第3章混合光纖同軸電纜接入技術(shù)

1、l本章介紹混合光纖本章介紹混合光纖/同軸電纜接入技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，主同軸電纜接入技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，主要包括：要包括：混合光纖混合光纖/同軸電纜網(wǎng)同軸電纜網(wǎng)HFC概述概述電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸l本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：HFC的概念的概念HFC的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)HFC的網(wǎng)絡(luò)頻帶劃分的網(wǎng)絡(luò)頻帶劃分Cable Modem系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理l本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：Cable Modem工作過(guò)程工作過(guò)程Cable Modem基本協(xié)議結(jié)構(gòu)基本協(xié)議結(jié)構(gòu)混合光纖混合光纖/ /同軸電纜網(wǎng)（同軸電纜網(wǎng)（HFCHFC）概述）概述3.13.1電纜調(diào)制

2、解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable ModemCable Modem）3.23.2HFCHFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸3.33.3l混合光纖同軸電纜網(wǎng)（混合光纖同軸電纜網(wǎng)（Hybrid Fiber Coax，HFC）是采用）是采用光纖和有線電視網(wǎng)絡(luò)（光纖和有線電視網(wǎng)絡(luò)（CATV）傳輸數(shù)據(jù)的寬帶接入技術(shù)）傳輸數(shù)據(jù)的寬帶接入技術(shù)，它從傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)發(fā)展而來(lái)。，它從傳統(tǒng)有線電視網(wǎng)發(fā)展而來(lái)。l許多國(guó)家的許多國(guó)家的CATV覆蓋率與公用電話網(wǎng)不相上下，甚至超覆蓋率與公用電話網(wǎng)不相上下，甚至超過(guò)了公用電話網(wǎng)，是重要的過(guò)了公用電話網(wǎng)，是重要的信息傳輸基礎(chǔ)設(shè)施信息傳輸基礎(chǔ)設(shè)施之一。之一。l傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的CATV多

3、為同軸電纜系統(tǒng)或微波電纜系統(tǒng)，承載的多為同軸電纜系統(tǒng)或微波電纜系統(tǒng)，承載的業(yè)務(wù)一般只有電視和調(diào)頻廣播，只有從業(yè)務(wù)一般只有電視和調(diào)頻廣播，只有從局端局端（前端前端）向用）向用戶的信號(hào)，而沒(méi)有從用戶到前端的信號(hào)。戶的信號(hào)，而沒(méi)有從用戶到前端的信號(hào)。l20世紀(jì)世紀(jì)90年代初，隨著光傳輸技術(shù)的成熟與發(fā)展，人們開(kāi)年代初，隨著光傳輸技術(shù)的成熟與發(fā)展，人們開(kāi)始考慮在有線電視系統(tǒng)中采用光傳輸，這種始考慮在有線電視系統(tǒng)中采用光傳輸，這種采用光傳輸?shù)牟捎霉鈧鬏數(shù)挠芯€電視網(wǎng)就是混合光纖同軸網(wǎng)有線電視網(wǎng)就是混合光纖同軸網(wǎng)。l隨著隨著Internet的發(fā)展，傳統(tǒng)的的發(fā)展，傳統(tǒng)的CATV網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿足人們網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿

4、足人們對(duì)信息的需求。對(duì)信息的需求。 在在HFC上利用上利用電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem，CM）提供高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)的技術(shù)得到迅速發(fā)展。提供高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)的技術(shù)得到迅速發(fā)展。lHFC優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)傳輸容量大，易實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，從理論上講，一對(duì)光纖可同時(shí)傳輸容量大，易實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，從理論上講，一對(duì)光纖可同時(shí)傳送傳送150萬(wàn)路電話或萬(wàn)路電話或2 000套電視節(jié)目套電視節(jié)目頻率特性好，在有線電視傳輸帶寬內(nèi)無(wú)需均衡頻率特性好，在有線電視傳輸帶寬內(nèi)無(wú)需均衡傳輸損耗小，可延長(zhǎng)有線電視的傳輸距離，傳輸損耗小，可延長(zhǎng)有線電視的傳輸距離，25km內(nèi)無(wú)需中繼放內(nèi)無(wú)需中繼放大大光纖間不會(huì)有串音現(xiàn)象，不怕電

5、磁干擾，能確保信號(hào)的傳輸質(zhì)光纖間不會(huì)有串音現(xiàn)象，不怕電磁干擾，能確保信號(hào)的傳輸質(zhì)量量可支持可支持IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、模擬廣播電視業(yè)務(wù)、調(diào)頻廣播業(yè)務(wù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)、模擬廣播電視業(yè)務(wù)、調(diào)頻廣播業(yè)務(wù)、數(shù)字廣播電視業(yè)務(wù)和交互視頻業(yè)務(wù)，并保證各種不同業(yè)務(wù)之間不產(chǎn)生廣播電視業(yè)務(wù)和交互視頻業(yè)務(wù)，并保證各種不同業(yè)務(wù)之間不產(chǎn)生相互影響。相互影響。 1 1、HFCHFC系統(tǒng)參考配置系統(tǒng)參考配置根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接入網(wǎng)技術(shù)要求接入網(wǎng)技術(shù)要求混合光纖同軸電纜網(wǎng)混合光纖同軸電纜網(wǎng)（HFC）（YD/T 1063-2000）規(guī)定，）規(guī)定，HFC系統(tǒng)參考配置如圖系統(tǒng)參考配置如圖3-1所示。所示。圖3-1 混合

6、光纖/同軸電纜網(wǎng)HFC系統(tǒng)參考配置l在HFC網(wǎng)絡(luò)中，各種業(yè)務(wù)信號(hào)均以副載波調(diào)制復(fù)用方式傳輸。l上行和下行信號(hào)可以在不同的光纖中傳輸，也可以采用波分復(fù)用方式在同一根光纖中傳輸。當(dāng)上下行信號(hào)采用粗波分復(fù)用方式傳輸時(shí)，下行信號(hào)使用1550nm波長(zhǎng)區(qū)，上行信號(hào)使用1310nm波長(zhǎng)區(qū)。l電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem，CM）是在混合光纖）是在混合光纖/同軸電纜同軸電纜（HFC）網(wǎng)絡(luò)上提供）網(wǎng)絡(luò)上提供雙向雙向IP數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡挠脩舳擞脩舳嗽O(shè)備。根據(jù)我國(guó)通信設(shè)備。根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接入網(wǎng)技術(shù)要求接入網(wǎng)技術(shù)要求電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）（YD/T 1076-

7、2000）建議，在）建議，在HFC網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行雙向網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行雙向IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)配置如數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)配置如圖圖3-2所示。所示。圖3-2 HFC網(wǎng)絡(luò)雙向IP數(shù)據(jù)傳輸配置lCMTS：電纜調(diào)制解調(diào)器頭端管理控制器，是：電纜調(diào)制解調(diào)器頭端管理控制器，是HFC網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)與 數(shù)據(jù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP）的連接設(shè)備）的連接設(shè)備；完成數(shù)據(jù)與；完成數(shù)據(jù)與RF（射頻）的轉(zhuǎn)換（射頻）的轉(zhuǎn)換lCMTS也是也是管理和控制管理和控制CM的設(shè)備，的設(shè)備， CM的工作參數(shù)由的工作參數(shù)由CMTS管理和控制，包括：上行頻率、上行調(diào)制方式、上管理和控制，包括：上行頻率、上行調(diào)制方式、上行電平等行電平等lCM：電纜調(diào)制解調(diào)器，：電纜調(diào)制

8、解調(diào)器，CM是放在用戶家中的終端設(shè)備，是放在用戶家中的終端設(shè)備，連連接用戶的接用戶的PC機(jī)和機(jī)和HFC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，提供用戶數(shù)據(jù)接入。，提供用戶數(shù)據(jù)接入。lCM接收從接收從CMTS發(fā)送來(lái)的發(fā)送來(lái)的QAM調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)并解調(diào)；在相反的并解調(diào)；在相反的方向上從方向上從PC機(jī)接收到的以太幀經(jīng)調(diào)制后，通過(guò)機(jī)接收到的以太幀經(jīng)調(diào)制后，通過(guò)HFC網(wǎng)絡(luò)的上網(wǎng)絡(luò)的上行數(shù)據(jù)通路傳送給行數(shù)據(jù)通路傳送給CMTS。 1 1、Cable ModemCable Modem內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)l電纜調(diào)制解調(diào)器（電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）的基本功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的雙向）的基本功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的雙向傳輸，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖傳輸，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如

9、圖3-3所示。所示。圖圖3-3 電纜調(diào)制解調(diào)器電纜調(diào)制解調(diào)器CM內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)lCM內(nèi)部有上下行兩條傳輸通道：上行傳輸通道的數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)源于用戶終端設(shè)備，經(jīng)MAC處理、數(shù)據(jù)編碼、差錯(cuò)控制編碼和調(diào)制后傳送至HFC網(wǎng)絡(luò)；下行傳輸通道的數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)源于HFC網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)解調(diào)、差錯(cuò)控制解碼和數(shù)據(jù)成幀后傳送至用戶終端設(shè)備。下行鏈路：通過(guò)雙工下行鏈路：通過(guò)雙工濾波器接收來(lái)自濾波器接收來(lái)自HFC網(wǎng)絡(luò)的射頻信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)的射頻信號(hào)， HFC網(wǎng)絡(luò)下行信號(hào)采網(wǎng)絡(luò)下行信號(hào)采用的調(diào)制方式主要是用的調(diào)制方式主要是256QAM或或64QAM調(diào)調(diào)制，經(jīng)解調(diào)后送至去交制，經(jīng)解調(diào)后送至去交織織/FEC模塊進(jìn)行去交模塊進(jìn)行去交織和織和FE

10、C糾錯(cuò)處理，再糾錯(cuò)處理，再送至數(shù)據(jù)成幀模塊形成送至數(shù)據(jù)成幀模塊形成數(shù)據(jù)幀，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口卡（接口卡（Network Interface Card，NIC）傳送至用戶終端設(shè)備。傳送至用戶終端設(shè)備。上行鏈路：用戶的訪問(wèn)請(qǐng)上行鏈路：用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求先由媒質(zhì)訪問(wèn)控制求先由媒質(zhì)訪問(wèn)控制（Media Access Control，MAC）模塊中的訪問(wèn)協(xié)議進(jìn)）模塊中的訪問(wèn)協(xié)議進(jìn)行處理，上行數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)行處理，上行數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口卡（接口卡（NIC）送至上行通）送至上行通道，由數(shù)據(jù)編碼器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)道，由數(shù)據(jù)編碼器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，再經(jīng)交織行編碼，再經(jīng)交織/FEC模塊模塊進(jìn)行信號(hào)交織處理和進(jìn)行信

11、號(hào)交織處理和FEC差差錯(cuò)控制編碼，然后送入調(diào)制錯(cuò)控制編碼，然后送入調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制；上行鏈路通常器進(jìn)行調(diào)制；上行鏈路通常采用采用QPSK或或16QAM調(diào)制技調(diào)制技術(shù)，已調(diào)信號(hào)通過(guò)雙工濾波術(shù)，已調(diào)信號(hào)通過(guò)雙工濾波器送至器送至HFC網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。l下行廣播機(jī)制下行廣播機(jī)制：下行通道是一種多址控制，一個(gè)：下行通道是一種多址控制，一個(gè)CMTS能管能管2000個(gè)個(gè)CM，這些，這些CM都共享這一下行通道都共享這一下行通道 ，CMTS以以廣播形式廣播形式通過(guò)通過(guò)下行通道發(fā)送多址數(shù)據(jù)信息下行通道發(fā)送多址數(shù)據(jù)信息 ，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，每個(gè)，每個(gè)CM都擁有一唯都擁有一唯一的一的地址碼地址碼（48位，制造商定位，制

12、造商定），），CM通過(guò)下行信號(hào)中的地址碼通過(guò)下行信號(hào)中的地址碼與自己的地址碼進(jìn)行判別是否是自己的信息與自己的地址碼進(jìn)行判別是否是自己的信息l上行時(shí)分復(fù)用（上行時(shí)分復(fù)用（TDMA）機(jī)制）機(jī)制：上行通道是一種匯聚式的：上行通道是一種匯聚式的通訊通訊多點(diǎn)到一點(diǎn)多點(diǎn)到一點(diǎn)。CMTS將上行通道劃分成一個(gè)個(gè)將上行通道劃分成一個(gè)個(gè)小時(shí)隙小時(shí)隙，每個(gè)小時(shí)隙由，每個(gè)小時(shí)隙由CMTS分配給在線的分配給在線的CM，CM在屬于自己在屬于自己的小時(shí)隙內(nèi)發(fā)送信息。的小時(shí)隙內(nèi)發(fā)送信息。l小時(shí)隙的分配是小時(shí)隙的分配是CMTS根據(jù)在線的根據(jù)在線的CM數(shù)量實(shí)行數(shù)量實(shí)行動(dòng)態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配的，例如某一的，例如某一CM下線后，系統(tǒng)會(huì)將原

13、來(lái)屬于這個(gè)下線后，系統(tǒng)會(huì)將原來(lái)屬于這個(gè)CM用的用的時(shí)隙釋放出來(lái)分配給其他在線時(shí)隙釋放出來(lái)分配給其他在線CM。lCable Modem的應(yīng)用，可以使的應(yīng)用，可以使HFC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)雙向、多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)雙向、多業(yè)務(wù)接入傳輸。但在不同傳輸方式和不同業(yè)務(wù)接入環(huán)境中，對(duì)接入傳輸。但在不同傳輸方式和不同業(yè)務(wù)接入環(huán)境中，對(duì)Cable Modem的要求也不同。的要求也不同。 l根據(jù)常見(jiàn)應(yīng)用需求和使用場(chǎng)合，根據(jù)常見(jiàn)應(yīng)用需求和使用場(chǎng)合，Cable Modem通常分為以下通常分為以下五種類(lèi)型。五種類(lèi)型。（1）以傳輸方式劃分，）以傳輸方式劃分，Cable Modem可分為可分為雙向?qū)ΨQ(chēng)式傳輸雙向?qū)ΨQ(chēng)式傳輸和和非對(duì)稱(chēng)式傳輸

14、非對(duì)稱(chēng)式傳輸。（2）以數(shù)據(jù)傳輸方向劃分，可分為）以數(shù)據(jù)傳輸方向劃分，可分為單向單向Cable Modem和和雙向雙向Cable Modem。 （3）以網(wǎng)絡(luò)通信模式劃分，）以網(wǎng)絡(luò)通信模式劃分，Cable Modem可分為可分為同步同步（共享）（共享）和和異步異步（交換）兩種方式。（交換）兩種方式。（4）以接入模式劃分，可分為）以接入模式劃分，可分為個(gè)人個(gè)人Cable Modem（單用戶）（單用戶）和和寬帶寬帶Cable Modem（多用戶），寬帶（多用戶），寬帶Modem可以具有網(wǎng)橋可以具有網(wǎng)橋的功能，可以將一個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)接入。的功能，可以將一個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)接入。（5）以接口類(lèi)型劃分，）以接口

15、類(lèi)型劃分，Cable Modem可分為可分為外置式外置式、內(nèi)置式內(nèi)置式和和交互式機(jī)頂盒交互式機(jī)頂盒。lCable Modem前端設(shè)備前端設(shè)備CMTS設(shè)置在局端設(shè)備的前端，設(shè)置在局端設(shè)備的前端， Cable Modem設(shè)置于用戶端，設(shè)置于用戶端， Cable Modem通過(guò)通過(guò)HFC上行通道與上行通道與CMTS通信，接收通信，接收CMTS傳送的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的配置。傳送的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的配置。（1）CM加電后與頭端加電后與頭端CMTS同步同步CM掃描所有下行頻道，尋找有效控制信息（廣播信息）掃描所有下行頻道，尋找有效控制信息（廣播信息）一般一般CM首選對(duì)上次使用過(guò)的頻道進(jìn)行搜索（內(nèi)存保存）首

16、選對(duì)上次使用過(guò)的頻道進(jìn)行搜索（內(nèi)存保存）（2）獲取上行信道參數(shù)并請(qǐng)求注冊(cè)）獲取上行信道參數(shù)并請(qǐng)求注冊(cè)CM收到頭端發(fā)來(lái)的上行信道傳輸參數(shù)（包括上行電平數(shù)值、收到頭端發(fā)來(lái)的上行信道傳輸參數(shù)（包括上行電平數(shù)值、DHCP和和TFTP服務(wù)器的服務(wù)器的IP地址等）地址等）CM根據(jù)參數(shù)中指配的上行通路向頭端發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求消息根據(jù)參數(shù)中指配的上行通路向頭端發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求消息（3）注冊(cè)認(rèn)可，開(kāi)始認(rèn)證、密鑰交換、初始化）注冊(cè)認(rèn)可，開(kāi)始認(rèn)證、密鑰交換、初始化（4）帶寬請(qǐng)求與分配）帶寬請(qǐng)求與分配（5）在分配的帶寬里上傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的交互）在分配的帶寬里上傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的交互（1）數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸）數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸l在在C

17、able Modem技術(shù)中，采用了雙向非對(duì)稱(chēng)傳輸技技術(shù)中，采用了雙向非對(duì)稱(chēng)傳輸技術(shù)，在系統(tǒng)傳輸頻帶中分別配置了下行和上行數(shù)據(jù)術(shù)，在系統(tǒng)傳輸頻帶中分別配置了下行和上行數(shù)據(jù)通道，形成了數(shù)據(jù)傳輸回路。通道，形成了數(shù)據(jù)傳輸回路。（2）話音信號(hào)傳輸）話音信號(hào)傳輸l在在Cable Modem系統(tǒng)中，通過(guò)系統(tǒng)中，通過(guò)IP技術(shù)提供話音業(yè)務(wù)，技術(shù)提供話音業(yè)務(wù)，可通過(guò)實(shí)現(xiàn)可通過(guò)實(shí)現(xiàn)VoIP。 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)規(guī)范規(guī)范說(shuō)明說(shuō)明IEEE802.14工作工作組組IEEE802.14以以ATM為核心為核心（承載（承載ATM信元）信元）MCNSDOCSIS以以IP為核心為核心（承載可變長(zhǎng)（承載可變長(zhǎng)packets）MCNS：Mu

18、ltimedia Cable network System（多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）（多媒體電纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）DOCSIS: Data Over Cable Service Interface Specification（有線（有線電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范）電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范）（1）物理層）物理層l物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)子層物理媒質(zhì)關(guān)聯(lián)子層（Physical Medium Dependent sublayer，PMD）l傳輸匯聚子層傳輸匯聚子層（Transmission Convergence sublayer，TC）（2）MAC層層（3）上層）上層（1）物理層）物理層（2）傳輸會(huì)聚子層）傳輸會(huì)聚子層TC（3）M

19、AC子層子層（4）數(shù)據(jù)鏈路加密子層）數(shù)據(jù)鏈路加密子層圖3-5 基于DOCSIS的Cable Modem層次結(jié)構(gòu) 1 1、 Internet Internet接入應(yīng)用比較接入應(yīng)用比較 （1）Cable Modem的典型的典型Internet接入接入l圖圖3-6所示為所示為Cable Modem/HFC的典型的典型Internet接入配置。接入配置。Cable Modem通過(guò)頭端接入到通過(guò)頭端接入到Internet，頭端包含，頭端包含IP路由器、路由器、代理服務(wù)器或高速緩存（代理服務(wù)器或高速緩存（cache memory）以及控制部分。）以及控制部分。圖3-6 Cable Modem/HFC網(wǎng)絡(luò)的

20、典型網(wǎng)絡(luò)的典型Internet接入接入l圖圖3-7所示為使用所示為使用ADSL Modem接入時(shí)的一種典型結(jié)構(gòu)。接入時(shí)的一種典型結(jié)構(gòu)。用戶（個(gè)人計(jì)算機(jī)）通過(guò)現(xiàn)有的雙絞電話銅線接入到用戶（個(gè)人計(jì)算機(jī)）通過(guò)現(xiàn)有的雙絞電話銅線接入到Internet。圖3-7 ADSL Modem的典型的典型Internet接入接入l在在HFC網(wǎng)絡(luò)中解決雙向傳輸問(wèn)題，主要是解決網(wǎng)絡(luò)中解決雙向傳輸問(wèn)題，主要是解決HFC網(wǎng)絡(luò)中同軸電纜分配網(wǎng)的雙向傳輸問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)中同軸電纜分配網(wǎng)的雙向傳輸問(wèn)題。3.3.1 3.3.1 雙向傳輸方式雙向傳輸方式1、頻分雙工、頻分雙工2、時(shí)分雙工、時(shí)分雙工3、空分雙工、空分雙工HFC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)光纖

21、干線光纖干線采用采用空分雙工傳輸空分雙工傳輸，同軸電纜分同軸電纜分配網(wǎng)配網(wǎng)采用采用頻分雙工傳輸頻分雙工傳輸 1 1、HFCHFC頻譜分配頻譜分配lHFC采用副載波頻分復(fù)用方式，將各種視頻、數(shù)據(jù)和話音信采用副載波頻分復(fù)用方式，將各種視頻、數(shù)據(jù)和話音信號(hào)通過(guò)調(diào)制進(jìn)行頻帶分配，實(shí)現(xiàn)上述多種業(yè)務(wù)信號(hào)同時(shí)在同軸號(hào)通過(guò)調(diào)制進(jìn)行頻帶分配，實(shí)現(xiàn)上述多種業(yè)務(wù)信號(hào)同時(shí)在同軸電纜上傳輸。電纜上傳輸。l在在YD/T 1063-2000標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了對(duì)于1000MHz帶寬的帶寬的HFC網(wǎng)絡(luò)，可用傳輸頻帶范圍是網(wǎng)絡(luò)，可用傳輸頻帶范圍是51000MHz。圖3-11 HFC射頻頻帶分配方案l上行通道占用上行

22、通道占用60MHz帶寬，用來(lái)傳送上行業(yè)務(wù)，如話音及用帶寬，用來(lái)傳送上行業(yè)務(wù)，如話音及用戶請(qǐng)求戶請(qǐng)求/控制信號(hào)等控制信息等；控制信號(hào)等控制信息等；l下行通道占用下行通道占用913MHz帶寬，用于傳送下行廣播業(yè)務(wù)、模擬帶寬，用于傳送下行廣播業(yè)務(wù)、模擬/數(shù)字視頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中數(shù)字視頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其中87108MHz頻段用于頻段用于廣播業(yè)廣播業(yè)務(wù)務(wù)，1101000MHz頻段用于傳送頻段用于傳送模擬電視、數(shù)字電視模擬電視、數(shù)字電視和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)，YD/T 1063-2000建議在建議在606862MHz頻率范圍內(nèi)傳送下頻率范圍內(nèi)傳送下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。圖3-12 雙向HFC傳輸網(wǎng)絡(luò)

23、結(jié)構(gòu)l采用頻分復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)采用頻分復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)HFC雙向傳輸時(shí)，需要完成以下工作雙向傳輸時(shí)，需要完成以下工作（1）首先要把同軸電纜分配網(wǎng)的）首先要把同軸電纜分配網(wǎng)的傳輸頻帶提升到傳輸頻帶提升到750MHz以以上上。（2）將原來(lái)網(wǎng)絡(luò)中使用的單向信號(hào)放大器換成）將原來(lái)網(wǎng)絡(luò)中使用的單向信號(hào)放大器換成雙向放大器雙向放大器，該雙向放大器在下行方向上按照規(guī)定頻率范圍（下行頻段）從該雙向放大器在下行方向上按照規(guī)定頻率范圍（下行頻段）從前端接收下行信號(hào)，將信號(hào)放大后再傳送至用戶終端；上行方前端接收下行信號(hào)，將信號(hào)放大后再傳送至用戶終端；上行方向上按照規(guī)定頻率范圍（上行頻段）接收來(lái)自用戶的上行信號(hào)，向上按照規(guī)定

24、頻率范圍（上行頻段）接收來(lái)自用戶的上行信號(hào)，放大后傳送至前端。放大后傳送至前端。（3）改造光纖節(jié)點(diǎn)改造光纖節(jié)點(diǎn)，使之具有雙向傳輸功能。，使之具有雙向傳輸功能。（4）在前端需要增加用于傳送話音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)備，）在前端需要增加用于傳送話音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)備，如圖如圖3-12中與電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)連接的設(shè)備。中與電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)連接的設(shè)備。33 下行幀結(jié)構(gòu)下行幀結(jié)構(gòu)l下行幀結(jié)構(gòu)為下行幀結(jié)構(gòu)為MPEG-2幀幀MPEG2:Motion Picture Experts Group compression algorithm 2運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組壓縮算法運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組壓縮算法2l一個(gè)一個(gè)MPEG-2由頭部和載

25、荷組成（共由頭部和載荷組成（共188字節(jié)）字節(jié)）基于基于ATM的的CM：4字節(jié)頭部字節(jié)頭部184字節(jié)載荷字節(jié)載荷基于基于IP的的CM： 4字節(jié)頭部字節(jié)頭部1字節(jié)指針域（可選）字節(jié)指針域（可選）183/184字節(jié)載荷字節(jié)載荷l一個(gè)一個(gè)MPEG可封裝多個(gè)可封裝多個(gè)MAC幀幀l一個(gè)一個(gè)MAC幀可能被分片，由多個(gè)幀可能被分片，由多個(gè)MPEG幀承載幀承載34上行幀結(jié)構(gòu)上行幀結(jié)構(gòu)l上行幀結(jié)構(gòu)為小時(shí)隙流上行幀結(jié)構(gòu)為小時(shí)隙流l上行信道承載三種上行信道承載三種PDU（管理、請(qǐng)求、數(shù)據(jù)）（管理、請(qǐng)求、數(shù)據(jù)）上行信道的時(shí)隙劃分上行信道的時(shí)隙劃分上行信道的傳輸方式：上行信道的傳輸方式：FDMAFDMATDMATDMA

26、每個(gè)時(shí)隙稱(chēng)為每個(gè)時(shí)隙稱(chēng)為minislotminislot每個(gè)每個(gè)minislotminislot是上行信道帶寬分配的基本單位是上行信道帶寬分配的基本單位上行信道承載的上行信道承載的MAC PDUMAC PDU類(lèi)型類(lèi)型信道請(qǐng)求信道請(qǐng)求PDUPDU：Request PDU(miniPDU)Request PDU(miniPDU)，占，占1 1個(gè)個(gè)minislotminislot數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸PDUPDU：data PDUdata PDU，一般占多個(gè)，一般占多個(gè)minislotminislot管理信息管理信息PDUPDU：manage PDUmanage PDU，占多個(gè)時(shí)隙，占多個(gè)時(shí)隙不同的不同的

27、PDUPDU在頭部由不同的類(lèi)型表示在頭部由不同的類(lèi)型表示35Request PDU：用于：用于CM請(qǐng)求上行帶寬，含請(qǐng)求上行帶寬，含CM ID、所需時(shí)隙數(shù)等、所需時(shí)隙數(shù)等Data PDU：ATM信元（信元（802.14 標(biāo)準(zhǔn)）或可變長(zhǎng)分組（標(biāo)準(zhǔn)）或可變長(zhǎng)分組（DOCSIS)Manage PDU：用于測(cè)距、功率調(diào)整等：用于測(cè)距、功率調(diào)整等36 上行信道的帶寬請(qǐng)求與分配上行信道的帶寬請(qǐng)求與分配帶寬的請(qǐng)求與分配由帶寬的請(qǐng)求與分配由CM與與CMTS交互實(shí)現(xiàn)交互實(shí)現(xiàn)CM向向CMTS請(qǐng)求，由請(qǐng)求，由CMTS分配與管理分配與管理上行帶寬由一些小時(shí)隙來(lái)表征上行帶寬由一些小時(shí)隙來(lái)表征CMTS可保留一些時(shí)隙固定分配給一些特殊的業(yè)務(wù)和用戶可保留一些時(shí)隙固定分配給一些特殊的業(yè)務(wù)和用戶將剩下的一些時(shí)隙用于一般用戶通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)上傳數(shù)據(jù)將剩下的一些時(shí)隙用于一般用戶通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)上傳數(shù)據(jù)專(zhuān)門(mén)的帶寬請(qǐng)求捎帶請(qǐng)求相結(jié)合專(zhuān)門(mén)的帶寬請(qǐng)求捎帶請(qǐng)求相結(jié)合CM要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先向頭端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先