廣電FTTH融合網絡設計與實現探究

摘要：隨著時代的發展以及社會的進步，我國的經濟發展水平以及科學技術發展水平也在不斷地提升。而在科學技術不斷發展的推動下，電信網FTTH接入網被不斷普及，近年來，廣電網絡的FTTH進程，一直被行業內的相關企業以及相關工作人員所重點關注，并且一躍成為業界關討論的“熱點話題”。在“互聯網+”的時代背景下，2015年我國工信部組織召開的“寬帶中國”戰略會議上，國廣網絡運營公司與三大運營商的領導人一起亮相該會議，當時，廣電國網成立還未到一年時間，就已經與三大運營商形成分庭抗禮之勢，廣電國網的發展也肩負著我國寬帶升級的重要任務。基于此，本文將針對廣電FTTH的融合網絡設計與實現進行分析與探究。

關鍵詞：廣電FTTH;融合網絡設計;實現路徑探究

一、引言

隨著我國網絡通信技術的不斷發展，2017年，國家廣電總局頒布了關于廣播電視電影行業的總體技術要求，以此來實現有線電視網絡光纖到戶的運行、設計及規范，改善有線電視網絡建設質量。同時，各維度的行業準則落實，令廣電網絡光纖到戶工作打開了全新的局面。而在廣電網絡光纖到戶的技術手段之中，RFoG技術是我國廣電部門在相應標準中，所推薦的主流技術之一，十分有利于推進我國廣電網絡光纖到戶的發展，同時它也是DOCSIS協議系統的光纖到戶，進行網絡架構的重點解決方案之一。

二、FTTH的相關概述

（一）FTTH的概念

FTTH的概念，從廣義上來說就是光纖到戶，也可以稱之為光纖到用戶的所在地，其中包含了FTTC、FTTZ以及FTTB也就是光纖到路邊、光纖到社區以及光纖到大樓三部分。而從狹義上來看，光纖到戶指的是光纖到社區或者光纖到大樓向用戶側的進一步延伸，而且，這里需要注意的是，光接入網的延伸段光纖有且僅有一個用戶進行專用，ITU認為，光纖到戶從光纖端頭的媒體轉換器到用戶桌面之間的距離不超過100米，這也就說明狹義的光纖到戶可以是光纖直接到桌面，但是也可能并不一定都是光纖，而媒體轉換器到桌面的距離可以較短，而這段距離之間的連接可以采用寬帶無線系統或者有線寬帶來進行連接[1]。

（二）FTTH技術的發展需求

首先就是技術逐漸地成熟，主要體現在GPON以及EPON的標準完成，相應的設備建設也在不斷完善，還有就是點到點的光以太網設備以及技術的成熟與完善;其次就是市場的需求，主要體現在高性能接入網絡以及差異化服務等的需求，還有就是高質量的IPTV業務，對于接入寬帶也有了相應的要求，且伴隨著運營商們競爭的日益激烈，市場競爭需求也在加大，業務捆綁也會帶來相應經濟效益，因此，促進了該技術的發展;最后就是成本的降低，FTTH設備成本的降低、光纖接入運維成本的降低以及光纖接入成本的降低等都是FTTH技術的發展愈發迅速。

三、RFoG技術的相關概述

（一）RFoG技術的發展

在我國，基于有線雙向接入網絡發展的技術有EPON+LAN技術以及HFC雙向網技術等。在進行相應技術使用的過程中，如果采用EPON+EoC技術或者EPON+LAN技術就需要進行新的網絡的鋪設，投入成本是較高的。而如果采用HFC雙向網技術則存在帶寬瓶頸以及回傳匯聚噪聲等問題。基于此，對于RFoG技術的使用就顯得至關重要，在2008年，有諸多學者就以CMTS為基礎的RFoG技術展開了相關的研究，并取得了豐富的理論成果。RFoG技術是一項深度光纖網絡技術對于該技術的使用，成功地將HFC網絡技術中的同軸電纜電傳輸部分，用單纖無光源網絡傳輸進行了取代，回傳傳輸、下行等采用不同的波長波分復用同一光纖，較為典型的就是回傳采用1310nm或者1610nm波長的光纖，下行則可以采用1550nm波長的光纖。

在當前階段，RFoG技術又可以稱之為光纖上的射頻技術，它是在DOCSIS系統運行的基礎上發展的光纖到戶技術，RFoG技術的關鍵點在于上行光發射線路必須處于“突發模式”，再與CMTS上行信道相結合，利用TDMA傳輸特性實現上行光信號的分復用傳輸[2]。這種模式在進行實際運行的過程中，與PON網絡有相似之處，能夠形成“點對多點”的網絡結構。例如，1個光頭端對應32個RFoG光節點，由此能夠看出RFoG技術極易形成網絡。

（二）RFoG技術的優勢

RFoG技術的完善，對我國光纖帶寬的發展，是十分重要的，需要工作人員進行重點關注，它可以將上行匯聚的噪聲進行及時的屏蔽，同時還能夠將網絡拓撲結構進行及時的改善。而點對多點網絡拓撲結構是促進相關部署實現的必要條件之一，在光突發模式回轉中，光鏈路上的32個光節點僅有一個射頻RFoG光節點，該光節點所攜帶的噪聲將被返回，而其他用戶的噪聲則會被屏蔽[3]。當前，基于此技術的 FTTH網的部署仍處于初期階段，盡在福建廣電、北京歌華有線有較小規模的設置，而在國外的加拿大，美國等地已經基于RFoG技術開展了規模化的FTTH網絡部署。較為典型的RFoG網絡拓撲結構，上行所采用的是1610nm波長的光纖，而下行所采用的是1550nm波長的光纖，在局端通過WDM波分復用后進行單纖雙波共纖傳輸。

四、廣電FTTH融合網絡設計與實現的分析與探究

（一）單纖四波FTTH融合網絡設計與實現

在FTTH光纖接入網，敷設工作完成后，怎樣將光纖資源進行充分的利用，才能夠給游湖提供更為高速率的帶寬，是相關技術人員應該及時重視并且不斷進行追求的最終目標。在RFoG技術中，依據四波型FTTH網絡拓撲相似度的基礎上，提出了一種四波 FTTH融合網絡的方案設計，推進了接入速率帶寬的增長[4]。在進行單纖四波FTTH融合網絡設計，以實現PON信號以及RFoG信號共同網絡傳輸的過程中，上行所采用的是1610nm波長，而下行所采用的則是1550nm的波長，依舊是在局端，通過WDM波分復用1610nm的光信號、1310nm的光信號、RFoG的1550nm以及PON的1490nm，來促進其傳輸工作的實現。在用戶端，通過四波長的RFoG光節點，在用戶端，利用四波長射頻RFoG光節點接收光信號，還要經過PON信號回路的反射，然后由ONU來接收。同時，以DOCSIS3.0為基礎，實現了以千兆位速率為基礎的寬帶，PON信號也同時兼具。二者分別為GPON2.5G速率帶寬以及EPON1.25G速率帶寬，換而言之，該融合網絡可以同時提供雙千兆復合帶寬。四波長RFoG光纖結點的單纖四波 FTTH融合拓撲實現，主要體現在PON光信號反射環出以及RFoG光信號接收的實現上，電路原理主要有雙向射頻信號處理電路以及四波長光組件兩部分組成。在四波長光組件中，要進行相關信號的分解復用處理，光信號的發射與接收，同時還要反射出1310nm&1490nm波長，PON光信號的環出。而在雙向射頻信號處理電路的部分中，上行光信號的接收采用的是RFoG突發光模式輸出，當下行光信號被接收時，采用光學AGC電路，在-8dBm～0dBm的光學功率范圍中，為了保持電平的穩定，需要進行對應的輸出。

這里需要注意的是，關于波分解的復用部分，由于進行分離的光波長在1610nm&1550nm以及1310nm&1490nm，有兩個區間的劃分，因此，可以利用高波長信號，來反射低波長信號，以保證最終目的的實現與達成，這樣就可以將其設計為低于1520nm的光反射以及高于1520nm的光透射，WDM光器件的操作相對而言是十分簡單的[5]。

（二）單纖六波FTTH融合網絡設計與實現

DOCSIS標準的變化和調整，DOCSIS3.1應運而生，可實現10 Gbps的接入帶寬。而這種情況的出現，就意味著RFoG網絡設備頻率分割以及頻率帶寬的升級，頻率分割由原來的65/87升級至85/105以及204/258進行分割[6]。而頻率帶寬則由原來的1000MHz升級至1.2GHz以及1.7GHz。同時，PON接入網也有了明顯的升級，下一代的PON接入網由原來的接入網的GPON以及EPON升級為10GPON，在這一升級過程中，上下行波長也發生了變化，上行采用了1270nm的波長，而下行則采用了1577nm的波長，這種波長變化的主要目的是為了進行原有GPON以及EPON波長的兼容。而伴隨著上述技術的不斷發展、革新與優化，單纖六波FTTH融合網絡也在這種大背景下，應運而生，該融合網絡，在進行設計的初期，已經具備了20Gbps復合接入速率帶寬的能力。在進行單纖六波FTTH融合網絡拓撲設計與構建的過程中，促進了RFoG信號與GPON、10GPON以及EPON信號共網傳輸的實現，RFoG 的1550nm&1610nm 波長信號與10GPON的1577nm&1270nm 波長信號以及GPON、EPON的1490 nm&1310 nm 波長信號，在局端，采用WDM技術，實現了單纖六波共纖的傳輸。在用戶端，利用單纖六波共纖RFoG光纖結點，在接收RFoG光信號時，也要將EPON、GPON等的光信號的環出予以反射，并使用ONU環出，以實現PON光信號的接收。

在早期的網絡應用中，PON部分通常通過EPON或GPON提供用戶端千兆速率寬帶，而隨著時代的發展，這種方式逐漸難以緊跟時代發展的步伐，對于用戶的需求難以做到及時的滿足后，進行了設備的升級，轉變成了10GPON設備，能夠進行10Gbps速率帶寬地提供。而六波長RFoG光節點的實現主要體現以及電路原理主要由雙向射頻信號處理電路以及六波長光組件兩部分構成。這里需要關注的是，六波長在雙向射頻信號處理電路部分的RFoG光節點與四波長的RFoG光節點相對比較而言，區別在于頻率帶寬的變化升級。在當前階段，頻率分割85/105、頻率寬帶1.2GHz的六波長信號僅被應用在小批商用的實網之中。此外，六波長光組件在對輸入信號進行分解服用處理的過程中，反射出1270nm&1310nm&1577nm&1490m波長的PON光信號環出，透射出的是1610nm&1550nm波長的光信號，以供發射與接收[7]。而單纖六波長光組件在進行波分解復用的過程中，與單纖四波長光組件的差異，體現在不能運用高波長信號透射地波長信號反射。同時，不適用于單纖六波長光組件的波分解復用，六波長光組件只能采用CWDM粗波分器件級聯的方式來實現和達成。

五、結束語

綜上所述，廣電FTTH的融合網絡設計與實現對于我國該行業發展的促進作用是十分顯著的，光纖到戶是廣電網絡不斷前進和發展的必然走向和趨勢，將PON技術以及RFoG技術的作用進行充分的發揮，基于波分復用的FTTH融合網絡，能夠有效的促進接入網等的不斷提升，對于FTTH接入網未來的發展以及升級是非常有利的。本文從FTTH的概念、FTTH技術的發展需求、RFoG技術的發展、RFoG技術的優勢、單纖四波FTTH融合網絡設計與實現以及單纖六波FTTH融合網絡設計與實現進行了廣電FTTH的融合網絡設計與實現的分析與研究，希望我國的廣電網絡能夠得到更好的發展。

作者單位：葛益峰? ? 浙江省郵電工程建設有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]趙偉，沈鑫.廣電FTTH自動激活系統的設計與實現[J].科技傳播，2021，13（4）：3.

[2]明輝.淺析有線電視網絡FTTH規劃設計[J].中國有線電視，2020（11）：5.

[3]汪建龍.FTTH+HFC融合改造實踐[J].廣播電視網絡，2021，28（10）：3.

[4]孫捷，史長超，徐軍，等.以小C融合IPQAM作為廣電FTTH演進中一種補充的探討[J].數字通信世界，2020（12）：4.

[5]梅葉華.縣級有線電視FTTH網絡設計建設與系統運維研究[J].電子世界，2021（24）：2.

[6]王鵬.廣電FTTH網絡安裝維護探討[J].中國有線電視，2020（11）：4.

[7]黎健文.廣電網絡之鄉村FTTH工程建設開展研究[J].數字通信世界，2021（2）：3.