乡镇及农村FTTH网络设计

张晓轩 运城市广播电视台网络中心

1 FTTH 需求分析

1.1 竞争态势分析

在“三网融合”背景下，随着“宽带中国”战略方案实施、“宽带农村”试点进行，来自电信IPTV、OTT等的压力越来越大。截至2014年1月，全国IPTV用户近3000万，电信光纤入户稳步推进，FTTH/0用户净增231.4万户，到2018年IPTV的数量已经快超过整个有线电视的用户。

1.2 业务发展需求

广电不仅要开展单向广播式数字电视业务，基本的数据宽带业务，VOD高清/标清点播、在线游戏，还要能承载广播和交互式（OTT、互联网宽带）高带宽视频业务：高清2K、超高清4K、3D高清电视、高速数据、高清视频监控等超大流量业务。

1.3 技术发展驱动

“光进铜退”是网络发展必然趋势，FTTH符合网络发展方向。光纤相对电缆具有“价格低，寿命长”的特点。使用光纤传输还可以克服电信号传输存在的一系列问题和不足。而就光纤到户的特点而言，涉及到无源光网络的相关情况，替换了有源的相关设备，如此可以确保该设备具有一定的可靠性，同时也能够有效地减少运行成本；在推广使FTTH方面提供了重要条件，从而确保光纤到户也呈现出持续性完善的状态。

1.4 网络改造需要

城区有线电视双向网络改造已进入后期，下一轮网络建设和改造重点将会是乡镇和农村有线电视网络，由于中国农村地理结构和农村建筑分布情况，形成了农村有线电视网络和用户非常分散的特点，再选择FTTB+LAN或C-Docsis等技术方案，将会面临网络建设成本高（部分农村未覆盖、需新建网络）、网络有源耗能高、维护力量薄弱后续运维管理难度大等一系列问题，如果采用全光网络FTTH技术方案，则可以比较好地解决上述问题；而对于城区新建住宅和楼宇，根据国家相关政策法规要求，同时为避免重复投资，也建议采用FTTH技术方案进行双向化网络建设和用户覆盖。

2 FTTH 技术方案的选择

单纤三波方案在每个终端内部增加了WDM模块，相应终端设备成本增加；从网络建设使用角度考虑，作为主干光缆设计使用寿命≥20年，而业务终端设备使用寿命平均只有8年；按现有工程施工人工成本计算，布放不同芯数光缆施工成本已经差别不大，况且预留的光纤资源还可以用作它用，拓展未来发展空间。

（1）城区及乡镇新建：以双纤三波技术方案作为新建FTTH网络建设组网模式。

（2）农村网络：针对用户分散的既有农村有线电视HFC网络，从投资回报考虑，则建议在完成统一规划、纤芯预留；充分市场预测和调研后，有计划性、有针对性的对农村HFC网络以同轴+光纤方式完成FTTH改造，或者直接采用双纤三波技术方案。

2.1 农村新建网络背景分析

2.1.1 用户需求凸显

随着社会主义现代化新农村建设及人们日益增长的精神、信息、文化需求发展，除了手机，互联网作为了解世界的“窗口”，农村老百姓对宽带互联网的迫切需要日益凸显，由于投资大回报小，电信、移动等通信运营商当前都没有把农村市场作为重点客户开发和建设，广电当前也由于重点着力在城区网络改造建设，同时基于其它运营商同样原因对农村网络“望而止步”，农村用户多采用“天锅”单纯实现对电视节目的收看，而宽带数据业务在较偏僻的部分农村形成一定市场空白。

2.1.2 光缆成本大幅降低，FTTH 使农村网络从“无线”——“有线”、“单向”——“双向”成为现实必要和可能目前广泛用于有线电视网络光缆材料单位成本已远低于用于HFC 网主干电缆；在用户极为分散的农村，采用HFC 组网方案所导致高昂网络建设成本及由此带来农村网络供电、防雷、难于维护等一系列问题被FTTH 组网方案中野外全无源、不取电、不考虑防雷接地及维护量小等优势所取代，故FTTH 技术从成本上和技术上使业务驱动下的农村有线电视网络建设已成为可能。

2.1.3 “客情关系好”、维护及时、资费更优惠、市场竞争小为有线电视双向业务在农村发展带来良好契机

由于有线电视网络覆盖广，部分农村网络已经实现HFC 网络接入和用户覆盖，当地维护人员和用户保持着良好的“客情”关系，同时由于业务存在，维护也更为及时，而对于电信运营商，由于早期只有移动通信网络（电信甚至没有），其维护人员也少，部分地区由于投资回报问题甚至没有进入，市场竞争小于城市，故广电可充分利用这些优势，采用更为优势的资费策略来吸引和发展用户。

2.1.4 前期市场调研和摸底是农村网络改造建设的依据

网络改造必须以市场为导向，以业务驱动为需求，网络改造建设之前，一定要针对拟建设区域做前期市场调查和分析，做相应业务模型投资回报评估，以此确定改造区域、组网方案、建设模型、市场策略等事宜。

2.2 组网方案

农村用户分散，总数较少，覆盖范围广，一个行政组约30-60 户，一个行政村约400-500 户。

本方案按照以下两种情况对农村FTTH 组网方案进行设计和分析。

2.2.1 分散型村庄

入户光分纤箱收容范围降低到2-4 户，广播电视总分光比为1：256，数据总分光比为1：64。1550nm 系统的一级光分路器（1：4）安装在镇（乡）机房，二级光分路器（1：16）安装在组级光交接箱内，三级光分路器（1：4）安装在电杆或墙壁的入户型分纤箱内；EPON 系统的一级光分路器（1：16）安装在组级光交接箱内，二级光分路器（1：4）安装在电杆或墙壁的入户分纤箱内。

2.2.2 中等分布类型村庄

一般每个入户光分纤箱的收容范围在5-8 户，广播电视总分光比为1：256，数据总分光比为1：64。1550nm 系统的一级光分路器（1：4）安装在镇（乡）机房，二级光分路器（1：8）安装在组级光交接箱内，三级光分路器（1：8）安装在电杆或墙壁的入户型分纤箱内；EPON 系统的一级光分路器（1：8）安装在组级光交接箱内，二级光分路器（1：8）安装在电杆或墙壁的入户分纤箱内。

3 建网方案

本次建网方案按1个行政村8个行政组（每组60户）共计480户进行设计举例。

3.1 OLT、EDFA位置

本方案中，以镇（乡）为设计单位，考虑设备运行环境及后期维护，OLT和EDFA均统一放置在镇（乡）级机房，暂不下移。

3.2 光交接箱容量

FTTH系统按8个/16个入户分纤箱计算，村级光交接箱采用96芯/144芯（实施时根据实际情况调整）设计，组级光交接箱采用48芯/72芯设计，多余空间作预留，入户型分纤箱在密集型村庄时按16芯设计，中等型村庄时按8芯设计，分散型村庄时按4芯设计。

4 光通道衰减计算

镇（乡）机房中的用户覆盖光放大器（即末级光放大器）输出光功率22dB，用户覆盖光放大器至用户终端之间的光路损耗控制在32dB以内。分光损耗控制在26dBm以内，光缆损耗控制在1.5dBm以内（按最长5KM计算）、活动连接器损耗2dBm，系统预留1dB。用户光接收机最低输入光功率设计要求控制在-13dBm以内。

OLT下行工作（1490nm）光功率为+2-+7dBm，ONU上行工作（1310nm）光功率范围为0-+4dBm。ONU接收光功率控制在-24～-19dBm之间，OLT接收光功率控制在-26～-22dBm之间。

5 结束语

乡镇及农村的FTTH网络设计，由于其特定的经济、地理环境，这就要求设计人员合理调控设计思路，结合实际，面向未来发展，制定合理设计规划，实现经济效益。