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應(yīng)用RFoG技術(shù)進(jìn)行有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造論文
摘 要：RFoG技術(shù)是一種利用 PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn) HFC網(wǎng)絡(luò)光纖推進(jìn)的一種技術(shù)。本文介紹了RFoG技術(shù)及其在雙向網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用方案， 分析了RFoG技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了利用RFoG技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的方案。
關(guān)鍵詞：RFoG；光中繼站；反向突發(fā)模式光節(jié)點(diǎn)
三網(wǎng)融合的大背景下，有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造業(yè)已成為廣電行業(yè)推進(jìn)三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)，帶來(lái)了很多技術(shù)上的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)主要來(lái)自對(duì)HFC同軸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性和信號(hào)質(zhì)量的高要求，即要能以電信級(jí)的可靠性進(jìn)行雙向高帶寬通訊。RFoG技術(shù)在推進(jìn)光纜網(wǎng)絡(luò)向用戶終端推進(jìn)的同時(shí)，可以顯著改進(jìn)和提升現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和可靠性。
1。RFoG技術(shù)概述
RFoG是 RF over Glass的英文縮寫(xiě)，意為光纖射頻傳輸技術(shù)。RFoG技術(shù)是美國(guó)有線通信工業(yè)協(xié)會(huì)（SCTE）制定的新標(biāo)準(zhǔn)，是一種利用PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)HFC網(wǎng)絡(luò)光纖推進(jìn)的技術(shù)。
RFoG技術(shù)解決方案允許有線電視運(yùn)營(yíng)商繼續(xù)將傳統(tǒng)的 HFC 后臺(tái)設(shè)備應(yīng)用于新的FTTB或FTTH部署。借助RFoG技術(shù)，可以通過(guò)光纖傳輸有線電視業(yè)務(wù)，替代原同軸電纜分配網(wǎng)，有線電視運(yùn)營(yíng)商可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的設(shè)備和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、 CMTS平臺(tái)、前端設(shè)備、機(jī)頂盒、條件接收和電纜調(diào)制解調(diào)器，同時(shí)在每一位用戶的住所新安裝被稱為光網(wǎng)絡(luò)單元 （ONU）的微型光站，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻電信號(hào)，這個(gè)過(guò)程替代了傳統(tǒng)上由部署在 HFC網(wǎng)絡(luò)中的高層光站執(zhí)行的功能。用戶終端射頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保持不動(dòng)， 區(qū)別在于光網(wǎng)絡(luò)終端從光站移到了用戶住所。GPON FTTB或FTTH部署不具備傳統(tǒng)的模擬反向通道用來(lái)支持雙向數(shù)據(jù)通信，而在RFoG解決方案中，允許 DOCSI S用戶端設(shè)備與前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行通信， 所必需的反向通道由新安裝的微型光站提供，并對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)保持透明。
目前，有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造技術(shù)主要有兩種方案： CMTS系統(tǒng)和 EPON + LAN （ EOC ）方案。CMTS系統(tǒng)方案充分利用了同軸電纜的帶寬進(jìn)行雙向傳輸， 具有部署方便、速度快、可分步實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，是專門(mén)針對(duì)有線電視同軸網(wǎng)絡(luò)的雙向傳輸技術(shù)，其缺陷是反向匯聚噪聲嚴(yán)重，易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)低效，對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和維護(hù)技術(shù)能力要求較高。EPON + LAN （ EOC ）技術(shù)方案則是借鑒了電信業(yè)近年發(fā)展成熟的 PON 技術(shù)， 技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，易維護(hù)，與以太網(wǎng)可無(wú)縫對(duì)接，是基于以太網(wǎng)的雙向傳輸技術(shù)，其缺點(diǎn)是對(duì)于已建成的小區(qū)入戶較難，需借助 EOC過(guò)渡，增加了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本， 降低了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。而五類線入戶，需要成片布局，對(duì)于雙向增值業(yè)務(wù)發(fā)展初期或雙向業(yè)務(wù)比例過(guò)低的地區(qū)， 前期的大量投入難以在較短期內(nèi)收回成本， 這對(duì)于廣電運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)成本壓力太大。因此， 雖然目前EPON技術(shù)在廣電的應(yīng)用正如火如荼， EOC技術(shù)也似乎炙手可熱，但與CMTS系統(tǒng)相比仍難分伯仲。RFoG技術(shù)的出現(xiàn)，提升了HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性， 有效抑制了反向匯聚噪聲， 使得CMTS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)得到了增強(qiáng)。
2。 RFoG技術(shù)在 HFC雙向網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用
RFoG技術(shù)在HFC雙向網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方案如圖 1所示。
利用RFoG技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造的優(yōu)勢(shì)是：RFoG相對(duì)于傳輸流來(lái)說(shuō)是透明的， 可最大程度保留運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有前端設(shè)備系統(tǒng)和用戶終端設(shè)備，大大降低網(wǎng)絡(luò)改造成本；同樣采用光纖傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)可靠性大大提高，同時(shí)也可有效降低回傳噪聲，提高反向網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量； 可顯著減少分機(jī)房回傳光纖的進(jìn)出總芯數(shù)和回傳光接收機(jī)的數(shù)量，進(jìn)一步降低投資成本，還可簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)。采用 RFoG技術(shù)的回傳光發(fā)處于突發(fā)工作模式，利用 CMTS系統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用機(jī)制， 在無(wú) CM 上傳信號(hào)時(shí)回傳光發(fā)射模塊激光器處于關(guān)閉狀態(tài)，不同于以往回傳光發(fā)激光器的持續(xù)開(kāi)啟， 可有效阻斷此回傳光發(fā)下射頻網(wǎng)絡(luò)噪聲的匯聚上傳； 而一旦偵測(cè)到有 CM 上傳信號(hào)，即刻觸發(fā)回傳光發(fā)激光器開(kāi)啟傳送工作，傳送完畢又處于關(guān)閉狀態(tài)， 周而復(fù)始。將帶突發(fā)模式回傳光發(fā)射機(jī)的雙向光接收機(jī)部署于樓棟甚至樓道， 這種光纖向網(wǎng)絡(luò)最后一千米推進(jìn)的技術(shù)減少了同軸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用距離和有源設(shè)備數(shù)量， 極大地提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和信號(hào)質(zhì)量，顯著減少寬帶的掉線率，這正是三網(wǎng)融合趨勢(shì)下有線電視網(wǎng)絡(luò)改造的目標(biāo)之一。
3。RFoG技術(shù)的改進(jìn)應(yīng)用方案
RFoG技術(shù)首先是在國(guó)外提出并發(fā)展起來(lái)的， 但是根據(jù)國(guó)內(nèi)有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)狀況， 目前雙向增值業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)少于普通單向廣播收視業(yè)務(wù)量， 因此單個(gè)CMTS頭端覆蓋的用戶區(qū)域會(huì)比較廣，需要改進(jìn)現(xiàn)有的 RFoG技術(shù)在HFC雙向網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用方案，拓寬單個(gè)CMTS頭端覆蓋的用戶區(qū)域， 降低網(wǎng)絡(luò)改造成本。改進(jìn)后的 RFoG技術(shù)應(yīng)用方案如圖 2所示。
從圖中可以看出，分前端到野外雙向光機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)仍然沿用了傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)計(jì)不但可以保護(hù)原1310系統(tǒng)設(shè)備投資和分前端機(jī)房網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且可以繼續(xù)使用反向光AGC功能來(lái)保證野外光機(jī)到回傳光接收機(jī)之間的長(zhǎng)距離光纖鏈路指標(biāo)。
野外雙向光機(jī)以下的小區(qū)光電分配網(wǎng)則使用了上下行分開(kāi)設(shè)計(jì)的理念。其中下行信號(hào)完全使用單向廣播式傳輸網(wǎng)絡(luò)，放大器可以使用單向放大器，傳輸電纜和分支分配器在保證單向廣播信號(hào)傳輸質(zhì)量的前提下可以不進(jìn)行更換。在上行方面，將反向光突發(fā)式光機(jī)放置于單元或樓邊，在野外光機(jī)處使用1：16光分路器進(jìn)行光路混合，并使用低光功率接收機(jī)將回傳光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，系統(tǒng)可支持四個(gè)低光功率接收機(jī)的輸出電信號(hào)混合，混合后的電信號(hào)送入野外雙向光機(jī)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)送至分前端。在樓或單元處放置的反向光突發(fā)式光機(jī)帶有下行RF信號(hào)混合模塊，下行信號(hào)通過(guò)光機(jī)內(nèi)的高低通濾波器混合送入電纜無(wú)源分配網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)可以利用下行電纜對(duì)所有反向突發(fā)式光機(jī)進(jìn)行60V集中供電，以解決改造時(shí)的供電處理問(wèn)題。
圖2中的電纜無(wú)源分配網(wǎng)部分沿用了傳統(tǒng)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中的分支分配器、電纜和電纜接頭都需要按照雙向信號(hào)的傳輸要求進(jìn)行改造。由于只涉及無(wú)源電纜網(wǎng)部分，改造難度大幅降低。
4。結(jié)束語(yǔ)
RFoG 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與PON網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一致， 因此， 將來(lái)當(dāng)用戶的帶寬需求進(jìn)一步提高時(shí)， 整個(gè)光纖接入網(wǎng)可以平滑過(guò)渡至GPON等光纖網(wǎng)， 而無(wú)需對(duì)網(wǎng)絡(luò)光鏈路進(jìn)行升級(jí)改造。就目前來(lái)說(shuō)，RFoG技術(shù)在HFC雙向網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用， 在實(shí)現(xiàn)光纖逐步推進(jìn)的同時(shí)，可以減少我們對(duì)反向鏈路的維護(hù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)提升，增強(qiáng)在寬帶接入領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，為廣電運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)奠定了靈活的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
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