电子科技大学接入网技术课件第六章 HFC接入技术.ppt

接入网技术 第6章 HFC接入技术 教学重点与要求 教学重点 介绍CATV网络的结构及局限性 介绍双向HFC网络的结构以及网络环境 重点强调Cable Modem技术： 接入结构、工作原理、技术要点、技术标准 要求 了解CATV网络的结构及局限性 掌握HFC网络的结构以及特点 掌握Cable Modem接入结构、工作原理及技术要点 了解Cable Modem技术标准及发展趋势 6.1 引言 CATV网络 有线电视运营商最重要、最普及的入户基础设施 最初只使用50—550MHz频段提供单向广播电视业务 但使用新技术，可使用其他剩余频段 在CATV的基础上进行双向HFC改造 保留原有CATV有线电视业务 并可提供交互式数据业务 Cable modem 技术——一种典型的HFC接入技术 6.2 CATV网络 CATV——传统的有线电视网络 CATV的特点 为特定的业务设计 将广播视频业务传送到家而优化设计 通信方式：单向（下行）、广播式 介质：同轴电缆或以同轴电缆为基础 广播业务使用频段：50～550MHz 复用技术：FDM 模拟传输方式 CATV网络的系统结构 组成 网络组成：头端、干线网、配线网、下引线 设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器 拓扑结构：树状、鱼骨状结构（分支结构） 系统结构说明 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，最终送到千家万户 干线（网） 连接头端和信号分配点之间的电缆与设备 （信号分配器、同轴缆、放大器、分支器） 距离一般为15km 信号分配器：将干线信号分成几路，覆盖更大范围 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，使信号能达到更大的范围 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：鱼骨形结构，只要一个地方或设备故障，可能导致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）的要求，双向改造势在必行 6.3 HFC网络 HFC ：Hybrid Fiber Coax 混合的光纤同轴电缆 在原有CATV基础上进行双向改造 干线部分：光传输系统代替CATV中的同轴电缆 用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大 器改成双向的 可提供业务 保留原有CATV单向电视广播业务 利用剩余频带提供宽带数据业务 双向的HFC网络结构 光纤到服务区结构（FSA) 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 结构说明 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） 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） 配线网的拓扑结构为树形 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、话、图） HFC的频谱划分 HFC网络特点及面临的问题 特点 共享介质、点到多点结构 上行信道多干扰环境 面临问题 上行信道的分配问题（需要MAC协议） 上行信道多干扰（各种噪声） 安全性问题 可靠性问题（单点故障） 供电问题（户外设备供电） 6.4 Cable Modem 系统概述 系统结构 工作原理 协议模型 物理层 MAC层 Cable Modem系统概述 Cable Modem：电缆调制解调器（简称CM） 基于双向HFC的宽带接入技术 频分复用，实现 数据业务和传统CATV业务共存 CATV：典型频段：50—550MHz CM：典型频段：5—42MHz，550—750MHz CM上、下行双向通信 5—42MHz（上行） 550—750MHz（下行） 非对称速率方式 下行 最高42Mbps 上行 最高10M bps(QPSK 最高1.5Mbps) 两种标准 IEEE802.14，基于ATM传输 DOCSIC，基于IP传输 Cable Modem的系统结构 CMTS: Cable Modem Termination System 头端电缆调解器 CM: Cable Modem 电缆调解器 系统结构说明 CM:电缆调解器 连接用户的PC与HFC网络 对网络和用户数据进行调制/解调，并传输 实现网络与用户数据的双向交互 CMTS: 头端设备 连接数据网与HFC 对数据的调制/解调与传输，对所有CM的