廣電FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探究

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平也在不斷地提升。而在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)下，電信網(wǎng)FTTH接入網(wǎng)被不斷普及，近年來(lái)，廣電網(wǎng)絡(luò)的FTTH進(jìn)程，一直被行業(yè)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)以及相關(guān)工作人員所重點(diǎn)關(guān)注，并且一躍成為業(yè)界關(guān)討論的“熱點(diǎn)話題”。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景下，2015年我國(guó)工信部組織召開(kāi)的“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略會(huì)議上，國(guó)廣網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)公司與三大運(yùn)營(yíng)商的領(lǐng)導(dǎo)人一起亮相該會(huì)議，當(dāng)時(shí)，廣電國(guó)網(wǎng)成立還未到一年時(shí)間，就已經(jīng)與三大運(yùn)營(yíng)商形成分庭抗禮之勢(shì)，廣電國(guó)網(wǎng)的發(fā)展也肩負(fù)著我國(guó)寬帶升級(jí)的重要任務(wù)。基于此，本文將針對(duì)廣電FTTH的融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析與探究。

關(guān)鍵詞：廣電FTTH;融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)路徑探究

一、引言

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，2017年，國(guó)家廣電總局頒布了關(guān)于廣播電視電影行業(yè)的總體技術(shù)要求，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)光纖到戶的運(yùn)行、設(shè)計(jì)及規(guī)范，改善有線電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，各維度的行業(yè)準(zhǔn)則落實(shí)，令廣電網(wǎng)絡(luò)光纖到戶工作打開(kāi)了全新的局面。而在廣電網(wǎng)絡(luò)光纖到戶的技術(shù)手段之中，RFoG技術(shù)是我國(guó)廣電部門在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中，所推薦的主流技術(shù)之一，十分有利于推進(jìn)我國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)光纖到戶的發(fā)展，同時(shí)它也是DOCSIS協(xié)議系統(tǒng)的光纖到戶，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重點(diǎn)解決方案之一。

二、FTTH的相關(guān)概述

（一）FTTH的概念

FTTH的概念，從廣義上來(lái)說(shuō)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(qū)以及光纖到大樓三部分。而從狹義上來(lái)看，光纖到戶指的是光纖到社區(qū)或者光纖到大樓向用戶側(cè)的進(jìn)一步延伸，而且，這里需要注意的是，光接入網(wǎng)的延伸段光纖有且僅有一個(gè)用戶進(jìn)行專用，ITU認(rèn)為，光纖到戶從光纖端頭的媒體轉(zhuǎn)換器到用戶桌面之間的距離不超過(guò)100米，這也就說(shuō)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(zhuǎn)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(wú)線系統(tǒng)或者有線寬帶來(lái)進(jìn)行連接[1]。

（二）FTTH技術(shù)的發(fā)展需求

首先就是技術(shù)逐漸地成熟，主要體現(xiàn)在GPON以及EPON的標(biāo)準(zhǔn)完成，相應(yīng)的設(shè)備建設(shè)也在不斷完善，還有就是點(diǎn)到點(diǎn)的光以太網(wǎng)設(shè)備以及技術(shù)的成熟與完善;其次就是市場(chǎng)的需求，主要體現(xiàn)在高性能接入網(wǎng)絡(luò)以及差異化服務(wù)等的需求，還有就是高質(zhì)量的IPTV業(yè)務(wù)，對(duì)于接入寬帶也有了相應(yīng)的要求，且伴隨著運(yùn)營(yíng)商們競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求也在加大，業(yè)務(wù)捆綁也會(huì)帶來(lái)相應(yīng)經(jīng)濟(jì)效益，因此，促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展;最后就是成本的降低，F(xiàn)TTH設(shè)備成本的降低、光纖接入運(yùn)維成本的降低以及光纖接入成本的降低等都是FTTH技術(shù)的發(fā)展愈發(fā)迅速。

三、RFoG技術(shù)的相關(guān)概述

（一）RFoG技術(shù)的發(fā)展

在我國(guó)，基于有線雙向接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)有EPON+LAN技術(shù)以及HFC雙向網(wǎng)技術(shù)等。在進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)使用的過(guò)程中，如果采用EPON+EoC技術(shù)或者EPON+LAN技術(shù)就需要進(jìn)行新的網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)，投入成本是較高的。而如果采用HFC雙向網(wǎng)技術(shù)則存在帶寬瓶頸以及回傳匯聚噪聲等問(wèn)題?；诖?，對(duì)于RFoG技術(shù)的使用就顯得至關(guān)重要，在2008年，有諸多學(xué)者就以CMTS為基礎(chǔ)的RFoG技術(shù)展開(kāi)了相關(guān)的研究，并取得了豐富的理論成果。RFoG技術(shù)是一項(xiàng)深度光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于該技術(shù)的使用，成功地將HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的同軸電纜電傳輸部分，用單纖無(wú)光源網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行了取代，回傳傳輸、下行等采用不同的波長(zhǎng)波分復(fù)用同一光纖，較為典型的就是回傳采用1310nm或者1610nm波長(zhǎng)的光纖，下行則可以采用1550nm波長(zhǎng)的光纖。

在當(dāng)前階段，RFoG技術(shù)又可以稱之為光纖上的射頻技術(shù)，它是在DOCSIS系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上發(fā)展的光纖到戶技術(shù)，RFoG技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于上行光發(fā)射線路必須處于“突發(fā)模式”，再與CMTS上行信道相結(jié)合，利用TDMA傳輸特性實(shí)現(xiàn)上行光信號(hào)的分復(fù)用傳輸[2]。這種模式在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，與PON網(wǎng)絡(luò)有相似之處，能夠形成“點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。例如，1個(gè)光頭端對(duì)應(yīng)32個(gè)RFoG光節(jié)點(diǎn)，由此能夠看出RFoG技術(shù)極易形成網(wǎng)絡(luò)。

（二）RFoG技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

RFoG技術(shù)的完善，對(duì)我國(guó)光纖帶寬的發(fā)展，是十分重要的，需要工作人員進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，它可以將上行匯聚的噪聲進(jìn)行及時(shí)的屏蔽，同時(shí)還能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)的改善。而點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是促進(jìn)相關(guān)部署實(shí)現(xiàn)的必要條件之一，在光突發(fā)模式回轉(zhuǎn)中，光鏈路上的32個(gè)光節(jié)點(diǎn)僅有一個(gè)射頻RFoG光節(jié)點(diǎn)，該光節(jié)點(diǎn)所攜帶的噪聲將被返回，而其他用戶的噪聲則會(huì)被屏蔽[3]。當(dāng)前，基于此技術(shù)的 FTTH網(wǎng)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(guī)模的設(shè)置，而在國(guó)外的加拿大，美國(guó)等地已經(jīng)基于RFoG技術(shù)開(kāi)展了規(guī)?；腇TTH網(wǎng)絡(luò)部署。較為典型的RFoG網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，上行所采用的是1610nm波長(zhǎng)的光纖，而下行所采用的是1550nm波長(zhǎng)的光纖，在局端通過(guò)WDM波分復(fù)用后進(jìn)行單纖雙波共纖傳輸。

四、廣電FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的分析與探究

（一）單纖四波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在FTTH光纖接入網(wǎng)，敷設(shè)工作完成后，怎樣將光纖資源進(jìn)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(guān)技術(shù)人員應(yīng)該及時(shí)重視并且不斷進(jìn)行追求的最終目標(biāo)。在RFoG技術(shù)中，依據(jù)四波型FTTH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嗨贫鹊幕A(chǔ)上，提出了一種四波 FTTH融合網(wǎng)絡(luò)的方案設(shè)計(jì)，推進(jìn)了接入速率帶寬的增長(zhǎng)[4]。在進(jìn)行單纖四波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)PON信號(hào)以及RFoG信號(hào)共同網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^(guò)程中，上行所采用的是1610nm波長(zhǎng)，而下行所采用的則是1550nm的波長(zhǎng)，依舊是在局端，通過(guò)WDM波分復(fù)用1610nm的光信號(hào)、1310nm的光信號(hào)、RFoG的1550nm以及PON的1490nm，來(lái)促進(jìn)其傳輸工作的實(shí)現(xiàn)。在用戶端，通過(guò)四波長(zhǎng)的RFoG光節(jié)點(diǎn)，在用戶端，利用四波長(zhǎng)射頻RFoG光節(jié)點(diǎn)接收光信號(hào)，還要經(jīng)過(guò)PON信號(hào)回路的反射，然后由ONU來(lái)接收。同時(shí)，以DOCSIS3.0為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了以千兆位速率為基礎(chǔ)的寬帶，PON信號(hào)也同時(shí)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(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)提供雙千兆復(fù)合帶寬。四波長(zhǎng)RFoG光纖結(jié)點(diǎn)的單纖四波 FTTH融合拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)，主要體現(xiàn)在PON光信號(hào)反射環(huán)出以及RFoG光信號(hào)接收的實(shí)現(xiàn)上，電路原理主要有雙向射頻信號(hào)處理電路以及四波長(zhǎng)光組件兩部分組成。在四波長(zhǎng)光組件中，要進(jìn)行相關(guān)信號(hào)的分解復(fù)用處理，光信號(hào)的發(fā)射與接收，同時(shí)還要反射出1310nm&1490nm波長(zhǎng)，PON光信號(hào)的環(huán)出。而在雙向射頻信號(hào)處理電路的部分中，上行光信號(hào)的接收采用的是RFoG突發(fā)光模式輸出，當(dāng)下行光信號(hào)被接收時(shí)，采用光學(xué)AGC電路，在-8dBm～0dBm的光學(xué)功率范圍中，為了保持電平的穩(wěn)定，需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的輸出。

這里需要注意的是，關(guān)于波分解的復(fù)用部分，由于進(jìn)行分離的光波長(zhǎng)在1610nm&1550nm以及1310nm&1490nm，有兩個(gè)區(qū)間的劃分，因此，可以利用高波長(zhǎng)信號(hào)，來(lái)反射低波長(zhǎng)信號(hào)，以保證最終目的的實(shí)現(xiàn)與達(dá)成，這樣就可以將其設(shè)計(jì)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(duì)而言是十分簡(jiǎn)單的[5]。

（二）單纖六波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)的變化和調(diào)整，DOCSIS3.1應(yīng)運(yùn)而生，可實(shí)現(xiàn)10 Gbps的接入帶寬。而這種情況的出現(xiàn)，就意味著RFoG網(wǎng)絡(luò)設(shè)備頻率分割以及頻率帶寬的升級(jí)，頻率分割由原來(lái)的65/87升級(jí)至85/105以及204/258進(jìn)行分割[6]。而頻率帶寬則由原來(lái)的1000MHz升級(jí)至1.2GHz以及1.7GHz。同時(shí)，PON接入網(wǎng)也有了明顯的升級(jí)，下一代的PON接入網(wǎng)由原來(lái)的接入網(wǎng)的GPON以及EPON升級(jí)為10GPON，在這一升級(jí)過(guò)程中，上下行波長(zhǎng)也發(fā)生了變化，上行采用了1270nm的波長(zhǎng)，而下行則采用了1577nm的波長(zhǎng)，這種波長(zhǎng)變化的主要目的是為了進(jìn)行原有GPON以及EPON波長(zhǎng)的兼容。而伴隨著上述技術(shù)的不斷發(fā)展、革新與優(yōu)化，單纖六波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)也在這種大背景下，應(yīng)運(yùn)而生，該融合網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的初期，已經(jīng)具備了20Gbps復(fù)合接入速率帶寬的能力。在進(jìn)行單纖六波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)與構(gòu)建的過(guò)程中，促進(jìn)了RFoG信號(hào)與GPON、10GPON以及EPON信號(hào)共網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)，RFoG 的1550nm&1610nm 波長(zhǎng)信號(hào)與10GPON的1577nm&1270nm 波長(zhǎng)信號(hào)以及GPON、EPON的1490 nm&1310 nm 波長(zhǎng)信號(hào)，在局端，采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)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(jié)點(diǎn)，在接收RFoG光信號(hào)時(shí)，也要將EPON、GPON等的光信號(hào)的環(huán)出予以反射，并使用ONU環(huán)出，以實(shí)現(xiàn)PON光信號(hào)的接收。

在早期的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，PON部分通常通過(guò)EPON或GPON提供用戶端千兆速率寬帶，而隨著時(shí)代的發(fā)展，這種方式逐漸難以緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，對(duì)于用戶的需求難以做到及時(shí)的滿足后，進(jìn)行了設(shè)備的升級(jí)，轉(zhuǎn)變成了10GPON設(shè)備，能夠進(jìn)行10Gbps速率帶寬地提供。而六波長(zhǎng)RFoG光節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)以及電路原理主要由雙向射頻信號(hào)處理電路以及六波長(zhǎng)光組件兩部分構(gòu)成。這里需要關(guān)注的是，六波長(zhǎng)在雙向射頻信號(hào)處理電路部分的RFoG光節(jié)點(diǎn)與四波長(zhǎng)的RFoG光節(jié)點(diǎn)相對(duì)比較而言，區(qū)別在于頻率帶寬的變化升級(jí)。在當(dāng)前階段，頻率分割85/105、頻率寬帶1.2GHz的六波長(zhǎng)信號(hào)僅被應(yīng)用在小批商用的實(shí)網(wǎng)之中。此外，六波長(zhǎng)光組件在對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分解服用處理的過(guò)程中，反射出1270nm&1310nm&1577nm&1490m波長(zhǎng)的PON光信號(hào)環(huán)出，透射出的是1610nm&1550nm波長(zhǎng)的光信號(hào)，以供發(fā)射與接收[7]。而單纖六波長(zhǎng)光組件在進(jìn)行波分解復(fù)用的過(guò)程中，與單纖四波長(zhǎng)光組件的差異，體現(xiàn)在不能運(yùn)用高波長(zhǎng)信號(hào)透射地波長(zhǎng)信號(hào)反射。同時(shí)，不適用于單纖六波長(zhǎng)光組件的波分解復(fù)用，六波長(zhǎng)光組件只能采用CWDM粗波分器件級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)成。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，廣電FTTH的融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對(duì)于我國(guó)該行業(yè)發(fā)展的促進(jìn)作用是十分顯著的，光纖到戶是廣電網(wǎng)絡(luò)不斷前進(jìn)和發(fā)展的必然走向和趨勢(shì)，將PON技術(shù)以及RFoG技術(shù)的作用進(jìn)行充分的發(fā)揮，基于波分復(fù)用的FTTH融合網(wǎng)絡(luò)，能夠有效的促進(jìn)接入網(wǎng)等的不斷提升，對(duì)于FTTH接入網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展以及升級(jí)是非常有利的。本文從FTTH的概念、FTTH技術(shù)的發(fā)展需求、RFoG技術(shù)的發(fā)展、RFoG技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、單纖四波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及單纖六波FTTH融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了廣電FTTH的融合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的分析與研究，希望我國(guó)的廣電網(wǎng)絡(luò)能夠得到更好的發(fā)展。

作者單位：葛益峰? ? 浙江省郵電工程建設(shè)有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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