HFC光網(wǎng)絡(luò)結(jié)合PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶接入優(yōu)質(zhì)化

　　一、HFC網(wǎng)絡(luò)回傳問題

　　由光纖和同軸電纜網(wǎng)絡(luò)混合組成的HFC(Hybrid Fiber Coaxial)網(wǎng)絡(luò)一般采用星型或者樹形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。要構(gòu)成雙向網(wǎng)絡(luò)，從前端(Headend)到光節(jié)點(diǎn)通過光纖傳輸，每個光節(jié)點(diǎn)另需1根光纖來實(shí)現(xiàn)雙向通信。也可以利用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，如果要接入光放大器提升下行總功率，需要引入波分復(fù)用器件。構(gòu)建雙向HFC網(wǎng)絡(luò)，開展寬帶接入業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)回傳需要很多根光纖，而且還需要很多光接收機(jī)將前端光信號回傳，同時會產(chǎn)生噪聲。若一個HFC網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，有n個光節(jié)點(diǎn)，則上下行各需要n根光纖，前端還需要n個回傳光接收機(jī)，而回傳噪聲將會在前端匯聚，劣化回傳信號的載噪比，甚至導(dǎo)致回傳系統(tǒng)無法正常工作。

　　二 PON技術(shù)及其特點(diǎn)

　　無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)技術(shù)，是一種新興的透明的寬帶接入技術(shù)。PON網(wǎng)絡(luò)起始于前端的線路終端(OLT)，終止于光節(jié)點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)。中間使用普通光分路器進(jìn)行光能量分路。

　　下行信號是從前端的OLT到用戶端的ONU；上行信號是從ONU到OLT。PON網(wǎng)絡(luò)中多個ONU共享光纖和前端OLT的回傳光接收機(jī)。PON下行采用時分復(fù)用(TDM)方式，信號廣播式下發(fā)，“一發(fā)多收”；上行采用時分多址(TDMA)技術(shù)，各個光節(jié)點(diǎn)共用一根光纖進(jìn)行回傳，“多發(fā)一收”。前端只有一個回傳光接收機(jī)，各個ONU單元輪流發(fā)送信號，實(shí)現(xiàn)光纖和回傳光接收機(jī)的資源共享。

　　PON網(wǎng)絡(luò)有總線型、樹形、星型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PON系統(tǒng)一般采用無源單(雙)星形拓?fù)�，分路比達(dá)到1∶16~1∶32，每個光節(jié)點(diǎn)可與數(shù)十個到數(shù)百個用戶端設(shè)備相連。

　　PON網(wǎng)絡(luò)的安裝、開通和維護(hù)運(yùn)營成本相對較低，并且具有提供透明寬帶的傳送能力，因此PON技術(shù)在接入網(wǎng)領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用。

　　三、結(jié)合PON技術(shù)的HFC雙向光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

　　結(jié)合HFC雙向光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，我們提出采用PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建雙向HFC光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案。該方案下行仍采用原有的光端機(jī)，下行占用一根光纖，所有光節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)回傳占用一根光纖。

　　系統(tǒng)采用無源光分路技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行多級無源光分支，前端與光節(jié)點(diǎn)可以星型、樹型、總線型三種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)，分別適用于不同的應(yīng)用場合。

　　雙向HFC網(wǎng)絡(luò)目前開展的主要業(yè)務(wù)是IP業(yè)務(wù)，所以采用E-PON技術(shù)是最合適的，它不需任何復(fù)雜的協(xié)議，光信號就能精確地下行傳輸?shù)絆NU；來自光節(jié)點(diǎn)ONU的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到前端。在物理層，可以使用1000Base的以太PHY； 同時，增加MAC控制命令進(jìn)行控制和優(yōu)化各ONU與前端OLT之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實(shí)時的TDM通信。在協(xié)議的第二層，可以采用成熟的全雙工以太網(wǎng)技術(shù)，使用TDM技術(shù)后，ONU在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)，網(wǎng)絡(luò)中沒有碰撞，所以不需CSMA/CD，從而充分利用帶寬。另外，E-PON技術(shù)通過在MAC層中實(shí)現(xiàn)802.1p以及動態(tài)帶寬分配(DBA)技術(shù)來提供與A-PON類似的QoS。