1、雙向雙向HFC網絡的技術原理網絡的技術原理雙向雙向HFC網絡結構網絡結構 提綱提綱n雙向雙向HFC網絡的技術原理網絡的技術原理n 1、有線寬帶的基本原理、有線寬帶的基本原理n 2、雙向、雙向HFC網絡的電平要求網絡的電平要求n 3、回傳匯聚噪聲、回傳匯聚噪聲n 4、有線寬帶的基本檢測手段、有線寬帶的基本檢測手段 n1、有線寬帶的基本原理、有線寬帶的基本原理寬帶接入的幾種方式nDSLDSL：數字用戶環路，基于普通電話雙絞線；常用的ADSL為非對稱數字用戶環路；nHFCHFC：基于有線電視光纖同軸混合網（HFC），n 簡稱cable modem(CM)；nLANLAN：基于五類線的高速以太網技術；

2、nEPON/GPON EPON/GPON ：基于光纖接入技術，OLT(光線路終端)、ONU(光網絡單元)；n無線接入技術：-WiFi（無線局域網），WiMax（無線城域網），3G（無線廣域網）。 各種接入技術的發展概況n“HFC有線寬帶”在美國發展迅速；已占據全美67%的寬帶接入市場份額，“DSL”為28% ；nDSL在亞太地區發展迅速，用戶數量占優；n我國上海、深圳、南京等地去有線寬帶都發展的很好。HFC有線寬帶的基本原理n數據業務傳送的數據業務傳送的0 0和和1 1的數字基帶信號，和模擬信號有很大差別，的數字基帶信號，和模擬信號有很大差別，為了使數據業務也能在為了使數據業務也能在HFCHF

3、C網絡中傳輸，就要采用數字調制技術，網絡中傳輸，就要采用數字調制技術，將將0 0和和1 1的數字基帶信號調制在相應的射頻載波上，和其他模擬信的數字基帶信號調制在相應的射頻載波上，和其他模擬信號一起傳輸。號一起傳輸。nHFCHFC有線寬帶可以這樣理解：前端的電纜調制解調器頭端系統有線寬帶可以這樣理解：前端的電纜調制解調器頭端系統（簡稱（簡稱CMTSCMTS）將數字基帶信號）將數字基帶信號調制成相應的模擬信號調制成相應的模擬信號送給客戶端，送給客戶端，客戶端的電纜調制解調器（簡稱客戶端的電纜調制解調器（簡稱CMCM）解調出數字基帶信號解調出數字基帶信號后送給后送給客戶計算機；反過來，完成逆過程。客

4、戶計算機；反過來，完成逆過程。HFCHFC有線寬帶有線寬帶nHFCHFC有線寬帶數據信號的傳輸，下行調制方式有線寬帶數據信號的傳輸，下行調制方式64QAM,64QAM,上上行調制方式行調制方式QPSK/16QAMQPSK/16QAM。nHFC有線寬帶依據依據DOCSISDOCSIS標準有特定的規范機制標準有特定的規范機制數字信號的調制與解調 調制1110010010011100100100解調HFC 網絡數據傳輸系統構成 n 雙向HFC網絡的網段分解 DOCSIS標準 nDOCSIS標準：DOCSIS協議(Data-Over-Cable Service Interface Specificat

5、ions 電纜數據業務服務接口規范 ) 定義了Cable Modem通過HFC網絡進行數據傳輸的接口需求，它是由美國有線電視實驗室(CableLabs)推出并通過 ITU(國際電信聯盟) 認證許可。n現在DOCSIS協議有四個版本： DOCSIS 1.0、 DOCSIS 1.1、 DOCSIS 2.0、 DOCSIS 3.0n歐洲也有相應的標準，即 Euro- DOCSIS，中國的標準接近Euro- DOCSIS。 CMTSCMTS與與CMCM nCMTSCMTS：電纜調制解調器頭端管理控制器，是電纜調制解調器頭端管理控制器，是HFCHFC網絡與網絡與 數據網數據網（IP)IP)的連接設備；完

6、成數據與的連接設備；完成數據與RF(RF(射頻射頻) )的轉換。的轉換。n CMTSCMTS也是管理和控制也是管理和控制CMCM的設備，的設備， CMCM的工作參數由的工作參數由CMTSCMTS管理和控管理和控制，包括：上行頻率、上行調制方式、上行電平等；制，包括：上行頻率、上行調制方式、上行電平等；nCM CM ：CABLE MODEMCABLE MODEM，電纜調制解調器，簡稱，電纜調制解調器，簡稱CMCM；n CMCM是放在用戶家中的終端設備，連接用戶的是放在用戶家中的終端設備，連接用戶的PCPC機和機和HFCHFC網絡，提網絡，提供用戶數據接入。供用戶數據接入。nCMCM接收從接收從C

7、MTSCMTS發送來的發送來的QAMQAM調制信號并解調；在相反的方向上從調制信號并解調；在相反的方向上從PCPC機接收到的以太幀經調制后，通過機接收到的以太幀經調制后，通過HFCHFC網絡的上行數據通路傳網絡的上行數據通路傳送給送給CMTSCMTS。 CMTS CMTS與與CMCMnCMTS頭端的功能頭端的功能：對：對CM進行認證、配置和管理，為進行認證、配置和管理，為CM提供連提供連接接IP骨干網和骨干網和Intemet的通道；的通道； 完成數據與完成數據與RF(射頻射頻)的轉換。就的轉換。就下行來說，來自路由器的數據包在下行來說，來自路由器的數據包在CMTS中被封裝成中被封裝成MPEG一

8、一2 TS幀的形式，經過幀的形式，經過QAM 調制后，下載給各調制后，下載給各CM；在上行方向，；在上行方向，CMTS將接收到的經將接收到的經QPSK調制的數據進行解調，轉換成以太網調制的數據進行解調，轉換成以太網幀的形式傳給路由器。幀的形式傳給路由器。nCM的功能的功能：連接用戶的計算機和：連接用戶的計算機和HFC網絡，與網絡，與CMTS組成完整組成完整的數據通信系統。的數據通信系統。CM接收從接收從CMTS發送來的發送來的QAM調制信號并解調制信號并解調，然后轉換成調，然后轉換成MPEG一一2 Ts數據幀的形式，重建傳向以太網接數據幀的形式，重建傳向以太網接口韻以太幀。在相反方向上，從計算

9、機接收到的以太幀被封裝在口韻以太幀。在相反方向上，從計算機接收到的以太幀被封裝在時隙中，經時隙中，經QPSK(或或QAM)調制后，通過調制后，通過HFC網絡的上行數據通網絡的上行數據通道傳送給道傳送給CMTS。上下行通道的傳輸機制n下行廣播機制：下行通道是一種多址控制，一個CMTS能管2000個CM，這些CM都共享這一下行通道 ，CMTS以廣播形通過下行通道發送多址數據信息 ，一點對多點，每個CM都擁有一唯一的地址碼，CM通過下行信號中的地址碼與自己的地址碼進行判別是否是自己的信息；n上行時分復用（TDMA）機制：上行通道是一種匯聚式的通訊多點到一點。CMTS將上行通道劃分成一個個小時隙，每個

10、小時隙由CMTS分配給在線的CM，CM在屬于自己的小時隙內發送信息。n 小時隙的分配是CMTS根據在線的CM數量實行動態分配的，例如某一CM下線后，系統會將原來屬于這個CM用的時隙釋放出來分配給其他在線CM。CMTSCMCMCMCMCMCM上下行通道的傳輸機制CMTSCM操作支持系統服務器n操作支持系統服務器（操作支持系統服務器（OSS ServerOSS Server）：為了實現為了實現CableCable接入功能，除傳統的接入功能，除傳統的HFCHFC網絡設備外，系統還需要有網絡設備外，系統還需要有DHCPDHCP服務器、服務器、TFTPTFTP服務器、路由器以及交換機等設備。服務器、路由

11、器以及交換機等設備。提供系統和網絡的設備管理、以及系統運行所需的各提供系統和網絡的設備管理、以及系統運行所需的各種服務器支持。種服務器支持。 系統的拓撲結構系統的拓撲結構 網管工作站光發射機上行光接收機多芯光纜雙向工作站電纜雙向放大器用戶傳統的用戶分配網服務器其它數據中心INTERNET路由器前端電視節目源前端電視調制器CATV上行HL服務器雙向放大器電纜電纜用戶用戶QAM調制器下行CMTS中心交換機數據網結構數據網結構合肥有線合肥有線IP網網n核心兩臺核心兩臺NE40E采取主備冗余的方式構成城域網雙核心采取主備冗余的方式構成城域網雙核心n防火墻分別放置在電信和網通出口處，做防火墻分別放置在電

12、信和網通出口處，做NAT網絡地址轉換，同時防止來自互網絡地址轉換，同時防止來自互聯網的病毒攻擊聯網的病毒攻擊 n匯聚層在每個分前端機房放置一臺匯聚層在每個分前端機房放置一臺S8505，通過兩條，通過兩條GE鏈路分別接入核心鏈路分別接入核心NE40E，用于接入分前端各種設備以及為大客戶業務提供，用于接入分前端各種設備以及為大客戶業務提供GE專線專線n在每一個分前端配置一臺在每一個分前端配置一臺BRAS MA5200F-2000，采用直掛的方式接入，采用直掛的方式接入S8505，為寬帶上網用戶提供接入認證服務為寬帶上網用戶提供接入認證服務 n接入層由多種網絡設備構成，包括接入層由多種網絡設備構成，

13、包括CMTS、IPQAM、L2交換機、交換機、OLT等，根據等，根據需求，需要經過認證的接入分前端需求，需要經過認證的接入分前端BRAS，無須認證的如，無須認證的如IPQAM、大客戶專線、大客戶專線等直接接入等直接接入S8505 n在總前端新增一套網管系統，接入總前端在總前端新增一套網管系統，接入總前端S8505，對全網進行統一管理。，對全網進行統一管理。AAA等服務器也接入總前端等服務器也接入總前端S8505，為全網提供接入認證等多種服務，為全網提供接入認證等多種服務 管理認證CM的管理認證HFC網絡網絡INTERNETCMTSROUTERSWITCHFFBPMCM接入服務接入服務器器CM后

14、臺管理后臺管理PC驗證、授權和記賬 nAAA是驗證、授權和記賬（Authentication、Authorization、Accounting ）三個英文單詞的簡稱。n目前RADIUS（Remote Authentication Dial In User Service）協議是唯一的AAA標準 n1、 驗證(Authentication): 驗證用戶是否可以獲得訪問權限； 2、 授權(Authorization) : 授權用戶可以使用哪些服務； 3、 記賬(Accounting) : 記錄用戶使用網絡資源的情況。 RADIUS協議的主要特點 nRADIUS 是基于 UDP 的一種客戶機/服務器

15、協議 n它的客戶端最初就是網絡接入服務器NAS（Network Access Server），對用戶來講為服務器端，對RADIUS服務器來講是作為客戶端。 RADIUS 協議規定了NAS與RADIUS 服務器之間如何傳遞用戶信息和記賬信息；n n客戶端的任務是把用戶信息（用戶名，口令等）傳遞給指定的RADIUS服務器，并負責執行返回的響應。 RADIUS的工作過程 n1、用戶輸入用戶名、密碼等信息到客戶端或連接到NAS；n 2、客戶端或NAS產生一個“接入請求（Access-Request）”報文到RADIUS服務器，其中包括用戶名、口令、客戶端（NAS）ID 和用戶訪問端口的ID。口令經過M

16、D5算法進行加密。n 3、RADIUS服務器對用戶進行認證；n 4、若認證成功，RADIUS服務器向客戶端或NAS發送允許接入包（Access-Accept），否則發送拒絕加接 入包（Access-Reject）； RADIUS的工作過程n5 5、若客戶端或、若客戶端或NASNAS接收到允許接入包，則為用戶建立連接，對用戶進接收到允許接入包，則為用戶建立連接，對用戶進行授權和提供服務，并轉入行授權和提供服務，并轉入6 6；若接收到拒絕接入包，則拒絕用戶的；若接收到拒絕接入包，則拒絕用戶的連接請求，結束協商過程；連接請求，結束協商過程；n 6 6、客戶端或、客戶端或NASNAS發送計費請求包給發

17、送計費請求包給RADIUSRADIUS服務器；服務器； 7 7、RADIUSRADIUS服務器接收到計費請求包后開始計費，并向客戶端或服務器接收到計費請求包后開始計費，并向客戶端或NASNAS回回送開始計費響應包；送開始計費響應包；n 8 8、用戶斷開連接，客戶端或、用戶斷開連接，客戶端或NASNAS發送停止計費包給發送停止計費包給RADIUSRADIUS服務器；服務器；n 9 9、RADIUSRADIUS服務器接收到停止計費包后停止計費，并向客戶端或服務器接收到停止計費包后停止計費，并向客戶端或NASNAS回回送停止計費響應包，完成該用戶的送停止計費響應包，完成該用戶的 一次計費，記錄計費信

18、息。一次計費，記錄計費信息。 回傳通道的建立回傳通道的建立n問：在同軸電纜和分支分配器等無源介質中如問：在同軸電纜和分支分配器等無源介質中如何實現雙向傳輸？何實現雙向傳輸？上下信道技術參數上下信道技術參數下行信道技術參數 :n頻率范圍 :87860MHzn調制方式 :64QAM/256 QAMn信道帶寬 :8MHz n數據率 :42 Mbit/sn載噪比要求:43/31dBn上行信道技術參數:n頻率范圍 :565MHzn調制方式 :QPSK/16QAM n信道帶寬 :1.6M/3.2MHz n數據率 :320Kbps10.24Mbps n載噪比要求:26dB頻分復用/頻率配置n根據GYT106

19、廣播電視技術規范行業標準規定：n565MHz為上行頻率配置；n6587MHz為過渡頻率帶；n85860MHz為下行帶寬。 過 渡 帶上 行下 行調 頻 廣 播模 擬 電 視數 字 電 視 ， 數 據 業 務頻分復用/頻帶分配頻帶分配n我國有線電視網絡標準規定，我國有線電視網絡標準規定，860Mhz的網絡系統，頻的網絡系統，頻帶范圍帶范圍5- 860Mhzn下行傳輸頻帶范圍是下行傳輸頻帶范圍是 Mhz 至至 Mhz。n上行傳輸頻帶范圍是上行傳輸頻帶范圍是 Mhz 至至 Mhz n Mhz 至至 Mhz是保護帶。是保護帶。n我國我國1個模擬電視頻道帶寬是個模擬電視頻道帶寬是 MHz。n1個模擬頻道

20、可傳輸個模擬頻道可傳輸 套標清數字電視節目或套標清數字電視節目或 套套高清（高清（HDTV）節目）節目 n問：問：在放大器、光站等有源設備如何實現雙向在放大器、光站等有源設備如何實現雙向傳輸？傳輸？輸入均衡級間均衡HL反向均衡電平(dBV)頻率(MHz)76dBV106/100圖4放大器調試方框圖（高端輸入電平低于低端電平）74110860860110106級間均衡值74輸入均衡值電平(dBV)頻率(MHz)電平(dBV)頻率(MHz)輸入衰減值860110輸入衰減級間衰減輸出衰減輸入衰減灌入點輸入端測試點-20dBHL輸 出 端 測試點-20dB75放大器的高低通濾波器n 74EO F-O

21、TOE F-O R EQTA TTA mpHL 3 1 2D FTA TTA mp EQEO R-O TOE R-O R給定帶寬內的信號功率（dBuV）給定帶寬內的信號功率（dBuV）R F Out/iNZ120-20dBTP1.LTDX-1RF In/OutLTDX-2RF InRF Out回傳通道測試系統前端測試單元回傳通道測試系統遠端收發單元CATV信號106dBuV95dBuV 光站正向激光發送機反向光收LTRNF-1LTRNR-1-2dbm光站的雙向通道 CMTS對CM上行發射電平的控制nCMCM的發射電平受的發射電平受CMTSCMTS自動調節：自動調節：從從CMCM到到CMTSCM

22、TS再到再到CMCM構成一個構成一個閉環系統，閉環系統， CMTSCMTS通過自動增益控制使所有通過自動增益控制使所有CMCM的輸出信號到達前端的輸出信號到達前端電平一致，并符合電平一致，并符合CMTSCMTS的設定要求（如的設定要求（如7070BB）。這種上行信）。這種上行信號的電平調節功能我們稱之為長環路號的電平調節功能我們稱之為長環路AGCAGC（自動增益控制）。（自動增益控制）。nCM CM 的初始化：的初始化：CMCM在加電之后，必須進行初始化，才能連入網絡。在加電之后，必須進行初始化，才能連入網絡。CMCM的初始化是經過與的初始化是經過與CMTSCMTS的一系列交互過程來實現的。其

23、中包括搜的一系列交互過程來實現的。其中包括搜索道下行通道，獲取上行通道的參數、測距索道下行通道，獲取上行通道的參數、測距/ /校準、獲取校準、獲取IPIP地址，地址，從從TODTOD服務器獲得服務器獲得CMCM所需的時間，或取配置文件等；所需的時間，或取配置文件等；n初始化完成后，狀態燈常亮。討論n問題：問題：已知戶內終端下行電平已知戶內終端下行電平60dbuv/60dbuv/上行電平上行電平112dbuv,112dbuv,增裝二分配或增裝二分配或FZ110FZ110后后, ,在二分配的分配口和在二分配的分配口和FZ110FZ110分支口，上下行電平各會出現什么變化？分支口，上下行電平各會出現

24、什么變化？ CM的初始化過程1：搜索下行信道，與CMTS建立同步 ： CM首次加電后，將連續地對下行信道進行掃描，直到發現一個有效的下行信號。 以后再加電啟用， CM有一個存儲器，其中存放上次的操作參數，CM將首先嘗試重新獲得存儲的那個下行信道，如果嘗試失敗，再將連續地對下行信道進行掃描，直到發現一個有效的下行信號。2：獲得上行信道的傳輸參數： 建立同步之后，CM必須等待一個從CMTS發送出來的上行信道描述符，以獲得上行信道的傳輸參數。 CMTS向下行通道中定時發送SYNC幀、UCD幀和MAP幀，CM接收SYNC幀以建立物理層同步、接收UCD幀以獲取當前上行通道參數、接收MAP幀以搜索當前上行

25、通道中的可用時隙3：測距/校準 當CM搜索到上行通道中的可用時隙后，發送測距請求幀（RNG-REQ）； CMTS接收和處理測距請求幀，并返回測距響應幀（RNG-RSP）；CM接收和處理測距響應幀，完成測距，建立簡單數據通路； CM的初始化過程4：建立IP連接 校準完成后，CM向DHCP服務器發送DHCP請求（動態主機配置協議），從DHCP服務器上獲得分配給它的IP地址。5：建立時間 CMTS采用面向無連接的方式從TOD服務器獲得CM所需的時間概念。6：傳輸操作參數 接下來，CM必須使用TFTP協議從TFTP服務器上下載配置參數文件，獲得所需要的各種參數CM與CMTS的交互過程HFC網絡DHCP

26、服務器服務器TFTP服務器服務器TOD服務器服務器網管服務器網管服務器INTERNETCMTSROUTERSWITCHFFBPMCM1)1)搜索下行通道，獲得同步搜索下行通道，獲得同步 2)2)搜索上行通道描述信息搜索上行通道描述信息3)3)做測距做測距4)4)通過通過DHCP,DHCP,獲取獲取CM IPCM IP地址、地址、OSSOSS服務器地址和配置文件名服務器地址和配置文件名5)5)通過通過TODTOD協議協議獲取當前時間獲取當前時間6)6)通過通過TFTPTFTP下載配置文件下載配置文件7)7)向向CMTSCMTS注冊注冊 8)CM8)CM上線，正常工作上線，正常工作LOCKED表明

27、表明DOCSIS PID被找到被找到1、CM100：搜尋下行信號：搜尋下行信號 握手完成握手完成 DHCP 獲取IP地址 TFTP 文件下載文件下載 CM2000測試初始化的步驟測試初始化的步驟nCM1000完成連接后將顯示主測量菜單n由主菜單上選取IP細節查看獲得網絡獲得網絡IP細節細節 如果檢測中出現此界面如果檢測中出現此界面，表示，表示 DHCP 或或TFTP 連接失敗。連接失敗。當一個好的系統出現問題當一個好的系統出現問題 CM的狀態顯示因CM的型號不完全相同，指示燈大致分為：nPOWER: 電源指示燈 nCABLE/ONLINE/STATUS: 信號燈常亮表示“貓”初始化成功， 正常

28、在線nPC: 與PC連接指示燈,常亮表示與PC連接正常 nDATA：數據傳送指示燈,有數據傳輸時該燈閃爍nSTATUS： 常亮nOnline： 常亮nCABLE： 常亮 n上行、下行： 常亮（創維雙向機頂盒）LEDLED燈燈功能功能顏色顏色狀態狀態說明說明STATUSSTATUS連接狀態連接狀態綠色綠色常亮常亮ModemModem注冊成功注冊成功綠色綠色慢速閃爍慢速閃爍掃描下行頻道掃描下行頻道綠色綠色中速閃爍中速閃爍上行測距上行測距綠色綠色快速閃爍快速閃爍嘗試獲得嘗試獲得DHCPDHCP等參數等參數CableCable射頻口數據傳射頻口數據傳輸輸綠色綠色閃閃射頻口正在發送射頻口正在發送/ /接

29、受數據接受數據PCPC連接連接綠色綠色亮亮以太網以太網USBUSB連接完畢連接完畢數據傳輸數據傳輸閃閃以太網以太網USBUSB傳輸數據傳輸數據POWERPOWER電源電源綠色綠色亮亮電源正常電源正常大顯的“貓”MOTO的 “貓”提綱提綱n 2、雙向、雙向HFC網絡的電平要求網絡的電平要求下行電平下行電平n為減少信號失真前端加載信號，數字電視信號為減少信號失真前端加載信號，數字電視信號電平比模擬信號低電平比模擬信號低6-10dBuVn在用戶端在用戶端模擬信號電平一般為模擬信號電平一般為6070dBuV n而而數字電視信號電平為數字電視信號電平為5060dBuV較為合適。較為合適。n用戶端電平過低

30、載噪比差。用戶端電平過低載噪比差。n用戶端電平過高失真指標差。用戶端電平過高失真指標差。CM收發電平設計nCMTS的接收電平則要求恒定，我們一般設置為70Buvn回傳系統的設計首先應使CM等回傳發射設備在擁有一定余量的情況下工作在盡可能高的電平狀態，以提高C/N。nCM發射電平的動態范圍很大，一般在65118Buv之間；可接受的輸入信號電平為45dBuv73dBuv；nCM發射電平典型值設置為105Buv，控制范圍+5B，即100-105Buv ；nCM接收電平控制在：50-60Buv；n（問：以dBmv表示？）上行回傳系統各基準點的基準電平網絡節點位置基準電平說明1CM輸出105dBuv理想

31、的設計值；使Cable Modem在擁有一定余量的情況下工作在盡可能高的電平狀態，以提高CNR。2樓棟單元入室端口95dBuv1、室內CM端口至樓棟單元入室端口的反向路徑損耗按10dB概算；2、105-10=95（dBuv）；3放大器回傳入口75dBuv1、室內CM端口至樓棟單元入室端口的反向路徑損耗按10dB概算；2、樓棟單元入室端口至回傳放大器入口的反向路徑損耗約20dB；3、105-10-20=75（dBuv）；4光工作站光站帶樓放的端口79dBuvCM輸出信號經樓棟放大器回傳放大，回傳路徑損耗小，進入光站端口電平較高；光站直接覆蓋用戶的端口71dBuvCM輸出信號無樓棟放大器回傳放大，

32、回傳路徑損耗大，進入光站端口電平較低；光站內回傳激光器的注入口98dBuv1、按廠商提供的激光器NPR特性曲線，設定最佳輸入功率2、光站型號：江蘇億通YTF5238HB-5CMTS上行入口70dBuv設定值；從任一用戶端發送同一頻率的上行信號，回傳至CMTS的信號功率恒定在70 dBuv； 合肥有線網絡關摸后各節點的基準電平值（單位：合肥有線網絡關摸后各節點的基準電平值（單位：dBuvdBuv）用戶端用戶端樓道樓道入戶入戶端口端口放大器放大器光站光站下行模下行模擬信號擬信號60-7060-7070-8070-80106106（高頻端）（高頻端）/100/100（低頻端）（低頻端）109109（

33、高頻端）（高頻端）/103/103（低頻端）（低頻端）下行數下行數字信號字信號50-6050-6060-7060-709898（高頻端）（高頻端）/92/92（低頻端）（低頻端）101101（高頻端）（高頻端）/95/95（低頻端）（低頻端）上行信上行信號號100-110100-11090-10090-10075757171（光站直接帶用戶的端口）（光站直接帶用戶的端口）7979（光站帶放大器的端口）（光站帶放大器的端口）說明：說明：1 1、為保持網絡中的總功率不變，關模后因頻道數減少，前端發送電平提高、為保持網絡中的總功率不變，關模后因頻道數減少，前端發送電平提高3dB3dB2 2、前端發送

34、電平，數字信號比模擬信號低、前端發送電平，數字信號比模擬信號低8db8db左右左右問：CM仿真測試儀在放大器檢測口測試上行注入電平應為多少？上行路徑n根據國家廣電總局制定的標準GY/T 180-2001HFC網絡上行傳輸物理通道技術規范，在服務區內，任意用戶端至前端的上行路徑損耗差要求5dB。n許多用戶在室內隨意串接增裝終端，串接分支分配器選型不當，且安裝工藝多不規范，阻抗特性變差，回傳路徑損耗增大，正向接收電平降低，CM的發射電平升高，容易造成CM連網上線的各種故障，這也是目前在網絡維護中發現的影響用戶穩定上線的較為突出的問題。n一個理想的HFC回傳通道系統正常工作時，各基準點電平應為：CM

35、輸出電平為105dBuV，進入各級放大器及光站入口電平為75dBuV，進入光站回傳激光器的電平為廠商給定的最佳輸入功率值，經衰減混合電路進入CMTS的上行端口的電平為設定值（如70dBuV）。上行回傳通道損耗過大上行回傳通道損耗過大 討論討論n問題：問題：什么原因出現以下情況？什么原因出現以下情況？n1 1、下行電平低、上行電平高；、下行電平低、上行電平高；n2 2、下行電平正常、而上行電平偏高；、下行電平正常、而上行電平偏高；n3 3、下行電平偏低、而上行電平正常；、下行電平偏低、而上行電平正常；n常見的故障現象：常見的故障現象：n1 1、無源器件損壞，上行鏈路衰減過大、無源器件損壞，上行鏈

36、路衰減過大n2 2、電纜彎折、短路，或使用劣質電纜，造成上行鏈路衰減過大、電纜彎折、短路，或使用劣質電纜，造成上行鏈路衰減過大（多發生在室內線路）（多發生在室內線路）n3 3、電纜接頭虛接、絞接、短路，造成上行鏈路衰減過大、電纜接頭虛接、絞接、短路，造成上行鏈路衰減過大輸入均衡級間均衡HL反向均衡電平(dBV)頻率(MHz)73dBV103/97圖4放大器調試方框圖（高端輸入電平低于低端電平）74110860860110106級間均衡值74輸入均衡值電平(dBV)頻率(MHz)電平(dBV)頻率(MHz)輸入衰減值860110輸入衰減級間衰減輸出衰減輸入衰減灌入點輸入端測試點-20dBHL輸

37、出 端 測試點-20dB75放大器的原理圖n 提綱提綱n 3、回傳匯聚噪聲、回傳匯聚噪聲 n 回傳噪聲的“漏斗效應”前端前端回傳通道的匯聚噪聲匯聚噪聲n回傳匯聚噪聲回傳匯聚噪聲：HFCHFC電纜分配網被大量用戶共享，使其處于一電纜分配網被大量用戶共享，使其處于一個復雜的電磁波的環境中，短波廣播、家用電器干擾、工業電器個復雜的電磁波的環境中，短波廣播、家用電器干擾、工業電器的干擾、自然雷電干擾等，整個有線電視網猶如一張巨大的網狀的干擾、自然雷電干擾等，整個有線電視網猶如一張巨大的網狀天線，各種干擾通過用戶端口、電纜本身、電纜接頭等渠道進入天線，各種干擾通過用戶端口、電纜本身、電纜接頭等渠道進入網

38、絡中，因電纜網絡的樹枝狀結構，回傳通路產生所謂的網絡中，因電纜網絡的樹枝狀結構，回傳通路產生所謂的“漏斗漏斗效應效應”，所有的噪聲都會匯聚至前端，形成回傳匯聚噪聲，所有的噪聲都會匯聚至前端，形成回傳匯聚噪聲, ,使使回回傳通道載噪比惡化，從而使誤碼率增加。傳通道載噪比惡化，從而使誤碼率增加。 n如果回傳通道的匯聚噪聲過大，回傳載噪比指標劣化，會造成用如果回傳通道的匯聚噪聲過大，回傳載噪比指標劣化，會造成用戶連不上網、掉線，或誤碼增大、丟包現象嚴重、網速變慢等故戶連不上網、掉線，或誤碼增大、丟包現象嚴重、網速變慢等故障現象。障現象。 噪聲的產生噪聲的產生 n回傳系統因電纜網絡的樹枝狀結構使回傳通

39、路產生所回傳系統因電纜網絡的樹枝狀結構使回傳通路產生所謂的謂的“漏斗效應漏斗效應”。n回傳系統的噪聲來源分為結構噪聲和入侵噪聲。回傳系統的噪聲來源分為結構噪聲和入侵噪聲。n結構噪聲以熱噪聲為主，且無法消除，主要來自各種結構噪聲以熱噪聲為主，且無法消除，主要來自各種有源器件。有源器件。n入侵噪聲，它的產生來源是脈沖干擾噪聲、輻射噪聲入侵噪聲，它的產生來源是脈沖干擾噪聲、輻射噪聲和感應噪聲三種。和感應噪聲三種。n測試數據表明，隨著用戶的增加，放大器數增加，結測試數據表明，隨著用戶的增加，放大器數增加，結構噪聲相應提高，入侵噪聲也提高了，而且入侵噪聲構噪聲相應提高，入侵噪聲也提高了，而且入侵噪聲的增

40、加超過結構噪聲的增加，成為影響回傳系統的主的增加超過結構噪聲的增加，成為影響回傳系統的主要因素。要因素。 回傳噪聲產生的影響n一般情況下，雙向一般情況下，雙向HFCHFC網絡能否穩定運營，主要決定于網絡能否穩定運營，主要決定于兩個方面的問題，一是整個系統電平是否工作在穩定兩個方面的問題，一是整個系統電平是否工作在穩定的、合理的工作狀態；二是回傳噪聲能否控制在較低的、合理的工作狀態；二是回傳噪聲能否控制在較低的水平。的水平。n所以抑制回傳通道的匯聚噪聲對保證上行信號的傳輸所以抑制回傳通道的匯聚噪聲對保證上行信號的傳輸質量十分關鍵。質量十分關鍵。噪聲分析n1、噪聲的產生和分類：n噪聲是使圖象或聲音

41、遭受損害的與傳輸信號本身無關的各種寄生干擾的總稱，在電視屏幕上的表現是雜亂無章的雪花狀干擾。它不僅影響圖象信號的清晰度，嚴重的噪聲干擾信號能淹沒信號，使傳輸無法進行。n噪聲分類：按來源可分為外部噪聲和內部噪聲n外部噪聲是由系統外部串入的各種形式的寄生干擾，如宇宙噪聲、大氣噪聲、工業設備的射頻噪聲等；n內部噪聲是由系統內部設備和不見產生的，它分為兩種：一種是非固有噪聲，如系統中各種振蕩分量、電源交流聲等，可以被消除。另一種是固有內部噪聲，如電阻等無源器件產生的基礎熱噪聲、由半導體器件產生的散彈噪聲、分配噪聲和閃爍噪聲等。回傳噪聲分析n回傳噪聲的主要因素：測試數據表明，隨著用戶的增加，放大器數增加

42、，結構噪聲相應提高，入侵噪聲也提高了，而且入侵噪聲的增加超過結構噪聲的增加，成為影響回傳系統的主要因素。n“漏斗效應”：回傳系統因電纜網絡的樹枝狀結構，使所有用戶端的噪聲都會匯聚至前端，使回傳通路產生所謂的“漏斗效應”。n回傳干擾噪聲的如何排查？回傳干擾噪聲的如何排查？CMTS頻譜儀調制器電視信號電視信號下行上行監測噪聲網管工作站光發射機上行光接收機多芯光纜雙向工作站電纜雙向放大器用戶傳統的用戶分配網服務器其它數據中心INTERNET路由器前端電視節目源前端電視調制器CATV上行HL服務器雙向放大器電纜電纜用戶用戶QAM調制器下行CMTS中心交換機回傳干擾噪聲排查原理回傳干擾噪聲排查原理 理想

43、的回傳通道噪聲情況理想的回傳通道噪聲情況n 理想的回傳噪聲情況n圖為安徽大學光節點實測的回傳通道頻譜情況，該節點規模約900戶，上傳信號為用戶CM回傳信號，圖中縱格每格10dB，可見載噪比30dB左右， 大于26db的可靠運行保證 。合工大回傳系統噪聲測試合工大回傳系統噪聲測試n工大宿舍區工大宿舍區25002500戶，戶，-5-5四屏蔽電纜入室，普通用戶終端盒；四屏蔽電纜入室，普通用戶終端盒；n0-25MHz0-25MHz噪聲大，基本無法使用，噪聲大，基本無法使用，25MHz25MHz以上逐漸平坦；以上逐漸平坦；n噪聲在一天內隨時間變化明顯，下班高峰期回傳噪聲波動最大。噪聲在一天內隨時間變化明

44、顯，下班高峰期回傳噪聲波動最大。噪聲干擾嚴重噪聲干擾嚴重 n網絡維修：網絡維修：排查噪聲排查噪聲熔接點不熔接點不好反射好反射回傳激光器削波光反回傳激光器削波光反射不潔的接頭射不潔的接頭破損或劣破損或劣質電纜質電纜松動的，松動的，打開的或打開的或受腐蝕的受腐蝕的損壞的外損壞的外殼殼劣質接頭劣質接頭或無防潮或無防潮密封密封不適合的不適合的彎曲引起彎曲引起電纜破損電纜破損電源噪聲電源噪聲及哼聲及哼聲由于接頭由于接頭被腐蝕或被腐蝕或松動引起松動引起共路交調共路交調失真失真為端接的為端接的分支分配分支分配器器從分支分配器到前端之間的噪聲侵入從分支分配器到前端之間的噪聲侵入回傳干擾噪聲的排查回傳干擾噪聲的

45、排查1、電纜接頭制作質量不高 ，接頭潮氣侵入、進水，導致嚴重的干擾噪聲。 2、野外分支器、放大器、光站等接頭座與電纜內導體壓接不緊，固定觸點間接觸不好或嚴重氧化，造成公共路徑失真。有時使回傳噪聲的基底整體提升。微凸弧形絕緣體回傳干擾噪聲的排查回傳干擾噪聲的排查n3、干線電纜中間開口或受損。如電纜變形、進水（特別是原來的藕芯電纜和鋁管纜被壓扁等）n4、野外分支器、放大器、光站等的外殼蓋板沒有嚴密的蓋好n5、個別用戶室內產生了強干擾，如無繩電話、微波爐、電視機中頻泄露，侵入上行通道，通常的處理措施是在該戶入室門頭加接高通濾波棒；n6、分支分配器空余端口沒有安裝匹配負載回傳干擾噪聲的排查回傳干擾噪聲

46、的排查n7 7、劣質的用戶終端盒不帶屏蔽、劣質的用戶終端盒不帶屏蔽n8 8、漏電引入的干擾。、漏電引入的干擾。n9 9、供電器過飽和、供電器過飽和 。對于。對于60V60V集中供電集中供電 ，不宜使用電，不宜使用電流過大的供電器，一般為流過大的供電器，一般為6A6A為宜，避免強電流干擾反為宜，避免強電流干擾反向傳輸。向傳輸。 上行頻譜的特性子帶子帶頻段特性頻段特性5-20MHz各種地面雜波，入侵噪聲27MHz地面民用無線電頻段（ISM波段）33.4MHz/38.9MHz電視機圖像和伴音中頻載波48MHz無繩電話頻段邊緣(42/65MHz)群延時 回傳噪聲的時間規律 n晚間7-9點回傳噪聲最大上

47、行通道侵入噪聲特點n噪聲分布與頻率有關：在520MHZ，主要是短波干擾，可超過60dB，20MHZ以上一般只有30dB。n在晚上家電使用高峰時噪聲最嚴重，白天和午夜維持在一個相對較低的水平。n與網絡光節點的規模有關，光節點帶的用戶數越多，侵入機會越多，也與網絡所用器材質量(如屏蔽性)有關。提綱提綱n4、有線寬帶的基本檢測手段、有線寬帶的基本檢測手段寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n1 1、TCP/IPTCP/IP通訊通訊協議協議 ：n這個協議是是這個協議是是InternetInternet最基本的協議、最基本的協議、InternetInternet國際互聯網絡的國際互聯網絡的基礎。

48、基礎。n確切地說，確切地說，TCP/IPTCP/IP協議是一組包括協議是一組包括TCPTCP協議和協議和IPIP協議，協議，UDPUDP協議、協議、ICMPICMP協議和其他一些協議的協議組協議和其他一些協議的協議組n電腦上因特網都要作電腦上因特網都要作TCP/IPTCP/IP協議設置，顯然該協議成了當今地球協議設置，顯然該協議成了當今地球村村“人與人人與人”之間的之間的“牽手協議牽手協議”。n通俗而言：通俗而言：IPIP是給因特網的每一臺電腦規定一個地址。是給因特網的每一臺電腦規定一個地址。 TCPTCP負負責發現傳輸的問題，一有問題就發出信號，要求重新傳輸，直到責發現傳輸的問題，一有問題就

49、發出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。所有數據安全正確地傳輸到目的地。寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識nTCP/IP協議并不完全符合協議并不完全符合OSI的七層參考模型。的七層參考模型。 TCP/IP通訊協議采用了通訊協議采用了4層的層級結構層的層級結構 ：n4、應用層、應用層：應用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸（應用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸（SMTPSMTP）、文）、文件傳輸協議（件傳輸協議（FTPFTP）、網絡遠程訪問協議（）、網絡遠程訪問協議（TelnetTelnet）等。）等。 n3、傳輸層、傳輸層：在此層中，它提供了節點間的數據傳送，應

50、用程序之間的在此層中，它提供了節點間的數據傳送，應用程序之間的通信服務，主要功能是數據格式化、數據確認和丟失重傳等。如傳輸控通信服務，主要功能是數據格式化、數據確認和丟失重傳等。如傳輸控制協議（制協議（TCPTCP）、用戶數據報協議（）、用戶數據報協議（UDPUDP）等，）等，TCPTCP和和UDPUDP給數據包加入傳給數據包加入傳輸數據并把它傳輸到下一層中，這一層負責傳送數據，并且確定數據已輸數據并把它傳輸到下一層中，這一層負責傳送數據，并且確定數據已被送達并接收。被送達并接收。 n2、網絡層、網絡層：負責提供基本的數據封包傳送功能，讓每一塊數據包都能負責提供基本的數據封包傳送功能，讓每一塊

51、數據包都能夠到達目的主機（但不檢查是否被正確接收），如網際協議（夠到達目的主機（但不檢查是否被正確接收），如網際協議（IPIP）。）。 n1、網絡接口層、網絡接口層（主機（主機-網絡層）：網絡層）：接收接收IPIP數據報并進行傳輸，從網絡上數據報并進行傳輸，從網絡上接收物理幀，抽取接收物理幀，抽取IPIP數據報轉交給下一層，對實際的網絡媒體的管理，數據報轉交給下一層，對實際的網絡媒體的管理，定義如何使用實際網絡（如定義如何使用實際網絡（如EthernetEthernet、Serial LineSerial Line等）來傳送數據。等）來傳送數據。 寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n

52、2 2、網卡、網卡n網卡是工作在數據鏈路層的網絡組件。網卡是工作在數據鏈路層的網絡組件。n主要功能：主要功能：1 1、串行、串行/ /并行轉換。并行轉換。2 2、緩存：由于網絡上、緩存：由于網絡上的數據率和計算機總線上的數據率并不相同，因此在的數據率和計算機總線上的數據率并不相同，因此在網卡中必須裝有對數據進行緩存的存儲芯片。網卡中必須裝有對數據進行緩存的存儲芯片。3 3、通信、通信服務服務 寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n3、MAC地址地址 ：也叫硬件地址或物理地址：也叫硬件地址或物理地址,是由是由48bit（比特位）（比特位） ，16進制的數字組成進制的數字組成 ，如：，如：

53、00:1a:ad:87:42:16 。在網絡底層的物。在網絡底層的物理傳輸過程中，是通過物理地址來識別主機的。理傳輸過程中，是通過物理地址來識別主機的。n n4、IP地址地址：就是給每個連接在：就是給每個連接在Internet上的上的主機主機分配的一個分配的一個32bit地址地址 。為了方便人們的使用，。為了方便人們的使用，IP地址通常采用地址通常采用 “點分十進點分十進制表示法制表示法”，如：，如：。n nIP地址可以變化的，是屬網絡層的地址可以變化的，是屬網絡層的 ；nMAC是全球唯一的，是屬數據鏈路層的，數據鏈路層包括了硬件是全球唯一的，是屬數據鏈路層的，數據鏈

54、路層包括了硬件接口和接口和ARP、RARP協議，這兩個協議主要是用來建立送到物理協議，這兩個協議主要是用來建立送到物理層上的信息和接收從物理層上傳來的信息；層上的信息和接收從物理層上傳來的信息；ARP是正向地址解析是正向地址解析協議，通過已知的協議，通過已知的IP，尋找對應主機的，尋找對應主機的MAC地址。地址。RARP是反向是反向地址解析協議，通過地址解析協議，通過MAC地址確定地址確定IP地址。地址。 寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n5 5、子網掩碼（、子網掩碼（Subnet Subnet MskMsk）：子網掩碼主要的目的是：子網掩碼主要的目的是由由IPIP地址中也能獲得網

55、絡編碼地址中也能獲得網絡編碼, ,也就是說也就是說IPIP地址和子網地址和子網掩碼作和而得到網絡編碼掩碼作和而得到網絡編碼 n6 6、網關、網關：在：在InternetInternet中兩個網絡要通過網關實現互聯。中兩個網絡要通過網關實現互聯。網關根據用戶通信目標計算機的網關根據用戶通信目標計算機的IPIP地址，決定是否將地址，決定是否將用戶發出的信息送出本地網絡，同時，它還將外界發用戶發出的信息送出本地網絡，同時，它還將外界發送給屬于本地網絡計算機的信息接收過來，它是一個送給屬于本地網絡計算機的信息接收過來，它是一個網絡與另一個網絡相聯的通道。網絡與另一個網絡相聯的通道。n為了使為了使TCP

56、/IPTCP/IP協議能夠尋址，網關被賦予一個協議能夠尋址，網關被賦予一個IPIP地址，地址，這個這個IPIP地址稱為網關地址。地址稱為網關地址。 寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n7 7、動態主機配置協議（、動態主機配置協議（DHCPDHCP）：n提供了一種動態分配IP的機制，動態分配給每個CM IP地址；并使得CM獲得TFTP、TOD、網關等計算機通信必須的地址信息。nTCP/IP具有很強的靈活性，但在使用前需要進行復雜的設置；使用TCP/IP協議的節點至少需要一個“IP地址”、一個“子網掩碼”、一個“默認網關”、一個“主機名” 、“DNS服務器IP地址”n動態主機配置協議（D

57、HCP），可自動為客戶機完成與IP有關的設置，從而減少了聯網工作量；寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識nDHCPDHCP分為兩個部份：一個是服務器端，而另一個是客分為兩個部份：一個是服務器端，而另一個是客戶端。戶端。n nDHCPDHCP服務器：提供地址池，響應服務器：提供地址池，響應CMCM的地址分配請求為的地址分配請求為CMCM分配分配IPIP地址。同時為地址。同時為CMCM提供網關地址、提供網關地址、DNS(DNS(域名服域名服務器務器) )地址以及地址以及CMCM用來下載其配置文件的用來下載其配置文件的TFTPTFTP服務器的服務器的地址和配置文件名等信息。地址和配置文件名等

58、信息。n n如果如果CMCM在啟動中無法與在啟動中無法與DHCPDHCP服務器通信，服務器通信，CMCM將拒絕上將拒絕上線，重啟其注冊過程。線，重啟其注冊過程。寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n8、 域名解析服務器域名解析服務器(DNS) ：n域名是為了方便記憶而專門建立的一套地址轉換系統。域名是為了方便記憶而專門建立的一套地址轉換系統。n域名解析就是將域名重新轉換為域名解析就是將域名重新轉換為IP地址。地址。例：例：n - 0 - 0寬帶上網的一些基本知識寬帶上網的一些基本知識n9 9、簡單文件傳輸協議（、簡單文件傳輸協議（TF

59、TP）：）：nTFTPTFTP服務器：簡單文件傳輸協議，它提供并不復雜、開銷不大的服務器：簡單文件傳輸協議，它提供并不復雜、開銷不大的文件傳輸服務。文件傳輸服務。nCMCM在獲得在獲得IPIP地址后，僅表明在網絡中具有了唯一表示，但能運行地址后，僅表明在網絡中具有了唯一表示，但能運行還要從還要從TFTPTFTP服務器獲得配置文件，如：分配的帶寬、優先權、服服務器獲得配置文件，如：分配的帶寬、優先權、服務類型等；務類型等； TFTPTFTP服務器作用是記錄著每一個服務器作用是記錄著每一個CMCM的配置文件。的配置文件。nTFTPTFTP服務器提供小文件傳輸服務，為服務器提供小文件傳輸服務，為CM

60、CM提供配置文件下載。提供配置文件下載。n如果如果CMCM在啟動中不能下載配置文件，在啟動中不能下載配置文件，CM CM 將拒絕上線，重啟其注將拒絕上線，重啟其注冊過程。冊過程。 系統的拓撲結構系統的拓撲結構 寬帶維修檢測n1、觀察觀察Cable Modem的狀態燈，看初始化是否成功。初始化說的狀態燈，看初始化是否成功。初始化說明成功明成功HFC網絡基本正常。網絡基本正常。n問題：問題：初始化如果不成功的主要原因？初始化如果不成功的主要原因？n2、觀察、觀察Cable Modem內置查看自身狀態的內置查看自身狀態的Web頁頁: 寬帶維修檢測寬帶維修檢測n3