一、HFC網絡回傳問題

由光纖和同軸電纜網絡混合組成的HFC(Hybrid Fiber Coaxial)網絡一般采用星型或者樹形的拓撲結構。要構成雙向網絡，從前端(Headend)到光節點通過光纖傳輸，每個光節點另需1根光纖來實現雙向通信。也可以利用波分復用(WDM)技術，如果要接入光放大器提升下行總功率，需要引入波分復用器件。構建雙向HFC網絡，開展寬帶接入業務，實現回傳需要很多根光纖，而且還需要很多光接收機將前端光信號回傳，同時會產生噪聲。若一個HFC網絡采用星型結構，有n個光節點，則上下行各需要n根光纖，前端還需要n個回傳光接收機，而回傳噪聲將會在前端匯聚，劣化回傳信號的載噪比，甚至導致回傳系統無法正常工作。

二 PON技術及其特點

無源光網絡(Passive Optical Network，PON)技術，是一種新興的透明的寬帶接入技術。PON網絡起始于前端的線路終端(OLT)，終止于光節點的光網絡單元(ONU)。中間使用普通光分路器進行光能量分路。

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網絡中多個ONU共享光纖和前端OLT的回傳光接收機。PON下行采用時分復用(TDM)方式，信號廣播式下發，“一發多收”;上行采用時分多址(TDMA)技術，各個光節點共用一根光纖進行回傳，“多發一收”。前端只有一個回傳光接收機，各個ONU單元輪流發送信號，實現光纖和回傳光接收機的資源共享。

PON網絡有總線型、樹形、星型等拓撲結構。PON系統一般采用無源單(雙)星形拓撲，分路比達到1∶16~1∶32，每個光節點可與數十個到數百個用戶端設備相連。

PON網絡的安裝、開通和維護運營成本相對較低，并且具有提供透明寬帶的傳送能力，因此PON技術在接入網領域得到大量的應用。

三、結合PON技術的HFC雙向光網絡的設計

結合HFC雙向光網絡的特點，我們提出采用PON網絡技術構建雙向HFC光網絡的設計方案。該方案下行仍采用原有的光端機，下行占用一根光纖，所有光節點的業務回傳占用一根光纖。

系統采用無源光分路技術，網絡可以進行多級無源光分支，前端與光節點可以星型、樹型、總線型三種基本拓撲結構組網，分別適用于不同的應用場合。

雙向HFC網絡目前開展的主要業務是IP業務，所以采用E-PON技術是最合適的，它不需任何復雜的協議，光信號就能精確地下行傳輸到ONU; 來自光節點ONU的數據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控制命令進行控制和優化各ONU與前端OLT之間突發性數據通信和實時的TDM通信。在協議的第二層，可以采用成熟的全雙工以太網技術，使用TDM技術后，ONU在自己的時隙內發送數據報，網絡中沒有碰撞，所以不需CSMA/CD，從而充分利用帶寬。另外，E-PON技術通過在MAC層中實現802.1p以及動態帶寬分配(DBA)技術來提供與A-PON類似的QoS。

下行設計采用QAM調制器，將數據信號調制到電視信號的空閑頻帶內，和下行TV信號混合后送入下行的光發射機。www.fjjqm.com下行的數據信號除了凈荷外還要加上管理開銷。在光節點將光信號轉化為電信號，TV信號送到用戶，QAM信號被解調，根據TDM時隙分配，解出各個光節點本地的信號; 回傳可以采用價格便宜的1310nm的FP激光器，甚至LED，回傳調制是采用我們已經研發成功的“突發模式(Burst-Mode)”數字光發射電路。回傳信號以數字調制的形式，在前端分配給自己的時隙內將信號回傳到前端。這樣，前端僅僅使用一臺回傳數字光接收機就可以接收所有光節點的信號，而且克服了回傳噪聲的影響。

DBA技術保證各個光節點回傳信號的帶寬能夠按照業務需求實現動態帶寬分配，帶寬的分配可以很細密的方式進行，最小顆粒可以為64kb/s，這點和其他一些接入的呆板方式完全不同。PON技術體系中的“硬件攪動”技術可以保證網絡中數據的安全性。

綜上所述，構建結合PON技術的HFC網絡是解決目前HFC實現寬帶業務接入的行之有效的方法。