應用RFoG技術進行有線電視網絡雙向改造論文
摘 要：RFoG技術是一種利用 PON網絡架構來實現 HFC網絡光纖推進的一種技術。本文介紹了RFoG技術及其在雙向網絡改造中的應用方案， 分析了RFoG技術相對于傳統HFC網絡的優缺點，并提出了利用RFoG技術實現網絡雙向化改造的方案。
關鍵詞：RFoG；光中繼站；反向突發模式光節點
三網融合的大背景下，有線電視網絡雙向化改造業已成為廣電行業推進三網融合業務的關鍵。實現三網融合業務，帶來了很多技術上的機遇和挑戰，挑戰主要來自對HFC同軸網絡系統可靠性和信號質量的高要求，即要能以電信級的可靠性進行雙向高帶寬通訊。RFoG技術在推進光纜網絡向用戶終端推進的同時，可以顯著改進和提升現有網絡的質量和可靠性。
1。RFoG技術概述
RFoG是 RF over Glass的英文縮寫，意為光纖射頻傳輸技術。RFoG技術是美國有線通信工業協會（SCTE）制定的新標準，是一種利用PON網絡架構來實現HFC網絡光纖推進的技術。
RFoG技術解決方案允許有線電視運營商繼續將傳統的 HFC 后臺設備應用于新的FTTB或FTTH部署。借助RFoG技術，可以通過光纖傳輸有線電視業務，替代原同軸電纜分配網，有線電視運營商可以繼續使用現有的設備和計費系統、 CMTS平臺、前端設備、機頂盒、條件接收和電纜調制解調器，同時在每一位用戶的住所新安裝被稱為光網絡單元 （ONU）的微型光站，用于將光信號轉換成射頻電信號，這個過程替代了傳統上由部署在 HFC網絡中的高層光站執行的功能。用戶終端射頻網絡設備保持不動， 區別在于光網絡終端從光站移到了用戶住所。GPON FTTB或FTTH部署不具備傳統的模擬反向通道用來支持雙向數據通信，而在RFoG解決方案中，允許 DOCSI S用戶端設備與前端網絡設備進行通信， 所必需的反向通道由新安裝的微型光站提供，并對整個網絡架構保持透明。
目前，有線電視網絡雙向化改造技術主要有兩種方案： CMTS系統和 EPON + LAN （ EOC ）方案。CMTS系統方案充分利用了同軸電纜的帶寬進行雙向傳輸， 具有部署方便、速度快、可分步實施的優點，是專門針對有線電視同軸網絡的雙向傳輸技術，其缺陷是反向匯聚噪聲嚴重，易導致網絡低效，對網絡質量和維護技術能力要求較高。EPON + LAN （ EOC ）技術方案則是借鑒了電信業近年發展成熟的 PON 技術， 技術相對簡單，易維護，與以太網可無縫對接，是基于以太網的雙向傳輸技術，其缺點是對于已建成的小區入戶較難，需借助 EOC過渡，增加了網絡的建設成本， 降低了網絡的可靠性。而五類線入戶，需要成片布局，對于雙向增值業務發展初期或雙向業務比例過低的地區， 前期的大量投入難以在較短期內收回成本， 這對于廣電運營商來說成本壓力太大。因此， 雖然目前EPON技術在廣電的應用正如火如荼， EOC技術也似乎炙手可熱，但與CMTS系統相比仍難分伯仲。RFoG技術的出現，提升了HFC網絡系統的可靠性， 有效抑制了反向匯聚噪聲， 使得CMTS系統的優勢得到了增強。
2。 RFoG技術在 HFC雙向網絡改造中的應用
RFoG技術在HFC雙向網絡中的應用方案如圖 1所示。
利用RFoG技術對網絡進行雙向改造的優勢是：RFoG相對于傳輸流來說是透明的， 可最大程度保留運營商現有前端設備系統和用戶終端設備，大大降低網絡改造成本；同樣采用光纖傳輸技術，網絡可靠性大大提高，同時也可有效降低回傳噪聲，提高反向網絡的質量； 可顯著減少分機房回傳光纖的進出總芯數和回傳光接收機的數量，進一步降低投資成本，還可簡化網絡。采用 RFoG技術的回傳光發處于突發工作模式，利用 CMTS系統的時分復用機制， 在無 CM 上傳信號時回傳光發射模塊激光器處于關閉狀態，不同于以往回傳光發激光器的持續開啟， 可有效阻斷此回傳光發下射頻網絡噪聲的匯聚上傳； 而一旦偵測到有 CM 上傳信號，即刻觸發回傳光發激光器開啟傳送工作，傳送完畢又處于關閉狀態， 周而復始。將帶突發模式回傳光發射機的雙向光接收機部署于樓棟甚至樓道， 這種光纖向網絡最后一千米推進的技術減少了同軸網絡的應用距離和有源設備數量， 極大地提高了整個網絡的可靠性和信號質量，顯著減少寬帶的掉線率，這正是三網融合趨勢下有線電視網絡改造的目標之一。
3。RFoG技術的改進應用方案
RFoG技術首先是在國外提出并發展起來的， 但是根據國內有線電視網絡運營狀況， 目前雙向增值業務量遠少于普通單向廣播收視業務量， 因此單個CMTS頭端覆蓋的用戶區域會比較廣，需要改進現有的 RFoG技術在HFC雙向網絡中的應用方案，拓寬單個CMTS頭端覆蓋的用戶區域， 降低網絡改造成本。改進后的 RFoG技術應用方案如圖 2所示。
從圖中可以看出，分前端到野外雙向光機之間的網絡仍然沿用了傳統的HFC網絡結構，這樣設計不但可以保護原1310系統設備投資和分前端機房網絡結構，而且可以繼續使用反向光AGC功能來保證野外光機到回傳光接收機之間的長距離光纖鏈路指標。
野外雙向光機以下的小區光電分配網則使用了上下行分開設計的理念。其中下行信號完全使用單向廣播式傳輸網絡，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傳輸質量的前提下可以不進行更換。在上行方面，將反向光突發式光機放置于單元或樓邊，在野外光機處使用1：16光分路器進行光路混合，并使用低光功率接收機將回傳光信號轉換為電信號，系統可支持四個低光功率接收機的輸出電信號混合，混合后的電信號送入野外雙向光機轉換為光信號送至分前端。在樓或單元處放置的反向光突發式光機帶有下行RF信號混合模塊，下行信號通過光機內的高低通濾波器混合送入電纜無源分配網絡。同時可以利用下行電纜對所有反向突發式光機進行60V集中供電，以解決改造時的供電處理問題。
圖2中的電纜無源分配網部分沿用了傳統雙向HFC網絡架構，其中的分支分配器、電纜和電纜接頭都需要按照雙向信號的傳輸要求進行改造。由于只涉及無源電纜網部分，改造難度大幅降低。
4。結束語
RFoG 技術的網絡架構與PON網絡架構一致， 因此， 將來當用戶的帶寬需求進一步提高時， 整個光纖接入網可以平滑過渡至GPON等光纖網， 而無需對網絡光鏈路進行升級改造。就目前來說，RFoG技術在HFC雙向網絡改造中的應用， 在實現光纖逐步推進的同時，可以減少我們對反向鏈路的維護，實現現有雙向HFC網絡的品質提升，增強在寬帶接入領域的競爭力，為廣電運營商開展三網合一業務奠定了靈活的網絡基礎。
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