现代通信网络技术第八章2.pptx

8.4 基于HFC的宽带接入技术8.4.1 HFC技术概述一、HFC技术的发展 出现于20世纪70年代的有线电视（CATV）最初以向广大用户提供廉价的、高质量的视频广播为目的，自80年代中后期以来得到较快的发展。在许多国家，有线电视网覆盖率已与公用电话网不相上下，甚至超过了公用电话网。 由于有线电视网用户数量巨大，并且同轴电缆可提供较宽的工作频带和良好的信号传输质量，因此基于现有有线电视网设施的光纤/同轴电缆系统混合（Hybrid Fiber/Coaxial Cable System，HFC）接入网技术越来越引起人们的重视。 HFC是一种以模拟频分复用技术为基础，综合应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术以及射频技术的高度分布式智能宽带用户接入网络，是CATV和电信网结合的产物。HFC可以通过对现有有线电视网进行双向化升级改造而实施，光纤用作骨干传输，同轴电缆用作信号分配，在提供节目丰富质量良好的电视节目同时，还可提供电话、Internet接入、高速数据传输和多媒体等业务。 随着我国“三网合一”工程的推进和实施，HFC将会在我国宽带接入市场中扮演重要角色。?二、HFC的主要特点1）HFC的主要优点（1）传输频带较宽。HFC具有双绞铜线对无法比拟的传输带宽，可达到1GHz。（2）与现有设备兼容。视频信号可以直接进入用户的电视机，不影响原有系统使用。（3）支持宽带业务。HFC网支持现有的和待发展的宽带及窄带业务。（4）全业务能力。能够提供各种类型的模拟和数字通信业务，包括：数据、话音、视频、多媒体业务等等。2）HFC的主要缺点（1）原有有线电视网（CATV）需要双向改造。有线电视网都是单向广播式向用户传送电视，不满足网络信息双向传输的要求。（2）模拟信道传输，频带利用率不高。HFC将数字信号转换为模拟方式传输，由于噪声和干扰的影响，传输质量受到影响，因此频带利用率不高。（3）HFC接入方式以模拟频分复用方式传输信息，一个ONU可以为500-2000个用户服务，一旦发生故障，影响面很大。三、HFC频谱分配方案 HFC网络采用副载波频分复用方式，将各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输，因此合理地安排频谱十分重要，频谱分配既要考虑历史和现在，又要考虑未来的发展。我国HFC的频带划分如图8-43所示。图8-43 我国HFC的频带划分方案 低端的5MHz～42MHz频段安排为上行信道，即回传信道，其中5～8MHz用来传状态监视信息，8～12MHz用来传VOD（视频点播）信令，15～40MHz用来传电话信号。50MHz～750MHz频段为下行信道，其中50～550MHz用于传输现有的模拟有线电视信号，每个通路的频带宽度为6～8MHz，因而总共可以传60～80路电视信号。550～750MHz主要传送附加的模拟有线电视信号或数字有线电视信号，不过目前倾向于传输双向交互型通信业务，特别是VOD业务。如果采用64QAM的调制方式和MPEG-2图像信号，那么大致可以传输约200路VOD信号。高端的750～1000MHz仅用于各种双向通信业务，如个人通信业务。8.4.2 HFC网络框架结构 HFC的网络框架由馈线网、配线网和用户引入线三部分构成，如图8-44所示。图8-44 典型的HFC网络框架结构1）馈线网：指前端到服务区的光节点部分，大致对应于CATV的干线段。 2）配线网：指服务区的光节点到分支器之间的部分，在通常情况下为树型或总线结构。 3）用户引入线：指分支器到各用户之间的部分，分支器是配线网与用户引入线的分界点。 8.4.3 HFC接入系统结构 HFC网络宽带接入通过电缆调制解调器（Cable Modem）来实现，主要由位于HFC网络前端的电缆调制解调器终端系统（Cable Modem Termination System，CMTS）和位于HFC网络用户端的电缆调制解调器（Cable Modem，CM）数据传输设备组成，HFC数据接入系统如图8-45所示。图8-45 HFC的数据通信系统 前端设备CMTS一般位于网络中心，与数据网络连接的同时，还负责连接、管理和配置HFC中所有用户端CM。CMTS采用10BASE-T、100BASE-T等接口通过交换型HUB与外界设备相连，通过路由器与Internet连接，或者可以直接连接到本地服务器，享受本地业务。用户端设备CM是HFC用户数据收发装置，主要功能是通过QAM调制解调方式，与前端CMTS设备建立数据收发通道。CM有外置式和内置式两种类型，一般放在用户的家中。 Cable Modem是实现HFC高速数据接入的关键，可接收10~42Mb/s的下行数据，上行速率最高为10Mb/s。由于传输速率高，利用已有有线电视网，不占用电话线路，不影响电视广播，覆盖面积广、费用低廉，因