第03章HFC与CableModem技术.ppt

第三章 HFC与Cable Modem技术 赵继军 河北工程大学信息与电气工程学院 zhaojijun@ 本章内容 传统的有线电视网络CATV 新一代有线电视网络---HFC Cable Modem技术 HFC的数字化发展方向 本章重点及要求 本章重点 CATV网络的结构及局限性； 双向HFC网络的结构以及网络传输环境； Cable Modem技术 本章要求 掌握HFC的网络结构以及这种结构潜在的问题； 掌握Cable Modem接入的结构、工作原理及MAC技术； 了解Cable Modem技术标准及发展趋势； 传统的有线电视网络CATV---特点及结构 CATV(Community Antenna TeleVision)，共用天线电视。 为特定的业务(单向视频广播业务)而优化设计； 通信方式：单向(下行)、广播式； 介质：同轴电缆； 频带：50～550MHz； 复用技术：FDM； 模拟传输方式。 传统的有线电视网络CATV---网络组成 头端 信号的接收与处理中心； 接收来自各种信号源的电视信号(卫星、本地) ； 将接收到的各路信号调制到一个6(8)MHz频道； 通过FDM合路器下传到干线，送往千家万户。 干线网 连接头端和信号分配点之间的电缆与设备； 距离一般为15km。 配线网 连接信号分配点之间和用户之间的电缆与设备； 包括信号分配器、同轴电缆、放大器、分支器、引入线等； 距离一般为1～3km； 传统的有线电视网络CATV---设备组成 合路器：使用FDM方式将多路有线电视信号组合； 信号分配器：将干线信号分成几路，以覆盖更大范围； 分配线：连接信号分配点与分支器，中间有放大器； 分支器：用户的接入点； 下引线(引入线)： 用户接入线缆； 放大器：对信号放大，以传送更远距离。 传统的有线电视网络CATV---系统组成 传统的有线电视网络CATV---CATV网络的局限性 业务单一：视频； 单向通信：只能下行通信，不能双向交互； 网络结构脆弱：树形结构，只要一个地方或设备故障，可能中断对众多用户的服务。 传统的CATV已不能满足现代业务(交互式、综合 业务)需求，双向改造势在必行。 本章内容 传统的有线电视网络CATV 新一代有线电视网络---HFC Cable Modem技术 HFC的数字化发展方向 新一代有线电视网络HFC---概念 HFC：Hybrid Fiber Coax，光纤同轴混合。 HFC原来指采用光传输系统代替CATV中的干线传输部分，而用户分配网仍保留同轴电缆网络结构。 HFC网是在CATV网络基础上进行改造，利用光纤传输的宽频特性，在保留原有CATV视频业务的同时，用多余的频带传输电话业务、高速数据业务和个人通信业务，构成双向的、综合业务的传输网络。 新一代有线电视网络HFC---网络结构 上图是光纤到服务区的结构示意图。每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服务区可采用相同的频谱，彼此不干扰。 新一代有线电视网络HFC---网络组成 头端 信号的接收与处理中心； 接收来自各种信号源的电视信号(卫星、本地)； 将接收到的各路电视信号调制到一个6(8)MHz频道； 通过FDM合路器下传到干线，送往千家万户。 接入到PSTN、Internet。 光纤干线网 头端到服务区光节点之间的部分(光纤)； 拓扑结构为星形。 配线网和下引线完全同CATV(放大器除外)，拓扑结构为树形。 新一代有线电视网络HFC---对CATV的改进 主干采用光纤代替同轴电缆和放大器 引入光节点——光纤与配线网的接口（光/电变换及反变换） 双向放大器代替原有的单向放大器 重建头端 增加接入PSTN的设备（DLC（数字环路载波）或PSTN交换机） 增加接入Internet的设备（Router或网关） 保留原视频接收机 增加话音、数据、视频合路和分离的设备 增加光发射器和光接收器 增加网络管理设备或接口 新一代有线电视网络HFC---双向HFC的优势 取消主干上的放大器，提高信号质量和可靠性 在主干上采用光纤，提高了容量，为宽带接入奠定了基础 为双向交互式通信提供了网络条件 通过Cable Modem可实现全业务通信（数据、话音、图像） 新一代有线电视网络HFC---HFC的频谱划分 新一代有线电视网络HFC---HFC存在的问题 可靠性问题 虽然主干采用光纤后，减少了许多放大器；但配线网仍有一些，一个放大器故障可能会中断一片。 安全性问题 共享介质存在安全隐患。 供电问题 必须给放大器供电。 操作、管理和维护问题 提供完善的服务、管理和维护，HFC营运者尚需努力。 上下行信道多干扰，会对数据通信产生影响 新一代有线电视网络HFC---HFC上行信道噪声（1/3） 主要噪声源类型 交流声调制：