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        RFOG技術在HFC雙向網(wǎng)絡中的運用

        2016-12-10 06:33:20楊生椿
        西部廣播電視 2016年13期
        關鍵詞:雙向機房運維

        楊生椿

        (作者單位:福建廣電網(wǎng)絡集團福州分公司)

        RFOG技術在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結構網(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)絡結構,可平滑升級

        RFOG傳輸方式則采用PON的架構,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技術的諸多優(yōu)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(fā)射機、虛擬分前端(VHub)、數(shù)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(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技術進行單纖傳輸。

        圖1 組網(wǎng)方案圖

        方案除了具有RFOG的技術優(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,減少一級光電轉換,將進一步提升系統(tǒng)指標?,F(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?,F(xiàn)從試點的網(wǎng)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(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(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 結語

        RFOG較傳統(tǒng)HFC雙向改造技術具有明顯的技術優(yōu)勢,并列入有線廣播電視網(wǎng)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(fā)揮RFOG的技術優(yōu)勢,作為全射頻技術,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,技術管理部經(jīng)理,研究方向:網(wǎng)絡建設規(guī)劃。

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