RF PON：NGB網(wǎng)絡(luò)的首選接入技術(shù)

熊承國，尹冠民

（路通光電技術(shù)有限公司，江蘇 無錫 214072）

1 RF PON技術(shù)概述

在有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向改造中，無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，許多HFC雙向網(wǎng)絡(luò)都采用了GEPON技術(shù)。除去GEPON技術(shù)之外，不同的PON技術(shù)也都各具特色，并在不同的應(yīng)用領(lǐng)域各領(lǐng)風(fēng)騷。射頻PON（RFPON）、光纖上的 RF 傳輸（RFoG）、混合光纖同軸 PON （HFC－PON）或者電纜PON（Cable PON－CPON）都是指在無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上傳輸傳統(tǒng)有線電視RF信號(hào)的一種無源光網(wǎng)絡(luò)形式。在正向，RF PON是一個(gè)典型的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn) （P2MP）系統(tǒng)；在回傳通道，RF PON把傳輸上行流或RF回傳信號(hào)并入一個(gè)獨(dú)立的回傳PON波長，從而提供對(duì)傳統(tǒng)的混合光纖同軸電纜網(wǎng)絡(luò)RF回傳信號(hào)的支持。

美國的SCTE接口實(shí)踐分委員會(huì)（Interface Practices Subcomittee，IPS）第 5工作組正在編制光纖上的RF（RFoG）規(guī)范（代號(hào)為IPS910），計(jì)劃將于近期發(fā)布正式的標(biāo)準(zhǔn)文本。由于該技術(shù)在對(duì)傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)改造中的特殊優(yōu)勢(shì)，得到了廣大設(shè)備供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的高度關(guān)注。筆者將簡要介紹無錫路通光電技術(shù)有限公司（后簡稱“無錫路通”）提出的1種HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造中新的RF PON技術(shù)。

2 RF PON的基本工作原理[1]

RF PON（或稱RFoG）是一種光纖深入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。在這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校琀FC網(wǎng)絡(luò)的同軸部分被單纖（或雙纖）無源光網(wǎng)絡(luò)代替，下行和上行傳輸以不同的波長共享同一根光纖（或分別用2根光纖傳輸），典型的是下行采用1 550 nm傳輸廣播信號(hào)與交付業(yè)務(wù)下行信號(hào)，而上行采用1 590 nm傳輸交互業(yè)務(wù)回傳信號(hào)。這樣就允許在這種光纖結(jié)構(gòu)上通過WDM的方式在同一個(gè)PON網(wǎng)絡(luò)上以1 490 nm傳輸EPON下行通訊信號(hào)，而以1 310 nm傳輸上行通訊信號(hào)，從而在同一個(gè)PON結(jié)構(gòu)上同時(shí)傳輸傳統(tǒng)的有線電視廣播、交付業(yè)務(wù)信號(hào)和EPON系統(tǒng)的正反向通訊信號(hào)。圖1上部為典型的HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，下部為前端/分前端、光分配網(wǎng)絡(luò)以及取代放大器的RF PON微型光節(jié)點(diǎn)示意圖。

無錫路通根據(jù)中國HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造的實(shí)踐，將北美的RF PON技術(shù)用于FTTB或FTTC環(huán)境，提出了圖2所示的雙纖應(yīng)用模式RF PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)和RF PON網(wǎng)絡(luò)對(duì)比

圖2所示雙纖結(jié)構(gòu)中下行以1 550 nm（或者1 310 nm）傳輸正向RF圖像 （模擬/數(shù)字）廣播信號(hào)、DOCSIS業(yè)務(wù)下行信號(hào)及話音業(yè)務(wù)下行信號(hào)。以光分路器代替原光節(jié)點(diǎn)，以微節(jié)點(diǎn)（內(nèi)含突發(fā)式同步回傳發(fā)送機(jī)）代替放大器（以及原光節(jié)點(diǎn)），以PON網(wǎng)絡(luò)替代有源HFC傳輸網(wǎng)絡(luò)。

RF PON微節(jié)點(diǎn)內(nèi)置突發(fā)式反向激光發(fā)送機(jī)與CM或者STB的回傳RF發(fā)射信號(hào)同步工作，時(shí)分復(fù)用。其定時(shí)與時(shí)隙安排由CMTS或者數(shù)字電視前端設(shè)備準(zhǔn)確控制；回傳光波波長可按系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮分別選擇為1 310/1 550/1 590 nm或者1 610 nm。

前端多臺(tái) （理論上可達(dá)32臺(tái)）RF PON節(jié)點(diǎn)共享1臺(tái)反向接收機(jī)，反向接收機(jī)解調(diào)出RF回傳信號(hào)后再分別送到不同的回傳業(yè)務(wù)前端設(shè)備的回傳RF輸入端口。

下行傳輸業(yè)務(wù)RF PON設(shè)備無需控制，經(jīng)PON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，與傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)處從光變成RF電信號(hào)一樣，RF PON下行接收機(jī)置于野外、樓棟或者用戶家中，完成與傳統(tǒng)光節(jié)點(diǎn)內(nèi)的光電變換相同的功能。RF PON下行接收機(jī)對(duì)于諸如 AM－VSB，QAM或QPSK之類的調(diào)制技術(shù)是完全透明的。

在回傳通道，RF PON回傳發(fā)送機(jī)工作在突發(fā)模式，使用RF PON完全像在HFC網(wǎng)絡(luò)中CMTS控制CM那樣，在任何給定時(shí)間都只允許一個(gè)CM發(fā)送信號(hào)。事實(shí)上，RF PON設(shè)備的激光發(fā)送機(jī)的發(fā)射時(shí)刻嚴(yán)格受用戶駐地設(shè)備控制，RF PON回傳發(fā)送機(jī)通過精確監(jiān)測來自用戶駐地設(shè)備的RF發(fā)射信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻，并立即打開反向通道激光器。當(dāng)來自用戶駐地設(shè)備的RF信號(hào)完成發(fā)射時(shí)，激光器立即關(guān)斷。因?yàn)榧す馄髋cRF回傳信號(hào)嚴(yán)格同步，所以避免了2個(gè)激光器被同時(shí)打開而發(fā)生碰撞，即使回傳光合成器覆蓋多達(dá)32臺(tái)微節(jié)點(diǎn)，任何時(shí)刻也僅有1臺(tái)RF PON節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的那1條回傳光鏈路在工作。

廣播信號(hào)和交付信號(hào)既可如圖2所示空分復(fù)用（雙纖傳輸，回傳信號(hào)采用獨(dú)立光纖傳輸），也可以波分復(fù)用（通訊回傳信號(hào)采用1 310 nm或1 590 nm，共享下行光纖）。圖3給出了最簡單的RF PON單纖應(yīng)用模式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2 RF PON雙纖應(yīng)用的工作機(jī)理示意圖

圖3 RF PON單纖應(yīng)用的工作機(jī)理示意圖

在圖3中，前端/分前端在單根光纖上以1 550 nm波長傳送廣播信號(hào)及交付業(yè)務(wù)下行信號(hào)，而傳統(tǒng)的CM或STB的1 310 nm回傳光信號(hào)在微節(jié)點(diǎn)處以合波器合成后送入同一根光纖上傳回前端/分前端，在前端/分前端處用分波器提取出回傳光信號(hào)，再送入共享的回傳光接收機(jī)。

如果希望該網(wǎng)絡(luò)不僅僅只傳送傳統(tǒng)的雙向HFC應(yīng)用業(yè)務(wù)，還希望在同一光纖結(jié)構(gòu)上開展EPON應(yīng)用，則可以利用如圖4所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更為靈活的應(yīng)用。圖中示出了用戶駐地的A、B兩類用戶的不同情況，A類用戶僅要求傳統(tǒng)HFC業(yè)務(wù)，用戶駐地設(shè)備包括STB機(jī)頂盒（RF 圖像接收：廣播、VoD 等），DOCSIS業(yè)務(wù)終端 （CM：高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)及VoIP）；所以在單根光纖上采用波分復(fù)用方式，以1 550 nm傳輸下行業(yè)務(wù)光信號(hào)，1 590 nm傳輸上行業(yè)務(wù)光信號(hào)。對(duì)于B類用戶，出現(xiàn)高速IP應(yīng)用需求，故需要結(jié)構(gòu)在EPON網(wǎng)絡(luò)之上；因而對(duì)B類用戶可將HFC網(wǎng)絡(luò)與EPON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行波分復(fù)用，EPON業(yè)務(wù)下行以太通信信號(hào)以1 490 nm傳輸；回傳信號(hào)以1 310 nm波長傳輸；4個(gè)波長復(fù)用后以同一根光纖實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，將PON結(jié)構(gòu)同時(shí)應(yīng)用于傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)及EPON網(wǎng)絡(luò)。

圖4 RF PON典型的單纖應(yīng)用模式

在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，即使對(duì)同一個(gè)用戶，也可以使用RF PON技術(shù)與x－PON技術(shù)相結(jié)合，非常靈活地構(gòu)建所需要的多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑫r(shí)提供傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)所能提供的全部業(yè)務(wù)及x－PON所提供的多種高速通訊業(yè)務(wù)。

3 RF PON的噪聲特性研究

3.1 RF PON的噪聲特性

從基本工作機(jī)理上分析，有4個(gè)因素使RF PON系統(tǒng)的噪聲性能比傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)更好。

首先是因?yàn)镽F PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，回傳通道的上行突發(fā)模式限制了RF PON網(wǎng)絡(luò)中的異常侵入噪聲對(duì)載噪比性能的劣化。當(dāng)用戶駐地設(shè)備激活時(shí)，在任何給定時(shí)間內(nèi)都只有1個(gè)RF PON設(shè)備在發(fā)射，也就是說僅有該激活通道對(duì)應(yīng)的終端在此時(shí)刻發(fā)生的侵入噪聲才有可能侵入系統(tǒng)的回傳通道，系統(tǒng)所覆蓋的其他終端即使在這一時(shí)刻出現(xiàn)侵入噪聲，但因?yàn)閷?duì)應(yīng)的激光發(fā)送機(jī)被關(guān)斷而不能侵入系統(tǒng)的回傳通道，所以RF PON網(wǎng)絡(luò)中回傳通道的侵入噪聲明顯低于傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)。

RF PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)載噪比性能優(yōu)異的第2個(gè)原因是RF PON網(wǎng)絡(luò)固有的低噪聲性能，圖5所示為典型的HFC網(wǎng)絡(luò)回傳通道與RF PON的回傳通道。從圖中可知，在傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，回傳通道存在多個(gè)反向RF放大器的級(jí)聯(lián)，回傳信號(hào)以及噪聲通過放大、衰減、再放大，隨著放大器級(jí)數(shù)的增多，這些反向RF放大器的級(jí)聯(lián)使HFC網(wǎng)絡(luò)的載噪比逐級(jí)劣化。反之，RF PON光纖網(wǎng)絡(luò)僅僅只在RF PON節(jié)點(diǎn)和反向光接收機(jī)中才進(jìn)行回傳RF信號(hào)的放大，其回傳通道RF載噪比（CNR）必然優(yōu)于傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)的載噪比。

RF PON技術(shù)對(duì)噪聲還有另一種改善，就是以低噪聲光電路制成的回傳通道收發(fā)器專門針對(duì)RF PON網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化，這些接收機(jī)的噪聲性能優(yōu)于傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)。

回傳通道噪聲特性有所改善的第4個(gè)因素是在RF PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，任何時(shí)刻都只有1個(gè)回傳發(fā)送機(jī)在發(fā)射回傳信號(hào)，所以，回傳激光器的RF激勵(lì)信號(hào)功率譜密度可以加大，從而使回傳鏈路的NPR進(jìn)一步得到顯著改善。

圖5 HFC網(wǎng)絡(luò)和RF PON網(wǎng)絡(luò)中的回傳通道噪聲

3.2 RF PON的噪聲特性計(jì)算[2]

根據(jù)IEC 60728-13給出的光傳輸系統(tǒng)載噪比的計(jì)算公式，可以分別計(jì)算出RF PON系統(tǒng)的鏈路載噪比指標(biāo)與回傳通道各種系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，進(jìn)一步深入研究RF PON系統(tǒng)的噪聲特性，從而尋找出制約回傳鏈路載噪比的主要因素。該公式為

式中：C/N為光傳輸系統(tǒng)載噪比；BN為噪聲帶寬；mk為第k個(gè)載波的光調(diào)制指數(shù)；R為光接收設(shè)備的光電變換效率（響應(yīng)度）；Pr為接收機(jī)的接收光功率；RIN為接收機(jī)光輸入信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度噪聲；e為電子電荷， 值為 1.602×10－19C；Id0為光接收設(shè)備光探測器的暗電流；Ieq為光接收機(jī)的光探測器的等效輸入噪聲電流密度。

為計(jì)算RF PON系統(tǒng)的回傳光鏈路，假設(shè)RF PON系統(tǒng)的典型參數(shù)為：BN=3.2×106Hz；RF PON 系統(tǒng)中始終只有一個(gè)CM對(duì)應(yīng)的反向發(fā)送機(jī)工作，故光調(diào)制指數(shù)mk典型值設(shè)為20%；R=0.84 A/W；Pr＝－20 dBm 即 10－5W；RIN＝135 dB/Hz；Id0＝1.3×10－9A；Ieq＝4×10－12A·Hz-1/2。

利用上述公式，在系統(tǒng)參數(shù)為典型假設(shè)值時(shí)，分別計(jì)算出 mk，Ieq，RIN和Pr之間的關(guān)系，并繪成了圖6所示的曲線。

分析圖6給出的RF PON系統(tǒng)回傳通道載噪比曲線，可以得出下述結(jié)論：

曲線①中，mk＝20%，Pr＝－20 dBm，BN＝3.2 MHz，Ieq＝4 pA·Hz-1/2，反向激光發(fā)送機(jī)的RIN 從－130 dB/Hz改善到－150 dB/Hz，反向光接收機(jī)的RF輸出信號(hào)載噪比僅提高了1.5 dB。在低光功率及超低光功率接收條件下，反向激光發(fā)送機(jī)的RIN優(yōu)劣對(duì)反向光接收機(jī)輸出信號(hào)載噪比的影響不大。該特性就為突發(fā)式回傳激光器的選擇提供了較大的空間，有利于降低系統(tǒng)總體造價(jià)。

曲線②中，mk＝20%，RIN=135 dB/Hz，Pr＝－20 dBm，BN＝3.2 MHz，Ieq從 10 pA·Hz-1/2到4 pA·Hz-1/2變化時(shí)，接收機(jī)輸出RF信號(hào)的載噪比從36.2 dB增加到43.2 dB；在超低接收光功率條件下，降低接收機(jī)的等效輸入噪聲電流密度對(duì)于改善輸出RF信號(hào)的載噪比非常有效 （接收機(jī)的Ieq降低2.5倍，從10 pA降低到4 pA，接收機(jī)輸出RF信號(hào)載噪比改善達(dá)7 dB）。

圖6 RF PON系統(tǒng)回傳通道載噪比與系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系曲線

曲線③中，mk=20%，Ieq=4 pA，BN=3.2 MHz，RIN=-135 dB/Hz，Pr取值-6～-26 dBm變化時(shí)（接收光功率減小20 dB），反向光接收機(jī)的C/N范圍52.7～32.2 dBm。Pr從-6 dBm降低到-10 dBm時(shí)，C/N僅降低 0.5 dB；Pr從-10 dBm降低到-15 dBm時(shí)，C/N 降低 2.5 dB，Pr（單位 dBm）與 C/N（單位 dB）的關(guān)系約為 2:1；Pr從-15 dBm降低到-26 dBm時(shí)，C/N降低約18 dB，Pr（單位dBm）與 C/N（單位dB）的關(guān)系約為1∶1.5。在回傳發(fā)送功率為0 dBm時(shí)，16個(gè)RF PON節(jié)點(diǎn)合成回傳，回傳鏈路損耗約為-16 dB，此時(shí)回傳鏈路最大載噪比接近49 dB，所以將RF PON技術(shù)用于傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)的雙向改造將顯著改善回傳通道的噪聲特性。

曲線④中，Pr=-20 dBm，Ieq=4 pA，BN=3.2 MHz，RIN=-135 dB/Hz，當(dāng) mk變化范圍為5%～25%，反向光接收機(jī)的C/N從31.6 dB增加到45.6 dB。C/N的變化幅度為mk增加倍數(shù)對(duì)數(shù)值的20倍。加大光調(diào)制指數(shù)可以顯著改善鏈路載噪比指標(biāo)。

曲線⑤中，回傳帶寬為 24 MHz（4×6 MHz捆綁），其他系統(tǒng)參數(shù)與曲線④相同，接收光功率變化對(duì)接收機(jī)RF輸出信號(hào)載噪比產(chǎn)生影響。計(jì)算結(jié)果也表明Pr=-16dBm時(shí)，回傳通道的C/N還大于40dB。這已是非常優(yōu)異的鏈路性能，即使應(yīng)用DOCSIS3.0標(biāo)準(zhǔn)也可以采用64QAM調(diào)制格式進(jìn)行回傳信號(hào)頻道的捆綁傳輸。

3.3 RF PON網(wǎng)絡(luò)的噪聲特性實(shí)驗(yàn)研究

為驗(yàn)證RF PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的回傳通道噪聲特性，在多個(gè)大中型有線電視網(wǎng)絡(luò)中，按圖7所示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了回傳鏈路的噪聲性能測試。

圖7中左邊為傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)回傳通道前端信號(hào)處理電路示意圖，4條回傳光鏈路分別用4臺(tái)反向光接收機(jī)接收之后先4分配、再進(jìn)行4路合成送入CMTS回傳RF端口。在CMTS的RF回傳端口處用頻譜儀進(jìn)行本底噪聲特性的驗(yàn)證測試，測試結(jié)果見圖8。從本底噪聲的頻譜曲線可以斷定遠(yuǎn)端4個(gè)光節(jié)點(diǎn)中都已經(jīng)內(nèi)置了20～65 MHz的帶通濾波器（或20 MHz高通濾波器），濾除了20 MHz以下的低端噪聲，所以低頻段（5～20 MHz）本底噪聲讀數(shù)約22 dBμV，而25 MHz以上頻段的本底噪聲約30 dBμV。

圖7 RF PON回傳光鏈路噪聲性能測試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

把這4個(gè)回傳光鏈路中遠(yuǎn)端光節(jié)點(diǎn)內(nèi)的普通回傳發(fā)送機(jī)組件更換成RF PON發(fā)送機(jī)組件之后，圖7右邊的前端信號(hào)處理電路是將這4路RF PON的回傳光纖用4分路器進(jìn)行合成之后送入單臺(tái)RF PON回傳接收機(jī)，該接收機(jī)的RF輸出經(jīng)4分配后，1路送入CMTS的原RF回傳端口，1路以頻譜儀測試CMTS回傳RF端口處的回傳鏈路本底噪聲頻譜，測試結(jié)果如圖9所示。

圖9為經(jīng)過RF PON改造后同一網(wǎng)絡(luò)的本底噪聲頻譜。遠(yuǎn)地光節(jié)點(diǎn)中的20～65 MHz帶通濾波器已去除。為更好地觀測回傳鏈路的本底噪聲電平，將頻譜儀參考電平設(shè)置從 100 dBμV降為90 dBμV，除此之外頻譜儀設(shè)置與圖8所用設(shè)置完全相同。圖9所示曲線表明，整個(gè)回傳頻段的本底噪聲都處于 15 dBμV的水平，比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的回傳噪聲約低 7～15 dB。

CMTS工具軟件監(jiān)測到的CMTS上行端口RF回傳信號(hào)的信噪比改善隨網(wǎng)絡(luò)實(shí)際狀況呈現(xiàn)較大差異，但都有顯著改善，其改善量約為3～10 dB。

4 RF PON在HFC網(wǎng)絡(luò)改造中的優(yōu)劣[3]

圖8 傳統(tǒng)光鏈路（4合1）的本底噪聲頻譜

圖9 同樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之下的RF PON回傳鏈路的本底噪聲頻譜

從以上的分析可以看出RF PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著顯著的優(yōu)勢(shì)，簡單歸納如下：

1）從本質(zhì)上克服了傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)回傳通道的各種侵入噪聲干擾。因?yàn)镽F PON應(yīng)用模式在任意時(shí)刻都僅有一個(gè)CM所對(duì)應(yīng)的突發(fā)式反向發(fā)送機(jī)在工作，其他反向激光發(fā)送機(jī)都關(guān)斷，故本底噪聲電平更低；又因?yàn)閮H僅一個(gè)CM在發(fā)射，故工作反向發(fā)送機(jī)的光調(diào)制指數(shù)可以遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)連續(xù)發(fā)射的模擬激光發(fā)送機(jī)。因此，回傳光鏈路的NPR非常高。

2）將傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)的光纖向用戶端延伸，純介質(zhì)的無源光纖結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)傳輸協(xié)議、信號(hào)調(diào)制格式完全透明，所以既能提供傳統(tǒng)HFC網(wǎng)絡(luò)上的全部RF信號(hào)的傳輸功能，又不需要為雙向改造重新構(gòu)建一個(gè)獨(dú)立的PON網(wǎng)絡(luò)。今后用戶確實(shí)需要更高的傳輸速率再平滑升級(jí)到x-PON系統(tǒng)時(shí)，也只需要共享該P(yáng)ON網(wǎng)絡(luò)，在前端（或分前端）位置添加局端設(shè)備（如各種OLT），在用戶端添加用戶終端設(shè)備（如相應(yīng)的ONU），真正實(shí)現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)向FTTH的平滑升級(jí)。

3）擁有更寬的上行頻譜。因?yàn)镽F PON對(duì)噪聲特性的改善和反向激光器光調(diào)制指數(shù)的增加，使得NPR明顯改善，有可能使整個(gè)5～65 MHz回傳帶寬都能夠用于數(shù)據(jù)傳輸。此外，RF PON系統(tǒng)還能夠更好地支持DOCSIS3.0的綁定，這就使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商能夠采用64QAM調(diào)制格式進(jìn)行上行傳輸，從而顯著增加上行傳輸速率。

4）多個(gè)光節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一臺(tái)反向接收機(jī)，前端機(jī)房管理更為簡單，前端機(jī)房和反向接收機(jī)的建設(shè)費(fèi)用都更低。

5）光纖用量顯著減小，不僅使光纖費(fèi)用明顯減少，而且還大大降低了光纖敷設(shè)費(fèi)用，這對(duì)難于重新架設(shè)光纜的地方（例如地埋管孔不足時(shí)），從根本上解決了系統(tǒng)升級(jí)無法克服的障礙。

6）RF PON支持其他技術(shù)：對(duì)多種射頻交付業(yè)務(wù) （如 CM，STB，NMS等）都能提供透明的傳輸。RF PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)是其結(jié)構(gòu)支持傳輸增值業(yè)務(wù)的各種技術(shù)，所以PON系統(tǒng)能夠覆蓋RF PON網(wǎng)絡(luò)，允許開展吉比特帶寬的高級(jí)商用業(yè)務(wù)，提供了豐富的以太傳輸能力。

7）維護(hù)量小，可靠性高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)明顯簡化，維護(hù)方便、快捷，網(wǎng)絡(luò)可靠性極大提高。RF PON網(wǎng)絡(luò)在前端和用戶之間只有多功能光節(jié)點(diǎn)，沒有放大器之類的有源電子設(shè)備。RF PON網(wǎng)絡(luò)還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，那就是光纖比同軸電纜更為可靠，濕度、溫度、閃電、電化腐蝕以及在同軸及雙絞線網(wǎng)絡(luò)中隨時(shí)間而變化的其他條件都不需要考慮。

8）系統(tǒng)可以方便地平滑升級(jí)到FTTH（采用了PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）。

9）能夠在單纖結(jié)構(gòu)上集成RF與IP業(yè)務(wù)（如圖10所示）。

10）與傳統(tǒng)的雙向 HFC，EPON＋EoC模式相比，RF PON結(jié)構(gòu)的接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造價(jià)最低。隨著高性價(jià)比CMTS的推出，這種RF PON技術(shù)的發(fā)展前景十分美好。

當(dāng)然，與任何接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，RF PON技術(shù)也存在局限性：1）SCTE所編制的RF PON技術(shù)規(guī)范還未發(fā)布；2）CMTS的價(jià)格居高不下，在一定程度上制約了該技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)；3）采用波分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容或升級(jí)時(shí)，復(fù)用器/解復(fù)用器價(jià)格偏高；4）波分復(fù)用單纖傳輸時(shí)，寬波長分路器的價(jià)格也高于傳統(tǒng)的單波長分路器的價(jià)格。

圖10 把EPON系統(tǒng)覆蓋到RF PON網(wǎng)絡(luò)上

5 RF PON技術(shù)在HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

采用RF PON技術(shù)構(gòu)建全業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須注意：

1）回傳光鏈路的損耗差異、突發(fā)式反向激光發(fā)送機(jī)光調(diào)制指數(shù)的不同、反向激光器調(diào)制效率的差異（dP/di曲線的斜率不同）都會(huì)引起反向光接收機(jī)RF輸出電平的差異，從而導(dǎo)致不同交付業(yè)務(wù)用戶的RF回傳信號(hào)（如CM回傳信號(hào)、機(jī)頂盒回傳信號(hào)）電平的不同，引起回傳信號(hào)的載噪比不同，如果這種電平的不均勻度過大，就可能引起不同用戶回傳信號(hào)的比特誤碼率差異。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須盡可能保證每個(gè)用戶的回傳光鏈路損耗盡可能相同。

2）回傳通道的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法都必須相應(yīng)改進(jìn)，原則上應(yīng)該盡可能加大反向激光器的光調(diào)制指數(shù)。

3）RF PON應(yīng)用中，反向光接收機(jī)的RF增益必須完全滿足回傳光鏈路損耗的要求，一般情況下其RF增益都會(huì)高于傳統(tǒng)HFC雙向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的反向接收機(jī)；其次，因這種應(yīng)用中接收光功率可能非常低（例如可能低達(dá)－20 dBm以下），所以反向光接收機(jī)必須滿足低噪聲要求。

4）因?yàn)橥话l(fā)工作模式的限制，RFPON反向接收機(jī)不能設(shè)計(jì)光AGC功能。

[1]路通光電技術(shù)有限公司.RFoG雙向網(wǎng)絡(luò)解決方案 [EB/OL].[2009-11-11].http://www.lootom.com/ProductShow.asp?ID=102.

[2]IEC 60728－13，廣播信號(hào)的光傳輸系統(tǒng)[S].2010.

[3]Motorola.利用RFoG解決方案開展基于光纖的DOCSIS和 GPON業(yè)務(wù)[EB/OL].[2009-11-11].http://www.motorolahnmclub.com.cn/GPON/downloads/Leveraging-RFoG-to-Deliver-DOCSIS-and-GPON-Servicesover-Fiber.pdf.