农村光纤接入网建设中电信网和电视网融合初探

　　摘要：文章论述了农村光纤接入建设的必要性，通过分析电信传输网和有线传输网的现状，对网络环保护等提出可行措施，探讨了两个网络的融合。
　　关键词：三网合一；接入网；电信；电视；融合
　　
　　一、引言
　　
　　在我国推进信心化进程中，由于广大农村市场点多面广，农村信息化建设水平直接影响我国全面建设小康社会的历史使命。和城市相比，近两年农村宽带上网需求十分旺盛，农村的电话普及率和宽带接入覆盖率十分高。2008年1月7日信息产业部发布的报告指出，截至2007年年底，全国行政村通电话比重达99．5%，在互联网方面，97%以上的乡镇具备接入条件，全国92%的乡镇开通了宽带用户。如何加快农村地区光纤接入网建设，提高接入能力，逐步向“三网合一”过渡，成为农村信息化建设的基础工作。
　　
　　二、建设农村光纤接入网的必要性
　　
　　（一）适应电信网的发展趋势
　　目前中国的本地电话网，基本完成了交换网和局间传输网的数字化，乡镇以上已经实现了局问的光缆化，而接入网的光纤化水平仍然较低，大量的铜缆接入已经成为电信网发展的“瓶颈”。
　　信息产业结构发生的巨大变化，对单一的电信网提出了更高的要求。电信、有线电视、计算机网络服务之间的界限越来越模糊，随之将引发行业的融合和网络的融合。光纤网络具有传输高品质、接入高带宽和业务接入的综合化等铜线资源无法比拟的优势，随着接入技术的演进，在一张光纤网络上传输话音、数据业务、多媒体业务、有线电视逐步成为现实，加快农村接入网光纤化建设进程，在农村地区率先实现全光传输，将成为各电信运营商和广电部门占领市场竞争制高点的关键。
　　（二）农村接入网亟待提高承载业务的能力
　　网路技术发展，业务需求多样化，信息速率不断提高，业务相互渗透，使电信、广播和计算机由原来的分离逐步走向融合，三种业务的融合使目前只能承载单一业务的铜缆接入网面临的问题日益突出。随着计算机技术和电信技术的发展，特别是以IP技术为基础的网络，由于其技术新、容量大、成本低、效率高而具有很大的发展潜力。
　　从目前本地网的情况来看，用户对电信业务需求的种类以电话业务为主，近期还有少量的窄带数据业务需求，宽带业务的需求还有待时机。对于农村地区的用户来说，对有线电视的需求将大大超过电信。电视机的普及率高于电话普及率。网络的建设应该超前以适应未来网路向宽带化的方向发展，满足各种用户的不同需求，为用户提供优质、高效的服务，提高自身的竞争能力。
　　
　　三、光纤接入网网络结构
　　
　　（一）本地传输网的现状分析
　　本地传输网的物理结构可以从两个层面来分析，即本地网的局间传输网和用户网。由于以往的局所比较多，许多地方的乡镇都设有小容量的端局，因此局间传输网通达到乡镇。随着我国本地局间传输网的数字化、光纤化程度不断提高，大部分地区都完成了光纤到乡镇的目标。与局间传输网的情况相反，用户网的数字化、光纤化的程度比较低，采用的手段也比较落后。大部分地区沿用架空铜缆，网络的拓扑结构一般是以乡镇为中心的星型或线形结构。
　　按照本地网“少局所、大容量”的局所调整，乡镇一级的小容量局所将逐步由接入网设备替代。接入网的覆盖范围，也就由原来的村到乡扩大到村到县，原来乡镇间的局间光缆的路由一部分可以利用（路由走向符合现有接入网的需求），一部分需要调整后利用。目前农村的网络拓扑结构如图1所示：
　　
　　（二）有线电视网的网络现状
　　由于目前我国大部分地区有线电视网只提供单向的业务。有线电视网的网络为二级结构，即中心局和分局。在市区中心局以市为单位，分局以区为单位。农村一般以县为单位设置中心局，乡镇设置分局。中心局之间采用光缆环连接，中心局与分局之间为星型连接，有些乡镇的电视台是一种局部的星型拓扑结构。分局的有线电视前端设备通过星型拓扑结构的光缆连接到光节点，光节点一般放在行政村，从光节点到用户采用同轴电缆，以树形或总线形的拓扑结构连接到每个用户，每个光节点可以覆盖1KM范围的用户。目前有线电视网络的拓扑结构如图2所示：
　　
　　（三）电信网和CATV网的比较
　　从两种网络的现状来看，两种网络的上层都是环形结构，并且是光缆环形网，但是这两种光缆环形网的起点是不一样的，CATV的中心局设在县一级。中心局之间是光缆环，也就是县一级是光缆环。县与乡之间是星型的结构，电信网的端局之间，也就是乡镇与县局之间的主干光缆是环形结构。CATV网从用户到光节点是树形、总线形的拓扑，采用同轴电缆每500m设一个放大器完成信息的传输，电信网从用户到交换机，一般是星型或线形拓朴结构，采用铜缆双绞线完成信息的传输。
　　两种网络传送的信息是截然不同的，电信网是双向窄带业务，传输的一般是数字信号。CATV网是单向宽带业务，传输的是模拟信号。随着技术的发展，双向的HFC和宽带无源光网络技术的不断商用化，将使这两种业务融合到一起。
　　
　　四、在光纤接入网中逐步实现电信网与CATV网的融合
　　
　　（一）局所的融合
　　农村综合业务目标局一般设在县城所在地，根据全县乡镇的数量和人口分布情况，最多在经济发达、人口稠密的乡镇再设一个目标局。一般CATV网的中心前端也设在县城，正好与电信网的目标局地理位置、覆盖范围相近似。从目标局的功能来看，它是一个多业务节点，因此也可以包含CATV的节点。如果采用光纤环路作为传输媒介，CATV的分前端可以利用接入网的主干光缆环接入目标局的CATV中心前端。综合业务目标局的设置已经为今后的融合奠定了基础。
　　随着技术的发展，多种业务的融合己成定局，CATV和电话业务的融合，在农村是走向融合的第一步，也是关键的一步。从目前的情况看，两种业务的融合，在目标局有两种不同的选择，一种是同缆分纤的方法，CATV总前端设备单向传送有线电视节目，采用独立的传输系统，从总前端到前端的传输系统占用主干光缆环的一部分光纤。电信业务也采用独立的系统，从OLT到ONU也占用主干光缆环的一部分光纤，有的厂家将电视信号和电信信号在光纤接入的局端设备中，通过波分复用（WDM）耦合到一起传送到ONU，在ONU中分离出两种不同波长的光信号，再分别由两种不同的设备将光信号转换成电信号传送到用户端。
　　另一种融合的方法是全程综合，可以称得上是“三网合一”的方式之一，采用HFC双向传输技术，同缆同纤同引入线，在目标局将电话业务节点、数据节点和CATV总前端的语音，数据、CATV节目分别调制到不同的射频上，然后混频通过一个光发送系统传输到远端的光节点，通过光节点进行光电转换，将混频的电信号用同轴电缆传给用户单元，用户单元解调分离出三种信号，通过三种接口为用户提供语音、数据、电视。此种方式的优点在于CATV网、计算机网、电信网“三网合一”的程度比较高，但电话基本业务和低数数据业务的传输质量比较差，价格较昂贵。目前在广大农村地区很难推广。
　　（二）网络的融合
　　1、主干层和配线层的融合。传统的CATV网的中心局（中心前端）到分局（前端），是星型的拓扑结构，网络的安全可靠性比较差。线路发生故障将影响几千个用户，所以网络的可靠性不能忽视。中心局总前端通过主干层光纤环路与各分局的前端相连，形成物理环形逻辑星型的结构，使网络的安全可靠性得到保证。接入网配线层的拓扑结构一般为环形和星型，与CATV前端到光节点的拓扑结构基本一致。两种业务的融合首先是网络拓扑结构的一致，在物理路由一致的前提之下，在主干和配线段首先可以采用同缆分纤的方式，各自选用不同的系统，最常见的是（HFC＋DLC）方式，有线电视采用HFC单向传送电视业务。有源光纤接入设备传送电信业务。主干光纤网络可以是有源的（HFC＋DLC），也可以是无源的（HFC＋PON）。这种方式在HFC上只传送CATV和VOD业务，而传送数据以及电话业务则由PON或DLC承担。此种方式的优点在于，电话基本业务和低速数据业务的传输质量和可靠性高，价格较低。此方式有利于邮电部门在保证基本电信业务的同时扩充传送CATV和V0D业务的能力。也可以采用波分复用即同缆同纤不同波长的方式，最常见的是1300μm窗口传送电信业务、150μm窗口传送有线电视业务。
　　2、引入层的融合。对于光纤接入网而言，引入层是指用户端到光网络单元（ONU），一般使用铜缆双绞线，呈星型的拓扑结构；对于CATV网而言是指光节点到用户端，一般使用同轴电缆，呈树形或总线形的拓朴结构。目前农村的ONU大部分放置在行政村，一个ONU容量达到500线以上，平均每线综合造价才能够比较经济合理。对于经济发达、人口稠密、电话普及率比较高的行政村，设置一个ONU便可以接入500个用户，而对于经济欠发达，人口密度和电话普及率低的地区，ONU要覆盖几个行政村接入的用户数量才能达到500个以上，考虑到经济和通信质量，用户到ONU的距离控制在0.8-2km，也就是覆盖半径可以到2km。有线电视网的光节点，可以覆盖的用户数在800-2000，由于电视普及率大大高于电话普及率，光节点覆盖半径在1km范围，就可以拥有大量的用户。同轴电缆每500m设置一级放大器，最多可以达4级，由于同轴电缆的每公里造价比铜缆贵，同轴电缆的长度也不宜太长。可以看到电信业务和CATV业务可以在同缆分纤的方式下，从综合业务目标局、主干光缆和配线光缆几个部分进行联合建设，在农村光纤接入网网络的建设中为CATV提供一定数量的光纤芯数，光分支点设备，同时在接入设备的远端机房为CATV前端或光节点设备留有一定的局房面积和位置。就可以为采用铜缆分纤、双绞线和同轴电缆重叠入户的方式提供联合建设的条件。如果采用波分复用技术，从目标局到远端可以采用一套元源光网络设备，到光节点再将两种不同的光波分离出来，通过不同的终端设备ONU和光节点，将两种业务分别送到用户，这样不仅避免重复建设，也为今后的进一步的融合奠定基础。
　　
　　五、结论
　　
　　从以上分析可以看出，在同缆分纤基础上，由于普及率、设备覆盖半径、拓扑结构的差异，引入层的融合是不可能的。近期，农村电话和CATV可以在主干层和配线层实现网络的融合，在引入层的融合必须等到传输系统、局端和远端设备的融合，也就是从系统上将语音、数据和图像综合在一起，通过光缆传送到光节点，从光节点到用户端使用同轴电缆到用户单元，经调制解调器分离出电话、数据和电视。
　　
　　参考文献：
　　牟春波.光纤接入网建设模式的新发展[J].电