HFC网络技术教程.ppt

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1、有线电视双向网技术有线电视双向网技术中国传媒大学中国传媒大学宽带网络研究所宽带网络研究所金立标金立标博士博士1总前端总前端IP网络核心路由、交换、传输网络核心路由、交换、传输分前端分前端IP汇聚路由交换汇聚路由交换光节点光节点OLT/分光器分光器/其他设其他设备备用户电缆分配网用户电缆分配网CPE设备设备/终端设终端设备备广播广播STB交互交互STB/PC/智能终智能终端端接接入入分分配配网网单向单向单向单向HFCHFC网网网网有有有有 线线线线 电电电电 视视视视 双双双双 向向向向 网网网网用用户户端端ONU/交换机交换机/其他设其他设备备回传电缆网络回传电缆网络双向光站双向光站CMTS分

2、前端分前端总前端总前端广播广播STB一一二二级级传传输输网网光节点光节点用户分配网用户分配网城城域域网网接接入入网网用用户户端端有线电视网络基本结构有线电视网络基本结构有线电视网络基本结构有线电视网络基本结构2一、有线电视网络的结构一、有线电视网络的结构从功能上划分，我国的有线广播电视网络从功能上划分，我国的有线广播电视网络结构分为两大部分：结构分为两大部分：干线网（含国家级广播电视干线网和省级干线网（含国家级广播电视干线网和省级广播电视干线网）广播电视干线网）城域网（含地区级广播电视网以及县级广城域网（含地区级广播电视网以及县级广播电视网）。播电视网）。31.干线网干线网干线网分成两个平台：

3、广播电视传输平台干线网分成两个平台：广播电视传输平台（A平台）和数据传输平台（平台）和数据传输平台（B平台）。平台）。广播电视传输平台采用广播电视传输平台采用DVB（HDTV、SDTV）overSDH技术体制。技术体制。干线网上的接口标准为符合干线网上的接口标准为符合ITU-TG.703标标准的准的DS3（45Mbps）接口。）接口。数据传输平台主要为基于数据传输平台主要为基于IPoverSDH的传的传输体制。输体制。4使用使用MPEG-2压缩技术，每套节目一般常压缩压缩技术，每套节目一般常压缩到到4.5Mbps，6-8套节目信号复用适配成一个套节目信号复用适配成一个DS3（45Mps），），

4、3个个DS3复用成一个复用成一个STM-1，用用SDH的的STM-16（2.5Gbps）可传输）可传输300多套多套MPEG-2压缩的数字电视信号。压缩的数字电视信号。采用采用DS3适配器完成数据格式和接口的转换。适配器完成数据格式和接口的转换。DS3适配器与适配器与SDH网之间采用网之间采用DS3接口，上传接口，上传或下载数据信号；或下载数据信号；与广电网络的前端设备之间采用与广电网络的前端设备之间采用ASI接口，完成接口，完成数据信号与数据信号与TS流的转换。流的转换。DS3适配器的形式可以是单独的设备也可以作适配器的形式可以是单独的设备也可以作为一个功能部件集成到其它的设备中。为一个功能

5、部件集成到其它的设备中。5B地市电视台机房A编码器DS3网络适配器SDH设备市到县光缆干线A地区县回传模拟信号V解码器DS3网络适配器SDH设备再编辑处理区县机房A地机房62、城域网、城域网广电宽带城域网是广电网络的重要组成部分，在广电宽带城域网是广电网络的重要组成部分，在地理位置上地理位置上位于同一城市行政区划范围；在位于同一城市行政区划范围；在网络网络层次层次上位于广电骨干网之下，是广电骨干网在城上位于广电骨干网之下，是广电骨干网在城域内部的延伸和扩展；在域内部的延伸和扩展；在网络功能网络功能上主要实现用上主要实现用户业务的接入、传输与汇聚；起着广电上下网络户业务的接入、传输与汇聚；起着广

6、电上下网络互连和基础服务平台的作用，不仅是我国广电事互连和基础服务平台的作用，不仅是我国广电事业发展的基础，也是我国广电产业开发的基础。业发展的基础，也是我国广电产业开发的基础。广电综合业务城域网承载模拟电视、数字电视、广电综合业务城域网承载模拟电视、数字电视、模拟声音、数字声音等广播业务和交互数字电视模拟声音、数字声音等广播业务和交互数字电视业务以及互联网接入服务、专线数据通信业务、业务以及互联网接入服务、专线数据通信业务、IP电话等数据通信业务。电话等数据通信业务。72.1基本结构模型基本结构模型通常它由一个总前端（通常它由一个总前端（HE）和若干分前端）和若干分前端（SE）、一级和二级光

7、链路干线、用户分）、一级和二级光链路干线、用户分配网络三大部分组成。配网络三大部分组成。一级光链路采用一级光链路采用“路由走向环型、物理连路由走向环型、物理连接星型接星型”拓扑结构；拓扑结构；二级光链路一般采用星型拓扑结构，按需二级光链路一般采用星型拓扑结构，按需也可组成环型拓扑。也可组成环型拓扑。892.2骨干网的骨干网的A/B平台平台多中心的城域骨干网是一种多中心的城域骨干网是一种A/B双平台结构。双平台结构。A平台为广播平台，将总前端收集到的无论是来平台为广播平台，将总前端收集到的无论是来自于卫星，还是来自于国家干线自于卫星，还是来自于国家干线/省级干线的信省级干线的信号，以模拟的方式或

8、数字的方式，分发到各个分号，以模拟的方式或数字的方式，分发到各个分前端。前端。广播平台的总前端（广播平台的总前端（HE）和分前端（）和分前端（SE）之间）之间的连接的光传输也叫做的连接的光传输也叫做“一级光链路一级光链路”，采用的，采用的技术多以技术多以AM的模拟的模拟1550nm技术为主，也有较小技术为主，也有较小的城域网络采用的城域网络采用1310nm传输技术。传输技术。10承载数据业务的平台是人们常说的承载数据业务的平台是人们常说的B平台。目前平台。目前多数城域网络大都采用多数城域网络大都采用IP技术组成宽带数据骨干技术组成宽带数据骨干网。网。骨干网是由主中心（骨干网是由主中心（MC）和

9、多个分中心（）和多个分中心（SC）组成的能完成宽带城域网核心层加汇聚层功能构组成的能完成宽带城域网核心层加汇聚层功能构件的集合。件的集合。骨干网通常采用环型拓扑结构，也可采用双星型、骨干网通常采用环型拓扑结构，也可采用双星型、网状拓扑结构。网状拓扑结构。B平台的主中心（平台的主中心（MC）和分中心（）和分中心（SC）与）与A平台平台的总前端（的总前端（HE）和分前端（）和分前端（SE）的物理位置往）的物理位置往往是一致的。往是一致的。11InternetInternet信息信息中心中心核心网核心网 络络SC无线接入CMOUHFC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

10、式）无线接入（公众用户）LANLAN接入（集团用户）LAN接入（公众用户）SCSCMC MC：主中心 SC：分中心 CM：线缆 调制解调器OU：光接收单元122.3城域网的接入网城域网的接入网无论是无论是A平台还是平台还是B平台，分前端，或分中心与用平台，分前端，或分中心与用户家里的设备之间的接入还要依赖一个接入网络。户家里的设备之间的接入还要依赖一个接入网络。这就是广电宽带城域网的接入网。这就是广电宽带城域网的接入网。对对A平台的信号而言，该接入网络需要将从总前平台的信号而言，该接入网络需要将从总前端过来的广播信号网络优质高效地传送到用户家端过来的广播信号网络优质高效地传送到用户家里的电视机

11、或机顶盒上。里的电视机或机顶盒上。对对B平台而言，接入网的功能是指从分中心平台而言，接入网的功能是指从分中心（SC）至用户数据终端之间完成宽带城域网接入）至用户数据终端之间完成宽带城域网接入层功能构件的集合。层功能构件的集合。13由前端设备、光节点和同轴分配网络组成由前端设备、光节点和同轴分配网络组成的双向的双向HFC网络，可以同时完成上述网络，可以同时完成上述A平台平台和和B平台的接入功能。是一种具备广电特征平台的接入功能。是一种具备广电特征的宽带接入网络和多业务应用网络。的宽带接入网络和多业务应用网络。从分前端至光节点的这部分光链路通常也从分前端至光节点的这部分光链路通常也成为成为“二级光

12、链路二级光链路”，以星型拓扑结构为，以星型拓扑结构为主。同轴分配网络则以树枝型结构为主，主。同轴分配网络则以树枝型结构为主，放大器的级联不超过三级。放大器的级联不超过三级。最近，广电网络的接入除了双向最近，广电网络的接入除了双向HFC的方的方式以外，还出现了式以外，还出现了“单向单向HFC”+PON+五五类线或类线或EoC的方式的方案。的方式的方案。142.4广电城域网的实际结构广电城域网的实际结构不同的城市，由于覆盖的区域大小不同，实际网不同的城市，由于覆盖的区域大小不同，实际网络分为以下几大类：络分为以下几大类：a）主前端）主前端/主中心主中心+一级光网一级光网+同轴分配网同轴分配网/双双

13、绞线网绞线网+CM(STB)/网卡网卡b）主前端）主前端/主中心主中心+一级光网一级光网+分前端分前端/分中心分中心+二级光网二级光网+同轴分配网同轴分配网/双绞线网双绞线网+CM(STB)/网卡网卡c）主前端）主前端/主中心主中心+一级光网一级光网+分前端分前端/分中心分中心+二级光网二级光网+三级光网三级光网+同轴分配网同轴分配网/双绞线网双绞线网+CM(STB)/网卡网卡152.5广电城域网的核心技术广电城域网的核心技术（1）IP（Internet Protocol）技术基于基于IP的宽带城域网技术有：的宽带城域网技术有：千兆以太网技术千兆以太网技术GE（GigabitEthernet）

14、、）、基于裸光纤的基于裸光纤的POS技术技术POS（PacketoverSDH，orIPoverSDH）技术）技术（2）IP over ATM技术在异步转送模式在异步转送模式ATM（AsynchronousTransferMode）上传送上传送IP包包16二、二、HFC网络基础网络基础1、基本定义、基本定义国际上标准化组织对国际上标准化组织对HFC网络有三种建议：网络有三种建议：DVB建议、建议、DAVIC建议、建议、MCNS建议。建议。a）DVB建议：单向分配系统，以建议：单向分配系统，以MPEG-2传传送数据流（送数据流（TS）为基础，不包括上行传输。）为基础，不包括上行传输。b）DAVI

15、C建议：双向建议：双向HFC网络，以网络，以MPEG-2为为基础的基础的HFC网络和以网络和以ATM为基础的为基础的HFC网络。网络。c）MCNS组织建议组织建议:HFC网络上的网络上的CMTS/CableModem系统。系统。172.HFC网络存在的问题网络存在的问题上行带宽过窄，只能够使用上行带宽过窄，只能够使用5MHz-65MHz，由由于外界因素的干扰，一般只能使用于外界因素的干扰，一般只能使用20MHz-65MHz，因此，上行带宽实际可利用的频带只有因此，上行带宽实际可利用的频带只有45MHz。回传通道汇聚噪声，形成漏斗效应。网络噪声的回传通道汇聚噪声，形成漏斗效应。网络噪声的来源有三

16、个方面：来源有三个方面：用户家庭的噪声：用户家庭的噪声：70%电缆接入：电缆接入：25%设备：设备：5%183.HFC网络的拓扑结构网络的拓扑结构3.1、“星树星树”型型一般一般小型城镇小型城镇可采用这种结构。可采用这种结构。3.2、“多星树多星树”型型一般一般中小型城市中小型城市可采用这种结构。可采用这种结构。3.3、“环星树环星树”型型一般一般大中型城市大中型城市可采用这种结构。可采用这种结构。194.HFC频率配置频率配置ITU-TJ.112EuroDOCSIS1.1GY-T106-1999DVB-C/DAVIC1.01.2DOCSIS1.0日本日本上行上行565542105556556

17、5下行下行701303008628886090770108862FM87108TV1101000205、HFC光链路设计光链路设计HFC网络光链路中的光纤都采用网络光链路中的光纤都采用G.652单模单模（SM）光纤，光链路的工作波长有光纤，光链路的工作波长有1550nm和和1310nm两种波长可供选择。两种波长可供选择。第二、三级光链路中应采用第二、三级光链路中应采用1310nm波长，波长，在第一级光链路中可采用在第一级光链路中可采用1550nm或或1310nm波长；波长；在地域覆盖较大的城市可优先采用在地域覆盖较大的城市可优先采用1550nm波长，在地域覆盖较小的城市可优先采用波长，在地域覆

18、盖较小的城市可优先采用1310nm波长。波长。216、HFC共享带宽共享带宽根据现有根据现有HFC网络分析，一台下行光发射网络分析，一台下行光发射机经分光后大致可以服务机经分光后大致可以服务2000到到3000个用个用户，上行可用户，上行可用45MHz频段共享的用户数不频段共享的用户数不超过超过500户。户。目前在数据业务不足的情况下，采用一台目前在数据业务不足的情况下，采用一台下行光发射机经分光后带多个光节点，采下行光发射机经分光后带多个光节点，采用用“一下四上一下四上”或或“一下六上一下六上”方式开展方式开展数据业务。数据业务。随着反向业务量增加，下行光发射机的分随着反向业务量增加，下行光

19、发射机的分光路数应逐渐减少，直至采用光路数应逐渐减少，直至采用“一下一上一下一上”方式，以增加用户可用带宽。方式，以增加用户可用带宽。227、HFC光节点规模光节点规模为了更好地开展交互业务，建议新建网络为了更好地开展交互业务，建议新建网络可采用可采用500或或250户建立一个光节点。户建立一个光节点。如果仍采用如果仍采用2000户建立一个光节点，采用户建立一个光节点，采用多端电输出口，采用星形分配，每个电平多端电输出口，采用星形分配，每个电平输出口服务用户数尽量相等，以方便今后输出口服务用户数尽量相等，以方便今后平滑升级到每光节点平滑升级到每光节点500或或250户。户。这样做一方面可以减少

20、反向噪声的汇聚，这样做一方面可以减少反向噪声的汇聚，另一方面也可以增加每个用户的平均可用另一方面也可以增加每个用户的平均可用带宽。带宽。238、HFC电缆分配网结构电缆分配网结构建议光节点用户数在建议光节点用户数在200至至300户的采用光户的采用光节点输出高电平的电信号，然后通过分支、节点输出高电平的电信号，然后通过分支、分配器无源送到用户。分配器无源送到用户。但是，要注意采用相应方式将回传电平损但是，要注意采用相应方式将回传电平损耗控制在一定范围之内，如耗控制在一定范围之内，如30dB以内，以以内，以保障回传通道满足要求。保障回传通道满足要求。也可以采用低输出电平的电信号，再加上也可以采用

21、低输出电平的电信号，再加上1至至2级分配放大器送到用户。级分配放大器送到用户。249、数字电视与、数字电视与HFC网络网络HFC网主要是为模拟射频信号的传输设计网主要是为模拟射频信号的传输设计的，它的主要技术指标是的，它的主要技术指标是C/N、CSO、CTB。这三大指标是衡量网络能否传好模。这三大指标是衡量网络能否传好模拟信号的检验标准。拟信号的检验标准。数字电视信号是离散的信号，衡量其质量数字电视信号是离散的信号，衡量其质量的标准有误码率、载噪比、的标准有误码率、载噪比、MERMER等指标。等指标。（1）技术指标）技术指标25序号序号项项目目单单位位技技术术要求要求备备注注1 1数字数字频频

22、道道输输出出电电平平dBVdBV50507575建建议议一般不超一般不超过过65dBV65dBV。2 2频频道道间间电电平差平差任意数字任意数字频频道道间间dBdB1010相相邻邻数字数字频频道道间间dBdB3 33 3数字数字频频道与模道与模拟频拟频道道电电平差平差dBdB-10-100 0见见GY/T170-2001GY/T170-20014 4调调制制误误差率差率（MERMER）dBdB2424（64QAM64QAM，均，均衡关衡关闭闭）5 5误码误码率率(BER)(BER)-110E-11(24h110E-11(24h，RSRS解解码码后后)短期短期测测量可采用量可采用15min15m

23、in，应应不出不出现误码现误码6 6数字射数字射频频信号与噪声功率比信号与噪声功率比（S SD,RFD,RF/N/N）dBdB2626（64QAM64QAM）7 7载载波复合三次差拍比波复合三次差拍比(CTB)(CTB)dBdB5454见见GY/T 106-1999GY/T 106-19998 8载载波复合二次差拍比波复合二次差拍比(CSO)(CSO)dBdB5454见见GY/T 106-1999GY/T 106-199926（2）HFC网络系统出现的故障现象也不同网络系统出现的故障现象也不同模拟信号的故障，一般是雪花点，网纹干扰等。模拟信号的故障，一般是雪花点，网纹干扰等。数字信号出现的故障

24、是码赛克或黑屏。有时模拟数字信号出现的故障是码赛克或黑屏。有时模拟信号还可以看，而数字信号是黑屏。信号还可以看，而数字信号是黑屏。造成这种现象的主要原因是，造成这种现象的主要原因是，HFC网络系统反射网络系统反射波，时延、抖动等引起数字信号严重误码，波，时延、抖动等引起数字信号严重误码，C/N下降产生黑屏。下降产生黑屏。这些故障对模拟信号影响不大，对于数字信号则这些故障对模拟信号影响不大，对于数字信号则影响比较大，且查找起来很困难。影响比较大，且查找起来很困难。27三、三、CTMS/CableModem系统系统 HFC Internet 常规模拟电视 数字电视 CMTS 本地服务器 Route

25、r 混 合/分 离 PC TV Phone CM 宽带数据网络28CMTSCMTS与与与与 CMCM的通信过程为的通信过程为的通信过程为的通信过程为：在在下行下行下行下行方向，来自路由器的数据包在方向，来自路由器的数据包在CMTS中中被封装成被封装成MPEG2-TS帧的形式，经过帧的形式，经过64QAM调调制后与有线电视模拟信号混合输出制后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到信号到HFC网络，下载给各网络，下载给各CM；在在上行上行上行上行方向，方向，CMTS将接收到的经将接收到的经QPSK调制的调制的数据进行解调，转换成以太网帧的形式传送给路数据进行解调，转换成以太网帧的形式传送给路由器。同

26、时，由器。同时，CMTS负责处理不同的负责处理不同的MAC程序，程序，这些程序包括下行时隙信息的传输、测距管理以这些程序包括下行时隙信息的传输、测距管理以及给各及给各CM分配分配TDMA时隙。时隙。29系统参数系统参数标标准准参数参数DOCSIS V1.0Euro DOCSIS V1.1下行下行上行上行下行下行上行上行调调制方式制方式64/256QAMQPSK16QAM64/256QAMQPSK16QAM传输传输速率速率（Mbit/s）27/380.32/0.64/1.282.56/5.12/10.24*38/520.32/0.64/1.282.56/5.12/10.24*信道信道带宽带宽（M

27、Hz）60.2/0.4/0.81.6/3.280.2/0.4/0.81.6/3.2/6.4*频频率响率响应应（奈奎（奈奎斯特）斯特）滤滤波特性波特性64QAM=18%256QAM=12%QPSK=25%64/256QAM=15%QPSK=25%输输入入电电平平（dBV）-1625dBmV*-1525dBmV4486*4373（64QAM）4777（256QAM）输输出出电电平平（dBV）5061dBmV855dBmV（16QAM）858dBmV（QPSK）11012168115（16QAM）68118（QPSK）30四、四、CM的接入的接入1.接入业务对带宽的要求接入业务对带宽的要求在在HFC

28、有线电视网上，不同的业务运行会有不同有线电视网上，不同的业务运行会有不同的带宽需求，致使每个的带宽需求，致使每个CM对网络有不同的接入对网络有不同的接入要求。要求。（1）网上浏览业务）网上浏览业务倾向于非对称的带宽要求，致使每个倾向于非对称的带宽要求，致使每个CM要求有一个上要求有一个上行和一个下行信道的支持，这正好与行和一个下行信道的支持，这正好与HFC有线电视网有线电视网的非对称带宽特性相适应的非对称带宽特性相适应。（2）IP电话业务电话业务倾向于对称的带宽要求，致使每个倾向于对称的带宽要求，致使每个CM要求有多个上行要求有多个上行信道的支持。信道的支持。在一个地区有大量的在一个地区有大量

29、的CM通过同一个光节点接入时，为通过同一个光节点接入时，为了提供足够的带宽和防止呼叫阻塞，需要提供了提供足够的带宽和防止呼叫阻塞，需要提供CM能接能接入到多个上行中的一个信道的支持。入到多个上行中的一个信道的支持。31（3）IP流媒体视频业务流媒体视频业务倾向于非常大的下行带宽的要求，致使每个倾向于非常大的下行带宽的要求，致使每个CM要求有要求有多个下行信道的支持。多个下行信道的支持。在一个地区有大量的在一个地区有大量的CM通过同一个光节点接入时，为通过同一个光节点接入时，为了提供足够的带宽和把多路了提供足够的带宽和把多路IP视频流传送到多个视频流传送到多个CM，就需要提供就需要提供CM能接入

30、到多个下行中的一个信道的支持能接入到多个下行中的一个信道的支持。（4）上述业务的组合应用业务）上述业务的组合应用业务带宽需求的情况就相当复杂，就可能需要有多个上行带宽需求的情况就相当复杂，就可能需要有多个上行和下行信道的支持。和下行信道的支持。该情况下，该情况下，CM要能在多个上行之间和多个下行之间移要能在多个上行之间和多个下行之间移动，动，CMTS的作用是管理与其相连接的所有的作用是管理与其相连接的所有CM的流量的流量负载，即根据各负载，即根据各CM的带宽资源需求和可用的资源，通的带宽资源需求和可用的资源，通过动态地移动过动态地移动CM，在多个上行和下行之间平衡流量。，在多个上行和下行之间平

31、衡流量。322.CM接入单个下行信道和单个上行信道示例接入单个下行信道和单个上行信道示例假设假设CMTS有有1个下行输出和个下行输出和4个上行输入端口，即有个上行输入端口，即有1个下行信道和个下行信道和4个上行信道个上行信道；1个下行信道为共享信道，个下行信道为共享信道，4个上行信道则分别位于独个上行信道则分别位于独立的立的4根光纤上，并分别为根光纤上，并分别为4个社区的个社区的CM提供服务。提供服务。CMTS接入到一个下行光发射机和接入到一个下行光发射机和4个上行光接收机，个上行光接收机，而每个而每个CM则经电缆分配系统接入各自所在社区的光节则经电缆分配系统接入各自所在社区的光节点（双向光发

32、射点（双向光发射/光接收机），即每个光接收机），即每个CM共享一个下共享一个下行信道和惟一的一个上行信道。行信道和惟一的一个上行信道。前端前端CMTS与社区光节点之间采用了空间分隔的两根与社区光节点之间采用了空间分隔的两根光纤（上光纤（上/下行各一芯）连接，而社区光节点以下则是下行各一芯）连接，而社区光节点以下则是树枝型结构的同轴电缆分配系统连接各树枝型结构的同轴电缆分配系统连接各CM。如下图：如下图：33343.CM接入多个下行信道和多个上行信道示接入多个下行信道和多个上行信道示例例每个每个CMTS均有均有2个下行输出端口（个下行输出端口（fD0/fD1）和和4个上行输入端口（个上行输入端口

33、（fU0fU3）；结构见下图：结构见下图：35（1）结构）结构1将将CMTS的两个下行输出端口混合的两个下行输出端口混合后接入到一个下行光发射机；后接入到一个下行光发射机；将每两个上行输入端口也混合分别将每两个上行输入端口也混合分别接入上行光接收机。接入上行光接收机。这样，每个这样，每个CM都可查看都可查看2个下行信个下行信道。道。（2）结构）结构2将将CMTS的的2个下行输出端口和个下行输出端口和4个个上行输入端口混合后分别接入下行上行输入端口混合后分别接入下行光发射机和上行光接收机。光发射机和上行光接收机。这样，每个这样，每个CM都可查看都可查看2个下行信个下行信道并使用与道并使用与2个下

34、行信道相关的全部个下行信道相关的全部4个上行信道。个上行信道。（3）结构）结构3CMTS的下行输出和上行输的下行输出和上行输入端口的混合方式类似方案入端口的混合方式类似方案1，但，但CMTS的上行输入端口的上行输入端口采用了交叉连接，即每个上采用了交叉连接，即每个上行光接收机分别与不同的下行光接收机分别与不同的下行信道相关。行信道相关。这样每个这样每个CM都可查看都可查看2个下个下行信道及每个下行信道相关行信道及每个下行信道相关的一个上行信道。的一个上行信道。36五、五、DOCSIS2.0DOCSIS1.0/1.1DOCSIS1.0/1.1Additional Capabilities wit

35、h Additional Capabilities with DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0调制方式调制方式频道带频道带宽宽(MH(MHZ Z)数据速率数据速率(Kbps)(Kbps)调制方调制方式式频道带频道带宽宽(MH(MHZ Z)数据速率数据速率(Kbps)(Kbps)QPSKQPSK16 QAM16 QAMQPSKQPSK16 QAM16 QAM1.61.61.61.63.23.23.23.22,25602,25605,1205,1205,1205,12010,24010,24032 QAM32 QAM64 QAM64 QAM16 QAM16 QAM32 QAM32 QAM6

36、4 QAM64 QAM3.23.23.23.26.46.46.46.46.46.412,80012,80015,36015,36020,48020,48025,60025,60030,72030,72037六、六、DOCSIS3.01、基于多个上、下行通道的绑定技术、基于多个上、下行通道的绑定技术a）DOCSIS3.0采用四个或四个以上的有线电视频道采用四个或四个以上的有线电视频道带宽绑定在一起的方式进行数据传输，当然这种绑带宽绑定在一起的方式进行数据传输，当然这种绑定并不是简单的组合。如图所示，定并不是简单的组合。如图所示，120Mbps的数据的数据被使用被使用“信息包绑定（信息包绑定（Pa

37、cketbonding）”技术分技术分成四个成四个30Mbps的数据流（不能大于的数据流（不能大于30Mbps），通），通过四个绑定在一起的电视频道进行传输，在接收端过四个绑定在一起的电视频道进行传输，在接收端通过使用通过使用“信息包绑定（信息包绑定（Packetbonding）”技术技术把四个把四个30Mbps的数据流整合还原成的数据流整合还原成120Mbps的数的数据。这样它的传输能力将是原来使用单一电视频道据。这样它的传输能力将是原来使用单一电视频道传输的传输的4倍以上。倍以上。3839DOCSIS3.0标准规定绑定在一起的频道不标准规定绑定在一起的频道不能低于能低于4个，个，DOCSI

38、S3.0的下行速率起点的下行速率起点规定为规定为160Mbps，而上行速率为，而上行速率为120Mbps，并且还可以通过增加绑定的频道数量来，并且还可以通过增加绑定的频道数量来提高上、下行的传输速率。提高上、下行的传输速率。DOCSIS3.0标准在传输通道中采用的多个标准在传输通道中采用的多个频道的绑定技术，在数据传输中则采用的频道的绑定技术，在数据传输中则采用的信息包的绑定技术，这些新技术无疑为信息包的绑定技术，这些新技术无疑为DOCSIS3.0标准的传输速率带来了飞跃的标准的传输速率带来了飞跃的发展。发展。402、采用了先进的采用了先进的IPv6技术：技术：目前随着互联网的飞速发展，原有的

39、目前随着互联网的飞速发展，原有的IPv4技术已经不能满足应用的需要，所以技术已经不能满足应用的需要，所以采用了更新的采用了更新的IPv6技术。技术。DOCSIS3.0标准也顺应时代发展的需标准也顺应时代发展的需要，将要，将IPv6技术融合到标准之中。技术融合到标准之中。DOCSIS3.0标准不仅支持原有的标准不仅支持原有的IPv4技术，技术，而且还能支持新一代的而且还能支持新一代的IPv6技术，在前不技术，在前不久进行的相关测试中，久进行的相关测试中，DOCSIS3.0标准的标准的设备在这方面的测试结果是令人满意的。设备在这方面的测试结果是令人满意的。41七、系统设计七、系统设计1、CMTS设

40、计设计考虑问题：考虑问题：CMTS调制方式：调制方式：64QAM、256QAM提供给用户的带宽，是否高于提供给用户的带宽，是否高于ADSL上网用户比例（同时上网）；上网用户比例（同时上网）；网络使用比例（同时下载）网络使用比例（同时下载）42举例：举例：下行每信道下行每信道8M带宽，采用带宽，采用64QAM调制方式，调制方式，每个下行信道实际数据率每个下行信道实际数据率36Mbps；预计提供给用户的最低并发数据速率预计提供给用户的最低并发数据速率BW在在1Mbps以上以上；使用情况以高峰期上网用户比例使用情况以高峰期上网用户比例RB为为50%，网络使用比例网络使用比例UF为为20%预计预计。按

41、照按照1000户计算：户计算：1000*50%*20%*1Mbps/36Mbps2.7,即需即需要要3台台CMTS；若提供若提供400kbps的速率，则需的速率，则需1台台CMTS。432、系统指标设计、系统指标设计1）HFC网络传输模拟电视的技术指标分配网络传输模拟电视的技术指标分配按广电行业按广电行业GY/T106-1999规范的规定，规范的规定，系统技术指标为：系统技术指标为：CNR43dB；CSO54dB；CTB54dB通常系统设计指标定为：通常系统设计指标定为：CNR44dB；CSO55dB；CTB55dB44分配比例分配比例C/N前端分配比例为前端分配比例为40%，48dB光缆传输

42、系统为主要网络，分配比例为光缆传输系统为主要网络，分配比例为40%，48dB。同轴电缆分配网采用无源器件指标较好同轴电缆分配网采用无源器件指标较好,分配比例为分配比例为20%，51dB；CSO、CTB既要考虑光传输链路达到的指标，又考虑前端不采用前既要考虑光传输链路达到的指标，又考虑前端不采用前端放大器，不会产生端放大器，不会产生CSO和和CTB。分配比例为：前端分配比例为：前端0%、光链路、光链路60%、同轴电缆分配网、同轴电缆分配网40%。光链路指标设计：光链路指标设计：一级光缆：一级光缆：C/N50dB、CSO60dB、CTB65dB；二级光缆：二级光缆：C/N48dB、CSO58dB、

43、CTB63dB；452、系统指标设计、系统指标设计计算公式计算公式C/N设计值设计值10lgA；CM=设计值设计值10lgA；CSO设计值设计值15lgA；CTB设计值设计值20lgA。463、回传电平设计、回传电平设计所有所有CableModem的信号必须以相同的信的信号必须以相同的信号电平到达前端。号电平到达前端。如果其电平差异过大，即使管理如果其电平差异过大，即使管理CableModem的的CMTS发出电平调整指令，试图使发出电平调整指令，试图使CableModem受控地调整输出电平，也难以受控地调整输出电平，也难以使各用户电平上行到使各用户电平上行到CMTS时一致，结果会出时一致，结果

44、会出现某些用户上行信号现某些用户上行信号CN很低，而另一些用很低，而另一些用户上行信号产生过载失真。户上行信号产生过载失真。为保证各支路上行路径的总损耗近似相等，为保证各支路上行路径的总损耗近似相等，要求从各用户端至光节点的回传路径损耗要求从各用户端至光节点的回传路径损耗差值小于差值小于5dB。474、电缆干线设计、电缆干线设计在网络的电缆干线设计时，尽量采用分配在网络的电缆干线设计时，尽量采用分配器作为分路器件，禁止使用分支损耗大于器作为分路器件，禁止使用分支损耗大于10dB的分支器，以保证各支路的上行路径的分支器，以保证各支路的上行路径损耗近似相等。损耗近似相等。网络路由尽量设计为多级星型

45、传输结构，网络路由尽量设计为多级星型传输结构，因为多级星型由中心到用户的分配过程正因为多级星型由中心到用户的分配过程正是由各用户上行逐级汇集的过程。只要保是由各用户上行逐级汇集的过程。只要保证了对称性，上行下行电平必然一致。证了对称性，上行下行电平必然一致。对回传通道进行均衡，以减小回传路径损对回传通道进行均衡，以减小回传路径损耗的差异。耗的差异。485、分配网设计、分配网设计采用集中分配方式。采用集中分配方式。从理论上讲，楼道内采用集中分配的方式入户，从理论上讲，楼道内采用集中分配的方式入户，既保证了各用户的下行路径损耗一致，又保证既保证了各用户的下行路径损耗一致，又保证了各用户的上行路径损

46、耗一致；了各用户的上行路径损耗一致；同时减少了大量的电缆接头，降低了网络故障同时减少了大量的电缆接头，降低了网络故障率，减少了干扰信号的侵入点率，减少了干扰信号的侵入点，折中的办法是折中的办法是尽量多采用尽量多采用4分支、分支、6分支等分路器件。分支等分路器件。层间线改造为四屏蔽电缆层间线改造为四屏蔽电缆，而入户线暂不而入户线暂不改变。改变。496、光接收机回传输入电平设计、光接收机回传输入电平设计每每HZ固定功率法：固定功率法：首先分析激光器上到底可以加上多大的射频功首先分析激光器上到底可以加上多大的射频功率，然后将总功率分配给各个信道；率，然后将总功率分配给各个信道；回传激光机在满载时（一

47、般为回传激光机在满载时（一般为60MHZ带宽）所带宽）所能加载的总功率电平往往都由厂家提供的，我能加载的总功率电平往往都由厂家提供的，我们以厂家提供的这个参数，再根据每个信道所们以厂家提供的这个参数，再根据每个信道所要求的带宽将总功率分配给各个数据信道。要求的带宽将总功率分配给各个数据信道。首先把厂家给出的总功率以首先把厂家给出的总功率以1HZ的步长划分，的步长划分，然后以各自信道的占有带宽分配功率。然后以各自信道的占有带宽分配功率。每每HZHZ的步长电平算法如下：的步长电平算法如下：激光器输入的总功率激光器输入的总功率-10 10 LgLg 总带宽总带宽 506、光接收机回传输入电平设计、光

48、接收机回传输入电平设计以以SG2000SG2000为例，根据为例，根据SG2000SG2000设备手册，它设备手册，它的回传光发射模块为的回传光发射模块为SG2-IFPT/DFBTSG2-IFPT/DFBT，建议建议的总输入功率为的总输入功率为15dBmV15dBmV。对于回传通道，频率范围为对于回传通道，频率范围为065MHz065MHz：每每HzHz功率功率151510lg10lg（60MHz60MHz）63dBmV/Hz63dBmV/Hz假如目前开展的假如目前开展的CMCM业务的信号带宽为业务的信号带宽为3.2MHz3.2MHz，则该业务对于回传激光器的输入则该业务对于回传激光器的输入功

49、率为：功率为：63dBmV/Hz+10lg63dBmV/Hz+10lg（3.2MHz3.2MHz）2dBmV2dBmV515、HFC回传链路损耗回传链路损耗52A块：块：CM至楼放输出口，反向损耗一至楼放输出口，反向损耗一般设定为般设定为255db。B块：电缆干线网部分（包括干放、块：电缆干线网部分（包括干放、延放与楼放）至光站（具有双向传输功延放与楼放）至光站（具有双向传输功能的光节点）的输出端口，反向损耗设能的光节点）的输出端口，反向损耗设定定0db（采用单位增益设计）。（采用单位增益设计）。53C块：光站至光接收机部分，损耗与光设备的选择有关，块：光站至光接收机部分，损耗与光设备的选择有

50、关，一但光设备选定了，损耗也就确定了。一但光设备选定了，损耗也就确定了。D块：光接收机输出端至块：光接收机输出端至CMTS的输入端口部分，这块的的输入端口部分，这块的作用是将多条光链路输出的信号混合成一路输入作用是将多条光链路输出的信号混合成一路输入CMTS，此块的插入损耗按下公式计算：此块的插入损耗按下公式计算：插入损耗（业务带宽插入损耗（业务带宽上行通道的每上行通道的每Hz功率）功率）CMTS要求的输入电平值要求的输入电平值54假设假设CM的工作带宽为的工作带宽为3.2MHz，并且接收，并且接收机输出口的总功率为机输出口的总功率为108dBuV。根据每根据每Hz功率法的公式，此时功率法的公