HFC网络的研究与设计.doc

HFC网络的研究与设计 一、绪论 2 二、HFC网的基本原理 3 （一）、双向HFC网络的频率分割 3 （二）、HFC网概念 4 （三）、HFC网的基本结构 5 （四）、网络的基本拓扑结构 8 1、环形网络 8 3、 树状网络 9 （五）、光发射机 10 （六）、光接收机 11 （七）、HFC光纤系统的噪声性能（CNR，载噪比） 12 1、光纤传输系统的构成及参数 12 2、光纤传输系统的噪声 12 3、载噪比（CNR）公式 14 4、CNR与输入光功率的曲线 14 （八）、HFC光纤系统的非线性失真 16 1、多频道N路电视混合后的失真 16 2、失真参数（CSO、CTB） 17 3、消波过程引起的失真分析 20 三、HFC网络的规划设计 24 （一）、HFC网络规划 24 1、 对光纤网络路由的选择 25 （二）、双向HFC光纤设计结构 27 2、 双向光缆网的设计 28 （三） 回传电平 30 （四）、汇聚噪声及抑制 33 HFC网络研究及设计 一、绪论 有线电视网络是我国广播电视传输的重要基础设施，最初是用于广大家庭用户的模拟电视信号接收。经过20多年的建设与发展，我国的HFC(Hybrid Fiber Coax)网络己成为世界上用户规模最大的有线电视网络。截至2007年底，我国有线广播电视用户数量达到1.43亿，全国拥有近3300个有线电视前端。有线电视网络的里程超过了300万公里，其中国家级光缆线路4万公里，省级及地市级光缆线路超过10万公里。目前，全国共有31个省级网络公司、321个地市级网络公司、1000多个县级有限电视网、2000多个占用电视网。 有线电视网络最初是用于广大家庭用户的模拟电视信号接收，网络的结构称之为主干—分支结构。随着网络的发展，网络运营商开始在网络上部署各种商业增值业务，如付费电视、互联网接入、数据业务等。为了提高网络数据传输质量，网络运营商开始升级网络基础设施，以环状结构通过光网连接各主节点，并逐步把光链路推向个分节点，直至用户终端，从而形成环状—树形结构。图1．1所示是一个典型的城市区域的有线电视网络，50万到100万的有线用户由一到两个有线电视的主前端服务，主前端通过光网和几个一级节点环接，各一级节点通过树状形式向各次级节点扩散，直至到达用户小区的光节点后，以同轴电缆形式到达单独的用户家庭。每个光节点服务的用户数一般为500到2000户。 HFC网络的视频传输经历了模拟电视、数字电视到目前的交互电视。数字电视系统是指电视节目产生、发射、传输、电视机接收全部采用数字信号的信息服务平台。与模拟电视相比，数字电视具有更好清晰度和抗干扰能力，更充分利用网络带宽资源、传输更多的电视节目，便于网络互联和多功能业务的开展等优势。全球范围内，自法国于1996年4月推出第一个数字电视商业广播后，全世界的数字电视广播飞速发展。2006年，全球数字电视用户已达到2．2亿，数字电视渗透率达20％。我国拟定于2015年完全实现数字转换工作，目前正处于从模拟技术向数字技术全面转换的关键时期。我国大约有3．5亿模拟电视用户要向数字电视转化。目前，全国有几百家有线网络公司开始播出有线数字电视，2007底有线数字电视用户总量达到2616万，并以每年300％的速度递增，多个城市完成了有线数字电视的整体转换。 数字电视的整体转换和相关技术的发展，是HFC网络交互电视业务的基石。伴随着人们对交互电视业务的需求日益增加，相关行业利用数字技术、采用各种方式正力图进入传统的广播影视服务领域。技术与业务的不断融合导致信息传播正在从单向单一形态向双向多元形态转变。与此同时，网络技术的飞速发展以及用户终端宽带接入技术的层出不穷，都在极力促使国内HFC网络双向化改造建设的发展。HFC网络双向化改造可以为用户提供更为个性化、专业化、多样化的广播电视和信息服务，为用户提供互动性更强的交互视频业务已成为HFC网络发展的方向。 中国作为世界第一大有线电视用户国，目前国内大部分有线电视网络是单向广播式网络，用户到广电中心的回传通道没有打通，只能为用户提供单一音视频的广播式业务。国内已经全面开始双向HFC网络的改造，其广播电视行业增值业务正在从单向广播业务向单向兼顾双向转变、从纯音视频业务向视频．数据融合业务转变，为用户提供多种类的个性化双向交互业务，部分网络公司在有线电视网络中率先实现了宽带数据接入，视频点播等双向功能业务。HFC网络的交互业务支撑能力变得越来越重要。此时，进行HFC网络交互业务支撑及业务系统关键技术的研究具有实际应用和长远意义。 传统有线电视网络从模拟时代开始就是一个单向广播网络，网络只支持视频信号从网络前端到用户的单向传送，传送采用广播技术，在任何地点接入网络的终端都可以接收到完全相同的节目内容。HFC网络的广播传输实现了视频