宽带接入网技术基础课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,课件制作人：谢希仁,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,计算机网络,课件 制作人：谢希仁,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课件制作人：谢希仁,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,课件制作人：谢希仁,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,能力目标,1,、了解,HFC,基本概念,2,、,了解,HFC,网络结构,3,、了解,Cable Modem,的组网应用,能力目标1、了解HFC基本概念,HFC,接入技术,HFC,技术概述,1,HFC,网络结构,2,Cable Modem,的组网应用,3,EoC,技术,4,HFC接入技术 HFC技术概述1HFC网络结构2 Cabl,HFC,技术概述,什么是,HFC,？,混合光纤同轴网（,HybridFiberCoax,，,HFC,），采用,光纤和有线电视网络传输数据的宽带接入技术,。,它从传统有线电视网发展而来。,20,世纪,90,年代初，随着光传输技术的成熟与发展，人们开始考虑在有线电视系统中采用光传输，这种采用了光传输的有线电视网就是混合光纤同轴网。,HFC技术概述什么是HFC？,HFC,技术概述,HFC,的主要优点：,传输容量大，易实现双向传输；,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，,25,千米内无需中继放大；,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。,HFC技术概述HFC的主要优点：,HFC,接入技术,HFC,技术概述,1,HFC,网络结构,2,Cable Modem,的组网应用,3,EoC,技术,4,HFC接入技术HFC技术概述1 HFC网络结构2 Cabl,HFC,网络从传统的同轴电缆,CATV,网发展而来，但与其相比，,HFC,网络结构发生了重要变化：,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，整个网络按照光节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。,HFC,网络结构,HFC网络从传统的同轴电缆CATV网发展而来，但与其相比，H,传统,CATV,网络结构,1,HFC,系统的频谱,2,HFC,系统的网络结构,4,HFC,网络结构,传统CATV网络结构1HFC系统的频谱2HFC系统的网,传统,CATV,网络结构,早期有线电视网络是采用同轴电缆结构，是一种树型结构网络，从有线电视台出来后不断分级展开，最后到达用户。图,16-1,所示是一个传统的单向业务同轴电缆,CATV,网络结构示意图。,CATV,系统通常由前端系统、干线传输系统、信号分配系统组成，一般采用树形拓扑结构，利用同轴电缆将,CATV,信号分配给各个用户。,图,16-1,传统的单向业务同轴电缆,CATV,网络结构示意图,传统CATV网络结构 早期有线电视网络是采用同轴电缆结构,系统中前端负责收集来自卫星传送的电视信号、无线广播的电视信号及经微波传送的电视信号，其主要作用是进行信号处理，它包括：信号接收、信号的分离、信号的放大、电平调整和控制、频谱变换（调制、解调、变频）、信号的混合以及干扰信号的抑制。,前端需要的主要设备有：卫星接收机、调制解调器、混合器等。干线传输系统利用干线放大器的中继放大，可以传输较远的距离到居民较集中的地区，使用分配器从主干网分出信号进入分配网络。分配网络再将信号用延长放大器（,LineExtender,）放大，最后从分支器送到用户。而且，这种树型网络还会随居民分布情况的不同，分出更多的层次。,传统,CATV,网络结构,系统中前端负责收集来自卫星传送的电视信号、无线广,传统树型,CATV,系统的最大优点是技术成熟、成本低、适用于单向广播型电视信号的传送。但其主要局限性在于其业务单一，只能进行视频的传输，只能下行通信，不能双向交互，并且网络结构脆弱，只要一个地方或设备故障，可能导致众多用户中断。,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。,传统,CATV,网络结构,传统树型CATV系统的最大优点是技术成熟、成本低、适,传统,CATV,网络结构,1,HFC,系统的频谱,2,HFC,系统的网络结构,4,HFC,网络结构,传统CATV网络结构1HFC系统的频谱2HFC系统的网,HFC,系统的频谱,我国有线电视的频谱规划如图,16-2,、表,16-1,所示。,图,16-2 HFC,频谱规划,HFC系统的频谱我国有线电视的频谱规划如图16-2、表16-,HFC,系统的频谱,表,16-1 HFC,频谱规划表,我国采用的标准接近,EURODOCSIS,，但目前网上,CMTS,设备有许多设备是采用,DOCSIS,标准。,HFC系统的频谱表16-1 HFC频谱规划表,HFC,系统的频谱,目前,HFC,接入网主要采用低频率分割的双向复用方式，对,750MHz,和,1GHz,带宽的,HFC,接入网，我国,HFC,的频带划分如图,16-3,所示，典型的频率分配为：上行回传频率宽度为,37MHz,，频率范围为,5.0,42.0MHz,，再把,37MHz,划分成不同的频段，用于不同的多媒体双向业务的上行回传信道，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。,图,16-3 HFC,的频带划分示意图,HFC系统的频谱 目前HFC接入网主要采用低频率分割,HFC,系统的频谱,50,750MHz,（或,50,1000MHz,）频段为下行信道，用于不同的多媒体双向业务的下行信道。,42,50MHz,为上下行信道之间的隔离保护频段。,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,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，其他未分配的频段可以有各种应用，并可用于分配将来可能出现的其他新业务。,HFC系统的频谱50750MHz（或501000MHz,传统,CATV,网络结构,1,HFC,系统的频谱,2,HFC,系统的网络结构,4,HFC,网络结构,传统CATV网络结构1HFC系统的频谱2HFC系统的网络,HFC,系统的网络结构,现代,HFC,网基本上是星型,+,总线结构，由,3,部分组成，如图,16-4,所示，即前端、干线和分配网络组成。,图,16-4 HFC,网络结构示意图,CMTS,：,HFC,网络数据接入局端设备,CM,：调制解调器。,HFC系统的网络结构现代HFC网基本上是星型+总线结构，由,1,前端,进行电视信号处理的机房，在前端，设备完成有线电视信号的处理，从各种信号源（天线、地面卫星接收站、录像机、摄像机等）解调出音频和视频信号，然后将音,/,视频信号调制在某个特定的载波上，这个过程称为频道处理。,被调制的载波占用,8MHz,的带宽，一路电视信号一个频道。在前端多个这样的不同频率的载波被混合，混合的目的是为了将各信号在同一个网络中复用（频分复用）。,前端设备中又加入了数据通信设备，接收来自因特网的数据。,HFC,系统的网络结构,1前端HFC系统的网络结构,2,干线,在主干线路上的同轴电缆线路叫作干线。,干线一般采用低损耗电缆，但一般,300m,左右的距离就需要加入放大器。,如果小区离前端较远，如,5,30km,，这样的距离传送就需要采用光传输系统。,HFC,系统的网络结构,2干线HFC系统的网络结构,HFC,系统的网络结构,反向信号（上行的数据载波信号）的传输路径与正向信号相反。正向信号和反向信号一般采用空分的形式在不同的光纤上传送。,反向光发射机与正向接收机可以构置在同一个机壳中，称之为光站。,图,16-5,光传输系统结构示意图,HFC系统的网络结构反向信号（上行的数据载波信号）的传输路,HFC,系统的网络结构,3,配线网和下引线,正向信号从前端通过干线（光传输系统或同轴电缆）传送到小区后，需要进行分配，以便小区中各用户都能以合适的接收功率收看电视，从干线末端放大器或光接收机到用户终端盒的网络就是用户分配网，用户分配网就是一个由分支分配器串接起来的一个网络，如图,16-6,所示。,图,16-6,用户分配网络,HFC系统的网络结构3配线网和下引线图16-6 用户,HFC,接入技术,HFC,技术概述,1,HFC,网络结构,2,Cable Modem,的组网应用,3,EoC,技术,4,HFC接入技术 HFC技术概述1HFC网络结构2Cable,Cable Modem,的组网应用,随着有线电视宽带网络传输新技术的不断发展，基于,HFC,的多媒体双向传输技术发展得非常迅速，目前有线电视均采用,HFC,光纤电缆混合网传送模拟电视信号，要想达到传送数字电视信号的目的，就要对现在传输的信号进行宽带调制，也就是要采用,CableModem,（电缆调制解调器）传输技术来实现数字信号的传输工作。,CableModem,宽带接入系统充分利用有线电视网的宽带性，高覆盖率实现,Internet,的高速接入，传输多媒体的动态数据信息以及视频、语音等实时信息。,Cable Modem的组网应用 随着有线电视宽,CableModem,系统的结构,1,CableModem,的应用,2,Cable Modem,的组网应用,CableModem系统的结构1 CableModem,CableModem,系统的结构,Cablemodem,系统主要在双向,HFC,网络上工作，是构建,HFC,网络的重要环节。该系统主要由两部分组成：前端,CableModem,端接系统（,CMTS,）和安装在用户房屋内的,CableModem,（,CM,），如图,16-7,所示。,图,16-7 CM,系统结构示意图,CableModem系统的结构 Cablemodem,1,前端,CableModem,端接系统（,CMTS,）,CMTS,为前端设备，是个模块化的局端系统，由