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1、1湖南有线石门网络有限公司1550nm 光传输网络设计湖南有线石门网络有限公司（2011 年 8 月） 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计21、 1550nm 有线电视系统方案简介1.1 总体建设目标1. 为确保石门数字电视整体转换后网络的正常运行，建设数字电视 1550 传输系统。系统要求采用新一代 1550nm FTTB 的技术，主要承载数字及模拟广播电视业务，系统在满足现有业务需求的前提下，应具有滚动发展、平滑升级开展未来多种业务的能力。并且在能够通过在分前端将 VOD 射频信号调制成光信号，并和主播光信号混合，再进行放大、分光，满足一定区域用户对点播并发流的需求2. 利用即将建
2、成的 IP 主干网，对线路上的有线电视设备实行远程网管。3逐步实现有线电视 1550nm 光传输环网覆盖。1.2 方案设计的基本原则本设计方案的总体原则包括以下几个方面：1. 开放性系统设计可提供多种互联互通的支持能力。2. 标准性系统设计应符合国家标准和国际通用标准3. 安全、可靠性系统的稳定性是运营商信誉与成功的关键，在系统设计中应有充分的冗余性、安全性策略4. 可管理性可以通过网络管理软件对设备进行远程监控，管理，预警，调试。5. 先进性采用时下比较先进的 overlay 插播技术，可以简便插入光网络，并根据业务发展情况平滑扩容6. 实用性网络的规划和设计应在确保传统节目正常传送的前提下
3、，能保证数据业务、宽带交互业务和监控、网管等业务的逐步开通 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计37. 适用性根据石门广电实际情况进行针对性的方案设计和施工8. 扩展性网络的规划要适应技术和市场发展的需求，有明确的阶段性目标和对策，既使投资具有继承性，又使网络具有可扩展性和业务开放的能力2、 方案的构成2.1、系统框架图石门有线目前在石门城区建设了 3 个分前端，每个分前端都通过光缆连接，其中以广电中心为总前端，并从广电中心出发，和县委与电厂形成环路形成一个分前端分布合理，主干光缆路由丰富，网络结构层次清晰的光缆网络。图一 所示为石门县光缆路由图：中心县委 电厂图一 石门县光缆路由图其中
4、为前端及名称，中心为中心总前端，其他为分前端。这样，整个网络架构就变得清晰简洁了，即使将来再扩建分前端，仅仅根据其定位进行归类处 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计4理，根本不会影响整体网络架构，使得主干网络具备更强的可扩展性。2.2 系统选取方案1 0 d B m1 1 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m电 厂2 3 d B m中 心1 0 d B m1 1 d B m1 5 5 0 n m 外 调制 光 发 射 机14141 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m141 6 d B m1 6 d B m1
5、 6 d B m1 6 d B m141 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m14141 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m141 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m14141 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m142 3 d B m2 3 d B m2 3 d B m2 3 d B m2 3 d B m2 3 d B mE D F AE D F AE D F AE D F AE D F AE D F AE D F A县 委2 3 d B mE D F A1 6
6、 d B m1 0 d B m1 0 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m1 6 d B m142 3 d B mE D F A光 切 换 开 关光 切 换 开 关1412125 . 5 k m5 . 4 k m4 k m 4 k m预 留1 5 d B m1 5 d B m5 0 %5 0 %5 0 %5 0 %2 d B m2 d B m2 d B m2 d B m1 6 d B m2 5 %2 5 %2 5 %2 5 %7 d B m7 d B m7 d B m7 d B m2 d B m2 d B m2 d B m2 d B m图二 1550nm 分前端备份
7、模式设计设计方案说明此方案为石门广电骨干网全网络按照1550nm分前端备份模式设计，整个网络的前端设在石门广电中心机房，前端机房采用一台2x7dBm的1550nm外调制激光发射机为网络提供光源，一级EDFA建议采用大功率输出型号，除了满足各分前端有较高的抵达光功率外，预留足够的光功率以作日后发展和其它可能需求。在经过分光后进入两个2路光分路器，去向不同的路由，保证两个分机房都有一主一备两条路由到达，然后通过光切换开关对两个路由实施自动备份，光开关除了检测光功率，最好有检测射频信号功能，避免射频丢失或指标降低而光开关不切换的情况发生。然后通过光放大器传输到各个光节点上，依托于IP骨干网的建立，可
8、以通过网管软件来对设备实现远程监控、管理、调试，大大节省了人力物力。 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计5一台 EDFA 能覆盖的用户数可以计算为：64（光接收机）*50（户）=3200 户或 128（光接收机）*50（户）=6200 户，考虑到两种情况 50 ：50 计算，理想模型覆盖用户数为 4700，为了方便计算，以后可以都按每台 EDFA 覆盖 5000 用户计算。对于一个小于5000用户的分前端，利用一台EDFA覆盖即可，而目前大部分分前端用户远不止5000用户，这就需要增加一级光分路器，提供多个光端口驱动多台覆盖EDFA，覆盖N*5000用户，根据石门每个分前端所覆盖的用户
9、数建议对于中心和县委建议N=4、电厂建议N=4。 在传输部分利用现有的光缆资源使整个网络形成两个不同路由的环路，即中心电厂县委 中心县委电厂 即：中心县委 电厂图四 环网路由示意图光接收功率按 0dBm，光活动接头损耗按 0.5dBm，线路损耗 1550nm 按0.25dBm/km 计算。设计参数与工程施工有偏差，接收光功率在1dBm 偏差为允许偏差。1550nm 传输系统要求光缆或尾纤盘绕半径100mm，严禁打结。供电设施：应是双线路供电，并自备柴油发电机和稳压电源。配电板应有过荷保护措施，不应只是闸刀和保险丝。机房地线应为宽 100 毫米，厚 0.5-1 毫米的铜带。前端设备应有相应的空调
10、设施，保证机房内温度在 253C2.3 选取方案比较 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计6在传输指标方面，如果按 1310nm 模式建网，一般是构建两级光传输网，一级网络负责将信号传送至各个分前端机房，二级网络则负责将信号从分前端机房传送到各个光节点。由于 1310nm 波长因素，无法直接进行光放大，因此需要在分中心机房光电转换一次，完成信号中继分配与再传输。其优点是可以利用现有的 1310nm 设备直接进行改造，施工较为简便，并且前期投入成本较低。如果按照 1550nm 模式建网，中途不需光电转换，一般一个县需要三级EDFA 中继放大即可完成覆盖，其中一二级 EDFA 均属于一级网络
11、设备，负责将信号送达各分中心机房，三级 EDFA 则属于二级网络设备，负责将信号分配到各光节点。1550nm 模式的传输指标明显高于 1310nm 模式，这得益于两点：一是1550nm 系统光信号在整个链路中透明传输，中途不需光电转换，C/N 损伤较小；二是在城区范围内距离相对较近，一般不超过 30 公里，由 1550nm 光传输引入的非线性指标损失很小，指标主要损失在光收机的射频模块上。在成本方面，一台 22dBm 的 EDFA 在光功率覆盖上大约相当于 12 台 10dBm的 1310 光发射机，其价格具有很高的性价比采用1550nm光传输技术方案还具有以下特点：1. 使用1550nm波长
12、的实现全市大面积、大范围的光纤联网，城区接入网与乡镇干线网可以采用同一个前端光发送机平台，充分利用设备资源；网络一体化，增强网络稳定性，减少维护量；并可实现网络分步式改造。2. 城区网内，采用1550nm光传输技术，可以实现大功率输出，覆盖用户更多，有效减少了机房内有源设备的数量，减轻了机房负担；并且通过有效的设备备份，确保网络的安全性。3. 乡镇干线网络上，可以在县、区分前端采用Overlay技术实现本地节目的插入，或者直接插播IPQAM下行信号，提高用户VOD点播成功率；4. 采用GEPON技术实现数据联网，与1550nm广播电视网络完全重叠的网络结构，在建设1550nm广播电视网的同时也
13、建设好了EPON数据网络；5. 多种接入网技术（LAN、MOCA、EOC） ，使数据进入家庭，实现HFC网络双向化； 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计76. 符合国家标准的网管平台，通过网管软件可以监控网络上所有设备的状态2.4 电视和数据插入业务的 Overlay 叠加技术Overlay叠加技术就是在县分前端通过增加Overlay光发射机，它们的输出与前端传来的广播节目经光复用器耦合进同一光纤线路，一起传送给各个光节点。这种叠加传输方式既适合当前的模拟电视广播，也适合未来的数字电视广播，两者都工作于副载波复用光纤传输体制，只是副载波频段和调制方式不同。下图石门广电的 overlay
14、 插播系统图：F M 广 播本 地 节 目I P Q A M带 复 用 可 调 光 功 率1 5 5 0 n m 直 调 光 发 射 机E D F A射 频 混 合 器14主备光 切 换 开 关图五 overlay 插播系统图本方案是在分前端机房，光切换开关后在原先组网的基础上增加一台带复用可调光功率的 1550nm 直调光发射机，这样就可在原有网络的基础上实现插播，其中包括 IPQAM、调频广播、以及一些自办节目的插播。目前石门有线每个分前端的用户数约为 20000 户，如果每个分前端插入 24个频点、240 个并发流，其中 VOD 用户接入率按 30%计算，则业务开展的初期，采用 1 台
15、1550 直调机、1 台 IPQAM，在驱动 1550nm 光放大器前插入；初期点播率为：248/（2000030%）3.2而一台覆盖光放大器覆盖 5000 用户左右，4 台光放大器既可满足一个分前端的需要，这样初期仅需 1 组 240 个并发流既可覆盖全分前端的用户，而对于暂时没有进行双向网改的区域，无需插入 VOD 光信号，直接接入主播光信号既可，一旦启动改造，将其光纤接入包含 VOD 信号的光端口就可开展 VOD 点播。当 240 个并发流不能满足需求时，可以模块式增加一组 240 个并发流，将 石门有线电视 1550nm 光传输网络设计8上面部分覆盖光放大器接入到新增系统中，既可将相应区域内同时在线率提高一倍，直至可以扩展到四倍，业务开展中后期，随着用户数的大量增加，同频段插播系统下移至最后一级 1550nm 光放大器前插入；每光节点带 50 户(广电总局印发的 NGB 总体实施方案中，每光节点带用户数从 500 户、200 户向 50 户推进)，则 1 台 1550 直调机、1 台 IPQAM 覆盖了 4x32x50=6400 户，点播率为：248/ （640030%）=10即 30%开通双向网络时，同时在线率可以达到10%。如果业务进一步增长，可以在分前端适当调整光纤跳线的顺序，将直调光发射机推到后级
