北方农村地区有线宽带接入建设思路分析与比较

尹航

（辽宁邮电规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110179）

当前，我国城市地区的有线宽带已基本普及，北方农村地区由于受自然环境和经济因素的影响，有15%左右的通信用户无法获得有线宽带接入，本文探讨如何在现有条件下通过末端光缆网的建设实现通信网络覆盖及用户接入，获得与城市居民同等水平的现代化通信服务。

通信网络覆盖村屯应合理布局末端设备，做到好安装、好维护，分阶段满足现有用户需求，具体思路为：

（1）在农村地区宽带接入应因地制宜，充分利用现有资源实现全覆盖接入，农村地区用户有线宽带接入尽量遵循以下原则：对20 户以上的村屯和原有通信资源可到达的村屯进行全覆盖接入。

（2）以自然村屯为单位，资源配备占比应为40%～60%（资源配备占比即分光器用户端口数与总用户数之比）。

（3）稳步提升家庭宽带覆盖率，加强价值区域覆盖、竞合式建设。

在村内采用原有杆路、新建杆路或租用农网电力杆的方式布放光缆，租用农网电力杆须采用自承式光缆（ADSS）。村内根据用户数量新增架空式或落地式144 芯、288 芯或576 芯主光缆交接箱，以星形方式连接用户分纤箱。配线段光缆应采用G.652D 型光纤，为便于光缆的分歧接续，应采用层绞式结构；光缆纤芯数应为12、24 或48，接分纤箱的光缆应为4 ～12 芯，配线主干部分应为12 ～48 芯。配线光缆的纤芯数应避免频繁递减，光缆的纤芯尽量一次分配完毕，除有明确的预留需求外，一般不做预留。分纤箱与主箱用12 芯光缆连接，当采用链形结构时，“链”上串接的光缆分纤箱不宜超过4 个，每个分纤箱成端不宜少于3芯。每个分纤箱覆盖半径不宜大于150 米。当同路由光缆的数量为两条及两条以上且超过200 米时，可敷设24 芯或48 芯光缆作为主干配线光缆，在分歧处通过接头分成若干条12 芯光缆进行分纤箱的连接。在距离全业务机房（OLT机房）小于10 公里的农村地区，建议采用二级分光的方式接入，如图1所示，分光比不应大于64 路，一级分光器安装在村内主箱内，主箱以星形串联方式下联分纤箱，二级分光器安装在各分纤箱内部。如果村子较大则可安装两个或两个以上的主光交接箱。在实际工程中须依据光功率预算确定分光比。

图1 村内分光器连接示意图

采用二级分光方式时，1：32 光分路比宜采用“1×4、1×8 分路器级联”或“1×8、1×4 分路器级联”的组合方式；1：64 光分路比宜采用“1×4、1×16 分路器级联”“1×8、1×8 分路器级联”或“1×16、1×4 分路器级联”等组合方式。在距离全业务机房（OLT 机房）大于10 公里且小于16公里的农村地区，建议采用一级分光的方式接入，分光比不应大于32 路，分光器应安装在主箱内，主箱安装在村内用户集中区域，以星形方式下联分纤箱（分纤箱只做光缆跳接使用），高效接入用户。如果村子较大可安装两个或两个以上的主光交接箱。光分路器的合路侧应与主干光缆连接，支路侧则应按以下方式处理：（1）采用FTTH 二级分光方式时，预先将第一级光分路器支路侧与第二级光分路器合路侧连接稳固，第二级光分路器的支路侧根据用户实际需求连接，二级光分路器所处分纤箱应预留2～3 芯。（2）采用FTTH 一级分光方式时，光分路器的支路侧根据用户实际需求连接。

入户的皮线光缆可为1 芯或2 芯，应采用G.657A2（弯曲不敏感单模光纤）类光纤。该类光纤的衰耗特性和模场直径与配线光缆所使用的G.652D 光纤完全兼容，最小弯曲半径可低至7.5 mm。皮线光缆在进户、转弯、预留、成端等处应做加固和防磨损处理，并采用标签统一标识。村屯主干光缆需注意以下问题：各村屯主干光缆就近接入现有资源（如宏站、农村光缆交接箱等设施）。200 户以上村屯到村主干光缆应不少于24 芯，200 户以下村屯到村主干光缆应不少于12 芯。接入村屯的同时需确认宏站或交接箱上联至全业务机房（OLT 机房）的纤芯是否充裕（不应低于8 芯），如不充裕，必须向全业务机房补缆，且不晚于村内光缆建设。为方便接入用户，在村屯内新立通信电杆距离一般在40 米左右。

农村地区应以乡（镇）为单位，在每个乡（镇）的全业务机房设置OLT 设备，并根据覆盖范围情况采用加强型光板。OLT 下带最远点用户在16 公里以上的村屯，可考虑采用下沉OLT 到此村，光缆可就近上联至适合的宏站，再跳纤至全业务机房，或新建光缆上联至临近乡（镇）的全业务机房。主干光缆应不低于24 芯，光缆进局应采用阻燃型光缆。对用户较多且较为集中的村屯可采用下沉式OLT 设备进行接入。但针对传统OLT 建设方案造成的纤芯资源紧张、管道建设协调难、链路光衰大、维护手段单一、业务开通时间长、建设成本高等问题，可采用小型化OLT 分场景下沉方案。小型化接入以操作维护便捷、光衰减较小等优势有别于传统的OLT 建设方案，在北方地区试点实施成功的村屯使用良好，进一步证明了OLT 小型化方案可以很好地解决传统OLT建设方案遇到的问题，为运营商下一步实施宽带“深度覆盖”战略提供一种有效的解决方案，如图2所示。在北方某县农村的OLT 下沉方案应用过程中使用Light Cloud 方案，可创新性地在接入层设备中加入计算和存储功能，满足用户体验敏感型业务的需求。其优点表现为：（1）部署便利。无须增加机房空间、无须机房改造，利用OLT 空余槽位，实现快速部署。同时不用改变当前OLT 组网架构，其他对接设备软硬件无须升级即可部署。（2）节省上联带宽，提高业务体验。Access ODN 部署位置更靠近用户，时延更低，能充分发挥PON 网络大带宽的优势，用户视频体验更好，同时还可以节省OLT 到BRAS 的带宽，免除视频业务对OLT 上联扩容的需求。（3）按需灵活部署。AccessODN方案可由单块刀片或多块刀片组成节点提供服务，可以在一台BRAS 之下部署一台或多台OLTOLT，通过OLT 支持的内置虚拟网关功能，Access ODN 可以服务本OLT 下的用户，也可以通过侧挂或级联的方式服务其他OLT 下的用户，运营商可以根据用户及业务发展需要进行渐进式投入。（4）良好的扩展性。在支持Access ODN 的基础上，可以演进到固移融合MEC-ODN，同时为固网和移网用户提供ODN 服务，可支持部署其他边缘计算应用或加载第三方应用，成为运营商发展边缘计算业务共享的基础设施。

图2 OLT 设备与OND 网络组合示意图

与有线电视的合作具有规模大、难度高、技术新、涉及面广等特点。由于工程分为村内内网设计、外网设计两部分，网络方案建设采用在HFC 的基础上加载GPON+EOC 的方案：将有线电视网和数据网有机结合在一起不但可以节约成本，同时还对互联网本身建设管理起到完善提升的作用，最终可在互联网建设、管理、运用三个方面取得较好成绩。在网络发展的过程中，经历了从模拟信号到IP 化的演变，也可以说是“由窄到宽”的过程。初期IP 应用主要是在语音通信上采用PPP 协议传送，随着光学理论的不断进步，在光缆网络上直接架构宽带IP 网（IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM 等）已成为现实。通信发展速度日新月异，百兆网、千兆网接连出现，通信传输速率已提高至1 Gbps、10 Gbps，光传输技术取得了突破性进步，单根单模光纤上的千兆传输速率在无中继放大器辅助的情况下，传输距离可达150 公里以上，光信号指标做到低损耗、低色散，满足设备接收信号灵敏度的要求。不同速率的传送网不仅可以构成小型城域网，也可以构成广域网，一根光纤使世界互联，并为将来的万物互联做好准备。数字有线技术可实现对有线电视信号的处理、传输和接收。具体过程为：由电视台输出的影音信号经由数字压缩和数字调制（数据IP 化）后，形成电视数字信号，经由同步卫星、有线光缆或局域无线广播等方式传输，由数字电视系统接收后，经数字解调、视音频解码处理后还原出原始图像及音频。全过程采用数字化处理，因此信号损失小，用户体验好。光纤接入网（OAN）作为现今传送网中重要的传输介质，主要实现各种接入网的信息传送功能。通过光网络传输终端（OLT）与用户业务节点相连，通过光网络单元（ONU）与用户电视系统相连。OLT与ONU 灵活搭配使用，可完成对网络信令控制、信号分发采样、带宽分配、网络预警、流量计费等功能，完成从业务节点接口（SNI）到用户网络接口（UNI）间所有信令协议转换等控制性任务。对于接入设备本身具有组网能力，可以组成多种形式的网络拓扑结构，通过网络拓扑结构使不同运营商的维护范围、管理权限等更加清晰，如图3所示。同时末端接入设备还具有远程集中监控功能，通过组建融合性光传输网形成一个维护管理网，通过相应网管协议纳入网管中心，统一管理，统一指挥。在已建成的乡村实例中，通信运营公司与当地广电合作，村内采用光传输+EOC+同轴方式接入用户，效果较好，实现工程共建，利益共享。

图3 通信网与广电网设备融合示意图

在不适合新立杆路的村屯，可以与当地电力公司合作，在电力杆路上以加挂自承式光缆（ADSS）的方式来承载通信业务。在确保安全的前提下，利用电力杆路覆盖用户。其优点较为突出，一般村屯的通信杆和电力杆分别建在村道两侧，利用电力杆挂缆可实现与其他杆路的物理分离，并能高效接入用户。以北方一村屯为例，当前通信杆路长度1.2公里，覆盖家客用户55 户，通信运营商独立建设费用约3.5 万元，如利用电力杆路布放光缆对原有55 户进行覆盖，预算总投资为2.3 万元，经济效益提升34%。

通过积极推动电力资源与通信网规模部署实现资源信息共享，使偏远农村的通信覆盖与泛在电力物联网相结合，推动电力和通信行业高效协同发展。其中，企业经验较为丰富的通信行业全力支持电力建设“三型两网”工程。电力行业开放通信杆塔、管道等设施，助力通信企业建设。支持电力营业厅、供电所、变电站等区域5G 建设，同时作为通信企业的基础设施进行应用，满足农村传输速率及带宽需求。通信行业依托5G、SDN、NB-IoT 和云计算等技术，促进双方在电力物联网、能源互联网领域的深入合作，充分利用现有电力设施资源进行多站融合数据中心站建设，加强空白地区通信基础设施建设，服务好当地百姓，做到有电就有网。

农村有线宽带的建设大大缩短了通信领域城乡的差距，使广大农民群众能够快速了解世界，推动相关产业的发展，利国利民，合理、经济、有规律的建设对各个通信运营商来说至关重要，合理的组网结构使网络不再拥堵，末端设备的合理选择、内容分发网络的普及可最大限度地接入用户，终端OLT 的合理布局可使整个通信网变得有预见性，提升末端可控性；与其他企业的合作可起到好风凭借力、送我上青云的事半功倍效果，建议通信建设企业可通过对本文提出的几项重要指标的综合运用，改进现有的网络结构，从通信设备到企业合作多管齐下，切实解决农村居民殷切期盼的问题，这不仅会对通信企业的快速发展起到强有力的推动作用，同时也对我国通信事业的整体发展发挥着不可估量的作用，合理地组合运用建设方案利国利民、功在千秋。