第3章混合光纖/同軸電纜接入技術·本章介紹混合光纖/同軸電纜接入技術的相關內容，主要包括：●混合光纖/同軸電纜網（HFC）概述●電纜調制解調器（CableModem）●HFC網絡雙向傳輸混合光纖/同軸電纜網（HFC）概述3.1電纜調制解調器（CableModem）3.2HFC網絡雙向傳輸3.33.1混合光纖/同軸電纜網（HFC）概述·混合光纖/同軸電纜網絡（HybridFiber-CoaxNetwork,HFC），是在傳統的、以同軸電纜為傳輸媒介的有線電視（CATV）網基礎上發展而來的。3.1.1HFC網絡·同軸電纜網絡是一個典型的寬帶網絡，特別適合于視頻信號傳輸，同時還具有成本低、信號分配方便等優點。·光纖傳輸具有傳輸頻帶寬、傳輸衰耗小的優點，在各類傳輸網絡中得到廣泛應用。·將光纖傳輸系統與同軸電纜用戶分配網相結合，既能夠發揮光纖傳輸的優勢，有效地解決電纜傳輸中的問題，又可以充分利用同軸電纜網絡接入方便和低成本的特點，是一種傳輸速率高、傳輸質量好、成本低的寬帶接入混合網絡。·HFC網絡兼具光纖傳輸和同軸電纜網絡接入的優點，并克服了傳統有線電視網只支持單向、廣播型業務的局限性。·HFC網絡可以支持IP數據業務、模擬廣播電視業務、調頻廣播業務、數字廣播電視業務和交互視頻業務。·并保證各種不同業務之間不產生相互影響。3.1.2HFC網絡結構

1.HFC系統參考配置·根據我國通信行業標準《接入網技術要求—混合光纖同軸電纜網（HFC）》（YD/T1063-2000）規定，HFC系統參考配置如圖3-1所示。·在圖圖3-1所所示示參參考考配配置置中中，，HFC網網絡絡由由光光線線干干線線網網和和同同軸軸電電纜纜分分配配網網組組成成。。·其中中同同軸軸電電纜纜分分配配網網實實現現用用戶戶接接入入功功能能，，光光纖纖干干線線網網實實現現光光節節點點與與局局端端設設備備之之間間的的信信號號傳傳輸輸，，從從而而實實現現某某一一個個區區域域的的用用戶戶接接入入。。·在HFC網網絡絡中中，，各各種種業業務務信信號號均均以以副副載載波波調調制制復復用用方方式式傳傳輸輸。。·上行行和和下下行行信信號號可可以以在在不不同同的的光光纖纖中中傳傳輸輸，，也也可可以以采采用用波波分分復復用用方方式式在在同同一一根根光光纖纖中中傳傳輸輸。。·當上上下下行行信信號號采采用用粗粗波波分分復復用用方方式式傳傳輸輸時時，，下下行行信信號號使使用用1550nm波波長長區區，，上上行行信信號號使使用用1310nm波波長長區區。。3.2電電纜纜調調制制解解調調器器（（CableModem））·電纜纜調調制制解解調調器器（（CableModem，，CM））是是在在混混合合光光纖纖/同同軸軸電電纜纜(HFC)網網絡絡上上提提供供雙雙向向IP數數據據傳傳輸輸的的用用戶戶端端設設備備。。·根據據我我國國通通信信行行業業標標準準《《接接入入網網技技術術要要求求——電電纜纜調調制制解解調調器器（（CM））》》（（YD/T1076-2000））建建議議，，在在HFC網網絡絡上上進進行行雙雙向向IP數數據據傳傳輸輸的的網網絡絡配配置置如如圖圖3-2所所示示。。·借助于于電纜纜調制制解調調器（（CM），，HFC網網絡實實現了了雙向向數據據傳輸輸。·在上述述網絡絡配置置中，，CM應完完成UNI與射射頻接接口之之間的的信號號轉換換，并并終結結CMTS與CM之之間的的管理理消息息。3.2.1CableModem工作作原理理1.CableModem內內部結結構·電纜調調制解解調器器（CM））的基基本功功能是是實現現數據據業務務的雙雙向傳傳輸，，其內內部結結構如如圖3-3所示示。·CM內內部有有上下下行兩兩條傳傳輸通通道。。·上行傳傳輸通通道的的數據據信號號來源源于用用戶終終端設設備，，經MAC處理理、數數據編編碼、、差錯錯控制制編碼碼和調調制后后傳送送至HFC網絡絡；下下行傳傳輸通通道的的數據據信號號來源源于HFC網絡絡，經經解調調、差差錯控控制解解碼和和數據據成幀幀后傳傳送至至用戶戶終端端設備備。2.電電纜纜調制制解調調器（（CM）工工作過過程·電纜調調制解解調器器（CM））的工工作過過程分分為上上行鏈鏈路和和下行行鏈路路兩方方面。。·在下行鏈路路中，通過過內部的雙雙工濾波器器接收來自自HFC網網絡的射頻頻信號，HFC網網絡下行信信號采用的的調制方式式主要是256QAM或64QAM調調制，經解解調后送至至交織/FEC模塊塊進行去交交織和FEC糾錯處處理，再送送至數據成成幀模塊形形成數據幀幀，最后通通過網絡接接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）傳送送至用戶終終端設備。。·在上行鏈路路中，用戶戶的訪問請請求先由媒媒質訪問控控制（MediaAccessControl，MAC）模模塊中的訪訪問協議進進行處理，，上行數據據經由網絡絡接口卡（（NIC））送至上行行通道，先先在數據編編碼器中對對數據進行行編碼，再再經交織/FEC模模塊進行信信號交織處處理和FEC差錯控控制編碼，，然后送入入調制器進進行調制；；上行鏈路路通常采用用QPSK或16QAM調制制技術，已已調信號通通過雙工濾濾波器送至至HFC網網絡。3.2.2CableModem應用·CableModem的應應用，可以以使HFC網絡實現現雙向、多多業務接入入傳輸。·但在不同傳傳輸方式和和不同業務務接入環境境中，對CableModem的要要求也不同同。1.CableModem分類·根據常見應應用需求和和使用場合合，CableModem通常分為為以下五種種類型。（1）以傳傳輸方式劃劃分，CableModem可分為為雙向對稱稱式傳輸和和非對稱式式傳輸。（2）以數數據傳輸方方向劃分，，可分為單單向CableModem和雙向CableModem。（3）以網網絡通信模模式劃分，，CableModem可可分為同步步（共享））和異步（（交換）兩兩種方式。。（4）以接接入模式劃劃分，可分分為個人CableModem（單單用戶）和和寬帶CableModem（多用用戶），寬寬帶Modem可以以具有網橋橋的功能，，可以將一一個計算機機局域網接接入。（5）以接接口類型劃劃分，CableModem可分為為外置式、、內置式和和交互式機機頂盒。2.業務接接入1）數據信號號傳輸·在CableModem技術中，，采用了雙向向非對稱傳輸技技術，在系統統傳輸頻帶中中分別配置了下行和和上行數據通通道，形成了了數據傳輸回路。2）話音信號號傳輸·在CableModem系統中，，通過IP技技術提供話音音業務，可通通過實現VoIP。3.2.4CableModem與ADSLModem的比較較1．Internet接接入應用比較較1）CableModem的典型型Internet接入入圖3-6所示示為CableModem/HFC的典型Internet接入配配置。·CableModem通過頭端接接入到Internet，頭端包含含IP路由器器、代理服務務器或高速緩緩存（cachememory））以及控制部部分。2）ADSLModem的典型Internet接入·圖3-7所示示為使用ADSLModem接入入時的一種典型結結構。·用戶（個人計計算機）通過過現有的雙絞絞電話銅線接入入到Internet。。3.3HFC網絡雙向向傳輸·在HFC網絡絡中解決雙向向傳輸問題，，主要是解決決HFC網絡絡中同軸電纜纜分配網的雙雙向傳輸問題題。3.3.2雙雙向HFC傳輸網絡1.HFC頻譜分配·HFC采用副副載波頻分復復用方式，將將各種視頻、、數據和話音音信號通過調調制進行頻帶帶分配，實現現上述多種業業務信號同時時在同軸電纜纜上傳輸。·在YD/T1063-2000標標準中，規定定了對于1000MHz帶寬的HFC網絡，可可用傳輸頻帶帶范圍是5~1000MHz。·經頻譜分配劃劃分為上下行行兩個傳輸通通道，上行通通道（UpstreamChannel）使使用5~65MHz頻段段，下行通道道（DownstreamChannel））使用87-1000MHz頻段，，65~87MHz之間間是上下行通通道之間的過過渡帶，如圖圖3-11所所示。·上行通道占用用60MHz帶寬，用來來傳送上行業業務，如話音音及用戶請求求/控制信號號等控制信息息等；下行通通道占用913MHz帶帶寬，用于傳傳送下行廣播播業務、模擬擬/數字視頻頻業務和數據據業務，其中中87~108MHz頻頻段用于廣播播業務，110~1000MHz頻頻段用于傳送送模擬電視、、數字電視和和數據業務，，YD/T1063-2000建建議在606~862MHz頻率范范圍內傳送下下行數據業務務。·IEEE802.14規規定了750MHz頻率率范圍的HFC網絡頻譜譜分配方案，，其中5～45MHz為為上行通道；；50~750MHz為為下行通道，，50～450MHz用用于傳輸模擬擬信號傳輸，，450～750MHz用于數字信信號傳輸。2.雙向HFC傳輸網網絡·雙向HFC建立立在現有有的有線線電視傳傳輸網絡絡基礎上上，如圖圖3-12所示示。·采用頻分分復用方方式實現現HFC雙向傳傳輸時，，需要完完成以下下工作。。（1）首首先要把把同軸電電纜分配配網的傳傳輸頻帶帶提升到到750MHz以上。。（2）將將原來網網絡中使使用的單單向信號號放大器器換成雙雙向放大大器，該該雙向放放大器在在下行方方向上按按照規定定頻率范范圍（下下行頻段段）從前前端接收收下行信信號，將將信號放放大后再再傳送至至用戶終終端；上上行方向向上按照照規定頻頻率范圍圍（上行行頻段））接收來來自用戶戶的上行行信號，，放大后后傳送至至前端。。（3）改改造光纖纖節點，，使之具具有雙向向傳輸功功能。（4）在在前端需需要增加加用于傳傳送話音音信號和和數據信信號的設設備，如如圖3-？中與與電話網網和數據據網連接接的設備備。（5）在在用戶端端也要增增加相應應的業務務接入設設備，如如綜合業業務用戶戶單元。。·HFC雙雙向傳輸輸網絡中中的光節節點是一一個非常常重要的的單元，，是光纜纜與電纜纜的連接接接口。。·下行傳輸輸信號通通過傳輸輸光纖與與光節點點中的正正向接收收機輸入入端連接接，將光光信號轉轉換為電電信號，，再送到到電纜中中向下傳傳輸；上上行信號號通過傳傳輸電纜纜與光節節點中的的反向發發射機的的輸入端端連接，，將電信信號轉換換為光信信號，送送入光纜纜傳送至至前端。。3.3.3HFC上上行通道道關鍵技技術·實現HFC網絡絡