有线电视网络光纤到户FTTH技术白皮书v34资料.docx

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有线电视网络光纤到户FTTH技术白皮书v34资料

有线电视网络光纤到户（CBNFTTH）

技术白皮书

1概述1

1.1背景介绍1

1.2编制目的1

1.3指导原则1

2规范性引用文件2

3缩略语2

4CBNFTTH体系架构3

4.1CBNFTTH概述3

4.2CBNFTTH系统组成4

5CBNFTTH支撑业务类型及需求5

6CBNFTTH技术方案及其组网5

6.1CBNFTTH技术实现方式5

6.2RFOverlay技术方案及组网6

6.3I-PON技术方案及组网9

6.4RfoG技术方案及组网11

7CBNFTTH网络改造/建设方案13

7.1CBNFTTH分配网改造/建设方案13

7.2典型CBNFTTH网络改造演进方案15

8业务配置及安全机制19

8.1频率规划19

8.2波长规划19

8.3全网多业务QoS保障19

8.4系统安全保障与可靠性要求20

9CBNFTTH网络管理21

9.1概述21

9.2基于SNMP协议的FTTH接入网网络管理21

9.3基于TR069的终端管理系统22

10CBNFTTH网络运维23

10.1CBNFTTH网络运维体系23

10.2CBNFTTH网络运营流程24

10.3CBNFTTH网络维护流程25

附录ARFOverlay和I-PON方案中ODN技术要求和光通道损耗预算设计26

A.1ODN技术要求26

A.2光通道损耗预算26

附录BRFOverlay和I-PON方案中ODN应用场景及方案28

B.1设计原则28

B.2应用场景及设计方案28

附录C有线电视光纤到户（FTTH）工程施工和验收35

C.1施工流程35

C.2施工标准35

C.3施工验收规范55

前言

有线电视网络光纤到户（CBNFTTH）技术白皮书

11　概述

11.1　背景介绍

2013年8月，国务院发布了《“宽带中国”战略及实施方案》，提出到2015年，基本实现城市光纤到楼入户、农村宽带进乡入村，固定宽带家庭普及率达到50%，全国有线电视网络互联互通平台覆盖有线电视网络用户比例达到80%，城市和农村家庭宽带接入能力基本达到20Mbps和4Mbps，部分发达城市达到100Mbps；到2020年，宽带网络全面覆盖城乡，固定宽带家庭普及率达到70%，行政村通宽带比例超过98%，城市和农村家庭宽带接入能力分别达到50Mbps和12Mbps，发达城市部分家庭用户可达1Gbps。

受政策鼓励和宽带提速、光进铜退趋势推动，FTTH已成为有线运营商双向网络改造和建设的技术方案和趋势：

一方面，随着高清、超高清和OTT等新业务的出现，有线运营商对于带宽的需求愈演愈烈，而FTTH能够提供更高的传输带宽、更远的传输距离和更低的维护成本；另一方面，目前我国有线运营商主要采用DOCSIS或PON+C-DOCSIS、PON+EoC等技术方案进行双向HFC网络改造，基本上已实现或者可实现FTTB，拥有光纤到小区或楼头的线路资源，同时积累了一定的光纤设计、建设和维护经验，已具备建设FTTH网络的条件。

目前，部分有线运营商正在开展有线电视网络光纤到户试点工作，个别运营商已建成了初具规模的有线电视网络光纤到户运营网络，然而有线运营商对于FTTH建设模式还存在不同理解，有线电视网络光纤到户根据原有网络条件、业务承载方式、网络场景不同存在多种建设模式，亟需根据“三网融合”和“宽带中国”战略需求开展有线电视网络光纤到户相关组网方式、网络改造演进、网络管理、运营维护、ODN应用方案及工程施工研究，并形成指导性意见，以指导各地区CBNFTTH网络建设，进一步提升有线电视网络实力。

11.2　编制目的

《有线电视网络光纤到户（CBNFTTH）技术白皮书》在编制过程中，充分考虑了我国有线电视网络的技术发展，根据现有网络基础和应用需求，面向未来网络的发展趋势，从支撑业务类型、组网模式、网络改造方案、业务配置及安全机制、网络管理、网络运维、ODN应用方案及工程施工等方面研究了FTTH技术的相关规范，为有线电视网络光纤到户（CBNFTTH）网络部署提供指导性意见，为有线电视网络宽带接入和三网融合提供技术支撑。

11.3　指导原则

《有线电视网络光纤到户（CBNFTTH）技术白皮书》作为CBNFTTH网络部署的指导原则，其编制遵循以下原则：

1）标准性原则：

必须遵循已颁布的国家标准和行业标准，确保白皮书具有横向和纵向的兼容性；

2）合理性原则：

白皮书所提出的技术和工程应用原则应该在充分利用和挖掘现有有线电视电缆网络资产的前提条件下有充分的技术实现可行性；

3）可扩展性原则：

宽带接入的用户需求和技术的发展是长期的、渐进的。

基于本白皮书部署的CBNFTTH网络应可以随着业务需求扩展和技术进步进行平滑升级，系统扩展性应符合主流技术发展的趋势；

4）经济性原则：

确保基于本白皮书设计和施工的系统在保证性能的基础上，具有良好的经济性。

12　规范性引用文件

GB/T20030-2005

HFC网络设备管理系统规范

GY/T5073-2005

有线电视网络工程施工及验收规范

YD/T1475-2006

接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络（EPON）

YD/T1636-2007

光纤到户（FTTH）体系结构和总体要求

YD/T2274-2011

接入网技术要求10Gbit/s以太网无源光网络（10G-EPON）

YD/T1949

接入网技术要求——吉比特的无源光网络（GPON）

YD/T2402

接入网技术要求10Gbit/s无源光网络（XG-PON）

IEEEStd802.3

信息技术一系统间的通信和信息交换一局域网和城域网一特定要求第3部分:

CSMA/CD接入方法和物理层规范

IEEEStd802.3av

信息技术一系统间通信和信息交换一局域网和城域网一特定要求第3部分:

CSMA/CD接入方式和物理层规范增补文件1:

lOGbit/s无源光网络物理层规范和管理参数

ITU-TG.984

吉比特无源光网络（GPON）

ITU-TG.98710

吉比特无源光网络（XG-PON）

ITU-TG.98940

吉比特无源光网络（NG-PON2）

SCTE174-2010

RadioFrequencyoverGlassFiber-to-the-HomeSpecification

IETFRFC1157

简单网络管理协议（SNMP）

IEEE802.3.1

以太网MIB

13　缩略语

ARP（AddressResolutionProtocol）

地址解析协议

BRAS（BroadbandRemoteAccessServer）

宽带远程接入服务器

CATV（CommunityAntennaTelevision）

有线电视网

CBN（CableBroadcastingNetwork）

有线电视网络

CM（CableModem）

电缆调制解调器

CMTS（CableModemTerminalSystem）

CableModem局端系统

CPE（CustomerPremisesEquipment）

用户端设备

CWDM（CoarseWavelengthDivisionMultiplexing）

粗波分复用器

DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）

动态主机配置协议

DoS（DenialofService）

拒绝服务

EDFA（Erbium-dopedOpticalFiberAmplifier）

掺铒光纤放大器

EOC（EerthnetOverCoax）

基于以太网的同轴网

EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork）

基于以太网方式的无源光网络

EYDFA（Er/Yb-DopedOpticalAmplifier）

铒钇大功率光纤放大器

FTTH（FibertotheHome）

光纤到户

FTTx（FibertotheBuilding/Node）

光纤到楼或节点

GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetwork）

吉比特无源光网络

HFC（HybridFiber－Coaxial）

混合光纤同轴电缆网

HN（HomeNetwork）

家庭网络

ICMP（InternetControlMessageProtocol）

Internet控制报文协议

IGMP（InternetGroupManagementProtocol）

Internet组管理协议

I-PON（ALLIPPON）

基于基带的全IP无源光网络

IP（InternetProtocol）

互联网协议

NMS（NetworkManagementSystem）

网络管理系统

MIB（ManagementInformationBase）

管理信息库

OBI（OpticalBeatInterference）

光拍频干扰

OBN（OpticalBroadcastNetwork）

光广播网络

ODP（OpticalDistributionPlatform）

光分配平台

ODN（OpticalDistributionNetwork）

光分配网络

OIN（OpticalIPNetwork）

光IP数据网络

OLT（OpticallineTerminal）

光线路局端

ORU（OpticalRFunit）

光射频单元

ORx（OpticalReceiver）

光接收机终端

OTDR（OpticalTimeDomainReflectometer）

光时域反射仪

ONU（Opticalnetworkunit）

光网络单元

PON（PassiveOpticalNetwork）

无源光网络

QoS（QualityofService）

服务质量

RFoG（RFoverGlass）

光纤射频传输

RRx（ReturnReceiver）

反向光接收机

RTN（RFTransimitionNetwork）

射频传输网络

RTx（ReturnTransmitter）

反向光发送机

SNI（ServiceNodeInterface）

业务节点接口

SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）

简单网络管理协议

Syslog（SystemLog）

系统记录

TR069（CPEWANManagementProtocol）

用户端设备广域网网络管理协议

TV（Television）

电视

UNI（Usernetworkinterface）

用户网络接口

WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）

波分复用

14　CBNFTTH体系架构

14.1　CBNFTTH概述

有线电视网络光纤到户（CBNFTTH）是指通过光纤媒质连接有线电视网络接入网头端和家庭住宅的接入方式。

以CBNFTTH构建的接入网如图4-1所示，其上联一侧通过业务节点接口（SNI）连接到城域网交换节点，下联一侧通过用户网络接口（UNI）连接到用户驻地设备（CPE）或家庭网络（HN）。

图4-1CBNFTTH在整个网络中的位置

CBNFTTH和有线电视单向/双向HFC网络的关系如图4-2所示，在原有HFC网络基础上的CBNFTTH网络建设是一个演进的过程，它应考虑原有HFC网络光纤光缆资源和接入系统的利用以实现网络平滑演进。

CBNFTTH是HFC网络光节点前移的必然结果。

图4-2CBNFTTH和有线电视单向/双向HFC网络的关系

14.2　CBNFTTH系统组成

按网络位置划分，CBNFTTH的基本组成可划分为广播与宽带接入系统、光分配网络（ODN）、配置系统和网络管理系统（NMS）四部分。

有线电视FTTH接入网组成如图4-3所示。

图4-3CBNFTTH系统组成

●广播与宽带接入系统

广播与宽带接入系统由接入系统头端和接入系统终端两部分组成。

接入系统头端和接入系统终端之间通过光分配网络（ODN）连接。

接入系统头端连接城域网交换节点和ODN，负责它们之间的数据转发，并通过城域网接入运营商的配置系统及网络管理系统。

接入系统终端连接ODN和用户设备，负责它们之间的数据转发。

典型的用户设备包括机顶盒、个人电脑和家庭路由器等。

用户设备可以和接入系统终端集成在一个设备之中，也可以作为独立的设备存在。

不论采用何种技术形式，接入系统头端和接入系统终端之间应能保证互通性。

●ODN

ODN是FTTH系统中，位于光接入系统头端和光接入系统终端之间的部分，它为接入系统提供物理传输通道。

ODN是由光纤、光分路器、光连接器等无源光器件组成的点对多点的网络。

根据应用场景不同，ODN也可以加入有源器件。

ODN由单模光纤和光分配点（ODP）组成，ODP可以由一级或多级光分路器组成。

●配置系统

配置系统为CNBFTTH的业务和设备配置服务，实现配置文件的生成、下发、设备软件升级等功能。

●网络管理系统（NMS）

网络管理系统（NMS）包括网元管理系统和Syslog服务器。

15　CBNFTTH支撑业务类型及需求

CBNFTTH承载的业务类型可以分为：

●广播电视业务，包括基于机顶盒或家庭网关提供的高/标清广播、4K/8K电视广播、电视IP直播、SDV交换式视频以及VoD点播、时移电视等视频业务。

●宽带接入业务，分为视频、语音、数据三大类，包括网络视频、视频通信、网络游戏、VoIP、宽带接入等典型业务类型

CBNFTTH必须支持广播电视业务。

CBNFTTH承载广播电视业务，具备提供不少于6Gbps传输带宽的能力，同时具备传输超高清视频的能力。

CBNFTTH应具备提供1Gbps宽带接入业务的能力，同时具备面向更高带宽需求的平滑升级能力。

16　CBNFTTH技术方案及其组网

16.1　CBNFTTH技术实现方式

CBNFTTH承载广播电视业务或宽带接入业务，可以采用RF传输模式或者基带数字传输模式。

CBNFTTH按业务通道可以划分为广播电视通道和IP数据通道。

为保障广播电视业务传输，CBNFTTH应对业务通道进行逻辑或物理隔离。

典型的CBNFTTH技术方案包括：

●RF射频广播电视+基带PON双平台叠加模式—RFOverlay

RFOverlay方案中，广播电视业务采用RF传输模式，宽带接入业务采用基带数字传输模式。

在光传输上，广播电视业务和宽带接入业务分别调制至不同光传输通道。

●基于以太网协议的全基带数字传输模式—I-PON

I-PON技术方案中，广播电视业务和宽带接入业务都采用基带数字传输模式。

在光传输上，目前推荐将广播电视业务和宽带接入业务调制至不同的光传输通道上。

●基于DOCSIS协议的全RF射频传输模式—RFoG

RFoG方案中，广播电视业务和宽带接入业务都采用RF传输模式，它们可以通过频分复用方式调制至一个光传输通道上，也可以分别调制至不同光传输通道上。

当广播电视业务和宽带接入业务在不同的光通道上传输时，CBNFTTH按光传输通道可以划分为光广播电视网络（OBN）和光IP数据网络（OIN）。

其中，OBN是一种点到多点（P2MP）结构的单纤单向光广播网，其典型拓扑结构为树型或星型，由光广播发送平台（RTN）、光分配网（ODN）和光接收机（ORx）单元组成；OIN是以PON或DOCSIS技术为基础、在光层组织网络的数据域接入网，由网络侧光数据传输平台（DTN）、光分配网（ODN）和光网络单元（ONU）或RFoGONU（R-ONU）组成。

此时，CBNFTTH的参考模型如图6-1所示。

图6-1CBNFTTH参考模型

在图6-1的参考模型中，CBNFTTH接入系统头端由光广播发送平台（RTN）和光数据传输平台（DTN）组成，CBNFTTH接入系统终端由光接收机（ORx）和光网络单元（ONU）或RFoGONU（R-ONU）组成。

根据技术实现方式，CBNFTTH中的ODN可以单纤部署，亦可双纤部署。

为更好保证系统扩展能力，建议ODN采用双纤设计。

当广播电视业务和宽带接入业务在不同的光通道上传输时，OBN和OIN分别分别采用独立ODN还可以更好地解决波长间串扰的问题。

CBNFTTH接入网中的ODN双纤部署模型如图6-2所示。

图6-2CBNFTTH接入网ODN双纤部署模型

16.2　RFOverlay技术方案及组网

6.2.1RFOverlay技术方案

RFOverlay方案中，广播电视业务和宽带接入业务分别调制至不同光传输通道，CBNFTTH可以划分为光广播电视网络（OBN）和光IP数据网络（OIN）。

其中，光广播电视网络（OBN）中的光广播发送平台（RTN）由光发射机（FTX）和光纤放大器组成；光IP数据网络（OIN）中的光数据传输平台（DTN）为光线路终端（OLT），终端为光网络单元（ONU）。

RFOverlay的实现方案如图6-3所示。

图6-3RFOverlay实现方案

6.2.2RFOverlay组网方案

RFOverlay有两纤三波和单纤三波两种组网方案。

两纤三波组网方案是在两根光纤中分别传输广播电视信号和数据信号，单纤三波组网方案是在同一根光纤中传输广播电视信号和数据信号。

（1）RFOverlay两纤三波组网方案

RFOverlay两纤三波组网方案中，PON的上下行波长和广播电视光波长不复用在一起，数据传输通道和广播电视通道完全分开，避免了多波长间的干扰。

RFOverlay两纤三波的组网方案如图6-4所示。

图6-4RFOverlay两纤三波组网方案

RFOverlay两纤三波组网方案采用双纤入户，广播电视业务传输使用一纤，宽带接入业务使用另一纤。

广播电视信号通过光接收机（ORx）接收，由ORx通过RF接口提供给机顶盒或内置机顶盒模块的电视。

数据信号通过光网络单元（ONU）接收，由ONU通过以太网接口提供给PC终端、融合终端或者家庭网关等设备。

（2）RFOverlay单纤三波组网方案

RFOverlay单纤三波组网方案中，OLT通过波分复用/光合波器将广播电视光波长和PON的下行数据传输波长复用在一起，同时在上行方向分离出PON上行数据传输波长。

ONU端通过内置波分复用/光分波器将广播电视光波长和PON下行数据传输波长分离，同时在上行方向插入PON上行数据传输波长。

ONU将广播电视光波长和PON下行数据传输波长分离后，分别通过RF接口和以太网接口提供给机顶盒或内置机顶盒模块的电视和PC终端、融合终端或者家庭网关等设备。

RFOverlay单纤三波方案的特点是主体光纤共用，节省光纤资源。

为了保证广播电视信号与数据信号不相互干扰，波分复用/光分波器的隔离度要达到35dB以上

RFOverlay单纤三波的组网模式如图6-5所示。

图6-5RFOverlay单纤三波组网方案

6.2.3RFOverlay应用特点

RFOverlay技术方案适用于以下场景：

●当前采用PON+EoC、PON+C-DOCSIS等技术方案实现双向接入的HFC网络，随着带宽需求增加逐步过渡到光纤到户网络；

●农村、别墅等信号传输距离较远且传送链路无取电条件的场景下，利用PON的无源光网络实现远距离传输。

此场景下建议在满足SBS的基础上适当提高入纤光功率。

RFOverlay组网方案中，双纤三波方案中ORx和ONU为可拆分的模块或设备，更适用于广播电视业务和宽带接入业务部署不同步的场景。

RFOverlay组网方案中，CBNFTTH可以通过减小分光比或者PON系统升级的方式实现带宽升级，以EPON系统向10GEPON系统演进为例，CBNFTTH网络带宽升级模式如图6-6所示。

EPON系统向10GEPON系统升级过程中，10GEPON的OLT可以兼容EPON的ONU，10GEPON的OLT兼容EPONONU时，需要牺牲相应端口的部分性能。

图6-6EPON系统网络带宽升级模式

16.3　I-PON技术方案及组网

6.3.1I-PON技术方案

I-PON技术方案中，广播电视业务和宽带接入业务都采用IP方式承载，在不同的光传输通道中传输，其中广播电视业务采用IP基带广播方式，OBN中光广播发送平台（RTN）为光交换机+光放大器，ORx的核心技术为IPTuner调谐器，OIN中的光数据传输平台（DTN）为光线路终端（OLT），终端为光网络单元（ONU）。

I-PON的实现方案如图6-7所示。

图6-7I-PON实现方案

6.3.2I-PON组网方案

与RFOverlay相似，I-PON也有两纤三波和单纤三波两种组网方案。

（1）I-PON两纤三波组网方案

I-PON两纤三波组网方案中，PON的上下行波长和广播电视光波长不复用在一起，数据传输通道和广播电视通道完全分开。

I-PON两纤三波的组网方案如图6-8所示。

图6-8I-PON两纤三波组网方案

I-PON两纤三波组网方案采用双纤入户，广播电视业务传输使用一纤，宽带接入业务使用另一纤。

广播电视信号通过光接收机（ORx）接收后，通过百兆或千兆网络接口，和通过ONU接收的数据信号一起，统一接入到家庭网络，提供给机顶盒、PC终端、融合终端或者家庭网关等设备。

（2）I-PON单纤三波组网方案

I-PON单纤三波组网方案中，OLT通过波分复用/光合波功能器将广播电视光波长和PON的下行数据传输波长复用在一起，同时在上行方向分离出PON上行数据传输波长。

ONU端通过内置波分复用/光分波器将广播电视光波长和PON下行数据传输波长分离，同时在上行方向插入PON上行数据传输波长。

ONU将广播电视光波长和PON下行数据传输波长分离后，广播电视信号通过光接收机（ORx）接收，并通过百兆或千兆网络接口，和通过ONU接收的数据信号一起，统一接入到家庭网络，提供给机顶盒、PC终端、融合终端或者家庭网关等设备。

I-PON单纤三波方案的特点是电视广播与宽带接入光纤共用，节省光纤资源。

I-PON单纤三波的组网模式如图6-9所示。

图6-9I-PON单纤三波组网方案

6.3.3I-PON应用特点

I-PON基带FTTH组网模式的主要特性是：

1、全网统一构建成了一个基带的IP数据平台，构建的是一张全IP网，技术规范为IEEE802.3系列；

2、基于基带的电视IP全网直播，单节目带宽不受限制，可以无缝支持4K、8K超高清节目；

3、基于基带的电视IP全网直播，也能到达无延时、无抖动的广播级电视标准，保留了广播电视的特色和优势。

I-PON组网方案中，CBNFTTH双向接入带宽的升级策略可以通过减小分光比或者PON系统升级的方式实现带宽升级。

16.4　RFoG技术方案及组网

6.4.1RFoG技术方案

RFoG是由ANSI/SCTE1742010标准所定义的一种技术方案，旨在一个全光纤构成的PO