宽带接入技术：第3章-有线接入 3.3HFC接入

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宽带接入技术周胜源 Email:zhoushy@http://

桂林电子科技大学

信息与通信学院

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第3章3.13.2

宽带有线接入

铜线接入以太网接入

3.33.4

HFC接入光纤接入

3.5

电力线接入

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重点与要求 重点

介绍CATV网络的结构及局限性介绍双向HFC网络的结构以及网络环境重点强调Cable Modem技术： 接入结构、工作原理、技术要点、技术标准

要求

了解CATV网络的结构及局限性掌握HFC网络的结构以及特点

掌握Cable Modem接入结构、工作原理及技术要点了解Cable Modem技术标准及发展趋势3

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3.3.1引言 CATV网络 有线电视运营商最重要、最普及的入户基础设施 最初只使用50—550MHz频段提供单向广播电视业务 但使用新技术，可使用其他剩余频段

在CATV的基础上进行双向HFC改造 保留原有CATV有线电视业务 并可提供交互式数据业务

Cable

modem技术——一种典型的HFC接入技术

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3.3.2 CATV网络 CATV——传统的有线电视网络

CATV的特点 为特定的业务设计

将广播视频业务传送到家而优化设计 通信方式：单向(下行)、广播式 介质：同轴电缆或以同轴电缆为基础 广播业务使用频段：50~550MHz 复用技术：FDM 2009-10-14

模拟传输方式

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CATV网络的系统结构单向放大器视频信号接收机头端 组成

合路器

信号分配器配线网

主配线分支器

干线网 15km

下引线

网络组成：头端、干线网、配线网、下引线 设备组成：头端设备、放大器、分配器、分支器

拓扑结构：树状、鱼骨状结构(分支结构)2009-10-14 6

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系统结构说明 头端 信号的接收与处理中心 接收来自各种信号源的电视信号(卫星、本地)

将接收到的各路信号调制到一个6(8)MHz频道 通过FDM合路器下传到干线，最终送到千家万户 干线(网)

连接头端和信号分配点之间的电缆与设备 (信号分配器、同轴缆、放大器、分支器)

距离一般为15km 信号分配器：将干线信号分成几路，覆盖更大范围 配线：连接信号分配点与分支器，中间有放大器 分支器：用户的接入点 下引线(引入线):用户接入线缆 放大器：对信号放大，使信号能达到更大的范围2009-10-14 7

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CATV网络的局限性 业务单一：视频 单向通信：只能下行通信，不能双向交互 网络结构脆弱：鱼骨形结构，只要一个地方

或设备故障，可能导致中断对众多用户的服务传统的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2009-10-14 8

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3.3.3 HFC网络 HFC

:Hybrid Fiber Coax混合的光

纤同轴电缆

在原有CATV基础上进行双向改造

干线部分：光传输系统代替CATV中的同轴电缆

用户分配网：仍保留同轴电缆网络结构，但放大器改成双向的

可提供业务 2009-10-14

保留原有CATV单向电视广播业务利用剩余频带提供宽带数据业务9

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双向的HFC网络结构服务区 500~2000用户头端光纤同轴缆

视频信号

双向放大器

电话网因特网

光节点

光纤干线网

配线网

下引线

光纤到服务区结构(FSA) 每个服务区物理上为一个独立的子网，不同的服务区可采用

相同的频谱，彼此不干扰2009-10-14 10

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结构说明 头端

信号的接收与处理中心接收来自各种信号源的电视信号(卫星、本地)接入到PSTN、Internet

光纤干线网

头端到服务区光节点之间的部分(光纤)拓扑结构为星形

配线网和下引线

完全同CATV(放大器除外)

配线网的拓扑结构为树形11

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双向HFC的优势 取消主干上的放大器，提高信号质量和可靠性。 在主干上采用光纤，提高了容量，为宽带接入奠定了基

础。 为双向交互式通信提供了网络条件。

通过Cable

Modem可实现全业务通信(数、话、图)

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HFC的频谱划分上行信道下行信道

数字上行

CATV业务

数字下行

个人通信

f

f1北美 5欧洲中国 5 5

地区 f1(MHz) f2(MHz) f3(MHz) f4(MHz) f5(MHz) f6(MHz)

f2 f3

f4

f5

f6

42 65 65

88 110 65

550 550 550

860 862 750

1000 1000 1000

日本 52009-10-14

48

88

550

860

100013

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HFC网络特点及面临的问题 特点 共享介质、点到多点结构 上行信道多干扰环境

面临问题 上行信道的分配问题(需要MAC协议) 上行信道多干扰(各种噪声)

安全性问题 可靠性问题(单点故障) 供电问题(户外设备供电)

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3.3.4 Cable Modem 系统概述 系统结构 工作原理 协议模型 物理层 MAC层

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Cable Modem系统概述 Cable

Modem:电缆调制解调器(简称CM) 基于双向HFC的宽带接入技术 频分复用，实现

数据业务和传统CATV业务共存 CATV:典型频段：50—550MHz CM:典型频段：5—42MHz,550—750MHz

CM上、下行双向通信 5—42MHz(上行) 550—750MHz(下行)

非对称速率方式

下行最高42Mbps上行最高10M bps(QPSK最高1.5Mbps)IEEE802.14,基于ATM传输 DOCSIC,基于IP传输16

两种标准

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