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有线电视FTTH网络建设与运维

期刊目录网计算机网络论文发表2021-09-18 14:55关注(1)

  4K、8K、AR/VR、千兆宽带逐渐进入居民生活,现有的有线电视网(NGB)承载能力已近极限,几乎无法通过常规的拆分、设备升级等方式进行网络升级。同时,NGB在结构上依然是传统的有线电视网络,在安全性、设备维护和成本上与FTTH相比劣势明显,改造、升级为FTTH网络是必然趋势。本文以有线电视配套项目为例,对有线电视FTTH网络的设计、施工、安全防护、运维等方面进行探讨。

有线电视FTTH网络建设与运维

  关键词:有线电视NGBFTTH无源光分配网设计

  1引言

  NGB网络已运营十多年,虽然经过一系列的技术升级和接入设备拆分,能够稳定支撑包括高清直播、高清点播回看、百兆宽带接入等业务,然而随着4K、8K、AR/VR、千兆宽带的普及,NGB网络的性能已无法支撑业务的发展,同时NGB网络在安全性和建设维护成本上相较FTTH有一定的劣势。有线电视网升级未进行FTTH需要解决的问题有很多,如针对不同的场景分别采取哪种技术方案、如何尽可能规避入户线缆更换的困难、现有NGB网络进行升级时如何因地制宜节省成本等。同时,FTTH网络相较传统双向有线电视网和NGB,在日常运维上有较大的区别,HFC网络维护中所关注的重要指标以及配套的抢修、维护预案并不完全适用于FTTH网络,从技术预案、维护人员技能到仪器仪表和工具配置,可以说整个运维体系都需要进行重组和更新。

  2FTTH网络改造方案的设计思路

  本期机房利旧一期工程原有有线机房的覆盖用户数为359户。有线FTTH网络自中心机房以下,均应设计为无源光网络(可结合实际情况将OLT、EDFA等设备下沉至小区机房,本项目不采用),设计依据OLT端口发射光功率、EDFA输出光功率、终端设备接收光功率门限、链路损耗等数据,计算出所需的端口、器件等资源数量,并完成网络结构的设计。(1)ODN网络结构新建FTTH网络采用二级光分结构,由两条独立光链路分别传输数据业务和广播电视。数据业务的光分配网络通常采用两级光分结构,总光分比为1:64(一级光分可采用1:4或者1:8,则对应的二级光分为1:16或者1:8),电视部分同样采用两级光分结构,总光分比为1:64(一二级光分均采用1:8的光分比),端口覆盖率按照100%考虑。如采用薄覆盖方式渐进地对现有NGB网络进行叠加升级,则会根据业务现状、发展预期等实际情况采用更为灵活的配置方式。FTTH到户模型如图1所示。(2)设备接入方案设计由于FTTH有线电视网络建设(含纯新建网络和叠加升级网络)目前规模不大,故OLT、EDFA等设备一般暂时规划放置于分中心级别的机房。对于有条件的小区,项目设计时应一并规划小区有源机房,除了配置当期项目所需的ODF等无源设备外,还应完成小区机房的有源基础建设,以便后续大规模升级时将OLT等设备下沉,发挥区域核心的作用。新建FTTH网络根据楼栋的用户数量合理设计楼栋内的光分配置和安装位置,采用插片式光分路器以便后续业务调配和维护。新建FTTH网络采用100%全覆盖设计,射频信号和数据信号通过用户端光接收机和ONU接收,其中ONU于用户入住后视业务需求另行安装调试。(3)光缆建设方案设计光缆建设方案设计同样需要结合建设规模和实际资源情况。按照已知的设备参数、覆盖用户数、预期的业务类型、并发率等信息进行光链路设计。小规模FTTH网络建设时,头端设备一般配置于分中心级别机房,对于光缆资源的需求会比较大,基础资源不足则需对上联光缆进行补充。大规模升级改造时,尽可能将头端设备下沉至小区机房,如同期建设小区有源机房,则还需要对小区机房管线资源进行规划,具体如图2所示。(4)入户光缆选用新建FTTH网络接入网使用双纤入户方案,采用非金属加强芯蝶形光缆于用户信息箱内作成端处理。叠加升级改造时,可暂不实施光缆入户,后续按业务需求再进行,在业务开通时一并敷设入户。

  3FTTH网络改造安全防护方面的思考

  (1)光缆线路的防护新建网络多采用管道、桥架敷设,同时小区架空线缆入地是一个大趋势,在后续网络改造中也会越来越多地采用管道、桥架敷设,为避免后续可能的土建、穿缆施工、管道沉降等对光缆造成损坏,应用塑料子管对光缆进行保护,管口转入处用油质水泥沙浆密封,暂不穿光缆子管的则采用专用孔塞封闭。同时,小区机房还有防鼠防虫的需要,应对光缆出入处进行有效的密封。管道光缆施工时还应严格避免与强电线路共管道和共井。(2)安全生产和环境保护对网络进行升级改造时,施工场所一般集中于小区内道路和楼栋内施工场地,这些地方随时都会有居民出入经过,且工程涉及开挖、井下、高空、带电等各类具有安全生产风险的作业,施工过程中的安全管理极为重要,施工人员要持证上岗、施工人员个人防护、施工前技术交流、施工现场临时用电管理、工具设备管理、施工现场安全监管制度等都应做实做细,以避免小区内施工中发生安全生产事故。同时,针对小区内施工的特点,还必须做好施工现场危险源的排查,避免上下班高峰时段作业,作业区设安全警示标志并进行保护,专人进行现场管理,禁止非工作人员进入现场;物资装运时,需由专人统一指挥搬运,装卸光、电缆时,进行防护并由专人对周边进行看护,临时堆放的物资必须堆放整齐牢固并设置警示标志和进行防护看管;敷设管道光缆前,施工现场需进行保护并安排专人引导居民,检查连接件是否牢固,确保施工过程可控。同时还应做好施工环境保护,施工过程产生的废弃物必须及时清理,施工过程中将废弃物临时集中堆放于安全位置,当日施工完成后及时清运,并按照规定进行利用或处置。施工还需避开居民休息时段。

  4验收和移交

  项目竣工后的验收和移交工作非常重要,其资料的完备性和准确性直接关系到网络的安全运行和维护排障工作的开展,也关系到后续的资产管理。项目竣工后,提交的资料应包含:相关竣工图纸(光缆、管道、桥架路由等)、设备与器材明细表及相关资料、各种测试记录(ODF、接头盒、光缆熔接包等环节的光功率损耗)、设备和主要器材检验记录、施工过程记录(项目负责人提供)、随工验收记录、隐蔽工程验收记录、标签文档(机房跳纤表、分纤箱跳纤表、端口连接表等)、施工工艺验收记录,并由运维部门进行复核检测。

  5运行维护

  从NGB到FTTH,有线电视网的小区分配网络部分有了极大的变化,从有源变为无源,从射频信号为主变为纯光信号,分配网络日常运维抢修班组的人员技能和仪器设备也有了相应的改变,但总体来说,FTTH小区分配网络的维护复杂程度相较NGB网络是大幅下降的,疑难问题也相对较少,受环境干扰也极少,对运维班组的技术、技能要求侧重有所改变,但基本上都在原有的框架内,一旦大规模升级改造开始,运维班组只需要配备相应的仪器设备,经过短期培训即可很好地承担FTTH网络的维护工作。

  6注意事项与网络改造后的效果

  FTTH网络设计时,需要考虑(新建、升级)住宅小区、楼栋、业务预期、并发率等实际情况,选用分光比合理的器件来尽可能保证用户终端接收光功率的一致性,同时也需考虑今后升级、扩展和维护的需要,设计足够的光功率富余量、末级光分配器端口富余量及射频信号电平富余量。建设过程中需加强施工工艺管理,特别是新建住宅小区和实施架空线入地改造的住宅小区,隐蔽工程涉及了几乎所有的光缆、同轴电缆和光缆接头包,一旦施工中出现工艺质量问题或未按图施工,后续很难发现和整改,给网络的安全运行带来了极大的隐患,因此需项目负责人和施工监理全程管控并留下记录。施工现场安全生产管理是贯穿整个施工过程的重要内容,包括建立健全规章制度,做好人员资质审核和安全生产培训,制定周密的现场安全管理流程等,及时发现、整改安全隐患,以杜绝安全生产事故。除了指标、工艺验收外,竣工技术资料的齐备和准确性关系到后续的资产管理、资源调度,也是运维工作和安全播出保障的重要基础,资料的系统录入、审核需要格外关注。有线电视FTTH网络在依据相关规范并结合住宅小区的实际情况进行严格的设计、施工和验收后,性能和可扩展性上完全能够达到预期。网络改造后的实际效果总结如下。

  (1)网络安全性和稳定性更好

  由于小区分配网络为全光网络且全程无源,无需为传统的设备如光站、放大器及缆桥提供供电线路,避免了用电安全风险,也不会因供电中断导致大范围网络瘫痪,无源纯光网络极强的抗干扰能力也避免了有源设备在长期不间断运行及恶劣环境条件下运行不稳定的隐患,同时在防范非法插播方面,相比传统的HFC网络有不可比拟的优势。

  (2)降低维护和运营成本

  无需电力供应可节省大量用电成本。可杜绝电力供应、有源设备故障(或性能下降)造成的日常抢修和维护,且可以完全规避恶劣气候时故障率升高的可能,使得网络维护所需人力物力可以较为平均地分配,无源光网络较低的故障率也可有效减少人员冗余且无需备用设备,运维成本可得到有效控制。

  (3)用户端体验提升

  避免了有源设备故障或性能力劣化,网络整体故障率大幅度下降。头端设备由GPON升级为10GPON,光网传输性能上的优势,相比NGB网络,不论在高带宽应用、网络时延还是稳定性上都有极大的优势,能够极大地提升用户体验。

  (4)作为后续业务扩展的平台

  覆盖到终端的光网络可以为5G的小区覆盖、双千兆的实现提供有力的资源支持,也可为周边政企业务的开展提供优质的服务,特别是电子政务网类业务具有大量深入小区的接入点,FTTH网络可以提供充足的优质接入资源。综上,FTTH网络相比NGB网络,在各方面都具有很大的优势,是目前有线电视网络升级的极佳方案。

  作者:胡志刚

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