RFOG技術在HFC雙向網絡中的運用

楊生椿

（作者單位：福建廣電網絡集團福州分公司）

RFOG技術在HFC雙向網絡中的運用

楊生椿

（作者單位：福建廣電網絡集團福州分公司）

對于已經大量部署CMTS的廣電網絡，為保持技術體系的延續性，繼續采用CMTS+CM的方式將是絕大多數廣電網絡運營商共同的選擇。如何即能順應“光進銅退”的趨勢，又滿足下一代廣播電視網（NGB）的要求，RFOG技術將是一個很好的解決方案之一。

RFOG；HEF雙向網絡；VHub；OBI

光纖射頻傳輸（RF over Glass，RFOG），定義了一種“多點對一點”的網絡構架，可以在光纖上傳輸語音、視頻和基于DOCSIS的數據。RFOG技術可以繼續保留現有的前端設備、機頂盒、CM等產品，即適合FTTB接入，也可以實現FTTH接入。

1　RFOG技術在雙向改造中的主要優勢

1.1解決多個光節點噪聲匯聚的問題

RFOG技術從本質上解決了傳統雙向HFC網絡多個光節點反向噪聲匯聚的問題，RFOG反向激光器采用的是突發模式，對于在一個PON結構網絡下的光節點來說，通常只有一個反向激光器在工作，極大地改善了噪聲性能。

1.2簡化網絡結構，可平滑升級

RFOG傳輸方式則采用PON的架構，多個光節點共享1芯回傳纖芯，正反向光鏈路均可采用分路器下放的方式，節省了大量的主干纖芯，可方便實現平滑升級到FTTH。

1.3更寬的上行頻譜

突發式反向光發射機的光調制指數遠高于傳統連續發射的光發射機，所以侵入噪聲與本底噪聲都較傳統的要低，使NPR明顯改善，將更好地支持DOCSIS 3.0及3.1多頻道捆綁，更易實現更高的調制度，提升上行傳輸速率。

1.4靈活的組網方式，減少維護量，提高可靠性

RFOG技術多個反向回傳共享1路反向接收機，有單纖、雙纖多種靈活的組網方式。RFOG將光纜向用戶端延伸，減少網絡中有源器件，減少了網絡的維護量，提高了可靠性。

2　RFOG網絡改造實例

鑒于RFOG技術的諸多優點，集團在福州進行了RFoG雙向接入技術的試點建設，試點的情況與大家分享如下。

2.1試點方案

RFoG雙向接入的總體方案如圖1所示，采用1550 nm DWDM全頻段光發射機、虛擬分前端（VHub）、數字化回傳及CWDM技術，延長了光纖的傳輸距離，也擴大上行光纖的單纖傳輸能力。在前端將模擬和數字廣播、IPQAM及CMTS下行信號進行混合，混合后通過全頻段的1550 nm DWDM光發射機多路復用后用雙路并發向VHub傳送信號；在VHub里，下行信號解復用后對單個波長光放大，同時將回傳信號進行數字化后回傳到前端；VHub至光節點采用RFOG技術進行單纖傳輸。

圖1　組網方案圖

方案除了具有RFOG的技術優勢外，將廣播信號的放大、復用及反向信號的數字化回傳置于虛擬分前端（Vhub）的野外設備里，解決了廣電網絡缺乏前端機房及昂貴費用的問題；采用多種信號電混合后再進入全頻段1550 nm光發射機的方式，避免了傳統窄波復用方式的諸多問題；同時，采用了1 G傳輸帶寬的設備，也為網絡擴展了近140 Mhz珍貴的頻道資源。

2.2工程建設及運維費用

從設備安裝、光纜網建設、機房建設及運維幾方面主要對比，見表1。

表1　RFOG方案與傳統HFC方案對照表

此次試點工程節省了相應的建設及運維費用，最主要有幾個方面：一是采用VHub的方式，節省了采購接入機房及裝修費用；二是減少了前端反向光接收機的數量，最大可支持32個光節點共享一路反向光接收機；三是正反向均采用分路器下放的方式，節約了大量的主干纖芯；四是全光網絡傳輸，減少了運維成本。

2.3指標情況

試點的信號從分前端到光節點采用全光傳輸，避免了新建二級前端的光電轉換引起指標劣化，保證網絡傳輸質量。若信號直接從城區中心至VHub，減少一級光電轉換，將進一步提升系統指標。現網實測的數據：模擬電視CNR45.5～48.5 dB,數字信號MER36.6～41.4 dB，BER糾錯前后都是1*10-9，回傳信號SNR＞33 dB。信號的各指標均優于國家標準輸出口的指標要求。

2.4運行情況

運行2年多以來，系統設備運行穩定，機房及VHub處設備均實現遠程管理。建網初期，CMTS開通4個下行和1個上行的頻點，用戶故障率極低。但隨著雙向用戶的增加，開通了8個下行和2～3個上行時，寬帶故障時有發生，間歇性地出現整個上行無法通信的情況。

3　試點分析

在干擾故障處理的過程中發現，間歇性地出現整個上行無法通信的情況通過各種干擾處理手段都很難跟蹤和排查。現從試點的網絡架構去分析，尋找原因和相應的解決方案。

第一，利用Cloonan公式計算對帶寬需求進行測算。前期給用戶開通20 M/2 M的寬帶時，以10%的滲透率計算，下行帶寬需求=1.2*20+144*0.5=96 M,提供2個下行頻點可以滿足；上行帶寬需求=1.2*2+144*0.05=9.6 M,1個上行頻點可以滿足。隨著帶寬及滲透率的提高，給用戶開50 M/5 M帶寬，滲透率達20%，下行帶寬需求=1.2*50+244*1=348 M,需7個下行頻點可以滿足；上行帶寬需求=1.2*5+244*0.1=34.86 M,2～4個上行頻點方能滿足。為能滿足日益增長的帶寬需求，需增加CMTS的頻點（升級3.0）以解決寬帶問題。

第二，光差拍干擾（OBI）。單頻點時，每時隙內僅一路突發式反向光發發光，與CMTS通信；但向DOCSIS 3.0或3.1平滑升級后，當多個RFOG光網絡單元（R-ONU)工作使用同一光合成器，共用同一條光纖，傳輸至同一光回傳光接收機時，檢波器對非常密集的“混合”波長進行檢波后，回傳系統的射頻輸出就可能產生寬帶噪聲，即多頻點上行帶來了光差拍干擾（OBI）。OBI發生時，會影響整個CMTS上行口的所有CM通信，回傳匯聚度越高、活躍CM越多，OBI發生的概率就越高。這也就是間歇性出現整個上行無法通信的根本所在。

OBI發生前后的頻譜情況如圖2所示：

圖2　OBI發生前（左）、后（右）頻譜圖

解決的思路：①更換升級R-ONU設備，將1個上行的R-ONU選用不同的回傳波長；②采用特殊的調度器，使CMTS對CM的回傳發送時間錯開；③采用特殊的有源分光/合光器。

第三，通過對試點方案的分解，可構建不同適用的模型。

（1）機房型：在前端機房部署RFOG光接收模塊，充分利用RFOG技術優勢，對HFC網絡進行雙向改造，可以根據業務需求情況平滑升級到光纖到戶。適用于城區已按CMTS接入方式進行建設的網絡升級。

（2）野外VHub型（試點方案）：在VHub平臺放置中繼、RFOG接收、數字化回傳光發及波分復用模塊，可大大延長了前端的覆蓋范圍，減少支干光纜纖芯，無需進行前端機房建設，節省了建設及運維費用。較適用于覆蓋范圍廣、用戶稀疏的農村網絡雙向改造。

第四，同時建議通過其他的手段將RFOG技術優勢發揮到極致，如借助CMTS網管或其他監測系統，檢測CM的狀態信息，幫助定位故障位置。

4　結語

RFOG較傳統HFC雙向改造技術具有明顯的技術優勢，并列入有線廣播電視網絡光纖入戶的標準中。結合野外虛擬分前端、波分復用等技術可以更大發揮RFOG的技術優勢，作為全射頻技術，RFOG將是現有HFC雙向提升改造較好的選擇方式。

楊生椿，男（1979-），漢族，福建三明人，本科，技術管理部經理，研究方向：網絡建設規劃。