支持CMTS的RFoPON雙向化改造方案

陳 濤，余少波

北京金橋恒泰科技有限公司，北京 100055

我國廣電的雙向化改造實際在2000年左右就開始了。在這個時期，國內普遍采用CMTS技術進行雙向化改造。當時采用的是RF傳輸技術，一個CMTS局端可以覆蓋上千的用戶。由于噪聲匯集的問題，在國內的應用受到了限制。

隨著光進銅退，國內的廣電網絡普遍使用光纖來進行信號傳輸[1]。在光纖上進行RF（射頻）信號的傳輸，實際上是將RF信號進行了數字化[2-4]。與此同時的是，隨著每個光節點覆蓋的用戶數減少，在每個光節點下的RF噪聲匯集也就降低了。而在光節點以上是采用光傳輸，因此，到達CMTS局端的噪聲匯集也就降低了。所以CMTS也是雙向化改造的一種選擇，特別是在新的網絡環境下，如何利用好已有的CMTS系統是目前雙向化改造的一個重要任務。因此，提供一種可以將 CMTS、GEPON+LAN、GE?PON+EoC技術完美融合在一起的技術方案就變得非常重要。本文提供的RFo?PON（RF over PON）廣電雙向化改造技術方案可以滿足上述的需求。

1 RFoPON完整解決方案

RFoPON完整解決方案的整體結構如圖1所示。

圖1是將GEPON和CMTS結合在一起的傳輸系統結構圖。CMTS的下行數據通過波分復用器與CATV數據一起，通過光發射機下傳。光發射機的輸出與OLT的輸出一起波分復用后，通過一根光纖下傳到ONT中。在ONT中，由于有RF輸出，因此，將CMTS和CATV數據轉換為RF信號傳輸到機頂盒中。

CMTS系統的上傳信號通過帶RF回傳模塊的ONT上傳。CM來的RF信號，在ONT中轉換為光信號。然后通過1310 nm上傳到OLT中。在OLT中，通過交換機將信號傳輸到LMSR（Last Mile Subscriber Return）變換為RF信號送到CMTS控制系統中。

在這個解決方案中，只使用一根光纖。其中，關鍵的是技術能夠在一根光纖上同時傳輸IP視頻流、RF視頻信號(具有射頻回程能力)以及其他的語音和數據業務，而且無需額外波長的光信號。主要的難點是：RF視頻信號處理技術對受激拉曼散射（SRS）和空閑碼（idle-code）干擾要具有高級的免疫能力。使之能夠與任何符合業界1550 nm波長標準的光學器件協同工作，為客戶提供高質量的視頻性能。此外，在光網絡終端（ONT）產品中內置的自動增益控制（AGC）模塊使得產品的即插即用成為可能，從而大幅度降低了運營商的產品部署成本。

圖 是 的內部結構。

通過選擇不同配置的ONT，來完成不同的最后100 m技術的選擇。CMTS上傳信號通過雙工濾波器將低頻信號濾出，經A/D變換后，變換為數字信號。經過數據壓縮和打包送到交換和語音處理系統中。經過協議變換通過GEPON系統上傳。下行數據通過1550 nm光收機后，送到雙工濾波器。然后送到終端的CM中。

在這個ONT終端中，集成了下面的基本功能模塊：1）RF輸出模塊。替換了RF廣播和CMTS需要的光接收機。2）RF回傳通道模塊。完成CMTS的信號回傳。3）WDM模塊。用來復用1550 nm，1310 nm，1490 nm光信號。4）POTS模塊。用來接入模擬電話信號。5）MoCA局端模塊。用來實現EoC接入。6）10/100/1000 BASE-T。用來實現LAN接入。

這樣，使用一個完整配置的ONT，可以在一個光節點下，實現CMTS+LAN+MoCA（EoC）接入。當然，也可以實現單獨的CMTS，LAN，MoCA（EoC）接入。廣電網絡規劃人員再也不必為技術的選擇發愁，可以細致到不同的光節點使用不同的最后100 m接入技術，甚至在同一個光節點下，使用不同的最后100 m接入技術。是各種不同的接入技術完美地融合在一起。所需要做的就是對ONT的選擇而已。而且這個集成式在物理網絡層面上進行的。實現了光傳輸的統一、網管的統一。

2 技術難點

現在國內在廣電網絡的雙向化改造中，基本上使用兩纖三波技術。這并不是說單纖三波技術不好，是因為單纖三波技術需要解決幾個基本的難題。其實，在國內，早在2004年左右，就開始單纖三波的解決方案的實驗，多年的實驗解決不了技術難題。這里關鍵的問題是受激拉曼散射（SRS）和空閑碼（idle-code）干擾。受激拉曼散射是強激光的光電場與原子中的電子激發、分子中的振動或與晶體中的晶格相耦合產生的，具有很強的受激特性，即與激光器中的受激光發射有類似特性：方向性強，散射強度高。這種散射可以干擾其他的波長，從而干擾電視信號。

對于1550/1310/1490 nm波長在一根光纖上傳輸的時候，就有這種干擾。對空閑碼進行弱化等處理后，達到的效果如圖3，完全沒有了干擾。

3 技術特點

該方案的技術特點包括：

1）可以實現單纖三波或兩纖三波改造。通過RF視頻信號處理技術對受激拉曼散射和空閑碼干擾進行處理，能夠與任何符合業界1550 nm波長標準的光學器件協同工作。

2）與CMTS系統無縫融合。既提供基于IP的視頻業務接入的解決方案，也提供基于射頻信號（RF）的視頻業務接入的解決方案，而且還包括獨有的集成SCTE 55-1、SCTE 55-2和DOCSIS方案的回傳模塊的產品。通過一根光纖完成多根光纖才能完成的任務。在物理層次上，將GEPON系統和CMTS系統融合在一起。

3）直接實現GEPON+MoCA接入模式。可以連接3個MoCA局端。通過1000 Mbit/s的以太網絡接口，可以連接MoCA2.0的800 Mbit/s局端。單節點最高接入速率可以達到1100 Mbit/s。

4）直接實現GEPON+LAN接入模式。ONT直接集成有8個10/100 Mbit/s的一臺網絡接口直接實現GEPON+LAN接入模式，可以節省樓道交換機。通過1000BASE-T接口連接外部交換機，平滑擴展用戶。

5）將CMTS、GEPON+LAN、GEPON+MoCA各種解決方案無縫地在物理層上融合在一起。技術的選擇細化到每個光節點，而不是在一個城市層面上進行選擇。可以在一個光節點下，同時使用CMTS，GEPON+LAN，GEPON+MoCA 各種解決方案。也可以分別使用不同的技術解決方案。

6）將技術的選擇細化到光節點。在一個光節點下來選EoC，LAN，CMTS技術。甚至在一個光節點下同時使用這幾種接入技術。無論在多么復雜的廣電網絡中，哪怕一個樓房中有CMTS系統、EoC系統、LAN系統，都可以完全融合在一起。利用統一的網管來進行管理。在一個光節點下，可以集成CMTS，EoC，LAN系統在一起。

7）整個網絡系統結構簡潔。GE?PON和CMTS需要的模塊完整地集成在ONT中。網絡系統各個設備的集成度非常高。便于管理和維護。系統結構非常清晰。如果采用RFoG等解決方案，整個系統的組成單元就非常多，結構不清晰。系統部署成本高。維護成本也高。網絡結構清晰，網絡設備單一，從而使網絡的規劃更方便，更能貼合實際的環境需求。實現了物理網絡層面上的融合，采用統一的網絡管理，是維護更方便、維護成本更低。

8）在進行廣電網絡改造的同時，保存原來的系統特點，不影響原來系統的使用，保護了所有的投資。

9）靈活的供電方式。意識到通信設備的供電方式將隨不同網絡運營商的應用差異而變化。

5 小結

筆者介紹的雙向化改造方案，充分結合了實際的網絡環境，不僅能夠與現有的CMTS雙向網絡改造方案融合，而且在每個光節點上可以同時選擇使用CMTS，EPON+LAN和EPON+EoC解決方案，也可以分別使用不同的方案。通過集成的網管系統可以同時管理RF通道和IP通道，是一種完整的、適應各種需求的廣電雙向化解決方案。

[1]戴衛平.有線電視網絡雙向改造主要技術方式研究[J].電視技術，2008，32（9）：44-47.

[2]王濤，余少波.基于MoCA的有線電視接入網雙向化改造[J].世界寬帶網絡，2007，14（6）：67-70.

[3]余少波.滿足NGB網絡雙改需求的EPON＋MoCA解決方案[J].世界寬帶網絡，2010，17（10）：47-50.

[4]熊承國，尹冠民.RF PON：NGB網絡的首選接入技術[J].電視技術，2010，34（2）：101-105.