宽带网络技术HFC宽带接入相关知识

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,*,*,*,HFC宽带接入相关知识,陈 柏 年,浙江传媒学院,两个重要定义,有线电视CATV Cable Television,用射频电缆、光缆、多路微波或其组合来传输、分配和交换声音、图像及数据信号的电视系统。,光纤同轴电缆混合有线电视网HFC Hybrid Fiber Coax CATV network,用光纤和射频同轴电缆的组合来传输、分配和交换声音、图像和数据信号的有线电视网络。,双向HFC网频率规划,波段,频率范围,业务内容,R,Ra：5.0-20.2MHz,上行业务,上行窄带数据业务、网络管理（上行）,Rb：20.2-58.6MHz,上行宽带数据业务,Rc：58.6-65.0MHz,上行窄带数据业务、网络管理（上行）,X,65-87 MHz,过渡带,FM,87-108MHz,下行业务,广播业务,A,110-1000MHz,模拟电视及数字电视广播,网络管理控制（下行）,下行宽带数据业务,上行通道,UP PATH,下行通道,DOWN PATH,5,65,87,108,566,111,223,463,470,862,958,R,FM,E,D,A,B1,B2,C2,C1,频率规划图,fMHz,频率（,MHz,）,安排,565,数据上行,87108,调频（FM）、数据广播业务,111223,A频段,223 463,B频段，又分为B1、B2两个频段,463 470,未用,470566,C频段，又分为C1、C2两个频段,566862,D频段,862 958,E频段，待定,我国现有的CATV系统,上限频率,标准频道,增补频道,可传套数(TV),300MHz,DS-6DS-12,Z-1Z-16,23,450MHz,DS-6DS-12,Z-1Z-35,42,550MHz,DS-6DS-22,Z-1Z-37,54,750MHz,DS-6DS-42,Z-1Z-42,79,860MHz,DS-6DS-56,Z-1Z-42,93,有线数字电视下行频道的五个频段,频段,包括频道,频率范围（MHz）,备注,A,Z-1Z-7,111 167,Z-1禁用，Z-2Z-4避用，Z-5Z-6可能受固定通信业务干扰,DS-6 DS-12,167 223,B,Z-8Z-37,223 463,Z-21避用，Z-15、Z-22 Z-27可能受固定通信业务干扰，Z-35 Z-37优用双向数据下行,C,DS-13 DS-24,470 556,D,Z-38Z-42,556 606,Z-38 Z-42优用双向数据下行，DS-49 DS-56可能受无线固定、移动通信业务干扰,DS-25 DS-56,606 858,E,DS-57 DS-68,862 958,DS-57 DS-58可能受无线CDMA直放站干扰，DS-62 DS-63可能受数字电话干扰，DS-68可能受数字电话基站干扰,网络管理上、下行信道的频率配置建议,上行信道MHz,R1,R2,R3,R4,R5,R18,R19,5.0,7.4,7.410.6,10.613.8,13.817.0,17.0,20.2,58.6,61.8,61.8,65.0,下行信道MHz,最低频率,最高频率,108,119,广电宽带城域网定义,广电宽带城域网：Broadband Metropolitan Area Network for Broadcast&Television,由播送、交互两个信道组成的用射频电缆、光缆、微波、数据电缆或及其组合来传输、分配和交换图像、声音及数据信号的城域宽带、多业务有线播送电视网络。,广电宽带城域网的五个要素,1、信道构成-具有播送和交互两个信道，分别用于完成播送式和交互式业务；,2、物理介质-可采用射频电缆、光缆、微波、数据电缆或及其组合多种传输介质；,3、作业任务-对播送式和交互式业务信号进行传输、分配和交换三种作业；,4、处理对象-图像、声音及数据三种信号；,5、功能特点-覆盖整个城域范围，具有宽带通信网的特性，可开展多种业务。,广电网络的“三化目标,1.,光缆化,-,光缆尽量向下延伸，做到最后一级光节点所带用户小于,500,户，地理范围小于,1,公里，光节点后放大器延长串接数不超过,2,级。,2.,宽带化,-,本地网络的带宽做到农村,750MHz,，城市,862MHz,。,3.,双向化,-,本地网络具备双向传输的能力，主要采用,HFC,接入、,EPON+LAN,或,EPON+EOC,接入。,双向光纤同轴电缆混合网HFCHybrid Fiber-Coaxial,双向HFC网络的结构特点,组成：干线以光纤为传输介质，以提高传输质量，用户分配网为同轴电缆网，负责下行信号分配并上行回传信号的传输。,下行正向：前端信号经由正向光纤链路传输至光节点，经光电转换将光信号转换成电信号，再经同轴电缆分配网至各个用户端；,上行反向：用户端上行信号经同轴电缆传输网反向传输至光节点，经电光转换将电信号转换成光信号，再经上行光纤链路，传输至数据前端。,城域网播送信道根本结构模型,Internet,Internet,信息,信息,中心,中心,核心网,络,SC,无线接入,CM,OU,HFC,接入,（公众用户）,图,2,城域网交互信道结构模型,（骨干环型，多种接入方式）,无线接入,（公众用户）,LAN,LAN,接入,（集团用户）,LAN,接入,（公众用户）,SC,SC,MC,MC,：,主中心,SC,：,分中心,CM,：,线缆,调制解调器,OU,：,光接收单元,城域网交互信道结构模型,HFC,网络典型结构,铝管同轴电缆,四屏蔽电缆,00:45,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,集中分配,集线器,光节点,干线放大器,一级光纤干线,二级光链路,用户分配接入网,同轴电缆传输网,“最后一公里接入网,Cable modem,分前端,分前端,分前端,分前端,综合前端示意图,广电宽带城域网的结构,播送信道单向,前端：前端和分前端,干线：一级和二级光链路干线,分配网：同轴电缆分配网,交互信道正向交互信道和反向交互信道,骨干网：主中心和分中心之间，连接光缆一级光纤链路,接入网：分中心和用户终端之间，二级光纤链路和同轴电缆,分布式HFC网络主流模式 总前端+一级光纤+分前端+二级光纤+同轴分配网模式,根本特点：以城市或区域有线电视网的总前端为中心的多个分前端传输模式。总前端通过干线向各个分前端传输信号，原那么上节点由各分前端馈送信号。分前端除了可收转本地电视节目和自办节目外，还是数字光纤和模拟光纤传输平台的光分配与交换中心。,适用场合：地级市以上网络,当前HFC典型拓扑结构归纳,一级光网,：环形或星形，大型网络可采用多环-星形结合,二级光网,：星形,同轴电缆网,：星-树形结合，从开展交互业务的角度最好是星形对称性设计。,HFC网络的形式,光纤到效劳区FTSA Fiber to the Service Area,光纤到馈线FTTF Fiber to the Feeder,光纤到桥接FTTB Fiber to the Bridging,光纤到路边FTTC Fiber to the Curb,光纤到楼幢FTTB Fiber to the Building,光纤到最后一级放大器FTTLA Fiber to the Last Amplifier,光纤到家庭FTTH Fiber to the Home,比较明确的表示方法：N+x，,其中，N为光节点，x是光节点后串接放大器的级数。,HFC中模拟和数字信道的融合,多种复用方式综合使用,播送信道和交互信道之间：,一级光链路：SDM,二级光链路和同轴电缆网：FDM,模拟电视、数字电视和数据业务之间：FDM,模拟电视频道和模拟电视频道之间,：FDM,模拟电视频道和数字电视频道之间,：FDM,同一数字电视频道内各套节目之间,：TDM,数据业务中各个用户之间,：,上行：TDMA,下行：TDM,Ethernet,Connection,Twisted Pair,RJ-11 connection,PC,TV,HFC Plant,家庭用户接入连接,CMTS,上变频器,本地业务,服务器,Internet,模拟视频信号,CM,CM,CM,HUB,上行信号,下行中频,下行射频,以太网交换机,100BaseT,路由器,HFC,DHCP服务器/,TFTP服务器/,TOD服务器/,网管服务器,双向HFC的根本组网,有线宽带网络接入系统实际,组网结构图,CMTS的主要功能,1直接与相关的效劳器连接；并可通过网络与远端效劳器相连接。,2通过HFC网与用户的CM连接。,3给每个CM授权、分配带宽，解决信道竞争，并根据不同需求提供不同的效劳质量。,CM的主要功能,1通过HFC网与前端CMTS连接。,2接受CMTS授权，并根据CMTS传来的参数，实现对自身的配置。,3在用户侧可与用户设备CPE连接，包括用户计算机、HUB或局域网；局部地完成网桥、路由器、网卡和集线器的功能。,CMTS对CM的三种控制,业务控制：CM所有通信经CMTS。,信号控制：信号幅度、调制频率等。,网络管理：,管理协议为SNMP，运行在UDP之上。,HFC网络管理的原理是：下行寻址设备并执行命令，应答器代理相应的设备作轮询上行应答或自陷Trap主动报告。,通信模式：1轮询Polling：通过状态请求和状态响应事务来支持后台轮询和告警通知，实现对网络设备的持续监测。2竞争Contention:在竞争状态下，NE设备主动上报告警请求。举 制 3查询(Inquery):查询NE设备的自发类消息。,MCNS组织建议,多媒体电缆网络系统MCNSMultimedia Cable Network System：美国四大有线电视机构Time Warner、TCI、Cox、Comcast所发起的多媒体电缆网络行业协会。,电缆数据传输业务接口标准DOCSISData Over Cable Service Interface Specification：HFC网络内进行高速数据通信的国际标准。,2002年12月，国际电信联盟采用了DOCSIS2.0标准，标准号为ITU-T j.122。,DOCSIS标准相关名词,CMTS -线缆调制解调器 Cable Modem 头端系统,CM -线缆调制解调器Cable Modem,DOCSIS -电缆数据业务接口标准 Data Over Cable Service Interface Specification ，是在Cable上传输数据的接口协议,Cable lab -美国有线电视实验室，代表 MCNS,开发并管理DOCSIS标准,MCNS -多媒体Cable 网络系统,主要包括北美有线电视运营商及一些设备供给商,DOCSIS的根本框架,Wide-Area,Network,Cable,Network,Transparent IP Traffic Through the,System,Cable Modem,(CM),CMTS,Network Side,Interface,Cable,Modem,Termination,System,CMTS,CM Customer Premises,Equipment Interface,Customer,Premises,Equipment,Primary focus of DOCSIS 1.0 RF Specification,DOCSIS 1.1 增加了 QoS,广域网,WAN,用户侧设备CPE,CMTS,最早的RF DOCSIS1.0标准,CM,CMTS网络侧接口CMTS-NSI,CM用户侧设备接口CMCI,通过系统透明传送IP分组,Internet 骨干网,本地,服务,设备,LAN,CMTS,网络终端,调制,解调,混合器,分路器,光发,光收,光节点,安全和接入控制器,前端,CPE,数字电视信号,上行信号,电缆网络,远程服务设备,操作支持服务器,HFC网,络平台,CM,下行=54 MHz,上行=?娣賃宅Q唨$HTv?2?瘤