第章混合光纤同轴电缆接入技术

第3章混合光纤/同轴电缆接入技术·本章介绍混合光纤/同轴电缆接入技术的相关内容，主要包括：●混合光纤/同轴电缆网（HFC）概述●电缆调制解调器（CableModem）●HFC网络双向传输混合光纤/同轴电缆网（HFC）概述3.1电缆调制解调器（CableModem）3.2HFC网络双向传输3.33.1混合光纤/同轴电缆网（HFC）概述·混合光纤/同轴电缆网络（HybridFiber-CoaxNetwork,HFC），是在传统的、以同轴电缆为传输媒介的有线电视（CATV）网基础上发展而来的。3.1.1HFC网络·同轴电缆网络是一个典型的宽带网络，特别适合于视频信号传输，同时还具有成本低、信号分配方便等优点。·光纤传输具有传输频带宽、传输衰耗小的优点，在各类传输网络中得到广泛应用。·将光纤传输系统与同轴电缆用户分配网相结合，既能够发挥光纤传输的优势，有效地解决电缆传输中的问题，又可以充分利用同轴电缆网络接入方便和低成本的特点，是一种传输速率高、传输质量好、成本低的宽带接入混合网络。·HFC网络兼具光纤传输和同轴电缆网络接入的优点，并克服了传统有线电视网只支持单向、广播型业务的局限性。·HFC网络可以支持IP数据业务、模拟广播电视业务、调频广播业务、数字广播电视业务和交互视频业务。·并保证各种不同业务之间不产生相互影响。3.1.2HFC网络结构

1.HFC系统参考配置·根据我国通信行业标准《接入网技术要求—混合光纤同轴电缆网（HFC）》（YD/T1063-2000）规定，HFC系统参考配置如图3-1所示。·在图图3-1所所示示参参考考配配置置中中，，HFC网网络络由由光光线线干干线线网网和和同同轴轴电电缆缆分分配配网网组组成成。。·其中中同同轴轴电电缆缆分分配配网网实实现现用用户户接接入入功功能能，，光光纤纤干干线线网网实实现现光光节节点点与与局局端端设设备备之之间间的的信信号号传传输输，，从从而而实实现现某某一一个个区区域域的的用用户户接接入入。。·在HFC网网络络中中，，各各种种业业务务信信号号均均以以副副载载波波调调制制复复用用方方式式传传输输。。·上行行和和下下行行信信号号可可以以在在不不同同的的光光纤纤中中传传输输，，也也可可以以采采用用波波分分复复用用方方式式在在同同一一根根光光纤纤中中传传输输。。·当上上下下行行信信号号采采用用粗粗波波分分复复用用方方式式传传输输时时，，下下行行信信号号使使用用1550nm波波长长区区，，上上行行信信号号使使用用1310nm波波长长区区。。3.2电电缆缆调调制制解解调调器器（（CableModem））·电缆缆调调制制解解调调器器（（CableModem，，CM））是是在在混混合合光光纤纤/同同轴轴电电缆缆(HFC)网网络络上上提提供供双双向向IP数数据据传传输输的的用用户户端端设设备备。。·根据据我我国国通通信信行行业业标标准准《《接接入入网网技技术术要要求求——电电缆缆调调制制解解调调器器（（CM））》》（（YD/T1076-2000））建建议议，，在在HFC网网络络上上进进行行双双向向IP数数据据传传输输的的网网络络配配置置如如图图3-2所所示示。。·借助于于电缆缆调制制解调调器（（CM），，HFC网网络实实现了了双向向数据据传输输。·在上述述网络络配置置中，，CM应完完成UNI与射射频接接口之之间的的信号号转换换，并并终结结CMTS与CM之之间的的管理理消息息。3.2.1CableModem工作作原理理1.CableModem内内部结结构·电缆调调制解解调器器（CM））的基基本功功能是是实现现数据据业务务的双双向传传输，，其内内部结结构如如图3-3所示示。·CM内内部有有上下下行两两条传传输通通道。。·上行传传输通通道的的数据据信号号来源源于用用户终终端设设备，，经MAC处理理、数数据编编码、、差错错控制制编码码和调调制后后传送送至HFC网络络；下下行传传输通通道的的数据据信号号来源源于HFC网络络，经经解调调、差差错控控制解解码和和数据据成帧帧后传传送至至用户户终端端设备备。2.电电缆缆调制制解调调器（（CM）工工作过过程·电缆调调制解解调器器（CM））的工工作过过程分分为上上行链链路和和下行行链路路两方方面。。·在下行链路路中，通过过内部的双双工滤波器器接收来自自HFC网网络的射频频信号，HFC网网络下行信信号采用的的调制方式式主要是256QAM或64QAM调调制，经解解调后送至至交织/FEC模块块进行去交交织和FEC纠错处处理，再送送至数据成成帧模块形形成数据帧帧，最后通通过网络接接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）传送送至用户终终端设备。。·在上行链路路中，用户户的访问请请求先由媒媒质访问控控制（MediaAccessControl，MAC）模模块中的访访问协议进进行处理，，上行数据据经由网络络接口卡（（NIC））送至上行行通道，先先在数据编编码器中对对数据进行行编码，再再经交织/FEC模模块进行信信号交织处处理和FEC差错控控制编码，，然后送入入调制器进进行调制；；上行链路路通常采用用QPSK或16QAM调制制技术，已已调信号通通过双工滤滤波器送至至HFC网网络。3.2.2CableModem应用·CableModem的应应用，可以以使HFC网络实现现双向、多多业务接入入传输。·但在不同传传输方式和和不同业务务接入环境境中，对CableModem的要要求也不同同。1.CableModem分类·根据常见应应用需求和和使用场合合，CableModem通常分为为以下五种种类型。（1）以传传输方式划划分，CableModem可分为为双向对称称式传输和和非对称式式传输。（2）以数数据传输方方向划分，，可分为单单向CableModem和双向CableModem。（3）以网网络通信模模式划分，，CableModem可可分为同步步（共享））和异步（（交换）两两种方式。。（4）以接接入模式划划分，可分分为个人CableModem（单单用户）和和宽带CableModem（多用用户），宽宽带Modem可以以具有网桥桥的功能，，可以将一一个计算机机局域网接接入。（5）以接接口类型划划分，CableModem可分为为外置式、、内置式和和交互式机机顶盒。2.业务接接入1）数据信号号传输·在CableModem技术中，，采用了双向向非对称传输技技术，在系统统传输频带中中分别配置了下行和和上行数据通通道，形成了了数据传输回路。2）话音信号号传输·在CableModem系统中，，通过IP技技术提供话音音业务，可通通过实现VoIP。3.2.4CableModem与ADSLModem的比较较1．Internet接接入应用比较较1）CableModem的典型型Internet接入入图3-6所示示为CableModem/HFC的典型Internet接入配配置。·CableModem通过头端接接入到Internet，头端包含含IP路由器器、代理服务务器或高速缓缓存（cachememory））以及控制部部分。2）ADSLModem的典型Internet接入·图3-7所示示为使用ADSLModem接入入时的一种典型结结构。·用户（个人计计算机）通过过现有的双绞绞电话铜线接入入到Internet。。3.3HFC网络双向向传输·在HFC网络络中解决双向向传输问题，，主要是解决决HFC网络络中同轴电缆缆分配网的双双向传输问题题。3.3.2双双向HFC传输网络1.HFC频谱分配·HFC采用副副载波频分复复用方式，将将各种视频、、数据和话音音信号通过调调制进行频带带分配，实现现上述多种业业务信号同时时在同轴电缆缆上传输。·在YD/T1063-2000标标准中，规定定了对于1000MHz带宽的HFC网络，可可用传输频带带范围是5~1000MHz。·经频谱分配划划分为上下行行两个传输通通道，上行通通道（UpstreamChannel）使使用5~65MHz频段段，下行通道道（DownstreamChannel））使用87-1000MHz频段，，65~87MHz之间间是上下行通通道之间的过过渡带，如图图3-11所所示。·上行通道占用用60MHz带宽，用来来传送上行业业务，如话音音及用户请求求/控制信号号等控制信息息等；下行通通道占用913MHz带带宽，用于传传送下行广播播业务、模拟拟/数字视频频业务和数据据业务，其中中87~108MHz频频段用于广播播业务，110~1000MHz频频段用于传送送模拟电视、、数字电视和和数据业务，，YD/T1063-2000建建议在606~862MHz频率范范围内传送下下行数据业务务。·IEEE802.14规规定了750MHz频率率范围的HFC网络频谱谱分配方案，，其中5～45MHz为为上行通道；；50~750MHz为为下行通道，，50～450MHz用用于传输模拟拟信号传输，，450～750MHz用于数字信信号传输。2.双向HFC传输网网络·双向HFC建立立在现有有的有线线电视传传输网络络基础上上，如图图3-12所示示。·采用频分分复用方方式实现现HFC双向传传输时，，需要完完成以下下工作。。（1）首首先要把把同轴电电缆分配配网的传传输频带带提升到到750MHz以上。。（2）将将原来网网络中使使用的单单向信号号放大器器换成双双向放大大器，该该双向放放大器在在下行方方向上按按照规定定频率范范围（下下行频段段）从前前端接收收下行信信号，将将信号放放大后再再传送至至用户终终端；上上行方向向上按照照规定频频率范围围（上行行频段））接收来来自用户户的上行行信号，，放大后后传送至至前端。。（3）改改造光纤纤节点，，使之具具有双向向传输功功能。（4）在在前端需需要增加加用于传传送话音音信号和和数据信信号的设设备，如如图3-？中与与电话网网和数据据网连接接的设备备。（5）在在用户端端也要增增加相应应的业务务接入设设备，如如综合业业务用户户单元。。·HFC双双向传输输网络中中的光节节点是一一个非常常重要的的单元，，是光缆缆与电缆缆的连接接接口。。·下行传输输信号通通过传输输光纤与与光节点点中的正正向接收收机输入入端连接接，将光光信号转转换为电电信号，，再送到到电缆中中向下传传输；上上行信号号通过传传输电缆缆与光节节点中的的反向发发射机的的输入端端连接，，将电信信号转换换为光信信号，送送入光缆缆传送至至前端。。3.3.3HFC上上行通道道关键技技术·实现HFC网络络