RFoG双向光纤接入系统的应用研究与关键设备的开发

摘要

近年来，随着世界互联网的不断发展，互联网衍生的多媒体业务呈几何级爆炸增长，我国对于宽带速率要求也随之不断增高，100Mbps的宽带速率已经是基本要求，500Mbps接入速率的服务已经面市，政府总理的报告中也多次提及宽带业务要提速降费，因此，互联网宽带接入业务成为了一个重要的研究课题。 Cable Modem体系为有线电视双向网服役的时间已经有20多年了，是有线电视双向业务网建设的最佳方案。其采用的DOCSIS3.0标准能提供下行1.6Gbps、上行240Mbps的高接入带宽。RFoG双向光纤接入网是一种基于该体系和标准的光传输网络结构，利用RFoG技术进行网络扩容升级是众多解决方案中最经济高效的。 本文深入研究RFoG双向光纤接入网相关的各项技术和标准，针对传统RFoG扩容方案的常见故障现象进行深入分析，研究制定新的网络升级改造方案，并针对关键设备制定开发方案，完成设备开发。之后将研究的新方案和关键设备部署到试点的现有RFoG网络中进行测试验证，并进行数据对比分析，总结了一套可推广部署的升级版RFoG双向光纤接入网技术方案和应用技术规范。 本文的主要工作如下： 首先，对传统RFoG扩容系统问题进行现场摸排。在DOCSIS3.0标准体系下启用上下行多频点绑定功能后，会出现反向通道载噪比和误码率指标明显下降等问题，导致系统稳定性明显降低。主要原因一是该网络在多频点回传时发生了OBI光差拍干扰问题，从而影响了反向信号质量，二是宽带用户数已经明显超过了网络服务组的承载能力。 然后，针对以上问题原因，制定了升级版的RFoG双向光纤接入网方案。一是每个反向服务组选用CWDM标准的不同光波长，这样即使多个光工作站同时发光也不会产生OBI问题，二是根据业务公式计算出合理的服务组规模来满足更高渗透率的业务需求，让网络不再拥塞。并且，针对FTTB和FTTH两种结构分别制定了详细的技术方案，计算并规定了发送端和接收端的技术参数，使得该网络方案能适应国内的大中小城市部署环境要求。 其次，开发了一款新型RFoG光工作站，以适应国内的应用需求并降低成本。满足整体方案所制定的反向CWDM回传波长要求，发送光功率和覆盖能力要求。新设备的主要指标均优于国家标准，C/N≥52dB，C/CSO≥65dB，C/CTB≥70dB，反向频宽扩展到85MHz，能提供更大的反向回传带宽。 最后，将升级版接入方案和新型设备应用到试点项目现场进行试运行。经过三个月的持续监测，网络运行非常稳定，反向回传信号的信噪比由26dB提升到37dB以上，误码率水平全面提高，极大提高了接入带宽、承载能力和网络品质。 本文所研发的RFoG双向光工作站是非常适合新形势和新需求的，既能成为试点地区未来大面积推进网络改造实现FTTB的最佳解决方案，也适合推广到全国各地采用了Cable Modem体系的广电网络，具有较强的科研意义和应用价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.1.1 互联网的发展历程

1.1.2 全球固定宽带接入业务的发展

1.1.3 国内固定宽带接入业务的发展

1.2 国内外研究现状

1.2.1 有线电视网络由单向发展到双向

1.2.2 Cable Modem双向网结构

1.2.3 RFoG双向光纤接入网的发展及应用

1.3 研究目的和主要内容

1.3.1 本论文的研究目的

1.3.2 本论文的主要内容

第二章 相关技术及分析

2.1 DOCSIS技术标准

2.1.1 DOCSIS技术标准的发展历程

2.1.2 DOCSIS3.0技术标准

2.2 RFoG双向光纤接入网

2.3 RFoG双向光工作站

2.4 光差拍干扰OBI

2.5 传统RFoG双向光纤接入网应用现状

2.6 本章小结

第三章 系统设计

3.1 需求分析

3.1.1 故障信息采集

3.1.2 故障原因分析和需求

3.2 传输结构设计

3.2.1 反向回传光链路设计

3.2.2 FTTB传输架构设计

3.2.3 FTTH传输架构设计

3.3 双向光工作站设计

3.3.1 FTTB型双向光工作站性能指标

3.3.2 FTTB型双向光工作站开发设计

3.3.3 FTTH型双向光工作站性能指标

3.4 本章小结

第四章 系统设计方案及关键设备的功能参数测试

4.1 FTTB型光工作站回传关键指标测试

4.2 FTTB反向传输结构性能参数测试

4.3 本章小结

第五章 系统测试及性能指标对比

5.1 采用新RFoG设计方案进行现网升级改造

5.2 升级后系统指标测试

5.3 指标测试及对比结论

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献