蒼南縣廣播電視臺(tái)主干網(wǎng)絡(luò)雙向HFC改造方案

1、蒼南廣播電視臺(tái)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造方案 蒼南縣廣播電視臺(tái)二八年二月二十日一、 歷史與現(xiàn)狀蒼南縣廣播電視臺(tái)有線電視始建于1990年，1996年建成全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纜主干聯(lián)網(wǎng)，以電視臺(tái)有線電視中心機(jī)房為主前端，以龍港、宜山、錢庫(kù)、金鄉(xiāng)、橋墩、礬山、馬站為分前端，通過波長(zhǎng)1310nm光調(diào)制傳輸方式實(shí)現(xiàn)全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纜主干聯(lián)網(wǎng)，也實(shí)現(xiàn)一縣一臺(tái)一個(gè)網(wǎng)的運(yùn)行模式。經(jīng)過十幾年運(yùn)行，自然壽命的折損，也經(jīng)受了多年強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的襲擊，多年自然災(zāi)害的摧殘，對(duì)我縣網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的破壞，多次人為、交通事故的破壞，造成光纜鏈路熔接點(diǎn)過多、公里平均損耗過大，造成網(wǎng)絡(luò)弊端過多，網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性大大下降。另外，在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下，光纜芯數(shù)配置

2、過少及1310nm傳輸性能的局限性，構(gòu)成了諸多缺點(diǎn)，也成為今后業(yè)務(wù)拓展、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重大障礙。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，增值業(yè)務(wù)開發(fā)。工商數(shù)據(jù)、銀行等集團(tuán)業(yè)務(wù)的發(fā)展；辦公、用戶管理、新聞回傳、電視臺(tái)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；數(shù)字電視互動(dòng)平臺(tái)即將走入我們的生活等，都是我臺(tái)今后急待解決的重要問題。為了確保全縣有線電視主干網(wǎng)絡(luò)的安全性、高可靠性和穩(wěn)定性、開放性和擴(kuò)展性，為了今后更好的拓展增值業(yè)務(wù)，在原有鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纜主網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，基于波長(zhǎng)1550nm優(yōu)越的傳輸性能及1550nm大功率光放，對(duì)我們縣光纜主干網(wǎng)絡(luò)采用雙向HFC模式改造。二、 設(shè)計(jì)原則進(jìn)行HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目的就是為了建造一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定的、可逐步擴(kuò)展的雙向?qū)拵ЬC合信

3、息傳輸網(wǎng)絡(luò)。因此，無(wú)論是正向通道還是回傳通道的設(shè)計(jì)，都應(yīng)該遵循共同的設(shè)計(jì)原則：可靠性原則、開放性原則、擴(kuò)展性原則和實(shí)用性原則。1、高可靠性原則（1）可靠的設(shè)備是保障網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此平均無(wú)故障運(yùn)行指標(biāo)（MTBF）要求，有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、部件的MTBF指標(biāo)10萬(wàn)小時(shí)，無(wú)源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、部件的MTBF指標(biāo)20萬(wàn)小時(shí)。（2）主干網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵設(shè)備部件應(yīng)具備自愈（熱冗余備份）能力。（3）設(shè)備的安全性（接地、防雷、抗浪涌）與系統(tǒng)安全性（主機(jī)、操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、硬件平臺(tái)的安全設(shè)計(jì)）。（4）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和施工遵循高可靠性原則（低故障、易維護(hù)、易管理）。2、開放（兼容）性原則。（1）網(wǎng)管軟件滿足國(guó)標(biāo)遵循開放式國(guó)

4、際標(biāo)準(zhǔn)（IEC網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn)）及SCTE HMS網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn)。軟件應(yīng)具備系統(tǒng)擴(kuò)展和版本升級(jí)能力（版本升級(jí)后有向下兼容能力。（2）網(wǎng)管應(yīng)答器和CATV設(shè)備供應(yīng)商遵循HMS標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)管應(yīng)答器兼容。（3）設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理上遵循SNMP協(xié)議，可以和其他網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)集成在統(tǒng)一平臺(tái)上，可真正實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理。（4）設(shè)備接口參數(shù)、插件接口、插件規(guī)格等標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備硬件接口統(tǒng)一化。為今后管理維護(hù)帶來(lái)極大的方便。3、擴(kuò)展性原則有設(shè)備性能升級(jí)，冗余備份升級(jí)，工作頻帶（正、反）升級(jí)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須考慮網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的要求，從而最大提高投資利益。4、實(shí)用性原則實(shí)用性就是以最低投入，獲得最佳性能價(jià)格比，建成一個(gè)可平滑升級(jí)的高可靠雙

5、向HFC綜合信息網(wǎng)絡(luò)。三、 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)考慮網(wǎng)絡(luò)可靠（安全）性、可持續(xù)發(fā)展性，在環(huán)形、星形、樹形三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，對(duì)光纜主干傳輸網(wǎng)絡(luò)采用雙向HFC自愈環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分前端以下采用雙向HFC星樹形混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，光接點(diǎn)到用戶接入采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1、目前網(wǎng)絡(luò)寬帶的接入方式主要有三種:（1）一纜通（AICTM）雙向改造方案：一纜通雙向解決方案就是在雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，不用更換電纜、分支分配器和用戶盒，只要在小區(qū)光節(jié)點(diǎn)處增加一個(gè)AIC網(wǎng)關(guān)，如電平分配不夠在加電纜放大器處增加一個(gè)AIC網(wǎng)橋，就完成了該光節(jié)點(diǎn)下全部用戶的雙向網(wǎng)絡(luò)改造。用戶申請(qǐng)開通寬帶業(yè)務(wù)時(shí)，只需在用戶家中再安裝一個(gè)AIC終端，就可以利用

6、電腦或者電視機(jī)享受視頻點(diǎn)播、互動(dòng)電視、網(wǎng)絡(luò)游戲等各種基于寬帶網(wǎng)的互動(dòng)視頻娛樂服務(wù)。（見圖1）圖1（2）Cable Modem技術(shù)的雙向網(wǎng)絡(luò)改造方案 ：前端到光接點(diǎn)之間的上/下行信號(hào)采用光纖作空間分割傳輸。同軸電纜雙向傳輸采用頻分傳輸，即5-65MHz作上行傳輸，87-860MHz作下行傳輸。前端和分前端到光接點(diǎn)都采用具有網(wǎng)管功能的設(shè)備；光點(diǎn)到用戶接入拋棄傳統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)串接分支分配樹形結(jié)構(gòu)，采用全新的星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，路權(quán)管理集線器或大分支集中分配原則；用戶端采用頻段分路器分離TV數(shù)據(jù)信號(hào)，并作為公共傳輸網(wǎng)絡(luò)與用戶家庭局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)接入。（見圖2）圖2（3）ETTH技術(shù)的雙向網(wǎng)絡(luò)改造方案：與Cable

7、Modem比較把反向通道設(shè)備改為以太網(wǎng)，多了樓道交換機(jī)和用戶接入網(wǎng)線。以上三種方案對(duì)比表：改造方案一纜通Cable ModemETTH網(wǎng)絡(luò)帶寬系統(tǒng)接入帶寬200 Mbps 覆蓋1個(gè)光節(jié)點(diǎn)下用戶 支持各種互動(dòng)視頻業(yè)務(wù)下行通道網(wǎng)絡(luò)帶寬40 Mbps 覆蓋一個(gè)分前端下用戶 最多支持2000用戶同時(shí)上網(wǎng) 不能支持寬帶視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入帶寬100 Mbps 可支持基本視頻業(yè)務(wù)施工難度利用現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò) 光節(jié)點(diǎn)處增加AIC網(wǎng)關(guān) 放大器處并聯(lián)AIC網(wǎng)橋 所有纜線不用改動(dòng) 工程量小利用現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò) 增加反向光通道設(shè)備 增加反向放大器模塊 增加CMTS設(shè)備 設(shè)備調(diào)試復(fù)雜 工程量大重新鋪設(shè)光纖和網(wǎng)線 安裝樓道交換

8、機(jī)和匯聚交換機(jī) 需逐個(gè)小區(qū)談判，征得物業(yè)施工許可1520用戶拒絕室內(nèi)布線 工程量大改造成本網(wǎng)絡(luò)改造成本最低 網(wǎng)絡(luò)改造啟動(dòng)投資小 投資風(fēng)險(xiǎn)低CMTS設(shè)備價(jià)格高 反向通道設(shè)備價(jià)格高 單位用戶網(wǎng)絡(luò)改造成本高 投資風(fēng)險(xiǎn)大前期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資最高 用戶開通率低時(shí)，戶均成本高 投資風(fēng)險(xiǎn)大2、系統(tǒng)光纜主干網(wǎng)絡(luò)傳輸物理結(jié)構(gòu)圖(見圖3)圖3主干網(wǎng)絡(luò)采用雙向HFC自愈環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過靈溪、大漁兩臺(tái)大功率主備光放，每個(gè)分前端光收機(jī)都要采用主備光接收自愈熱冗余備份，從而實(shí)現(xiàn)主干環(huán)網(wǎng)效果。如條件支持，主備前端各增加一臺(tái)光放，把分前端的光收機(jī)改為1550nm光放，可以實(shí)現(xiàn)全縣主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)一次光調(diào)制到光點(diǎn)，可以大大提高信號(hào)質(zhì)量。

9、全縣主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)現(xiàn)一次光調(diào)到位問題分析。優(yōu)點(diǎn)：可大大提高本臺(tái)對(duì)全縣管理能力，可控制全縣自辦節(jié)目，可以大大提高信號(hào)傳輸質(zhì)量。缺點(diǎn)：前期投入增加，大量的1310nm光發(fā)何處去。問題：1550nm光放輸入功率1dB工作是否穩(wěn)定，如輸入功率必須在3dB以上前期投入更大。實(shí)現(xiàn)寬帶互動(dòng)及網(wǎng)管,在圖3中,部分設(shè)備做些調(diào)整,光纖配置沒有變,引進(jìn)以太網(wǎng)EPON技術(shù)(無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))加光纖放大器（有源中繼器）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在EPON中，OLT到ONU間的距離最大在20km（時(shí)分復(fù)用）或60km（波分復(fù)用），OLT到ONU之間通過光纖放大器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，利用以太網(wǎng)EPON技術(shù)，使AIC終端、AIC網(wǎng)關(guān)與前端（分前端）服務(wù)器組

10、成高速數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)寬帶互動(dòng)和網(wǎng)管。以上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有變，所以寬帶網(wǎng)絡(luò)無(wú)論采用哪種接入方式，所有的光纖芯數(shù)配置都一樣，主干網(wǎng)光纖芯數(shù)配置和各點(diǎn)距離附表1。光纖配置說(shuō)明：主干網(wǎng)以靈溪主前端機(jī)房到每個(gè)分前端敷設(shè)10芯直通光纖（電視2芯、工商2芯、數(shù)據(jù)2芯、銀聯(lián)2芯、備用2芯其中龍港備用6芯）；大漁到各分前端敷設(shè)4芯直通光纖（電視2芯、備用2芯）；下行靈溪采用一臺(tái)24dB 1550nm光放，通過11光分器分配到各分前端；大漁一臺(tái)23dB 1550nm光放，通過11光分器分配到各分前端，作為各分前端備份信號(hào)。實(shí)現(xiàn)靈溪到馬站或金鄉(xiāng)方向環(huán)網(wǎng)無(wú)論哪段斷信號(hào),信號(hào)都可以通過大漁備放從另一個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)主備信

11、號(hào)自愈切換,保證信號(hào)不中斷。主干網(wǎng)11光分器附表23、蒼南縣城關(guān)有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)圖(見圖4)圖4 蒼南縣城關(guān)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，靈溪成立獨(dú)立分前端機(jī)房,把城區(qū)劃分5個(gè)主工作站（本臺(tái)、頤和、府后、老街、大觀），采用5臺(tái)1550nm光放，每臺(tái)輸出帶8分路，每分路帶1個(gè)片區(qū)工作站10分路，共40個(gè)片區(qū)，400個(gè)光點(diǎn)，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)帶180至200個(gè)終端，總終端72000至80000左右，是現(xiàn)在在線用戶兩倍左右。每個(gè)光點(diǎn)敷設(shè)4芯光纜，光點(diǎn)到片區(qū)工作站一般小于500m，400個(gè)光點(diǎn)需要4芯光纜150km左右；每片區(qū)光纜工作2芯備份20芯，每片區(qū)到分前端敷設(shè)22芯光纜，每片區(qū)到分前端一般在1km左右，40個(gè)

12、片區(qū)需要22芯光纜40km左右；整個(gè)網(wǎng)絡(luò)共用6400左右1014大分配，光點(diǎn)到大分配-9線大約80m左右，-9線總耗量在500km左右；實(shí)際用戶假設(shè)5萬(wàn)戶，每戶平均12m，-5線總耗量共需600km左右。靈溪改下來(lái)的光端機(jī)和放大器,去支援小鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村；部分電纜年限較短品質(zhì)教好可以回收支援偏僻農(nóng)村。原光纜作為城關(guān)數(shù)據(jù)集團(tuán)用戶使用。寬帶互動(dòng),采用EPON技術(shù),用戶接入一纜通改造方案(見圖4)。四、 網(wǎng)絡(luò)供電分析1、集中供電分析：砷化鎵功率倍增或硅雙極功率倍增型四路獨(dú)立的RF輸出口光工作站功率一般為80W, AIC網(wǎng)關(guān)20W左右，在220V電壓下工作電流為0.46A。壓降公式：U降=IL/54.4/

13、S，I為電流，L電纜長(zhǎng)度，S電纜截面，54.4為銅線系數(shù)。（1） 光點(diǎn)到片區(qū)在500m左右，電纜為2*1.37MM2價(jià)格2.65元/M,用量150kmU降1=0.3650054.41.37=2.42V，小計(jì)為2.65150000=397500元（2） 片區(qū)到分前端在1km左右，電纜為2*1.76MM2價(jià)格4.13元/M,用量40kmU降2=0.3610100054.41.76=38V，小計(jì)為4.1340000=165200元（3）分前端到本臺(tái)在2km左右，電纜為2*25MM2價(jià)格145元/M,用量8kmU降3=0.36108200054.425=42V，小計(jì)為1458000=1160000元（

14、4） 每年線路耗電=(2.42+38+4254)144243651000=93372kwh。每度電0.6元，網(wǎng)絡(luò)使用壽命10年，線路共耗電933720.610=560230元。以上四項(xiàng)合計(jì)397500+165200+1160000+560230=2282930元。2、光點(diǎn)就地供電：就地供電成本預(yù)算:400個(gè)光接節(jié)點(diǎn),申請(qǐng)400個(gè)電表(現(xiàn)在申請(qǐng)電表費(fèi)用很低,只要手續(xù)費(fèi)),400臺(tái)300W或500W低功率穩(wěn)壓器100元/每臺(tái)左右,400臺(tái)1KVA續(xù)電源(UPS)大約1650元/每臺(tái)左右。每個(gè)光點(diǎn)成本2000元以內(nèi)，400個(gè)光點(diǎn)總成本在800000元，平均使用壽命6年，10年投入成本在1300000

15、元左右。比集中供電少投入100萬(wàn)元。如果部分光點(diǎn)與電力網(wǎng)相匹配，還可以不用配置UPS電源，這樣成本就更少。五、 工程經(jīng)費(fèi)預(yù)算光纜主干環(huán)網(wǎng)工程器材估算表附表三蒼南縣城關(guān)網(wǎng)絡(luò)改造工程器材估算表附表四主干網(wǎng)絡(luò)工程施工補(bǔ)貼估算表附表五蒼南縣城關(guān)網(wǎng)絡(luò)改造工程施工補(bǔ)貼決算表附表五 光纜主干環(huán)網(wǎng)改造（不包括反向?qū)拵Щ?dòng)設(shè)備）器材估算約155萬(wàn)，工程費(fèi)約34萬(wàn)，合計(jì)約189萬(wàn)。 蒼南縣城關(guān)HFC網(wǎng)絡(luò)改造（不包括反向?qū)拵Щ?dòng)設(shè)備）器材估算約655萬(wàn)，工程費(fèi)約157萬(wàn)，合計(jì)約812萬(wàn)。六、 工程實(shí)施進(jìn)度管理因?yàn)闊o(wú)論采用哪種接入，主前端到各分前端再到各光節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有改變，所有光纖芯數(shù)配置也都一樣，因此根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體施工進(jìn)度按如下安排：1、主干網(wǎng)：首先架設(shè)178公里的主干網(wǎng)絡(luò)。使1310nm到1550nm的升級(jí)，盡量完成單向HFC自愈環(huán)網(wǎng)；使8016數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)廣播電視臺(tái)局域網(wǎng)整體聯(lián)網(wǎng)，完善自身業(yè)務(wù)管理水平；同時(shí)拓展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其次雙向HFC寬帶網(wǎng)絡(luò)自愈環(huán)網(wǎng)，等今后條件成熟再上電視互動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。2、各分前端的城域網(wǎng)：雙向HFC寬帶網(wǎng)絡(luò)無(wú)論采用哪種接入模式，光點(diǎn)直接帶用戶是目前各界公認(rèn)的最佳方案。首先規(guī)劃分前端到光節(jié)點(diǎn)光纜干線網(wǎng)，包括光纜路由的架設(shè)、光信號(hào)分配和電源的供