(duì)于廣電網(wǎng)絡(luò)而言，其所承載的業(yè)務(wù)主要包括增值業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)兩種形式，其中前者主要涉及回傳及寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，后者則為DVB調(diào)制電視業(yè)務(wù)與互動(dòng)業(yè)務(wù)。

3.2 FTTH網(wǎng)絡(luò)的傳輸架構(gòu)

3.2.1 有線(xiàn)電視及互動(dòng)電視業(yè)務(wù)

對(duì)于電視節(jié)目的調(diào)制，本文論述的FTTH前端有線(xiàn)電視節(jié)目采用的為DVB方式，互動(dòng)電視則為IPQAM方式。由于這兩種信號(hào)擁有相同的終端接收指標(biāo)，帶寬要求較高且數(shù)據(jù)傳輸量大，因此在設(shè)計(jì)FTTH網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架過(guò)程中，可運(yùn)用一纖芯、一波段的方式統(tǒng)一傳輸這兩種業(yè)務(wù)。

在具體規(guī)劃和設(shè)計(jì)FTTH網(wǎng)絡(luò)時(shí)，基于有線(xiàn)電視與互動(dòng)電視業(yè)務(wù)需求的分析，數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸所用波長(zhǎng)一般為1550nm，同時(shí)以所在地區(qū)用戶(hù)的分布實(shí)況為依據(jù)，可采用多級(jí)分光與多級(jí)放大的方式進(jìn)行光鏈路傳輸。但是對(duì)于1550nm波長(zhǎng)而言，由于其所傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)為廣播式，一般情況下終端接收的信號(hào)需小于-10dBm，因此在以用戶(hù)分布實(shí)況為依據(jù)的同時(shí)，需對(duì)EDFA（摻鉺光纖放大器）放大級(jí)數(shù)與放大參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。從理論上講，對(duì)于單級(jí)EDFA而言，ODN的放大級(jí)數(shù)不宜超過(guò)三級(jí)，傳輸距離為10～20Km，但在實(shí)際應(yīng)用中，有線(xiàn)電視信號(hào)在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)（用戶(hù)較為零散）放大五級(jí)后仍可正常接收。

對(duì)于光發(fā)機(jī)而言，其在實(shí)際應(yīng)用中的調(diào)制方式可以所在地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)需求為依據(jù)具體采用外調(diào)或直調(diào)兩種方式，同時(shí)為使有線(xiàn)電視信號(hào)的覆蓋滿(mǎn)足實(shí)際需求，可以靈活變化EDFA的位置并進(jìn)行多級(jí)放大。對(duì)于互動(dòng)電視而言，由于回傳指令的傳輸主要由EPON網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，因此在對(duì)波長(zhǎng)為1550nm的光網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中，必須在結(jié)合EPON網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸要求的基礎(chǔ)上，對(duì)1550nm光網(wǎng)絡(luò)傳輸距離所受回傳鏈路終端接收光功率的影響及限制予以充分考慮。

3.2.2 回傳及寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)

由于EPON網(wǎng)絡(luò)采用TDM（時(shí)分復(fù)用）方式進(jìn)行上行傳輸，故而在具體實(shí)施時(shí)必然會(huì)涉及到對(duì)用戶(hù)指令沖突的解決。通過(guò)WDM（波分復(fù)用）技術(shù)的運(yùn)用，EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了TDM與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)在1根光纖中的同時(shí)傳輸，而在雙向數(shù)據(jù)通信中，上、下行數(shù)據(jù)的傳輸所采用的波長(zhǎng)分別為1310nm與1490nm。

在現(xiàn)有技術(shù)框架下，對(duì)于EPON網(wǎng)絡(luò)中ONU接收的光功率來(lái)說(shuō)，其與網(wǎng)絡(luò)傳輸距離 間關(guān)系密切。一般情況下，若EPON網(wǎng)絡(luò)是光發(fā)功率為+3dBm，當(dāng) ≤20Km時(shí)，ONU的接收光功率≥-27dBm；而當(dāng) ≤10Km時(shí)，ONU的接收光功率則≥-24dBm。此外，為確保在高并發(fā)情況下整體鏈路可正常運(yùn)行，對(duì)于回傳及寬帶上網(wǎng)傳輸?shù)墓怄溌范?，通常?yīng)首選兩級(jí)（不宜超過(guò)三級(jí)），并且在用戶(hù)分布零散區(qū)（如農(nóng)村與郊區(qū)），EPON傳輸距離不宜超過(guò)10Km，而在用戶(hù)分布集中區(qū)（如城區(qū)），EPON的傳輸距離則應(yīng)控制在5Km以?xún)?nèi)。

3.3 FTTH網(wǎng)絡(luò)的總體架構(gòu)

由上述分析可知，在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸方面，有線(xiàn)電視與互通電視采用相同的傳輸波長(zhǎng)（均為1550nm），其中EPON網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)回傳指令的傳輸；而對(duì)于回傳及寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，傳輸上、下行數(shù)據(jù)的光波分別為1310nm和1490nm，在此情況下，針對(duì)不同業(yè)務(wù)的傳輸需求，通過(guò)與1550nm、1310nm的結(jié)合，在FTTH網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過(guò)程中，傳輸技術(shù)應(yīng)以雙纖三波為主要選擇。

在實(shí)際建設(shè)時(shí)，基于FTTH的廣電網(wǎng)絡(luò)全部業(yè)務(wù)可經(jīng)IP化數(shù)字前端平臺(tái)進(jìn)行混波處理后傳輸，此時(shí)對(duì)于廣電網(wǎng)絡(luò)所有業(yè)務(wù)的傳輸需求，采用單纖雙波傳輸技術(shù)便可滿(mǎn)足。需要說(shuō)明的是，在本文所討論的范疇中，F(xiàn)TTH并包括由傳統(tǒng)HFC改造升級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，而是只以在傳統(tǒng)廣電網(wǎng)絡(luò)前端平臺(tái)的基礎(chǔ)上新建的網(wǎng)絡(luò)為論述對(duì)象。

對(duì)于FTTH網(wǎng)絡(luò)安全而言：①規(guī)劃過(guò)程中若是以整體鏈路及前端機(jī)房安全為考慮方向，則應(yīng)在機(jī)房建設(shè)時(shí)便需做好其內(nèi)設(shè)備硬件安全的保證工作；②在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，由于EPON遵循的是以太網(wǎng)協(xié)議，因此鏈路安全由協(xié)議中相關(guān)條款來(lái)保證；③一般情況下，應(yīng)用層面涉及操作和網(wǎng)管兩種系統(tǒng)，系統(tǒng)安全的保證可采用防火墻技術(shù)與訪(fǎng)問(wèn)控制來(lái)實(shí)施；④通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)控制與加密技術(shù)的有效結(jié)合，可對(duì)數(shù)據(jù)安全起到保護(hù)作用；⑤對(duì)于關(guān)鍵設(shè)備與關(guān)鍵業(yè)務(wù)，當(dāng)遇網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)，可通過(guò)熱備份的方式來(lái)精確切換主設(shè)備。

4 結(jié)束語(yǔ)

在“三網(wǎng)融合”的背景下，對(duì)于有線(xiàn)電視用戶(hù)家庭骨干網(wǎng)的接入，F(xiàn)TTH技術(shù)的應(yīng)用為其提供了最佳方案，使網(wǎng)絡(luò)寬帶傳輸“最后一公里”的瓶頸得到了有效解決，并且在FTTH網(wǎng)絡(luò)的高寬帶下，極大程度上提升了網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)的速度，讓互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)給用戶(hù)提供了更優(yōu)地服務(wù)與體驗(yàn)。