有线电视网络光纤到户(FTTH)技术白皮书v3.4

1、有线电视网络光纤到户(CBN FTTH技术白皮书目录1 概述 (11.1 背景介绍 (11.2 编制目的 (11.3 指导原则 (12 规范性引用文件 (23 缩略语 (24 CBN FTTH体系架构 (34.1 CBN FTTH概述 (34.2 CBN FTTH系统组成 (45 CBN FTTH支撑业务类型及需求 (56 CBN FTTH技术方案及其组网 (56.1 CBN FTTH技术实现方式 (56.2 RF Overlay技术方案及组网 (66.3 I-PON技术方案及组网 (96.4 RfoG技术方案及组网 (117 CBN FTTH网络改造/建设方案 (137.1 CBN FTTH

2、分配网改造/建设方案 (137.2 典型CBN FTTH网络改造演进方案 (158 业务配置及安全机制 (198.1 频率规划 (198.2 波长规划 (198.3 全网多业务QoS保障 (198.4 系统安全保障与可靠性要求 (209 CBN FTTH网络管理 (219.1 概述 (219.2 基于SNMP协议的FTTH接入网网络管理 (219.3 基于TR069的终端管理系统 (2210 CBN FTTH网络运维 (2310.1 CBN FTTH网络运维体系 (2310.2 CBN FTTH网络运营流程 (2410.3 CBN FTTH网络维护流程 (25附录A RF Overlay和I-

3、PON方案中ODN技术要求和光通道损耗预算设计 (26A.1 ODN技术要求 (26A.2 光通道损耗预算 (26附录B RF Overlay和I-PON方案中ODN应用场景及方案 (28B.1 设计原则 (28B.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 (35C.1施工流程 (35C.2施工标准 (35C.3 施工验收规范 (55前言有线电视网络光纤到户(CBN FTTH技术白皮书1 概述1.1 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

4、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

5、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

6、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CBN FTTH网络建设,进一步提升有线电视网络实力。1.2 编制目的有线电视网络光纤到户(CBN FTTH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(CBN FTTH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。1.3 指导原则有线电视网络光纤到户(CBN FTT

7、H技术白皮书作为CBN FTTH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CBN FTTH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。2 规范性引用文件GB/T 20030-2005

8、HFC网络设备管理系统规范GY/T 5073-2005 有线电视网络工程施工及验收规范YD/T 1475-2006接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络(EPONYD/T 1636-2007 光纤到户(FTTH体系结构和总体要求YD/T 2274-2011 接入网技术要求10Gbit/s以太网无源光网络(10G-EPONYD/T 1949 接入网技术要求吉比特的无源光网络(GPONYD/T 2402 接入网技术要求 10Gbit/s无源光网络(XG-PONIEEE Std 802.3 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IEE

9、E Std 802.3av 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: l OGbit/s无源光网络物理层规范和管理参数ITU-T G.984 吉比特无源光网络(GPONITU-T G.98710 吉比特无源光网络(XG-PONITU-T G.98940 吉比特无源光网络(NG-PON2SCTE 174-2010 Radio Frequency over Glass Fiber-to-the-Home Specification IETF RFC 1157 简单网络管理协议(SNMPIEEE 802.3.1 以太网MIB3

10、 缩略语ARP(Address Resolution Protocol地址解析协议BRAS(Broadband Remote Access Server宽带远程接入服务器CATV(Community Antenna Television有线电视网CBN(Cable Broadcasting Network 有线电视网络CM(CableModem电缆调制解调器CMTS(CableModem Terminal SystemCableModem局端系统CPE(Customer Premises Equipment用户端设备CWDM(Coarse Wavelength Division Multipl

11、exing粗波分复用器DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol动态主机配置协议DoS(Denial of Service拒绝服务EDFA(Erbium-doped Optical Fiber Amplifier掺铒光纤放大器EOC(Eerthnet Over Coax基于以太网的同轴网EPON(Ethernet Passive Optical Network基于以太网方式的无源光网络EYDFA(Er/Yb-Doped Optical Amplifier铒钇大功率光纤放大器FTTH(Fiber to the Home光纤到户FTTx(Fiber to th

12、e Building/Node光纤到楼或节点GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network吉比特无源光网络HFC(Hybrid Fiber-Coaxial混合光纤同轴电缆网HN(Home Network家庭网络ICMP(Internet Control Message ProtocolInternet控制报文协议IGMP(Internet Group Management ProtocolInternet 组管理协议I-PON(ALL IP PON基于基带的全IP无源光网络IP(Internet Protocol互联网协议NMS(Network Man

13、agement System网络管理系统MIB(Management Information Base管理信息库OBI(Optical Beat Interference光拍频干扰OBN(Optical Broadcast Network光广播网络ODP(Optical Distribution Platform光分配平台ODN(Optical Distribution Network光分配网络OIN(Optical IP Network光IP数据网络OLT(Optical line Terminal光线路局端ORU(Optical RF unit光射频单元ORx(Optical Receiv

14、er光接收机终端OTDR(Optical Time Domain Reflectometer光时域反射仪ONU(Optical network unit光网络单元PON(Passive Optical Network无源光网络QoS(Quality of Service服务质量RFoG(RF over Glass光纤射频传输RRx(Return Receiver反向光接收机RTN(RF Transimition Network射频传输网络RTx(Return Transmitter反向光发送机SNI(Service Node Interface业务节点接口SNMP(Simple Network

15、 Management Protocol简单网络管理协议Syslog(System Log系统记录TR069(CPE WAN Management Protocol用户端设备广域网网络管理协议TV(Television电视UNI(User network interface用户网络接口WDM(Wavelength Division Multiplexing波分复用4 CBN FTTH体系架构4.1 CBN FTTH概述有线电视网络光纤到户(CBN FTTH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CBN FTTH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(S

16、NI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4-1 CBN FTTH在整个网络中的位置CBN FTTH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CBN FTTH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。CBN FTTH是HFC网络光节点前移的必然结果。 图4-2 CBN FTTH和有线电视单向/双向HFC网络的关系4.2 CBN FTTH系统组成按网络位置划分,CBN FTTH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

17、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4-3 CBN FTTH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。O

18、DNODN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CNB FTTH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。5 CBN FTTH支撑业务类型及需求CBN FTTH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

19、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CBN FTTH必须支持广播电视业务。CBN FTTH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。CBN FTTH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。6 CBN FTTH技术方案及其组网6.1 CBN FTTH技术实现方式CBN FTTH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

20、式。CBN FTTH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, CBN FTTH应对业务通道进行逻辑或物理隔离。典型的CBN FTTH技术方案包括:RF射频广播电视+基带PON双平台叠加模式RF OverlayRF Overlay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-PONI-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DOCSI

21、S协议的全RF射频传输模式RFoGRFoG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,CBN FTTH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

22、光网络单元(ONU 或RFoG ONU (R-ONU 组成。此时,CBN FTTH 的参考模型如图6-1所示。 STB PC图6-1 CBN FTTH 参考模型在图6-1的参考模型中,CBN FTTH 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,CBN FTTH 接入系统终端由光接收机(ORx 和光网络单元(ONU 或RFoG ONU (R-ONU 组成。根据技术实现方式,CBN FTTH 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OD

23、N 还可以更好地解决波长间串扰的问题。CBN FTTH 接入网中的ODN 双纤部署模型如图6-2所示。 光交接箱光配线箱业务节点入户信息箱图6-2 CBN FTTH 接入网ODN 双纤部署模型6.2 RF Overlay 技术方案及组网 6.2.1 RF Overlay 技术方案RF Overlay 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,CBN FTTH 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

24、路终端(OLT ,终端为光网络单元(ONU 。RF Overlay 的实现方案如图6-3所示。 STB PC图6-3 RF Overlay 实现方案6.2.2 RF Overlay 组网方案RF Overlay 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。(1RF Overlay 两纤三波组网方案RF Overlay 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。RF Overlay 两纤三波的组网方案

25、如图6-4所示。EMS光发射机/OLTONU+ORxONU+ORx家庭网 图6-4 RF Overlay 两纤三波组网方案RF Overlay 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。(2RF Overlay 单纤三波组网方案 RF Overlay 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

26、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。RF Overlay 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RF Overlay 单纤三波的组网模式如图6-5所示。EMS光发射机OLTONUONUONU家庭网

27、OLT 图6-5 RF Overlay 单纤三波组网方案6.2.3 RF Overlay 应用特点RF Overlay 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。 RF Overlay 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。RF Overlay 组网方

28、案中,CBN FTTH 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10G EPON 系统演进为例,CBN FTTH 网络带宽升级模式如图6-6所示。EPON 系统向10G EPON 系统升级过程中,10G EPON 的OLT 可以兼容EPON 的ONU ,10G EPON 的OLT 兼容EPON ONU 时,需要牺牲相应端口的部分性能。 (a当前网络架构 用户终端(10GEPON ONU用户终端(EPON ONU用户终端(EPON ONU用户终端(EPON ONU(b演进后的网络架构图6-6 EPON系统网络带宽升级模式6.3 I-PON技术方案及组网6.3.

29、1 I-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IP Tuner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。 STBPC图6-7 I-PON 实现方案6.3.2 I-PON 组网方案与RF Overlay 相似,I-PON 也有两纤三波和单纤三波两种组网方案。 (1I-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

30、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。EMS万兆交换机+OLTONU+ORxONU+ORx家庭网 图6-8 I-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。(2I-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PO

31、N 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。EMS万兆交换机OLTONUONUON

32、U家庭网OLT 图6-9 I-PON 单纤三波组网方案6.3.3 I-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,CBN FTTH 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。 6.4 RFoG 技术方案及组网 6.4.1

33、 RFoG 技术方案RFoG 是由ANSI/SCTE 174 2010标准所定义的一种技术方案,旨在一个全光纤构成的PON 网络上,兼容HFC 的所有信号传输,包括模拟节目、数字电视、互动电视、VoIP 和DOCSIS 信号等。其原理如图6-10所示。 图6-10 RFoG 系统原理RFoG 是双向HFC 网络进一步“光纤深入”或“光进铜退”并向FTTH 演进的技术体现。其光结构由原HFC 的点对点结构演变为点对多点结构。而传统的光站则演变为单个家庭用户使用(或少量用户共用的微型光站,叫做RFoG ONU (可简写为R-ONU 。 在R-ONU 之后信号还原为传统的射频方式,不但可以为单个家庭

34、使用,也可以为多个家庭共享。RFoG 采用突发方式回传光信号。RFoG 方案通过在分前端增加合波器、在光节点增加分光器,并用皮线光缆替换原HFC 网络中光节点到用户的同轴分配网,实现HFC 网络向FTTH 的过渡,它兼容HFC 网络的所有信号。6.4.2 RFoG 组网方案RFoG 组网可以是单纤模式,也可以是双纤模式。RFoG 单纤组网方案通过在分前端增加合波器、在光节点增加分光器,并用皮线光缆替换原HFC 网络中光节点到用户的同轴分配网,实现HFC 网络向FTTH 的过渡。用户终端为微型的双向光工作站,内置WDM 。RFoG 单纤组网方案如图6-11所示。图6-11 RFoG 单纤组网方案

35、RFoG 双纤组网方案在原HFC 网络的基础上光节点的位置增加分光器,并用皮线光缆替换原HFC 网络中光节点到用户的同轴分配网,实现HFC 网络向FTTH 的过渡。用户终端为微/1610/1310 nm型的双光口的双向光工作站。RFoG 双纤组网方案如图6-12所示。 CMTS反向光收Tx :1550或1310下行光分上行光混合 1:32图6-12 RFoG 双纤组网方案6.4.3 RFoG 应用特点RFoG 系统不仅仅可以运行在无源的ODN (即PON 上,还可以运行在有源的ODN 上,使得传输距离和分光路数得以扩展。RFoG 与传统HFC 网络相比,上行方向R-ONU 与反向光接收机构成一

36、个“多点对一点”的系统,R-ONU 反向激光器同时开启时可能会出现OBI 现象,OBI 现象解决方式包括:1、R-ONU 的回传激光器选用不同的光波长;2、采用特殊的调度器使CMTS 对CM 的回传发送时间错开;3、从物理原理上采用特殊的有源分光/合光器解决OBI 问题,此方式涉及分光点取电问题。在带宽升级上,RFoG 系统上所运行的数据系统采用DOCSIS 技术,目前主流DOCSIS 3.0标准通过24个信道绑定可支持高达1Gbps 的传输速率,随着带宽需求增长升级到DOCSIS 3.1标准后可以支持10Gbps 以上的传输速率。所有的DOCSIS 版本都是向下兼容的。传统HFC 网络采用R

37、FoG 技术向FTTH 演进后,可以通过波分方式叠加PON 系统。 7 CBN FTTH 网络改造/建设方案 7.1 CBN FTTH 分配网改造/建设方案 7.1.1 两纤入户方案两纤入户指从末级分光点到用户家里通过两芯皮线光缆连接的入户方式,在有线电视网络具有独立管道资源的条件下,可以选择两纤入户方式。在波长间串扰不能有效解决或者解决成本较高的情况下,两纤入户方式可以通过物理隔离很好地解决多业务平台并存的问题,如: RF Overlay 和I-PON 组网中,PON 的上下行光波长通过其中一芯传输,广播电视波长通过另一芯传输; RFoG 组网中,CMTS 的下行光波长通过其中一芯传输,RF

38、oG 的上行波长通过另一芯传输。使用WDM 波分复用设备,上述多个波长可以在一根光纤中传输,另一个光纤则可以用于专线业务或向第三方租售。CBN FTTH 分配网采用两纤入户时,光纤接入用户家中后,与家庭网络通过如下方式对接: RF Overlay 和I-PON 组网中,光纤接入用户家中后通过放置在客厅的综合接入箱内的入户型ONU 和ORx 终结光路,然后通过室内布好的网线和同轴连接各房间的用户终端。RF Overlay 和I-PON 方案的室内组网如图7-1所示;书房卧室 客厅 综合接入箱 光接收机光纤网线同轴 ONU图7-1 RF Overlay 和I-PON 方案的室内组网RFoG 组网中

39、,光纤接入用户家中后通过放置在客厅的综合接入箱内的R-ONU 终结光路,然后通过室内布好的同轴连接至客厅中的CM ,CM 再通过室内布好的网线和同轴连接各房间的用户终端。RFoG 方案的室内组网如图7-2所示,当R-ONU 内置WDM 时RFoG 方案将只占用一根入户光纤。HFC 网络采用RFoG 技术向FTTH 过渡时,室内分配网络不需要进行改造。光纤网线同轴R-ONUCM图7-2 RFoG 方案的室内组网7.1.2 CBN FTTH分配网改造/建设过渡方案CBN FTTH分配网改造/建设是一个过程,在过渡阶段还存在同轴和光纤同时入户的场景。在以下情况下,可以采用光缆+同轴两线同时入户的方式

40、:1、有线电视HFC网络向CBN FTTH网络过渡过程中,HFC网络和CBN FTTH网络叠加覆盖的情况;2、同轴分配网络具有其它规划利用的情况。在光缆+同轴双线入户情况下,业务在接入网中可以通过光纤分配网络传输,也可以通过同轴分配网络传输,如通过光纤分配网络传输宽带接入信号,通过同轴分配网络传输广播电视信号。如果广播电视业务和宽带接入业务都通过光纤承载,同轴分配网络可用于区域内无线多点覆盖或家庭内业务分发。光缆+同轴双线入户的过渡方案通常用于RF Overlay或I-PON的CBN FTTH网络改造/建设,图7-3所示为其室内组网图。CBN FTTH分配网采用光缆+同轴双线入户时,光纤接入用

41、户家中后,通过放置在客厅的综合接入箱内的入户型ONU终结光路,然后通过室内布好的网线连接各房间的用户终端,同轴入户后通过分配器连接各房间的用户终端。光缆+同轴双线入户过渡方案中,光缆建议采用两芯皮线光缆,其中一芯用于数据信号传输,另一芯作为备用。光纤网线同轴图7-3 两纤+同轴入户室内组网图7.2 典型CBN FTTH网络改造演进方案7.2.1 CBN FTTH网络改造/建设原则针对光进铜退的趋势,有线运营商应分区域收敛宽带接入技术方案,并逐步实施“光进铜退”计划,放置光纤由小区逐渐向楼栋推进,为光纤到户的网络建设做好准备。CBN FTTH网络改造/建设原则如下:(1新建网络采用CBN FTT

42、H方式,原则上不再新建电缆网。CBN FTTH技术方案应有利于区域内宽带接入技术方案收敛;(2 单向HFC 网络的双向网络改造应根据网络改造成本确定技术方案,如同轴分配网改造成本较高,建议采用CBN FTTH 方式改造,如采用同轴接入方案,建议光纤资源按照CBN FTTH 建设要求预留;(3 双向HFC 网络应按原有技术路线进行优化,并根据带宽需求向CBN FTTH 演进。双向HFC 网络的FTTH 改造演进中,所选CBN FTTH 技术方案应尽可能兼顾原有双向HFC 网络设备的利用,实现平滑演进。 7.2.2 单向HFC 网络的FTTH 改造演进小区机房光发射机1550nmODFORxONU

43、 PCTVPHONE主干光缆小区机房楼道同轴分配网TVODF楼道型光接收机主干光缆OLT光发射机1550nm 楼道同轴分配网TV楼道型光接收机用户1用户2皮线光缆图7-4 单向HFC 网络的FTTH 改造方案 图7-4所示为单向HFC 网络的FTTH 改造方案,所采用的技术方案为RF Overlay 或I-PON 。 单向HFC 网络只有电视直播信号,分前端接收前端机房传送过来的电视信号,分前端光放大器把电视信号放大后通过光分配网络把信号送到光节点,光节点部署光接收机,实现光信号转换成电信号,再通过同轴分配网络把电视直播信号传送到用户家中。单向HFC 网络的主要特点有: 单向HFC 网络主干光

44、缆和分配光缆设计过程中,预留光纤资源多数无法满足FTTH应用要求; 单向HFC 网络中,光节点具备取电条件; 单向HFC 网络中,部分情况下光节点覆盖用户数较多。 单向HFC 网络向FTTH 网络演进,需要对网络进行如下改造: 在分前端机房新增OLT 设备; 光分配网络下沉,用光分路器代替光接收机,用皮线光缆入户代替同轴分配网络,对于HFC 网络每光节点覆盖用户数较多的情况还需增加楼道光分配点; 对于HFC 网络中分前端机房和光节点间光纤资源不足的情况,可以利用原光节点取电环境,在光节点增加粗波分设备,实现多端口信号的同纤传输。粗波分原理如图7-5所示;粗波分也可用于OLT 和SR 之间的光纤

45、复用; 用户家中增加入户型光机和入户型ONU 终端,实现数据和电视直播两纤三波入户; 单向HFC 网络向FTTH 网络演进过程中,将存在同轴分配网络和光纤分配网络并存的情况; 单向HFC 网络采用I-PON 技术方案向FTTH 网络演进时,需将原有光发射机替换为光交换机,此时ORx 采用IP Tuner 技术。 图7-5 粗波分原理图7.2.3 采用PON+x 的双向HFC 网络的FTTH 改造演进小区机房光发射机1550nmODF主干光缆小区机房楼道同轴分配网TVODF楼道型光接收机OLT光发射机1550nm 皮线光缆OLTPCEOC 局端EOC 终端ORxONU PCTVPHONE用户2主

46、干光缆楼道同轴分配网TV 楼道型光接收机PCEOC 局端EOC终端用户1图7-6 采用PON+x 的双向HFC 网络的FTTH 改造演进方案采用PON+x 的双向HFC 网络包括PON+C-DOCSIS 、PON+EoC 等实现方案,图7-6以PON+EoC 为例,描述了PON+x 双向HFC 网络向FTTH 网络演进的方案。基于PON+EoC 的双向HFC 网络在分前端/小区机房部署了光纤放大器和OLT ,在光节点部署了ONU 、光接收机和EoC 局端等设备,分前端和光节点间通过光分配网络实现信号传输,光节点和用户家庭通过同轴分配网络实现信号传输,用户家中通过EoC 终端实现广播电视业务和宽

47、带接入业务接收。基于PON+EoC 的双向HFC 网络具有如下特点: 分前端机房和光节点间具有和CBN FTTH 一致的光传输网络; 光传输网络已为网络扩容预留了足够的光纤资源; 每光节点覆盖用户规模较小。PON+x 的双向HFC 网络向CBN FTTH 网络演进,需要对网络进行如下改造: 分前端到一级交接箱的广播电视光分配网不变,数据光分配网下移,光接收机和ONU 下沉到用户端; 在光节点处增加光分配器,并在光节点和用户家庭间增加两芯皮线光缆; PON+x 的双向HFC 网络向FTTH 网络演进过程中,将存在双向HFC 网络和FTTH 网络并存的情况; PON+x 的双向HFC 网络采用I-

48、PON 技术方案向FTTH 网络演进时,需将原有光发射机替换为光交换机,此时ORx 采用IP Tuner 技术。 7.2.4 采用CMTS 的双向HFC 网络的FTTH 改造演进家庭网用户2用户1CMTSDSCMTSDSR-ONU楼道同轴分配网TVPCPHONE楼道同轴分配网R-ONUTVPCPHONE TVPC PHONE图7-7采用CMTS 的双向HFC 网络的改造演进方案采用CMTS 的双向HFC 网络中,分前端的CMTS 下行RF 数据信号与有线电视信号、互动点播IPQAM 调制输出的RF 信号混合后通过光发射机向下传输,通过ODN 光分配网络传送到光节点,ODN 部署一级交接箱和小区

49、交接箱,光节点部署双向光站,包含正向光接收机和反向光发射机,接收下行的光信号并进行反向光发射,下行光信号转换成射频信号,通过同轴分配网传输到用户家中的CM ,CM 完成对数据信号的调制解调,分离出电视信号。CM 的上行射频信号通过反向光发射机发射,分前端的反向光接收机接收,并转换成射频信号回传到CMTS 上行通道。用户端部署CM 实现多业务接入。基于CMTS 的双向HFC 网络向FTTH 网络演进,需要对网络进行如下改造: 在光节点处增加光分路器,并在光节点和用户家庭间增加双芯皮线光缆; 在用户家中增加R-ONU 设备,通过R-ONU 设备将光信号转换为射频信号传输给原网络中的CM ,通过CM

50、 实现业务接收; 通过CMTS 调度或者增加物理设备等方式解决OBI 问题; 演进过程中,R-ONU 设备不一定直接入户,也可以通过光纤到楼道方式,实现一个R-ONU 设备覆盖多个住户单元。这种演进过程中,HFC 网络和FTTH 网络可以无缝并行运行; 基于CMTS 的双向HFC 网络向FTTH 网络演进后,广播电视信号和下行数据信号也可以通过不同的光波长实现传输,此时可以引入铒钇光纤放大器为广播电视业务提供1+1全保护,相应的改造方案示例如图7-8所示。双向光工作站CMTSDS光传输平台C-CMTS楼道同轴分配网TVPCPHONE R-ONUTV铒镱光纤放大器PC PHONE图7-8 引入铒

51、钇光纤放大器的CMTS 双向HFC 网络的改造演进方案8 业务配置及安全机制 8.1 频率规划对于RF Overlay 方案,从长远规划考虑,RF 应支持1000MHz 的射频工作频率,可选支持1218MHz 的射频工作频率。对于RFoG 方案,RF 可以根据DOCSIS 演进和系统应用要求选择更高的射频工作频率,建议频率规划和系统设备选型选用204/258MHz 频率分割。 8.2 波长规划对于RF Overlay 或I-PON 方案,广播电视业务采用1550nm 波长传输,宽带接入业务所用光波长根据PON 系统技术方案确定: EPON :下行数据信号用1490nm 波长承载,上行数据信号用

52、1310nm 波长承载; 10G EPON :下行数据信号用1577nm 波长承载,上行数据信号用1270nm 波长承载; GPON :下行数据信号用1490nm 波长承载,上行数据信号用1310nm 波长承载。 对于RFoG 方案,下行可以采用1310nm 或1550nm 光波长;考虑RFoG 组网中可能叠加PON 系统,建议RFoG 方案使用1270、1310、1490、及1577nm 之外的ITU CWDM 波长作为上行光波长,一般采用1310nm 或1610nm 光波长。 8.3 全网多业务QoS 保障8.3.1 广播电视类视频业务的QoS 要求CBN FTTH 应具备支持2 种视频流

53、数据格式的能力,一种是 DVB 数字电视格式,一种是 IP 视频流格式,以满足传统电视和智能终端(手机、PAD 、 PC 和 IP 智能电视机等收看电视节目的要求。CBN FTTH 网络中,广播电视类视频业务的QoS 要求最高,需满足广播电视图像的相关专业级视音频标准规范,需要支持无延时、无抖动的实时广播,不能有黑屏现象。本白皮书建议,电视广播类视频业务的QoS 需满足和支持下表表述的业务模型:表8-1 业务的QoS参数 8.3.2 数据通信类业务的QoS要求数据通信类业务中各类业务对网络延时与抖动、响应与保障等要求不同。在多业务并发条件下,CBN FTTH应具备依据多业务的QoS需求,保障多

54、业务的良好用户体验的能力:对于语音业务,建立端到端的带宽相对恒定、时延和抖动可控制的链路;对于视频通信、在线游戏等业务,提供实时响应、突发大带宽的业务保障;对于高清时移电视、高清视频点播业务、网络视频业务,提供低抖动、大带宽传输链路,保障业务的流畅;对于上网业务,提供尽可能高的传输速率;对于商企业务,按合同要求提供相应品质的传输服务;对于网络运营商提供的其他服务,根据需求提供差异化的传输品质。8.4 系统安全保障与可靠性要求8.4.1 广播电视业务保障与可靠性要求为保障广播电视业务传输安全,CBN FTTH应对广播电视业务传输关键设备进行1+1备份,确保网络的安全和可用性。8.4.2 数据通信

55、类业务保障与可靠性要求CBN FTTH网络中,以PON或DOCSIS技术为基础实现数据通信类业务的承载。为保障数据通信类业务安全,CBN FTTH所采用PON或CMTS系统应支持以下安全功能:支持基于MAC地址或数字证书的CPE认证功能;支持CPE接入数量控制;头端设备应支持源IP地址验证功能,阻止用户伪造IP地址接入网络;支持检测CPE用户发送ARP/DHCP/IGMP/ICMP等协议报文的数量,当CPE用户每秒钟发送这些协议报文数量超过一定门限时,认为该用户存在DoS攻击行为,头端设备应发送CPE用户DoS攻击告警,并丢弃该用户超过门限的协议报文;支持用户之间数据链路层隔离,连接到同一个设

56、备下的不同CPE用户间数据链路层隔离,禁止通过头端设备互通。9 CBN FTTH网络管理9.1 概述CBN FTTH的网络管理系统应能实现OBN和OIN的统一管理。RFoG方案中,CBN FTTH的网络管理与DOCSIS的网络管理系统一致。本章规定了RF Overlay和I-PON方案的CBN FTTH网络管理方式。CBN FTTH网络管理协议采用SNMP,CBN FTTH网关型终端的管理可以通过TR069协议实现。9.2 基于SNMP协议的FTTH接入网网络管理9.2.1 网络管理模型RF Overlay和I-PON方案中,网络管理采用分布式架构,OLT作为控制中心,内置SNMP Agent,通过OAM及扩展OAM管理其下联的ONU终端设备和ORx,实现网元管理系统对CBN FTTH 网络的统一管理;ONU也可以独立作为SNMP Agent,直接由网元管理系统管理。 图9-1 RF Overlay和I-PON网络管理架构RF Overlay和I-PON方案中,O