RFOG技術(shù)在HFC雙向網(wǎng)絡中的運用

楊生椿

（作者單位：福建廣電網(wǎng)絡集團福州分公司）

RFOG技術(shù)在HFC雙向網(wǎng)絡中的運用

楊生椿

（作者單位：福建廣電網(wǎng)絡集團福州分公司）

對于已經(jīng)大量部署CMTS的廣電網(wǎng)絡，為保持技術(shù)體系的延續(xù)性，繼續(xù)采用CMTS+CM的方式將是絕大多數(shù)廣電網(wǎng)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(wǎng)（NGB）的要求，RFOG技術(shù)將是一個很好的解決方案之一。

RFOG；HEF雙向網(wǎng)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(wǎng)絡構(gòu)架，可以在光纖上傳輸語音、視頻和基于DOCSIS的數(shù)據(jù)。RFOG技術(shù)可以繼續(xù)保留現(xiàn)有的前端設備、機頂盒、CM等產(chǎn)品，即適合FTTB接入，也可以實現(xiàn)FTTH接入。

1　RFOG技術(shù)在雙向改造中的主要優(yōu)勢

1.1解決多個光節(jié)點噪聲匯聚的問題

RFOG技術(shù)從本質(zhì)上解決了傳統(tǒng)雙向HFC網(wǎng)絡多個光節(jié)點反向噪聲匯聚的問題，RFOG反向激光器采用的是突發(fā)模式，對于在一個PON結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡下的光節(jié)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(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，可平滑升級

RFOG傳輸方式則采用PON的架構(gòu)，多個光節(jié)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(jié)省了大量的主干纖芯，可方便實現(xiàn)平滑升級到FTTH。

1.3更寬的上行頻譜

突發(fā)式反向光發(fā)射機的光調(diào)制指數(shù)遠高于傳統(tǒng)連續(xù)發(fā)射的光發(fā)射機，所以侵入噪聲與本底噪聲都較傳統(tǒng)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(xiàn)更高的調(diào)制度，提升上行傳輸速率。

1.4靈活的組網(wǎng)方式，減少維護量，提高可靠性

RFOG技術(shù)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(wǎng)方式。RFOG將光纜向用戶端延伸，減少網(wǎng)絡中有源器件，減少了網(wǎng)絡的維護量，提高了可靠性。

2　RFOG網(wǎng)絡改造實例

鑒于RFOG技術(shù)的諸多優(yōu)點，集團在福州進行了RFoG雙向接入技術(shù)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(fā)射機、虛擬分前端（VHub）、數(shù)字化回傳及CWDM技術(shù)，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(shù)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(fā)射機多路復用后用雙路并發(fā)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(shù)字化后回傳到前端；VHub至光節(jié)點采用RFOG技術(shù)進行單纖傳輸。

圖1　組網(wǎng)方案圖

方案除了具有RFOG的技術(shù)優(yōu)勢外，將廣播信號的放大、復用及反向信號的數(shù)字化回傳置于虛擬分前端（Vhub）的野外設備里，解決了廣電網(wǎng)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(fā)射機的方式，避免了傳統(tǒng)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(wǎng)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(wǎng)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(tǒng)HFC方案對照表

此次試點工程節(jié)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(jié)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(shù)量，最大可支持32個光節(jié)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(jié)約了大量的主干纖芯；四是全光網(wǎng)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(jié)點采用全光傳輸，避免了新建二級前端的光電轉(zhuǎn)換引起指標劣化，保證網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量。若信號直接從城區(qū)中心至VHub，減少一級光電轉(zhuǎn)換，將進一步提升系統(tǒng)指標。現(xiàn)網(wǎng)實測的數(shù)據(jù)：模擬電視CNR45.5～48.5 dB,數(shù)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(yōu)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(tǒng)設備運行穩(wěn)定，機房及VHub處設備均實現(xiàn)遠程管理。建網(wǎng)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(fā)生，間歇性地出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，間歇性地出現(xiàn)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(xiàn)從試點的網(wǎng)絡架構(gòu)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(nèi)僅一路突發(fā)式反向光發(fā)發(fā)光，與CMTS通信；但向DOCSIS 3.0或3.1平滑升級后，當多個RFOG光網(wǎng)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(tǒng)的射頻輸出就可能產(chǎn)生寬帶噪聲，即多頻點上行帶來了光差拍干擾（OBI）。OBI發(fā)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(fā)生的概率就越高。這也就是間歇性出現(xiàn)整個上行無法通信的根本所在。

OBI發(fā)生前后的頻譜情況如圖2所示：

圖2　OBI發(fā)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(diào)度器，使CMTS對CM的回傳發(fā)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(gòu)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(shù)優(yōu)勢，對HFC網(wǎng)絡進行雙向改造，可以根據(jù)業(yè)務需求情況平滑升級到光纖到戶。適用于城區(qū)已按CMTS接入方式進行建設的網(wǎng)絡升級。

（2）野外VHub型（試點方案）：在VHub平臺放置中繼、RFOG接收、數(shù)字化回傳光發(fā)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(jié)省了建設及運維費用。較適用于覆蓋范圍廣、用戶稀疏的農(nóng)村網(wǎng)絡雙向改造。

第四，同時建議通過其他的手段將RFOG技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮到極致，如借助CMTS網(wǎng)管或其他監(jiān)測系統(tǒng)，檢測CM的狀態(tài)信息，幫助定位故障位置。

4　結(jié)語

RFOG較傳統(tǒng)HFC雙向改造技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，并列入有線廣播電視網(wǎng)絡光纖入戶的標準中。結(jié)合野外虛擬分前端、波分復用等技術(shù)可以更大發(fā)揮RFOG的技術(shù)優(yōu)勢，作為全射頻技術(shù)，RFOG將是現(xiàn)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(shù)管理部經(jīng)理，研究方向：網(wǎng)絡建設規(guī)劃。