摘 要：RFoG技术是一种利用 PON网络架构来实现 HFC网络光纤推进的一种技术。本文介绍了RFoG技术及其在双向网络改造中的应用方案, 分析了RFoG技术相对于传统HFC网络的优缺点，并提出了利用RFoG技术实现网络双向化改造的方案。
关键词：RFoG；光中继站；反向突发模式光节点
三网融合的大背景下，有线电视网络双向化改造业已成为广电行业推进三网融合业务的关键。实现三网融合业务,带来了很多技术上的机遇和挑战,挑战主要来自对HFC同轴网络系统可靠性和信号质量的高要求,即要能以电信级的可靠性进行双向高带宽通讯。RFoG技术在推进光缆网络向用户终端推进的同时，可以显著改进和提升现有网络的质量和可靠性。
1.RFoG技术概述
RFoG是 RF over Glass的英文缩写,意为光纤射频传输技术。RFoG技术是美国有线通信工业协会（SCTE）制定的新标准，是一种利用PON网络架构来实现HFC网络光纤推进的技术。
RFoG技术解决方案允许有线电视运营商继续将传统的 HFC 后台设备应用于新的FTTB或FTTH部署。借助RFoG技术,可以通过光纤传输有线电视业务,替代原同轴电缆分配网,有线电视运营商可以继续使用现有的设备和计费系统、 CMTS平台、前端设备、机顶盒、条件接收和电缆调制解调器,同时在每一位用户的住所新安装被称为光网络单元 (ONU)的微型光站,用于将光信号转换成射频电信号,这个过程替代了传统上由部署在 HFC网络中的高层光站执行的功能。用户终端射频网络设备保持不动, 区别在于光网络终端从光站移到了用户住所。GPON FTTB或FTTH部署不具备传统的模拟反向通道用来支持双向数据通信,而在RFoG解决方案中,允许 DOCSI S用户端设备与前端网络设备进行通信, 所必需的反向通道由新安装的微型光站提供,并对整个网络架构保持透明。
目前,有线电视网络双向化改造技术主要有两种方案: CMTS系统和 EPON + LAN ( EOC )方案。CMTS系统方案充分利用了同轴电缆的带宽进行双向传输, 具有部署方便、速度快、可分步实施的优点,是专门针对有线电视同轴网络的双向传输技术,其缺陷是反向汇聚噪声严重,易导致网络低效,对网络质量和维护技术能力要求较高。EPON + LAN ( EOC )技术方案则是借鉴了电信业近年发展成熟的 PON 技术, 技术相对简单,易维护,与以太网可无缝对接,是基于以太网的双向传输技术,其缺点是对于已建成的小区入户较难,需借助 EOC过渡,增加了网络的建设成本, 降低了网络的可靠性。而五类线入户,需要成片布局,对于双向增值业务发展初期或双向业务比例过低的地区, 前期的大量投入难以在较短期内收回成本, 这对于广电运营商来说成本压力太大。因此, 虽然目前EPON技术在广电的应用正如火如荼, EOC技术也似乎炙手可热,但与CMTS系统相比仍难分伯仲。RFoG技术的出现,提升了HFC网络系统的可靠性, 有效抑制了反向汇聚噪声, 使得CMTS系统的优势得到了增强。
2. RFoG技术在 HFC双向网络改造中的应用
RFoG技术在HFC双向网络中的应用方案如图 1所示。
利用RFoG技术对网络进行双向改造的优势是:RFoG相对于传输流来说是透明的, 可最大程度保留运营商现有前端设备系统和用户终端设备,大大降低网络改造成本;同样采用光纤传输技术,网络可靠性大大提高,同时也可有效降低回传噪声,提高反向网络的质量; 可显著减少分机房回传光纤的进出总芯数和回传光接收机的数量,进一步降低投资成本,还可简化网络。采用 RFoG技术的回传光发处于突发工作模式,利用 CMTS系统的时分复用机制, 在无 CM 上传信号时回传光发射模块激光器处于关闭状态,不同于以往回传光发激光器的持续开启, 可有效阻断此回传光发下射频网络噪声的汇聚上传; 而一旦侦测到有 CM 上传信号,即刻触发回传光发激光器开启传送工作,传送完毕又处于关闭状态, 周而复始。将带突发模式回传光发射机的双向光接收机部署于楼栋甚至楼道, 这种光纤向网络最后一千米推进的技术减少了同轴网络的应用距离和有源设备数量, 极大地提高了整个网络的可靠性和信号质量,显著减少宽带的掉线率,这正是三网融合趋势下有线电视网络改造的目标之一。
3.RFoG技术的改进应用方案
RFoG技术首先是在国外提出并发展起来的, 但是根据国内有线电视网络运营状况, 目前双向增值业务量远少于普通单向广播收视业务量, 因此单个CMTS头端覆盖的用户区域会比较广,需要改进现有的 RFoG技术在HFC双向网络中的应用方案,拓宽单个CMTS头端覆盖的用户区域, 降低网络改造成本。改进后的 RFoG技术应用方案如图 2所示。
从图中可以看出，分前端到野外双向光机之间的网络仍然沿用了传统的HFC网络结构，这样设计不但可以保护原1310系统设备投资和分前端机房网络结构，而且可以继续使用反向光AGC功能来保证野外光机到回传光接收机之间的长距离光纤链路指标。
野外双向光机以下的小区光电分配网则使用了上下行分开设计的理念。其中下行信号完全使用单向广播式传输网络，放大器可以使用单向放大器，传输电缆和分支分配器在保证单向广播信号传输质量的前提下可以不进行更换。在上行方面，将反向光突发式光机放置于单元或楼边，在野外光机处使用1：16光分路器进行光路混合，并使用低光功率接收机将回传光信号转换为电信号，系统可支持四个低光功率接收机的输出电信号混合，混合后的电信号送入野外双向光机转换为光信号送至分前端。在楼或单元处放置的反向光突发式光机带有下行RF信号混合模块，下行信号通过光机内的高低通滤波器混合送入电缆无源分配网络。同时可以利用下行电缆对所有反向突发式光机进行60V集中供电，以解决改造时的供电处理问题。
图2中的电缆无源分配网部分沿用了传统双向HFC网络架构，其中的分支分配器、电缆和电缆接头都需要按照双向信号的传输要求进行改造。由于只涉及无源电缆网部分，改造难度大幅降低。
4.结束语
RFoG 技术的网络架构与PON网络架构一致, 因此, 将来当用户的带宽需求进一步提高时, 整个光纤接入网可以平滑过渡至GPON等光纤网, 而无需对网络光链路进行升级改造。就目前来说，RFoG技术在HFC双向网络改造中的应用, 在实现光纤逐步推进的同时，可以减少我们对反向链路的维护，实现现有双向HFC网络的品质提升，增强在宽带接入领域的竞争力，为广电运营商开展三网合一业务奠定了灵活的网络基础。
