青龙县有线电视综合信息网络光纤传输系统设计与实施.docx
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青龙县有线电视综合信息网络光纤传输系统设计与实施
青龙县有线电视综合信息网
传输系统设计与实施
秦皇岛市燕山有线电视信息网络发展有限公司
崔志敏张弘辉谢立存
摘要：
本文结合青龙县电视综合信息网传输系统设计与实施，阐述了农村有线电视综合信息网络传输系统设计的原则和方向，介绍了设备的选型和指导思想，提出了农村有线电视综合信息网的建设标准。
关键词：
农村有线电视传输系统设计
有线电视以其传输质量好、容量大、以及可双向传送等特点，受到社会的普遍欢迎而得到迅速发展。
利用光纤传输电视节目具有频带宽、容量大、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、保真度高、工作性能可靠等优点，不仅能扩大有线电视覆盖面，提高整个有线电视系统的指标，而且解决了全电缆网放大器维护难的问题。
近年来随着技术和生产工艺的进步，光缆和光发射机、光接收机等激光设备和器材的成本迅速下降，采用光纤传输与电缆传输的成本大体相当，甚至更低。
光纤传输网将成为有线电视的最主要传输手段。
随着有线电视网络建设的重心逐步从城市转向农村，如何在县一级建设优质、经济、适用、多功能的线电视宽带综合信息网传输系统成为了有线电视网络公司的重要课题。
本文结合秦皇岛市县区传输体系的建设，就县级有线电视宽带综合信息网光纤传输系统设计和实施的有关问题进行探讨。
一、县级有线电视网光纤传输系统的基本拓扑结构
县级有线电视应建设为HFC网，即光电混合网。
由于县级有线电视网的覆盖面积大，光节点较多且分散，光纤传输距离长，除县城范围外，一般采用二级星型传输方式。
其基本拓扑结构图如图一所示：
图一：
县域光纤传输系统拓扑结构图
其中乡镇转发机房可采用的方式为：
1、光—电—光—光接收机传输方式，县中心机房通过光缆将信号传输至机房，在转发机房经光电转换，解调为射频信号后，再由光发射机传输至各光节点提光节点。
信号传输流程如图二所示。
图二：
光—电—光—光接收机传输方式
一般情况下，县中心机房可根据与转发机房的距离确定光发射机波长的选择。
当县中心机房与转发机房的距离均在40公里以内时，采用1310nm光发射机；当县中心机房转发机房的距离有超过40公里的情况时，一般采用1550nm光发射机＋EDFA光放大器。
在转发机房一般采用1310nm光发射机。
这种传输方式的优点为：
a）接入方式灵活，适合光节点逐步增加、覆盖范围逐步增大的网络建设初期；
b）有利于今后开展CableModem接入服务；
c）在总功率较小时造价低廉。
但其缺点也是显而易见的：
a）信号指标损失严重：
经1310nm光发射机转发后信号的载噪比和CSO下降3～4db，CTB下降6db以上，
b）覆盖光节点较多时投资较大
c）设备数量的增多同时增加了故障机率，使备机数量增多，维护工作量大为增加。
d）由于1310nm光发射机功率较小，在农村光节点较多的情况下应用，光接收机的接收光功率较低，一般在-2～-3dB范围，对电缆网指标要求较高。
在秦皇岛市燕山公司建设初期，我们采用的是这种方式，当用户发展到一定规模后，转发机房最多有5台1310nm光发射机。
设备维护、备机等都存在问题。
2、光—光放大器—光接收机传输方式，在转发机房即不经光电转换，采用光放大器传输至各光节点。
信号传输流程如图三所示。
图三：
光—光放大器—光接收机传输方式
由于目前适用于1550nm的EDFA光放大器的价格下降很快，技术成熟，而适用于1310nm系统的光放大器尚处在试验阶段，造价较高，技术不成熟，因此光—光放大器—光接收机传输方式一般选用1550nm波长。
这种传输方式的优点是：
a）由于减少了光电转换环节，信号指标损失较小
b）目前光放大器造价大幅度下降，覆盖较多光节点时造价较低
c）转发机房设备数量较少，故障几率较低，易于维护
d）光放大器功率较大，可确保光接收机的接收光功率在0dB±1dB。
但其缺点也是很明显的：
a）需要进行全面规划设计，以确保各光节点的使用，
b）采用CM方式开展数据业务存在一定困难，在用户较多时容易产生问题。
c）一次性投资较大，存在资金沉淀问题。
3、光放大器与1310nm光发射机相结合的方案
我们根据上述两种方案，结合实际情况，充分考虑技术指标、综合造价以及今后实现双向业务的需求，设计了转发机房光放大器与1310nm光发射机相结合的方案：
距离较远的光节点由光放大器传输信号，光节点下建设有源接入网；机房附近的楼房等重点区域采用1310nm光发射机传输信号，光节点下建设无源接入网。
此方案的系统示意图如图四所示：
图四：
光放大器与1310nm光发射机相结合的方案
二、转发机房应用光放大器实例
根据上述方案，我们于2003年底对辖区内的转发机房进行了整改。
该转发机房共有40个光节点，使用5台1310nm光发射机。
用一台22dBEDFA光放大器，代替了原来的4台1310光发射机。
当时一台22dBEDFA光放大器市场价为7万元左右，4台1310光发射机为12万元左右（如果光接收功率相同，造价应为16万元左右），造价大幅度下降。
我们对整改前系统指标进行了测试，其指标变化情况如表一所示。
测试表明，1550nm二级光放大器传输系统指标优于1550nm转1310nm传输系统。
此次整改取得了技术和经济效益双丰收。
表一1310nm系统和1550nm系统指标测试对比
频道
CH11
CH6
指标类别
测试电平（光接收机下用户）
C／N
CSO
CTB
C/N
CSO
CTB
前端
77dBuV
49
65.2
70.4
49.6
66.5
72.2
1310nm
-3dB接收
67.7dBuV
43.1
63.8
68.8
38.1
65.2
69.6
1550nm
光放大器
0dB接收
80.2dBuV
48.2
64
68.9
49.3
66
72
三、对县级有线电视用户数据传输业务需求情况的分析
我们建设的有线电视网是综合信息网，具有传输电视信号的A平台和传输数据信号的B平台。
任何一种传输方式均应兼顾电视信号和数据信号的传输。
我们对县级有线电视用户情况进行了分析，认为在现阶段，对有线电视的数据传输业务需求可分为下列情况：
1、县城楼房和重点乡镇所在地用户，由于受当地经济发展水平、经济收入、个人需要等因素的影响，现阶段计算机的普及率较县域其他地区为高。
这一群体具有一定的数据传输业务需求。
这一步分约占10％左右。
2、一般乡镇及农村用户，由于经济发展水平不高，计算机普及率较低，近一时期内的数据需求较小，主要是收看电视。
这一部分用户占约85％以上。
3、县域内的集团用户，随着经济发展和对外交往的需要，存在较大的数据业务需求。
四、县域电视/数据综合传输系统设计与实施
我们根据对用户数据业务需求情况的分析，对转发机房整改方案进行了完善和补充，综合考虑电视信号和数据信号传输，设计了新的传输系统：
1、确定对县城楼房和重点地区用户采用光—电—光方式，通过1310nm激光传输系统进行覆盖，为降低转发机房光电转换时对指标的损失，确保全链路指标，在光节点下建设无源分配网；
2、对一般乡镇及农村用户采用1550nm＋光放大器方式，在光节点下建设有源分配网。
上述两种方案均采用CM方式实现数据接入。
3、对于集团用户采用光纤专线接入的方式。
其设计方案如图四所示。
图五：
县级有线电视宽带综合信息网光纤传输系统示意图
图四所示方案适合县域范围初期开展数据业务，数据需求数量不大的时期，只在县中心机房安装一套CMTS，所有的回传信号在转发机房经混合后传送到县中心机房，接入到CMTS。
当某一转发机房辖区内的数据需求达到一定数量时，在该转发机房安装CMTS，与转发机房的1310nm系统结合，实现1310nm系统下数据用户接入到本地的CMTS。
此时1550nm光放大器下的用户仍由县中心机房的CMTS负责接入。
五、结束语
以上是我们进行县级有线电视宽带综合信息网光纤传输系统建设过程中的一些设想和经验。
其目的是建设一个高效、安全、经济的有线电视宽带综合信息网。
几年的实践证明，这一方案是经济可行的，适合现阶段县级有线电视网络发展的需要。
县级有线电视宽带综合信息网光纤传输系统是一项较为复杂的工作，只有经过反复的研究和探索，才能够建设一个高效、经济、安全、适用的有线电视综合信息网。
我们只是在这一过程中进行了一些尝试和探索，有不当之处希望同行予以批评和指正。
本文已被国家广播电影电视总局《有线电视技术》杂志录用，发表于2006年第3期。
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