HFC網(wǎng)絡架構及設備

HFC網(wǎng)絡架構及設備唐明光中廣華創(chuàng)2014.2.11

培訓內容

廣電HFC城域網(wǎng)整體架構

HFC網(wǎng)絡的設備組成、作用、相應的技術指標要求等1、HFC城域網(wǎng)整體架構

1）四川廣電HFC城域網(wǎng)技術路線電視信號采用1550nm模擬光傳輸技術以廣播方式從分前端傳輸至光節(jié)點；

數(shù)據(jù)上下行信號在光網(wǎng)絡結構中采用EPON傳輸技術，在光節(jié)點電視和數(shù)據(jù)信號采用EOC傳輸技術混合后傳輸至用戶終端。

2）有線電視網(wǎng)絡中承載的業(yè)務基本業(yè)務：模擬電視，數(shù)字電視高、標清交互電視業(yè)務：包括點播、時移、回看數(shù)據(jù)業(yè)務：寬帶互聯(lián)網(wǎng)語音業(yè)務：可視電話、基本語音其他增值業(yè)務：如視頻監(jiān)控、視頻會議、遠程抄表（水、電、氣等）等

3）業(yè)務帶寬基本業(yè)務帶寬：基本的模擬電視、數(shù)字電視采用廣播式下行，每個用戶都可以使用87-860MHz的廣播下行頻段，大約為90個頻道，可滿足目前模擬電視，標清數(shù)字電視、高清數(shù)字電視的應用。

交互式業(yè)務帶寬：

業(yè)務類型 上行流量(Mbps) 下行流量(Mbps)網(wǎng)網(wǎng)頁瀏覽和下載 0.1 4 VOIP 0.2 0.2 視頻會議、電話 2 2 在線游戲 0.5 1 視頻監(jiān)控 2 0.1 標清點播 0.1 2 高清點播 0.2 8.5

綜上所述，每個用戶帶寬按20Mbps測算。

2、城域網(wǎng)HFC雙向接入網(wǎng)絡整體架構HFC雙向接入網(wǎng)絡由光傳輸網(wǎng)絡、同軸電纜分配網(wǎng)絡兩大部分構成。

光網(wǎng)絡組成：分前端到一級光交接箱為饋線光纜；一級光交接箱到小區(qū)光交接箱為配線光纜，小區(qū)光交接箱到光節(jié)點（樓棟/單元）為接入光纜（FTTH應用時為入戶光纜。

廣電光網(wǎng)絡結構及信號傳輸示意圖

光網(wǎng)絡結構：

采用星型+星形級聯(lián)；或星型+樹形級聯(lián)。

從分前端（前端）敷設光纜至小區(qū)或小區(qū)外的交接箱，為星型光網(wǎng)絡；再以交接箱為中心敷設光纜至各樓棟或各單元，為星型或樹形光網(wǎng)絡。

光網(wǎng)絡用來承載HFC光纖網(wǎng)和EPON的無源光網(wǎng)絡，是廣電城域網(wǎng)中重要的基礎設施。

光節(jié)點覆蓋用戶數(shù)量：按照32戶設計，應控制在24-48戶以內，超出48戶時應另設光節(jié)點。分光器：前端機房及小區(qū)光交接箱中的有線電視信號光分路器和EPON光分路器均采用偶數(shù)等分光比分光。前端機房中的光分路器采用19"機架式設備，小區(qū)光交接箱中的分路器采用盒式設備。

1）1550nm傳輸技術分前端至光節(jié)點采用1550nm模擬光傳輸技術，以廣播方式向每個光節(jié)點傳輸電視信號，光分配采用星、樹型相結合，最多三級分光結構。2）EPON傳輸系統(tǒng)EPON系統(tǒng)采用單纖波分復用技術，下行中心波長為1490nm，上行中心波長為1310nm。OLT安裝在分前端機房內，是整個EPON系統(tǒng)的核心設備；ONU安裝在光節(jié)點處或用戶家里，用于連接用戶側的網(wǎng)絡設備；ODN由光纖和一個或多個無源分光光器件組成，在OLT和ONU間提供光信號傳輸通道。Ⅰ類光網(wǎng)絡ODN覆蓋范圍：3萬戶以內，半徑不超過5KM。Ⅱ類光網(wǎng)絡覆蓋范圍：3000-5000戶，半徑不超過500米。3）系統(tǒng)分光器部署

a）1550nm系統(tǒng)分光器部署

Ⅰ類光網(wǎng)絡：1550nm系統(tǒng)按三級分光、偶數(shù)光分配模式（1:2/1:4/1:8，總分光比為1:64）設計，分散安裝。1:2光分路器安裝在分前端機房，1:4光分路器安裝在一級光交接箱中（一級光交接箱中需放置2個1:4光分路器），1:8光分路器安裝小區(qū)光交接箱中（小區(qū)光交接箱中放置1個1:8光分路器）。Ⅱ類光網(wǎng)絡：1550nm光系統(tǒng)二級分光、偶數(shù)光分路模式（1:8:8，總分光比為1:64）設計，分散安裝。小區(qū)機房內安裝一個1:8光分路器，小區(qū)光交接箱中安裝一個1:8光分路器。如下圖所示。

b）EPON系統(tǒng)光分路器部署Ⅰ類光網(wǎng)絡中1:4光分路器安裝在一級光交接箱中，1:8光分路器安裝在小區(qū)光交接箱中；Ⅱ類光網(wǎng)絡中1:4光分路器安裝在小區(qū)機房；1:8光分路器安裝小區(qū)光交接箱中。

隨著業(yè)務的開展，每個PON口的數(shù)據(jù)流量達到80%負荷的時候則需要進行拆分，可按1:2:8和1:8等方式進行收斂。4）光網(wǎng)絡光纜規(guī)劃

a）Ⅰ類光網(wǎng)絡光纜規(guī)劃分前端到一級交接箱的級聯(lián)光纜纖芯數(shù)量，原則上應不低于72芯（初期實際使用4芯，2芯用于電視、2芯用于數(shù)據(jù)傳輸，預留纖芯用于數(shù)據(jù)專網(wǎng)與新業(yè)務發(fā)展），一級光交接箱至分前端的纖芯數(shù)量收斂比為50%；

一級光交接箱到小區(qū)光交接箱（末級光交接箱）光纖芯數(shù)原則上不低于16芯（初期實際使用2芯，1芯用于電視、1芯用于數(shù)據(jù)傳輸，預留14芯），小區(qū)光交接箱至一級光交接箱的纖芯數(shù)量收斂比為50%；

小區(qū)光交接箱（盒）到每個用戶光節(jié)點光纖芯數(shù)4芯（1芯用于電視、1芯用于數(shù)據(jù)傳輸，2芯預留），分前端至小區(qū)光節(jié)點的光纜均采用G.652光纖。如下圖示。

b）Ⅱ類光網(wǎng)絡光纜規(guī)劃分前端至小區(qū)機房需雙路由、每路由8芯（初期實際使用2-4芯）光纜進行級聯(lián)，小區(qū)機房至每個小區(qū)光交接箱需16芯（初期實際使用2芯，一芯用于電視、一芯用于數(shù)據(jù)傳輸，另14芯預留）光纜級聯(lián)；

小區(qū)光交接箱至每個光節(jié)點需4芯（初期實際使用2芯，一芯用于電視、一芯用于數(shù)據(jù)傳輸，另2芯預留）光纜級聯(lián)。分前端至小區(qū)光節(jié)點的光纜均采用G.652光纖。如下圖所示。

5）光節(jié)點設計

a）單EoC局端設備功能框架有線電視信號與EPON數(shù)據(jù)信號采用纖芯分割方式。光接收機輸出兩路相同的電視信號，ONU輸出一路數(shù)據(jù)信號，兩路電視信號與一路數(shù)據(jù)信號分別與單臺EoC局端混合疊加，EoC局端輸出兩路相同的混合疊加信號。

b）雙EoC局端設備功能框架下行有線電視信號與EPON信號采用纖芯分割方式。光接收機和ONU都分別輸出兩路相同的電視信號與數(shù)據(jù)信號，單臺EoC局端需一路電視信號和一路數(shù)據(jù)信號混合疊加，每臺EoC局端輸出兩路相同的混合疊加信號。

6）同軸電纜分配網(wǎng)絡設計

a）同軸電纜分配網(wǎng)絡設計要點

?。┎捎霉饨邮諜C+無源分配網(wǎng)結構，光接收機輸出口與用戶終端輸出端口之間的下行鏈路損耗值≤38±2dB，用戶終端口下行信號電平66±2dB；光接收機與用戶終端之間的數(shù)據(jù)交互鏈路損耗值≤34±2dB、任意終端至有源設備正向輸出口（反向輸入口）之間的反向鏈路損耗差值≤6dB。

ⅱ）同軸分配網(wǎng)絡結構應采用星形方式對稱結構，采用分配網(wǎng)絡結構應采用星形方式對稱結構，采用SYWV-75-5標準屏蔽電纜入戶，電纜的接頭應采用冷壓F頭。

ⅲ）用戶集中分配器安放位置：放置在中間樓層或覆蓋用戶的中間位置；

采用5～1000MHz分支分配器，原則上按住戶數(shù)配置樓道分支分配配器。

八層以下，以單元樓道為單位集中分配，高層建筑以12-16戶為單位集中分配。

七層以下（不含七層）的樓層，分配器裝三或四樓；

七層以上八層以下的樓層，分配器裝四樓；

高層建筑視情況而定。

集中分配器的空余端口要求接75歐姆終結電阻。

分支器的分支輸出口直接面對用戶，主輸出口接75Ω終端負載，這樣可以降低用戶室內帶來的反向干擾對前級主干線路影響。

分配裝置應安裝在金屬箱體內以屏蔽外界干擾，金屬箱體應設鎖。

ⅳ）用戶戶內設置一個分線盒，分線盒內安裝一個分支分配器，以星形方式向各房間分配信號，禁止采用面板串接或其他方式串接分配信號。

ⅴ）PC數(shù)據(jù)用戶終端采用單孔帶有F頭接線裝置、金屬屏蔽型用戶終端盒，TV電視用戶終端采用單孔帶有直插頭接線裝置、金屬屏蔽型用戶終端盒。

7）EOC系統(tǒng)設計要點

a）EOC傳輸系統(tǒng)EOC系統(tǒng)和電視系統(tǒng)疊加設計時，有線電視系統(tǒng)的下行鏈路、EOC系統(tǒng)的正反向鏈路損耗相互兼容，保證電視系統(tǒng)和EOC系統(tǒng)都能滿足要求。

b）EOC終端EOC終端應安裝于用戶家中有線電視用戶終端盒附近合適位置。

8）同軸電纜分配網(wǎng)絡應用場景模型

---------新建或改造網(wǎng)絡三種應用場景

a）32戶100Mbps應用初期建網(wǎng)時，當業(yè)務開通率在≤25%(8戶)范圍內，在每個光節(jié)點配置EOC局端，提供約100Mbps接入總帶寬，在并發(fā)率60%情況下，滿足約8戶20Mbps的雙向業(yè)務接入需求。當局端的總速率達到80Mbps時，需進行局端設備的擴容升級或光節(jié)點分割。

b）32戶200Mbps應用當業(yè)務開通率在≤50%范圍內，在每個光節(jié)點配置EOC局端，提供約200Mbps接入總帶寬，在并發(fā)率60%情況下，滿足約16戶20Mbps的雙向業(yè)務接入需求。當局端的總速率達到160Mbps時，需進行局端設備的擴容升級或光節(jié)點分割。

c）32戶200Mbps加部份光纖到戶應用當業(yè)務開通率大于50%時，在每個光節(jié)點除配置EOC局端外，還需要建設光纖到戶來滿足更高帶寬用戶的需求。在單元布局光分路器，提供光纖到戶應用。對沒有高帶寬需求的用戶，仍然以EOC終端提供業(yè)務服務。

9）雙向接入網(wǎng)絡擴容雙向接入網(wǎng)絡的擴容包括系統(tǒng)帶寬的擴容和基礎網(wǎng)的光纜延伸部分。在接入網(wǎng)用戶發(fā)展初期，采用廣覆蓋方式進行網(wǎng)絡覆蓋。一個EoC局端模塊速率100Mbps，當監(jiān)測到EoC局端模塊速率達到80%即80Mbps時，需要對EoC局端部分進行擴容升級；一個PON口1.0Gbps帶寬，規(guī)劃使用時按照850Mbps考慮，業(yè)務發(fā)展初期，可以一個PON口帶32個ONU，當監(jiān)測到某個PON口的總帶寬達到80%即680Mbps時，需要對PON部分進行擴容升級。

a）EPON部分擴容方案

?。┘毞脂F(xiàn)有PON口覆蓋量

初期建網(wǎng)時，每一個PON口帶32個ONU進行廣覆蓋，此時的分光結構為1:4/1:8，每個ONU的靜態(tài)分配帶寬大約為30Mbps，以后分光結構按1:2/1:8（每個PON口帶16個ONU，每個ONU的靜態(tài)分配帶寬大約為60Mbps）、1:8（每個PON口帶8個ONU，每個ONU的靜態(tài)分配帶寬大約為100Mbps）、1:4（每個PON口帶8個ONU，每個ONU的靜態(tài)分配帶寬大約為210Mbps）等方向收斂。當分光結構收斂到1:

8或1:4以后時，在不增耗光纜纖芯且不改變網(wǎng)絡結構的情況下，覆蓋用戶量降低1/2，每個用戶分配的帶寬增加1倍，可為用戶提供不小于20Mbps的接入帶寬。

ⅱ）設備升級EPON系統(tǒng)的演進的方向為10GEPON，能夠提供10Gbps的上下行對稱速率。通過PON系統(tǒng)雙端設備升級，即可大幅度提升系統(tǒng)帶寬。

b）EOC部分擴容方案

?。┰鲈OEOC局端

在業(yè)務發(fā)展初期，用一個局端廣覆蓋（32戶）方式進行組網(wǎng)。一個EOC局端模塊速率按最低100Mbps計算（如局端模塊速率更高，則為用戶提供的帶寬更高），當監(jiān)測到EOC局端模塊速率達到80%即80Mbps時，需要對EOC局端部分進行擴容升級，升級方法為：在原局端處再增加一個局端，此時用戶端的帶寬可提高一倍。

ⅱ）設備升級采用IEEEP1901標準，工作頻率可以從現(xiàn)有的7.5～30MHz擴展到100MHz，傳輸帶寬可以從現(xiàn)有的100Mbps擴展到1Gbps。該技術的主要芯片廠家Atheros和SPIDCOM已經(jīng)發(fā)布符合IEEEP1901的AR7410芯片和MSE500芯片，傳輸帶寬300Mbps，后續(xù)將逐步推出AR8400和MSE1000等帶寬為1Gbps的芯片。EOC系統(tǒng)容量產(chǎn)生瓶頸時，可通過升級EOC局端設備，無需線路施工，即可提升終端達到不低于40Mbps的接入帶寬。3、雙向接入網(wǎng)絡電視信號主要性能指標要求

1）系統(tǒng)傳輸帶寬系統(tǒng)傳輸帶寬：5-1000MHz。

2）光鏈路指標要求系統(tǒng)載噪比C/N≥50dB；復合二階失真C/CSO≥60dB；復合三階差拍C/CTB≥65dB；調制誤差比（MER）≥37dB；誤碼率（BER）≤1.0E-9。

3）系統(tǒng)終端指標要求系統(tǒng)載噪比（C/N）≥43dB；復合二階失真（C/CSO）≥54dB；復合三階差拍（C/CTB）≥54dB；調制誤差比（MER）≥32dB；誤碼率（BER）≤1.0E-9。

4）數(shù)據(jù)網(wǎng)絡指標

時延 ≤150ms 丟包率 ≤10-3

抖動 ≤50ms 5）HFC網(wǎng)絡設備配置

6）設備技術指標要求a）光設備設備名稱 指標要求 1550nm光發(fā)射機輸入指標 信號電平：72～78dBuv

調制誤差比：MER≥38dB

誤碼率：BER＜1.0E-9 光接收機 輸入指標 光功率：-5～-1dBm 輸出指標 信號電平：104±2dBuv；

調制誤差比：MER≥35dB

誤碼率：BER≤1.0E-9

光放大器輸入指標輸入光功率-3--+10dBm

輸出指標

輸出光功率13—27dBmOLT 發(fā)送光功率 2～7dBm(1490nm) 接收光功率 -22～-16dBm(1310nm) ONU 發(fā)送光功率 -1～4dBm（1310nm） 關斷光功率＜-45dBm（ONU需要設置為強制發(fā)光）

接收光功率 -20～-14dBm（1490nm）

b）電設備系統(tǒng)名稱設備名稱