基于HFC网络的三网合一.doc

HFC网络HFC技术 HFC即Hybrid FiberCoaxial的缩写，是混合光纤同轴电缆网。是一种发展前景广阔的通信技术，电信服务商现在对HFC表现出浓厚的兴趣。对有些电信服务供应商来说，采用HFC技术向居民住宅和小型商务机构提供融合了数据和视频服务的综合服务具有相当大的诱惑力。与此同时，HFC还为网络营造企业提供了众多的发展机会。但是，这一技术目前还存在一些设计缺陷，网络的建设和部署成本也比较昂贵。HFC通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于，在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成电光转换，进入用户区后要完成光电转换。 HFC的主要特点是：传输容量大，易实现双向传输，从理论上讲，一对光纤可同时传送150万路电话或2000套电视节目；频率特性好，在有线电视传输带宽内无需均衡；传输损耗小，可延长有线电视的传输距离，25公里内无需中继放大；光纤间不会有串音现象，不怕电磁干扰，能确保信号的传输质量。同传统的CATV网络相比，其网络拓扑结构也有些不同：第一，光纤干线采用星形或环状结构；第二，支线和配线网络的同轴电缆部分采用树状或总线式结构；第三，整个网络按照光结点划分成一个服务区；这种网络结构可满足为用户提供多种业务服务的要求。随着数字通信技术的发展，特别是高速宽带通信时代的到来，HFC已成为现在和未来一段时期内宽带接入的最佳选择，因而HFC又被赋予新的含义，特指利用混合光纤同轴来进行双向宽带通信的CATV网络。 HFC网络能够传输的带宽为750MHz860MHz，少数达到1GHz。根据原邮电部1996年意见，其中542/65MHz频段为上行信号占用，50MHz550MHz频段用来传输传统的模拟电视节目和立体声广播，650MHz750MHz频段传送数字电视节目、VOD等，750MHz以后的频段留着以后技术发展用。 HFC的发展方向HFC既是一种灵活的接入系统同时也是一种优良的传输系统，HFC把铜缆和光缆搭配起来，同时提供两种物理媒质所具有的优秀特性。HFC在向新兴宽带应用提供带宽需求的同时却比FTTC（光纤到路边）或者SDV（交换式数字视频）等解决方案便宜多了，HFC可同时支持模拟和数字传输，在大多数情况下，HFC可以同现有的设备和设施合并。 HFC支持现有的、新兴的全部传输技术，其中包括ATM、帧中继、SONET和SMDS（交换式多兆位数据服务）。一旦HFC部署到位，它可以很方便地被运营商扩展以满足日益增长的服务需求以及支持新型服务。总之，在目前和可预见的未来，HFC都是一种理想的、全方位的、信号分派类型的服务媒质。 HFC具备强大的功能和高度的灵活性，这些特性已经使之成为有线电视（CATV）和电信服务供应商的首选技术。由于HFC结构和现有有线电视网络结构相似，所以有线电视网络公司对HFC特别青睐，他们非常希望这一利器可以帮助他们在未来多种服务竞争局面下获得现有的电信服务供应商似的地位。基于HFC网络的三网合一 摘 要 本 文 提 出 了 一种 基 于 cable modem 技 术 ， 在 HFC 网 络 中 实 现 电 信 、 计 算机 和 有 线 电 视 三 网 的 方 案 。 1 前 言 由 于 数 字 技 术 和 计 算 机 技 术 的 迅 猛 发 展 ， 电 信 、计 算 机 和 有 线 电 视 网 络 开 始 互 相 渗 透 ， 人们 希 望 通过 单 一 网 络 向 用 户 提 供 话 音 、 数 据 、 图 像 和 电 视 等综 合 业 务 ， 这 就 是 三 网 合 一 。 如 何进 行 这 项 技 术 ，合 在 什 么 网 络 ， 国 内 外 专 家 和 技 术 人 员 都 提 出 各 自的 见 解 ， 并 投 入 大 量 的 人 力和 物 力 进 行 积 极 的 研 究， 可 谓 仁 者 见 仁 ， 智 者 见 智 。 这 里 作 者 从 中 国 覆 盖率 最 高 的 网 络 有 线 电视 的 HFC 网 络 出 发 ， 基 于 Cable Modem 技 术 提 出 了 实 现 三 网 合 一 的 实 现 方 案 。 2 系 统 结 构 有 线 电 视 系 统 中 普 遍 采 用 HFC( 光 纤 / 电 缆 ) 结 构 。采 用 光 缆 将 信 号 传 输 到 小 区 节 点 ， 再 用 同 轴 分 配 网络 将 信 号 送 到 用 户 家 中 。 由 于 用 光 纤 代 替 同 轴 干 线电 缆 后 网 络 性 能 获 得 极 大 的 改 进 ， 以 致 于 在 实 现 高效 率 宽 带 交 互 通 信 时 ， 早 期 的 光 纤 到 户 目 标 不 再认 为 是 必 须 的 。 这 样 HFC 为 将 宽 带 信 号 带 入 家 庭 铺 平了 最 后 一 公 里 。 HFC 本 身 是 一 个 CATV 网 络 ， 视 频 信 号 可 以 直 接 进 入用 户 的 电 视 机 ， 采 用 新 的 数 字 调 制 技 术 和 数 字 压 缩技 术 ， 可 以 向 用 户 提 供 数 字 电 视 和 HDTV 。 同 时 ， 话 音和 高 速 的 数 据 可 以 调 制 到 不 同 的 频 段 上 传 送 ， 来 提供 电 话 和 数 据 业 务 。 这 样 HFC 支 持 全 部 现 存 的 和 发 展的 窄 带 和 宽 带 业 务 ， 成 为 所 谓 的 全 业 务 宽 带 网 络 。而 且 ， HFC 可 以 简 单 地 过 渡 到 FTTH 网 络 ， 为 光 纤 用 户环 路 的 建 设 提 供 了 一 种 循 序 渐 进 的 手 段 。 采 用 HFC 网 络 实 现 三 网 合 一 是 通 过 Cable Modem 技 术 实现 的 ， 系 统 结 构 见 图 1 。 2.1 数 据 传 输 的 实 现 在 cable modem 技 术 中 ， 采 用 了 双 向 非 对 称 技 术 1 ， 2 ， 在 频 谱 中 分 配 90 到 860MHZ 间 的 一 个 频 段 作 为 下 行的 数 据 信 道 。 对 一 个 6MHZ 的 模 拟 带 宽 ， 通 过 64QAM 和 256QAM 数 字 调 制 ， 传 输 速 率 达 到 27Mbps 和 36Mbps 。 同 时在 频 谱 中 分 配 5 到 50MHZ 中 的 一 个 频 段 作 为 上 行 回 传 。采 用 QPSK 或 者 16QAM 调 制 ， 对 200Khz 到 3.2Mhz 的 模 拟 带 宽调 制 后 ， 可 获 得 0.3Mbps 到 10Mbps 的 速 率 。 通 过 上 行 和下 行 数 据 信 道 形 成 数 据 传 输 的 回 路 。 这 里 采 用 非 对称 技 术 ， 主 要 考 虑 到 目 前 数 据 业 务 的 信 息 量 集 中 在下 行 ， 如 internet 的 浏 览 。 系 统 遵 照 国 际 标 准 MCNS 的 规定 ， 通 信 协 议 采 用 TCP/IP 。 实 现 的 业 务 有 internet 的 高 速 接 入 ， E-mail ， 计 算 机互 连 ， 家 用 办 公 等 。 2.2 话 音 的 传 输 由 于 采 用 IP 技 术 ， 提 供 话 音 业 务 时 ， 通 过 Voice Over IP 实 现 。 3 与 PSTN 的 互 通 上 面 实 现 的 话 音 业 务 局 限 在 HFC 网 络 中 ， 或 者 通 过 Internet 网 络 ， 与 其 中 的 用 户 实 现 internet Phone 功 能 。目 前 ， 电 话 用 户 还 是 电 信 网 ， 要 真 正 提 供 话 音 业 务必 须 与 PSTN 互 通 。 实 现 互 通 的 方 法 有 两 种 。 如 图 2 。一 是 从 internet 通 过 IP Phone 网 关 来 与 公 网 相 连 。 二 是从 HFC 的 局 端 系 统 CMTS 通 过 IP Phone 网 关 走 向 公 网 3 。 4 结 束