有线电视光纤网络设计研究

徐亮亮 刘 洋 李 科

（作者单位：湖南省有线电视网络（集团）股份有限公司）

1 光纤设备的特征和指标分析

1.1 光线设备的特征

研究发现，光纤设备纳米程度的不同，具有差异化的类型和特点。以1 310 nm光纤设备为例，光发射机、接收机、光纤传输干线是其主要组成。光发射机的核心主要是DFB激光器，将直接调制的方式运用过来，且光纤链路技术指标紧密联系着光发射机指标。根据实践表明，传输系统组合三价失真会在较大程度上受到光调制指数的影响。要想对组合三价失真和组合二价失真指标有效控制，就需要对光调制指数合理限制，以便促使两者关系得到坚固，进而对选择指标合理优化。一般来讲，组合三价失真、组合二价失真不会受到光纤传输链路损耗的影响。而1 550 nm的设备与1 310光线设备在光发射机上存在着较大的差异，其主要是应用恒定光源灌输光波强度外调制方式，在外调制时，调制电压选择的是多频道信号，这样可以在较大程度上减少光发射机的CTB指标失真问题。

1.2 光纤设备的相应指标

研究发现，有线电视网包括光纤干线、前端、电视分配网等诸多组成部分，因此，在分配设计网络指标时，需要充分考虑这几个方面的内容。如果有线电视网具有不同的规模，那么在具体要求方面也会出现差异，那么自然会有不同的指标。以1 310 nm光纤设备指标为例，在设计一级光纤链路时，就需要充分重视CNR指标；要借助于相应公式来科学计算光分路由器的比例。

2 有线电视光纤网络设计策略

2.1 结合实际需求，对光纤网络拓扑结构有机明确

简单来讲，传输媒体设备的物理布局即为网络拓扑结构，且实践研究表明，网络运行效率会直接受到网络拓扑结构的影响。因此，有线电视光纤网络设计实践中，就需要明确光纤网络拓扑结构，保证其适应实际情况。目前来讲，出现了三种常用的网络拓扑结构，分别为环型、星型和星树。环型拓扑结构主要是按照环状连接所有用户，被广泛应用到局域网中。在环型拓扑结构中，连接用户和相邻端的两个用户，按照固定的方向流动网络中的信息，这样就不需要过分控制路径。其中环中节点数量会直接影响到信息的传输速率，进而延长网络响应时间。星型网络拓扑结构比较传统，采用星型的方式连接工作站，其中，工作站、中央节点、服务站等都是星型网络结构的重要组成，工作站和服务站由中央节点所连接。在本网络结构中，端用户通信工作由中心站来开展，一般需要集中管理中心站，以便如果有用户设备故障问题出现，及时进行维护，避免影响到其他端用户的通信。有线电视的前端则为星树网络结构的核心，借助于数条光缆向周围辐射，将光分路器设置于电缆中途，以便有效分路光信号，然后向不同光节点中输送。本种星树结构具有一对多的特点，成本支出能够显著降低。但是需要注意的是，本种网络结构需要将较多数量的光分路器给运用过来，这样众多的光节点就会共享频率资源，进而在很大程度上影响到网络维护工作的开展。

2.2 认真勘察现场

现场的勘察在有线电视光纤网络设计中发挥着重要的作用。通过现场勘察，可以对光纤网络设计走向、光缆长度、光节点位置等数据合理把握。因此，在具体实践中，就需要仔细调查街道两侧的分布情况，记录道路两侧的建筑物、家乡杆等数据，对光纤网络经过街道的宽度进行测量，以便对立杆高度、类型、杆间距离等合理把握，对光节点位置合理确定。通过初步确定房屋分布以及居民数量之后，详细记录光缆的路由情况。最后，还需要整理归档现场勘察信息，绘制成图表，以便更加直观，促进光纤网络设计工作有效开展。

2.3 对光纤网络的路由合理选择

现场勘察完成之后，需要科学分析获取到的各种数据，然后科学编号图纸上测量得到的光缆布线，根据这些测量数据，对光纤干线中最合适的分线点进行确定，且对各个分线点与前端的距离进行仔细计算。结合光节点对纤芯数的需求，计算每一段光纤的实际纤芯数，且将光纤网络的路由画在图纸上。

2.4 光纤设备材料的准备

实践研究表明，光纤网络设计质量会直接受到光线设备、材料的影响。因此，为了促使光纤网络设计质量得到保证，就需要将较高质量的设备材料运用过来。其中，光发射机、光接收机、光缆等都是光纤网络设计中必不可少的重要设备材料，在购买过程中，需要对商家、品牌合理选择，且深入了解市场价格，以便获取到物美价廉的设备材料。此外，还需要考察设备的实际应用情况，对光纤网络情况、实际资料等科学了解和收集，以便更好地开展设备选型工作。

3 有线电视光纤网络设计案例分析

下文以某县为例，分析有线电视光纤网络设计。

3.1 现场勘察

在设计阶段内，非常重要的工作是调研用户需求和现场勘察；只有结合勘察资料，方可以对设计文件科学编制，促使工程造价得到降低，技术经济效益得到全面提升。现场勘察实践中，需要对收集到的资料及时整理，对建筑规模、地理位置、施工环境、用户数量等因素科学掌握，且详细认真地记录，根据这些内容，开展用户需求分析工作。

3.2 区域划分设计

不同城市具有差异化的发展情况和功能，因此，在光纤网络覆盖密度、服务要求等方面也会出现差异，通过区域的合理划分，能够更加灵活地开展网络设计工作。以本县城为例，综合考虑了地理特征、网络维护、网络建设等各个方面因素，将城区分为了5个区域。从逻辑上来讲，五个区域互相独立，如果有故障问题出现于某一个片区，那么就不会对其他区域的运行造成影响，这样可以更加快速地查找和排除故障，网络故障时间得到有效缩短。且对于施工建设也有很大的帮助，施工过程中，大部分地区原有信号不受影响，分区域进行改造施工，只会影响到较小的范围，且本区域内施工中剩下的网络硬件资源也可以被应用到下一区域的施工中，提升了资源利用率，降低了整体成本。

3.3 网络拓扑结构设计

在有线电视光纤网络设计中，非常重要的一个组成为网络拓扑结构。在设计过程中，除了要将系统的可靠性、灵活性要求纳入考虑范围外，还需要充分考虑以后设备安装调试、系统维护工作是否能够得到顺利开展。结合本城区的实际情况，将一环两星拓扑结构给运用过来。分前端设置于城区收费站附近，然后对两条光缆主干线路合理敷设，这样与中心机房就形成了环网关系。如果有故障出现于一条线路中，光开关会向另一条通道切换信号，促使信号的畅通性不受影响，网络的自愈功能得到满足，这样中心机房可以更加安全稳定地运行。

3.4 光节点分布和路由设计

本县城将光纤到楼、光纤到家的设计理念充分贯彻落实下去，普通居民用户的光节点设置四芯，两芯备用，另外两芯分别满足上行和下行需求。而部分地区具有较多业务光节点，如学校、医院等，则将六芯配备过来，两芯备用，两芯数据，另外两芯满足上行和下行需求。按照200 m的距离严格控制光节点到用户端的电缆距离；当用户数量达到200左右时，对光接收机合理设置，且一般不要对街道进行跨越，否则会增加电缆敷设的复杂度。一般情况下，要在服务区的中心位置设置光接收机，且整个服务区内都要覆盖同轴电缆，这样可以对放大器级联数有效控制。同时，光节点设置位置，除了要满足取电和维护需求之外，还需要避免受到外界的影响和破坏。

在光缆路由走向设计时，需要均匀分布整个光节点，且尽量缩短光缆路由，以便促使资金成本得到有效节约。其次，光缆路由设计中，需要降低施工难度，且控制其安全系数。结合本县城的实际情况，将杆路架空、墙吊架空、地埋管道等多种方式给运用了过来。然后，要对前端到光节点之间的光缆野外接头数量尽量减少，如果光缆需要到达不同光节点，尽量将多纤共缆模式运用过来，促使投资成本得到节约。

3.5 光纤网络设计中需要注意的问题

首先，如果采用1 550 nm光纤网络设计，其具有60多km的传输距离，但是需要保证其入纤功率在17 dBm以内。1 310光纤网络设计点对点传输距离在38 km左右，如果设计中光节点到前端的距离在38 km以上，就需要将1 550 nm设计运用过来。其次，光纤网络设计实践中，分光比不能设置得过小，且控制每一个光分路器所分路数在12路以内，严格控制各路光链路中的光缆长度差异。通常情况下，结合路由距离合理确定光缆距离，一般将人工测量的方式运用过来，这样可以获得更加准确的距离数据。

4 结语

光纤网络设计水平和质量会直接影响到有线电视整体传输质量，而光纤网络设计又包括诸多方面的内容。在具体实践中，需要科学运用设计方法，做好基础工作，充分考虑当地的实际情况，合理制定设计方案，从设备、人员等细节着手，控制有线电视光纤网络设计质量。同时，在未来发展中，也需要加深理论研究，更加有效地指导有线电视光纤网络设计工作的开展。