廣電城域網(wǎng)

1、廣電城域網(wǎng)及HFC網(wǎng)絡(luò)中國傳媒大學(xué)金立標(biāo),內(nèi)容簡介,一、廣電城域網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀二、廣電城域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)三、光設(shè)備和HFC網(wǎng)絡(luò),第一部分 廣電城域網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展,一、我國有線電視網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀,1、全國有線電視網(wǎng)的規(guī)模3萬8千多公里國家廣播電視光纜干線網(wǎng)；10萬公里省級干線網(wǎng)；300萬公里地市有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)。,一、我國有線電視網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀,2、廣電城域網(wǎng)的改造特點(diǎn)模擬信號和數(shù)字信號并存頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用并存信號分配和信號交

2、換并存光纜和電纜并存,一、我國有線電視網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀,3、目前存在的問題網(wǎng)絡(luò)分散，體制不一網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造方面重于“建”而疏于“管”傳輸介質(zhì)寬帶優(yōu)勢目前并未成為現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢各地節(jié)目雷同，節(jié)目交互平臺尚在建立之中，目前在提供用戶內(nèi)容上也并不占優(yōu)勢,二、廣電城域網(wǎng)的改造目標(biāo),1、構(gòu)筑和完善廣播和交互兩種業(yè)務(wù)信道；2、構(gòu)建多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)3、完善的網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控,三、廣電城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)開展,1、基本業(yè)務(wù)（1）電視業(yè)務(wù)模擬電視一般應(yīng)傳送中央

3、、省及本地重要節(jié)目，總數(shù)應(yīng)不少于20套。逐步增加數(shù)字電視廣播節(jié)目，數(shù)字電視節(jié)目總數(shù)建議應(yīng)達(dá)到45套以上。（2）廣播業(yè)務(wù)要傳送15套以上的調(diào)頻廣播，行標(biāo)要求不得少于5套。,三、廣電城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)開展,2、增值業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)廣播：股票瀏覽器、信息廣播等。EPG（電子節(jié)目指南）、VOD（視頻點(diǎn)播）等。視頻會議、視頻游戲等。,四、三網(wǎng)融合,1、技術(shù)融合廣電城域網(wǎng)能保證綜合業(yè)務(wù)的逐步開展；逐步與通信網(wǎng)接軌2、網(wǎng)絡(luò)融合逐步實(shí)現(xiàn)與Inte

4、rnet和其他網(wǎng)絡(luò)互連互通。3、業(yè)務(wù)融合4、終端融合,第二部分廣電城域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu),一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),1、基本定義（1）、廣電城域?qū)拵ЬW(wǎng)(Broadband Metropolitan Area Network for Broadcast &Television)是由廣播、交互兩個(gè)信道組成的用射頻電纜、光纜、微波、數(shù)據(jù)電纜或及其組合來傳輸、分配和交換圖像、聲音及數(shù)據(jù)信號的城域?qū)拵?、多業(yè)務(wù)有線廣播電視網(wǎng)絡(luò), 簡稱城域網(wǎng)(

5、MAN:Metropolitan Area Network)。五個(gè)要素：信道構(gòu)成、物理介質(zhì)、作業(yè)任務(wù)、處理對象和功能特點(diǎn)。,一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),（2）兩種信道廣播信道（BC）是一個(gè)單方向傳輸寬帶廣播式信號（包括視頻、音頻及數(shù)據(jù)）的傳輸信道。利用廣播信道構(gòu)建的傳輸和分配平臺稱為廣播平臺（即以往所稱的“A平臺”）。交互信道（IC）是一個(gè)雙向傳輸交互式信號、建立在業(yè)務(wù)提供商和用戶之間的、用來為用戶提供業(yè)務(wù)的傳輸信道。利用交互信道構(gòu)建的

6、傳輸、分配和交換平臺稱為交互平臺（即以往所稱的“B平臺”）。交互信道又分為反向交互通道和正向交互通道。,一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),2、廣播信道的基本結(jié)構(gòu)模型廣播信道基本結(jié)構(gòu)模型通常由一個(gè)總前端和若干分前端、一級和二級光鏈路干線、用戶分配網(wǎng)三大部分組成。 一級光鏈路采用“路由走向環(huán)型、物理連接星型”拓樸結(jié)構(gòu)； 二級光鏈路一般采用星型拓樸結(jié)構(gòu)，按需也可組成環(huán)型拓樸。 大型城域網(wǎng)中可能存在三級光鏈路。,一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),一、廣電城域網(wǎng)

7、的結(jié)構(gòu),3、交互信道的基本結(jié)構(gòu)模型（1）參照公用電信網(wǎng)長途網(wǎng)中繼網(wǎng)接入網(wǎng)（2）參照寬帶IP網(wǎng)骨干層匯聚層接入層,一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),（3）廣電城域網(wǎng)骨干網(wǎng)是指有線電視城域網(wǎng)交互信道中由主中心和多個(gè)分中心組成的完成核心層加匯聚層功能構(gòu)件的集合。接入網(wǎng)是指有線電視城域網(wǎng)交互信道中從分中心至用戶數(shù)據(jù)終端之間完成接入層功能構(gòu)件的集合。構(gòu)筑有線電視城域網(wǎng)交互信道的目的在于發(fā)揮有線電視城域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的寬帶優(yōu)勢，開展雙向交互性

8、的擴(kuò)展和增值業(yè)務(wù)。,一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),（4）基本結(jié)構(gòu)模型骨干網(wǎng)通常采用環(huán)型拓樸結(jié)構(gòu)；接入網(wǎng)采用星型拓樸結(jié)構(gòu)；目前的接入方式主要有主要面向集團(tuán)用戶光纖接入和面向公眾用戶的HFC接入、以太網(wǎng)接入及無線接入。見下圖,一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),一、廣電城域網(wǎng)的結(jié)構(gòu),4、兩個(gè)信道的關(guān)系有機(jī)統(tǒng)一和分隔方式廣播信道的一級光鏈路干線和交互信道骨干網(wǎng)光纖通過“同纜不同芯”的空間分隔方式組合在一起。廣播信道的二級光鏈路干線和同軸電纜用戶分配部

9、分與交互信道接入網(wǎng)通過“各自占用不同的頻段”的頻分復(fù)用/時(shí)分復(fù)用方式加以區(qū)分。兩個(gè)信道的路由一致性城域網(wǎng)中的兩個(gè)信道盡量做到同一路由，同一光纜分纖，分前端和分中心原則上應(yīng)使用同一機(jī)房。,二、交互信道骨干網(wǎng)建設(shè)意見,1、骨干網(wǎng)與國家廣電干線、省級廣電干線網(wǎng)的接口各地城域網(wǎng)應(yīng)以SDH/DWDM作為上下傳輸接口；2、交互信道骨干網(wǎng)核心技術(shù) IP技術(shù)IP over ATM,二、交互信道骨干網(wǎng)建設(shè)意見,3、交互信道骨干網(wǎng)技術(shù)的選擇建議

10、SDH上的包傳送（POS）技術(shù)可用于省級、地級市和縣（市）網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通。 交互信道骨干網(wǎng)應(yīng)優(yōu)先考慮采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)。也可采用在ATM網(wǎng)上傳輸IP包（IP Over ATM）技術(shù)。對于需要高安全性業(yè)務(wù)的用戶，可采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，MPLS VPN技術(shù)，或通過專線滿足用戶要求。 對于實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)，可采用具有高帶寬和服務(wù)質(zhì)量保證措施的千兆以太網(wǎng)、IP Over ATM技術(shù)甚至專線方式。,三、交互信道接入網(wǎng)建設(shè)意見,集團(tuán)

11、用戶可根據(jù)單位地理位置、已有局域網(wǎng)的配置、辦公樓設(shè)施和用戶數(shù)量等情況，選用光纖接入、以太網(wǎng)接入或HFC接入。 對上網(wǎng)對象分散、量大面廣的個(gè)體用戶，優(yōu)先考慮HFC接入，使用有線調(diào)制解調(diào)器（CM）進(jìn)行高速上網(wǎng)，通過有線調(diào)制解調(diào)器/個(gè)人計(jì)算機(jī)（CM/PC）或機(jī)頂盒/電視機(jī)（STB/TV）方式開展有線電視的擴(kuò)展業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)。,三、交互信道接入網(wǎng)建設(shè)意見,對上網(wǎng)密度較高的樓群和已布好五類線新建住宅小區(qū)的個(gè)體用戶，可采用五類線以太網(wǎng)接入方式。

12、在新建的系統(tǒng)中，為提供全方位的服務(wù)，在同軸電纜入戶的同時(shí)，可預(yù)留布放五類線接入的管孔和設(shè)備位置。 在具備相應(yīng)條件的場合，也可因地制宜地采用本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）、寬帶無線接入模式。,四、城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理,1、 ISO定義的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)具備五大管理功能故障管理：提供快速發(fā)現(xiàn)和修復(fù)故障的手段；配置管理：用于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)所配置的數(shù)據(jù)；性能管理：分析網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況；安全管理：提供某種安全策略，實(shí)現(xiàn)對受管資源的訪問；記帳管理 ：監(jiān)視

13、和記錄用戶使用網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)量和時(shí)間，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源的配額，并進(jìn)行計(jì)費(fèi)等。,四、城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理,2、有線電視城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的五個(gè)層次網(wǎng)元層（Network Element Layer）：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有數(shù)據(jù)接口或插入式數(shù)據(jù)應(yīng)答模塊，提供設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)和性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)與前端網(wǎng)管設(shè)備的通信，并接受網(wǎng)管系統(tǒng)的控制、調(diào)整指令，實(shí)施對設(shè)備的控制和調(diào)整。網(wǎng)元管理層（Element Management Layer）：由網(wǎng)元管理軟件

14、EMS支持，建立與安裝在設(shè)備中的應(yīng)答器通信，收集并處理網(wǎng)絡(luò)各種設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)信息，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行綜合評價(jià)。,四、城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理,網(wǎng)絡(luò)管理層（Network Management Layer）：在軟件的支持下。收集來自各EMS的信息，對域內(nèi)的各種設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)顯示并控制，對網(wǎng)絡(luò)實(shí)施綜合評價(jià)，并可支持對物理網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)，向高層提供信息。業(yè)務(wù)管理層（Service Management Layer）：作為網(wǎng)絡(luò)管理層和商務(wù)管理層之間的

15、接口，收集并處理來自網(wǎng)絡(luò)管理層的信息，接收并處理來自商務(wù)管理層的信息。用戶的請求和報(bào)告、施工維修和車輛運(yùn)行資料等數(shù)據(jù)處理和向有關(guān)人員發(fā)出指令均是此層的功能。商務(wù)管理層（Business Management Layer）：是基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)和決策支持系統(tǒng)DSS的網(wǎng)控和網(wǎng)管的最高層，通過提供背景資料、協(xié)助明確問題、進(jìn)行比較分析、列舉可能方案、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等方式，全面支持高層管理人員的研究和決策，提高工作效率。,第三部分 光設(shè)備,,一、光纖

16、基礎(chǔ),1、光纖的損耗特性光纖的損耗與它所傳輸光的波長有關(guān) 。三個(gè)極小值，分別位于0.85μm、1.31μm和1.55μm處，常把這三個(gè)波長稱為光纖傳輸?shù)娜齻€(gè)窗口。三個(gè)波長中，0.85μm附近的損耗最大，約3～4dB/km，1.31μm附近的損耗次之，約0.35dB/km，1.55μm附近的損耗最小，可達(dá)0.19dB/km以下。,一、光纖基礎(chǔ),2、光纖的色散特性所謂色散，是指輸入信號中包含的不同頻率或不同模式的光在光纖中傳播的速度

17、不同，不同時(shí)到達(dá)輸出端，使輸出波形展寬變形、形成失真的現(xiàn)象。由于色散的存在，光信號在傳輸一定距離后，就會展寬波形到面目全非，而不可辨認(rèn)的程度，影響了模擬信號的傳輸。類似的情況在數(shù)字信號的傳輸中也存在。在光纖有線電視系統(tǒng)中，色散的存在還與光源的調(diào)制特性一起產(chǎn)生復(fù)合二次失真（CSO）。,一、光纖基礎(chǔ),3、 1310nm光纖的傳輸特性對于1 .31μm的光，價(jià)格便宜的G .652光纖的損耗較?。s0 .35dB/km），色散常數(shù)為零，在

18、光通信中得到了非常廣泛的應(yīng)用。在傳輸距離小于35公里，且光節(jié)點(diǎn)數(shù)不太多時(shí)，采用1 .31μm技術(shù)，是建設(shè)光纖有線電視系統(tǒng)的首要選擇。,一、光纖基礎(chǔ),4、1550nm光纖的傳輸特性損耗極低 ：1 .55μm波長的光在光纖中傳輸時(shí)，單位長度的損耗目前已達(dá)到0 .20dB/km以下 ；即使加上了熔接損耗，也可以做到0 .23dB/km以下；可以利用光纖放大器對光信號直接進(jìn)行放大；色散較大 ：會產(chǎn)生噪聲和（CSO）復(fù)合二次失真,破壞光纖

19、系統(tǒng)的特性 。,二、光有源設(shè)備,1、光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)是把電信號轉(zhuǎn)換為光信號的設(shè)備 ；非線性失真：采用失真補(bǔ)償措施后，DFB直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)的載波組合三次差拍比C/CTB 和載波二次互調(diào)比C/CSO都可達(dá)60dB以上，完全可以滿足光纖有線電視系統(tǒng)傳輸多路電視信號的要求。,二、光有源設(shè)備,光發(fā)射機(jī)的激勵(lì)電平激勵(lì)電平是指對激光器進(jìn)行激勵(lì)的高頻信號的電平，也就是高頻激勵(lì)電路的輸出電平若輸入激光器的高頻激勵(lì)信號太大，將會出現(xiàn)限幅失真；反之

20、，若輸入激光器的高頻激勵(lì)信號太小，則會使調(diào)制度太小，載噪比指標(biāo)不能滿足要求。光發(fā)射機(jī)的載噪比是激勵(lì)電路的載噪比和激光器的載噪比的疊加。為了保證系統(tǒng)的載噪比，激勵(lì)電路的輸入電平不能太低。,二、光有源設(shè)備,在輸入模擬信號時(shí)，為了不發(fā)生過載，廠家都給出了光發(fā)射機(jī)的輸入電平標(biāo)準(zhǔn)值，以GI的AM-OMNI-ALM系列光發(fā)射模塊為例，為15dBmv，即75dBuV。 輸入的信號是數(shù)字信號時(shí)，廠家也給出了參考值，比模擬信號輸入時(shí)要地低，GI的是6

21、5dBuV。,二、光有源設(shè)備,光發(fā)射機(jī)輸出功率的確定首先要確定光鏈路損耗，根據(jù)光鏈路損耗，查閱光發(fā)射模塊的資料，看在該損耗下的信噪比是否滿足要求。 其次就是確定光分路器的分光比，據(jù)此來推算出光發(fā)射模塊的功率。為了計(jì)算光發(fā)射模塊的功率，需要計(jì)算出每一路光傳輸?shù)逆溌窊p耗，光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)之間的鏈路損耗包含以下幾部分： 光活動接頭損耗Lc：每只光接頭按照0.25dB計(jì)算 。具體如下：,二、光有源設(shè)備,光分路器損耗Ld：光信號是由光分路

22、器提供，光分路器會在分光比的基礎(chǔ)上增加額外損耗，按照0.5dB計(jì)算 ；光纖損耗Lf：采用1310nm單模光纖傳輸時(shí)，其損耗為0.35dB/km，實(shí)際工程上按0.4dB/km計(jì)算 ；富裕量損耗Lr：一般保留Lr=1dB的裕量損耗。 另外，光接收機(jī)的輸入電平按照－2dBmW計(jì)算。 P（dBm）＝Lc＋Ld＋Lf＋Lr－2dBmW ；P（mW）＝10P（dBm）/10 確定了每條路所需要的光功率之后，就可以確定總的光發(fā)射模塊的功率，

23、從而確定分光比。,二、光有源設(shè)備,2、光接收機(jī)光接收機(jī)的任務(wù)就是把由光纜傳送來的光信號變?yōu)殡娖竭m合、低噪聲、幅頻特性平坦的電信號，送入用戶分配網(wǎng)進(jìn)行分配給各用戶終端。 光接收機(jī)是由光電二極管、光檢測級、電信號放大器、電調(diào)衰減 VCA、輸出放大、AGC、監(jiān)測電路、告警和指示等組成。 。,二、光有源設(shè)備,光接收機(jī)的靈敏度光接收機(jī)的靈敏度定義為光接收機(jī)能夠探測到的最小光功率電平。光纖有線電視系統(tǒng)中常用的調(diào)幅光接收機(jī)的靈敏度為－9dBm

24、；當(dāng)這樣小的光電平輸入時(shí)，輸出信號的載噪比太低，故一般輸入光電平應(yīng)為－2～－3dBm。,二、光有源設(shè)備,光接收機(jī)的輸出電平光接收機(jī)的輸出電平取決于它的輸入光功率。為了保證光接收機(jī)不過載，廠家一般都會給出光接收機(jī)的輸入光功率的建議范圍。以SG2000為例，建議輸入光功率在－4dBm～2dBm之間。一般情況下可以考慮讓光接收機(jī)的光功率輸入在0dBm，按照SG2000設(shè)備手冊，此時(shí)的輸出電平在低增益的時(shí)侯為53dBmV。,三、光無源設(shè)備,

25、1、光分路器光分路器是光纖鏈路中最重要的無源器件之一，是具有多個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端的光纖匯接器件。光分路器的插入損耗是指每一路輸出光相對于輸入光損失的分貝數(shù)；光分路器的附加損耗是指由于光分路器的散熱、吸收等原因造成的損耗。光分路器某一路的分光比定義為該路輸出光功率和各路輸出光功率之和的比。,三、光無源設(shè)備,三、光無源設(shè)備,三、光無源設(shè)備,2、光衰減器光衰減器可分為固定型和可變型兩種。以 1310nm和 1550nm波長的光為例

26、，固定衰減的最大衰減量為 25dB，衰減精度為 0 5dB；可變衰減器的衰減值為 4～55dB，衰減精度為 0 .5～2dB。,三、光無源設(shè)備,3、光連接器常用的高反射損耗光連接器是PC型連接器。反射損耗更高的光連接器是APC連接器；SC/ST/FC,PC/APC。,第四部分 HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù),一、光纖接入,1、基本概念光纖接入技術(shù)實(shí)際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖，構(gòu)成光纖用戶環(huán)路（FITL），或稱光纖接入網(wǎng)（OAN），實(shí)現(xiàn)寬

27、帶接入的一種方案。根據(jù)ONU的位置，光纖接入網(wǎng)分為光纖到桌面（FTTD）、光纖到戶（FTTH）、光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到辦公室（FTTO）、光纖到樓層（FTTF）、光纖到小區(qū)（FTTZ）等幾種類型。其中FTTH將是未來寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的最終形式。,一、光纖接入,2、FTTH分類Duplex（雙纖雙向）回路在OLT端和ONU端之間使用兩路光纖，一路為下行，信號由OLT端到ONU端；另一路為上行，信號由O

28、NU端到OLT端。Simplex（單纖雙向）回路只使用一條光纖連接OLT端和ONU端，并利用WDM方式，用不同波長的光信號分別傳送上行和下行信號。,一、光纖接入,3、FTTH方案（1）基于P2P的FTTH解決方案 P2P是一種點(diǎn)對點(diǎn)光纖連接的以太網(wǎng)傳送技術(shù)。通過WDM方式將上下行波長在一根光纖上傳輸，每個(gè)用戶只需一根光纖；上行采用1310nm波長，下行采用1550nm波長。通過使用光纖傳輸，將以太網(wǎng)從局端直接延伸到用戶桌面

29、,用戶可以真正獨(dú)享100M帶寬，輕松支持可視電話、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育等高寬帶業(yè)務(wù).,一、光纖接入,（2）基于EPON/GEPON的FTTH解決方案 EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)和無源光纖傳輸方式，下行速率目前可達(dá)到10Gb/s，上行以突發(fā)的以太網(wǎng)包方式發(fā)送數(shù)據(jù)流；EPON在局端設(shè)備和ODN光耦合器之間采用1根光纖進(jìn)行連接。經(jīng)過光耦合器分路后最多連接32個(gè)用戶；上行采用1310nm波長，下行采用1490nm波長。OLT的PON

30、口所出的光纖通過合波器將1550nm模擬或數(shù)字CATV光信號合波到光纖上，經(jīng)光耦合器分路后，連接ONU；,一、光纖接入,（2）基于EPON/GEPON的FTTH解決方案ONU將1550nmCATV信號分離出來，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，還原成為普通電視機(jī)可以接收的射頻信號。ONU還將OLT發(fā)來的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過處理，發(fā)到用戶接口?？紤]到未來的“三網(wǎng)合一”將會以IP為核心協(xié)議，因此多數(shù)專家認(rèn)為EPON是未來實(shí)現(xiàn)FTTH的最佳解決方案。,一、光纖接入,

31、一、光纖接入,4、國內(nèi)FTTH的發(fā)展電信運(yùn)營商主導(dǎo)并實(shí)施設(shè)備制造商推動的商用試驗(yàn)在技術(shù)選擇方面，目前我國較多選擇EPON技術(shù)來實(shí)現(xiàn)FTTH應(yīng)用，主要是因?yàn)镚PON設(shè)備一直開發(fā)緩慢，廠商很少，而EPON設(shè)備實(shí)現(xiàn)相對簡單，成本相對較低，可選擇的廠商較多.,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,1、HFC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1） “星－樹”型城域網(wǎng)只建立一個(gè)總前端（中心），由此前端星型引出光纖干線到各個(gè)光節(jié)點(diǎn)，各個(gè)光節(jié)點(diǎn)再樹型引出電纜分配網(wǎng)絡(luò)到戶；一般小

32、型城鎮(zhèn)可采用這種結(jié)構(gòu)。,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,（2） “多星－樹”型城域網(wǎng)建立一個(gè)總前端（主中心）和多個(gè)分前端（分中心），由總前端星型引出一級光纜干線到各個(gè)分前端，各個(gè)分前端再星型引出二級光纜干線到各個(gè)光節(jié)點(diǎn)，各個(gè)光節(jié)點(diǎn)再引出電纜分配網(wǎng)絡(luò)到戶。一般中小型城市可采用這種結(jié)構(gòu)。,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,（3） “環(huán)－星－樹”星城域網(wǎng)建立一個(gè)總前端（主中心）和多個(gè)分前端（分中心），由總前端通過一級光纜干線連接各個(gè)分前端，并形成一個(gè)雙向閉合環(huán)路

33、，各個(gè)分前端再星型引出二級光纜干線到各個(gè)光節(jié)點(diǎn)，各光節(jié)點(diǎn)再引出電纜分配網(wǎng)絡(luò)到戶?？偳岸说礁鱾€(gè)分前端的一級光纜干線實(shí)際上常采用雙環(huán)傳輸結(jié)構(gòu)，并有兩路冗余切換備份，以提高可靠性。一般大中型城市可采用這種結(jié)構(gòu)。建議每個(gè)分前端覆蓋五萬戶左右，相應(yīng)光纖芯數(shù)應(yīng)當(dāng)考慮未來發(fā)展需要，相應(yīng)留有余量。,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,2、HFC頻率配置（1）頻率規(guī)劃,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,（2）上行頻段劃分,波段頻率范圍（MHz） 業(yè)務(wù)內(nèi)容

34、Ra5.0～20.2上行窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理（上行）Rb20.2～58.6上行寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)Rc58.6～65.0上行窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理（上行）,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,3、用戶共享帶寬根據(jù)現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)分析，一臺下行光發(fā)射機(jī)經(jīng)分光后大致可以服務(wù)2000到3000個(gè)用戶，上行可用45 MHz頻段共享的用戶數(shù)不超過500戶。目前在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不足的情況下，采用一臺下行光發(fā)射機(jī)經(jīng)分光后帶多個(gè)光節(jié)點(diǎn)，采用“一下四上”

35、或“一下六上”方式開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著反向業(yè)務(wù)量增加，下行光發(fā)射機(jī)的分光路數(shù)應(yīng)逐漸減少，直至采用“一下一上”方式，以增加用戶可用帶寬。,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,4、 HFC光鏈路設(shè)計(jì)HFC網(wǎng)絡(luò)光鏈路中的光纖都采用G.652單模（SM）光纖，光鏈路的工作波長有1550nm和1310nm兩種波長可供選擇。第二、三級光鏈路中應(yīng)采用1310nm波長，在第一級光鏈路中可采用1550nm或1310nm波長；在地域覆蓋較大的城市可優(yōu)先采用1550n

36、m波長，在地域覆蓋較小的城市可優(yōu)先采用1310nm波長。,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,5、HFC光節(jié)點(diǎn)規(guī)模為了更好地開展交互業(yè)務(wù)，建議新建網(wǎng)絡(luò)可采用500或250戶建立一個(gè)光節(jié)點(diǎn)。如果仍采用2000戶建立一個(gè)光節(jié)點(diǎn)，采用多端電輸出口，采用星形分配，每個(gè)電平輸出口服務(wù)用戶數(shù)盡量相等，以方便今后平滑升級到每光節(jié)點(diǎn)500或250戶。這樣做一方面可以減少反向噪聲的匯聚，另一方面也可以增加每個(gè)用戶的平均可用帶寬。,二、HFC網(wǎng)絡(luò)體系,6、電纜分配網(wǎng)

37、結(jié)構(gòu)建議光節(jié)點(diǎn)用戶數(shù)在200至300戶的采用光節(jié)點(diǎn)輸出高電平的電信號，然后通過分支、分配器無源送到用戶。但是，要注意采用相應(yīng)方式將回傳電平損耗控制在一定范圍之內(nèi)，如30dB以內(nèi)，以保障回傳通道滿足要求。也可以采用低輸出電平的電信號，再加上1至2級分配放大器送到用戶。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),1、HFC前端CMTS設(shè)計(jì)考慮問題：CMTS調(diào)制方式：64QAM、256QAM提供給用戶的帶寬，是否高于ADSL上網(wǎng)用戶比例（同時(shí)上網(wǎng)）

38、；網(wǎng)絡(luò)使用比例（同時(shí)下載）,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),舉例：下行每信道8M帶寬，采用64QAM調(diào)制方式，每個(gè)下行信道實(shí)際數(shù)據(jù)率36Mbps ；預(yù)計(jì)提供給用戶的最低并發(fā)數(shù)據(jù)速率BW在1Mbps以上 ；使用情況以高峰期上網(wǎng)用戶比例RB為50%，網(wǎng)絡(luò)使用比例UF為20%預(yù)計(jì) 。按照1000戶計(jì)算：1000*50%*20%*1Mbps/36Mbps＝ 2.7,即需要3臺CMTS；若提供400kbps的速率，則需1臺CMTS。,三、HFC

39、網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),2、回傳系統(tǒng)（C／N）的確定 根據(jù)國際電信聯(lián)盟 （ITU）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，上行信道傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率要求： BER≤10（的負(fù)9次方）；考慮到上行通道中的窄帶連續(xù)破干擾和沖擊干擾的影響，上行信道的 C／N只要大于24～26dB，結(jié)合使用FEC，即可保證誤碼率優(yōu)于10（的負(fù)9次方），滿足可靠傳輸?shù)囊?。所以，DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)上行RF信道取 C／N≥25dB。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),參考有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，一般確定為：

40、5MHz～18MHz：C／N≥20dB 18MHZ～65MHZ： C／ N≥26dB在實(shí)際雙向業(yè)務(wù)開展中，目前階段5MHz～18MHz頻段基本不用，所以回傳通道的性能標(biāo)準(zhǔn)主要在于18MHZ以上的性能情況。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),3、回傳電平設(shè)計(jì)所有Cable Modem的信號必須以相同的信號電平到達(dá)前端。如果其電平差異過大，即使管理Cable Modem的 CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令，試圖使Cable Modem受控地

41、調(diào)整輸出電平，也難以使各用戶電平上行到CMTS時(shí)一致，結(jié)果會出現(xiàn)某些用戶上行信號C／N很低，而另一些用戶上行信號產(chǎn)生過載失真。為保證各支路上行路徑的總損耗近似相等，要求從各用戶端至光節(jié)點(diǎn)的回傳路徑損耗差值小于±5dB。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),4、電纜干線設(shè)計(jì)在網(wǎng)絡(luò)的電纜干線設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用分配器作為分路器件，禁止使用分支損耗大于10dB的分支器，以保證各支路的上行路徑損耗近似相等。網(wǎng)絡(luò)路由盡量設(shè)計(jì)為多級星型傳輸結(jié)構(gòu)，因?yàn)?/p>

42、多級星型由中心到用戶的分配過程正是由各用戶上行逐級匯集的過程。只要保證了對稱性，上行下行電平必然一致。對回傳通道進(jìn)行均衡。對于一些特殊的支干線，如果回傳路徑損耗相對過小，可以設(shè)計(jì)插入一個(gè)回傳衰減器，以減小與其它支路的回傳路徑損耗的差異。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),5、分配網(wǎng)設(shè)計(jì)采用集中分配方式。從理論上講，樓道內(nèi)采用集中分配的方式入戶，既保證了各用戶的下行路徑損耗一致，又保證了各用戶的上行路徑損耗一致；同時(shí)減少了大量的電纜接頭，降低

43、了網(wǎng)絡(luò)故障率，減少了干擾信號的侵入點(diǎn) ，折中的辦法是盡量多采用4分支、6分支等分路器件。層間線改造為四屏蔽電纜 ，而入戶線暫不改變。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),6、光接收的回傳輸入電平設(shè)計(jì)每HZ固定功率法：首先分析激光器上到底可以加上多大的射頻功率，然后將總功率分配給各個(gè)信道；回傳激光機(jī)在滿載時(shí)（一般為35MHZ帶寬）所能加載的總功率電平往往都由廠家提供的，我們以廠家提供的這個(gè)參數(shù)，再根據(jù)每個(gè)信道所要求的帶寬將總功率分配給各個(gè)數(shù)據(jù)信

44、道。首先把廠家給出的總功率以1HZ的步長劃分，然后以各自信道的占有帶寬分配功率。每HZ的步長電平算法如下：激光器輸入的總功率-10 Lg[總帶寬],三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),以SG2000為例，根據(jù)SG2000設(shè)備手冊，它的回傳光發(fā)射模塊為SG2-IFPT/DFBT，建議的總輸入功率為15dBmV。 對于回傳通道，頻率范圍為0~65MHz，一般情況下有些頻段不用，我們把回傳通道按照35MHz的帶寬計(jì)算： 每Hz功率＝15－10lg

45、（35MHz）＝－60dBmV/Hz 假如目前開展的CM業(yè)務(wù)的信號帶寬為3.2MHz，則該業(yè)務(wù)對于回傳激光器的輸入功率為： －60dBmV/Hz+10lg（3.2MHz）＝5dBmV,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),7、HFC上行信道的調(diào)試（1）上行光收輸出電平，必須全部一致 所有上行光收的輸入光功率一般應(yīng)在-4~ -10dBm之間 ；最低、最高輸入光功率對應(yīng)的兩個(gè)上行光收輸出電平，必須在可調(diào)范圍之內(nèi) ；為求較好的噪聲、失真，上

46、行光收輸出電平應(yīng)在說明書規(guī)定范圍之內(nèi)，且中間偏上。上行混和后C/N:TDMA≥25dB、S-CDMA≥15dB。,三、HFC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),（2）上行調(diào)制器輸出電平為保證盡量高的C/N，在上行調(diào)制器輸出電平68~≥118 dBμV的范圍內(nèi)，應(yīng)盡量高些；應(yīng)預(yù)留：運(yùn)行調(diào)整余量±6dB；用戶分配誤差±3dB；電纜線路、光鏈路、前端誤差±3dB。根據(jù)以上四個(gè)要求，及目前設(shè)備的實(shí)際能力，設(shè)定上行調(diào)制器輸出電平及其

47、允差：TDMA，108±12dBμV；S-CDMA，103±12dBμV。,四、DOCSIS,1、標(biāo)準(zhǔn)體系1995年12月，MCNS組織發(fā)表了8個(gè)文件，統(tǒng)稱為“Data over Cable射頻接口規(guī)范”，即后來的DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)。l998年3月，國際電信聯(lián)盟接受DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)，作為Cable Modem的標(biāo)準(zhǔn)，稱為ITU-J.112標(biāo)準(zhǔn)－《交互式有線電視業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)》。1999年4月有線電視實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了第

48、二代的標(biāo)準(zhǔn)DOCSIS1.1,提供了寬帶、高質(zhì)量的語音、商業(yè)級的數(shù)據(jù)服務(wù),以及通過網(wǎng)絡(luò)共享Cable Modem提供多媒體服務(wù)。,四、DOCSIS,2000年又發(fā)表了Euro DOCSIS V1.1歐洲規(guī)范，其系統(tǒng)的頻譜劃分、頻道帶寬、信道參數(shù)的規(guī)定完全兼容歐洲標(biāo)準(zhǔn)，它能夠使DOCSIS1.0與DOCSIS1.1標(biāo)準(zhǔn)的Cable Modem在相同的網(wǎng)絡(luò)及相同的頻段中工作。最新技術(shù)規(guī)范DOCSIS TM2.0的推出，使得每個(gè)上行信道的理

49、論容量可較DOCSIS1.0／1.1(DOCSIS1.x)系統(tǒng)所能提供的上行容量增加到原來的三倍，從DOCSIS1.1的10.24Mbps增加到30.72Mbps。,四、DOCSIS,2、 DOCSIS2.0體系通過使用更高達(dá)128QAM的正交幅度調(diào)制做上行，DOCSIS 2.0將上行信道的容量提高了3倍 。64QAM調(diào)制方式，在6.4MHz的信道帶寬上，DOCSIS 2.0的上行信道可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率為30.7Mbps，而DOCSI

50、S1.0上行傳輸?shù)湫偷膽?yīng)用采用 QPSK，在1.6MHz的信道帶寬上可以達(dá)到的數(shù)據(jù)率只有2.56Mbps。,四、DOCSIS,四、DOCSIS,3、DOCSIS2.0回傳噪聲抑制技術(shù)基本上是建立在DOCSIS1.1的基礎(chǔ)之上，通過實(shí)現(xiàn)對兩種物理層(PHY)技術(shù)的支持而完成的，這兩種技術(shù)分別是同步碼分復(fù)用(S-CDMA)和高級時(shí)分復(fù)用(A—TDMA)。S-CDMA和A—TDMA都提供大體上相同的數(shù)據(jù)速率，但是它們在處理數(shù)據(jù)的方式和降低

51、噪聲干擾方面采用了不同的方法。,四、DOCSIS,（1） S-CDMAS-CDMA是直接序列擴(kuò)頻(DSSS)通信的一種，專門設(shè)計(jì)用于在電纜網(wǎng)絡(luò)上提供更強(qiáng)的抗干擾能力。DSSS的每一個(gè)數(shù)據(jù)符號在發(fā)射機(jī)端與偽隨機(jī)序列碼(碼片序列)相乘，從而“擴(kuò)展”到較寬的頻譜之上，在接收端，同樣的偽隨機(jī)序列碼被用來檢取出原始信號。由于許多個(gè)用戶共享同一頻譜，各用戶通過不同的偽隨機(jī)序列碼區(qū)分并使干擾最小，DSSS被稱做碼分復(fù)用(CDMA)。,四、DOC

52、SIS,S-CDMA對多個(gè)用戶進(jìn)行同步處理來共享同一上行信道，使得多個(gè)調(diào)制解調(diào)器能夠同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。S-CDMA帶來的一個(gè)優(yōu)勢是每個(gè)數(shù)據(jù)符號在時(shí)間上被展寬了，因此每個(gè)發(fā)送符號抗脈沖噪聲的能力也增強(qiáng)了。,四、DOCSIS,（2）A-TDMA通過嚴(yán)格的時(shí)間分配控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的訪問，其中每個(gè)時(shí)隙由CMTS中的調(diào)度管理器分配給每個(gè)Modem，控制多個(gè)用戶對共享信道的接入使用。A-TDMA有增強(qiáng)的FEC，更高的調(diào)制(原最高為16QAM)，信