CATV光网络设备原理及应用 第二十六讲 HFC光网络拓扑及工程实践
HFC双向数据业务原理
03
HFC数据传输过程
数据发送过程
信号调制
将需要发送的数据信号调制到特定频 段上，以便在HFC网络中进行传输。
信号复用
将多个调制信号进行复用，形成一个 复合信号，以便在同一传输介质上同 时传输多个信号。
信号加密
对复合信号进行加密处理，确保数据 传输过程中的安全性和保密性。
信号传输
将复合信号通过HFC网络的下行信道 发送出去，到达用户端。
由于HFC网络具有较高的稳定性 和可靠性，因此语音通话质量也 相对稳定，不会出现明显的杂音 或断线情况。
适用多种场景
语音通信功能适用于多种场景， 如家庭、企业、学校等，方便用 户进行沟通交流。
05
HFC双向数据业务优势与挑战
优势分析
01 02
高带宽与高速率
HFC（Hybrid Fiber-Coax）网络采用光纤与同轴电缆结合的方式，能 够提供更高的带宽和数据传输速率，满足用户对高清视频、在线游戏等 高带宽应用的需求。
HFC双向数据业务原理
• HFC网络概述 • HFC双向数据传输原理 • HFC数据传输过程 • HFC双向数据业务应用 • HFC双向数据业务优势与挑战
01
HFC网络概述
HFC网络定义
• HFC网络是一种基于光纤和同轴电缆混合传输的宽带接入网络， 通过将光纤和同轴电缆结合，实现高速数据传输和广播电视信 号的传输。
时分复用原理
时分复用原理是将时间划分为若干个时隙，每个时隙传输一 个信号，通过时隙的复用实现多个信号在同一信道上的同时 传输。在HFC网络中，时分复用技术用于上行信号的传输， 将用户数据按照时间顺序依次传输。
时分复用原理的特点是信号按时间顺序传输，结构简单，易 于实现，但需要精确的同步控制，以保证信号的正确传输。
HFC网络基础知识(广电技术一目了然)
唐明光
2003.2
HFC网络的发展
1、有线电视网 1990年以前—同轴干线网和同轴分配网 1990年以后—光纤干线网和同轴分配网，即HFC网 2、HFC网 1990—1993年 FTF结构 1993年提出 FTF升级成“全业务”接入网 3、FTF结构的特点 广播式 大覆盖 5000户/光节点 4、HFC“全业务”接入网 交互式 小覆盖 500户/光节点
HFC网络光纤干线设计计算
唐明光
2003.2
HFC网络光纤干线设计计算计划 光节点配置 光缆实际路由 3、计算中输入技术参数： 工作光波长 光纤损耗系数 光连接器数量及插损
分光器的总插入损耗 光接收机平均接收光功率 光链路预留的损耗余量 4、计算结果输出技术参数： 光发射机输出光功率 掺铒光纤放大器（EDFA）输出光功率 分光器的分光比 光链路的技术指标验算结果是否符合要求
（3）离CMTS最近和最远的CM与 CMTS之间的最大距离差为160km； （4）所有的CM通信都通过CMTS 进行； （5）基于IP协议实现通信。
HFC网络频谱安排
5—42MHz/5—65MHz 上行数据业务 50—550MHz 模拟电视（下行） 550—750MHz 下行数字电视、数据 750—1000MHz 未来双向通信业务
HFC光纤干线计算图
如何从实际路由图变换成计算图 星形干线计算图 树形干线计算图 星-树形干线计算图 环形干线计算图
HFC网络光纤干线计算公式
公式（4.1）—（4.11）
HFC网计算公式中的参数选择
工作波长：1310nm、1550nm 光纤损耗系数：1310nm 0.4dB/km 1550nm 0.25 dB/km 光纤连接器损耗：0.5 dB 光纤连接器个数：1—2 分光器总插入损耗 光链路预留余量：0.3—0.5 dB
CATV的原理介绍(工程人员考核)
放大技术
CATV的放大技术用于增强信号的强度以便在长距 离传输中保持良好的质量。
光缆传输技术
光纤传输使CATV能够在信号传输过程中减少信号 损耗和干扰。
CATV系统的频率划分和信号处理技术
频率划分 信号处理技术
频频偏移调制（FM）、调幅（AM）和调相 （PM）。
信号处理技术用于增强、清晰和稳定的映像和 音频质量。
技术发展趋势
CATV技术的发展趋势包括更 高的图像质量、更快的传输 速度和更多的节目选择。
CATV应用案例分析和今后的应用前景
应用案例分析
应用案例分析将介绍CATV在不同场景下的应用， 如酒店、医院、商场等。
今后的应用前景
未来，CATV将继续发展，包括更大带宽、增强现 实技术和与智能设备的更好融合。
级进行组织。
3
图像质量Biblioteka CATV系统的图像质量受到分辨率、压
音频质量
4
缩技术和传输质量的影响。
CATV系统的音频质量包括声道数、音 量和清晰度。
CATV系统的收费模式、故障排除与维护 以及技术发展趋势
收费模式
CATV的收费模式包括按频道 收费、按节目收费和包月收 费。
故障排除与维护
故障排除与维护包括定期检 查、故障处理和线路维护。
历史起源
CATV起源于1948年，最初 为了提供有线电视信号给 偏远或山区无法接收到信 号的地区。
CATV的发展现状
如今，CATV已经成为全球 最广泛使用的电视传输方 式之一。
CATV的基本组成和传输介质
基本组成
CATV由接收设备、分配设备、传输线路和接入 设备组成。
传输介质
CATV的传输介质包括同轴电缆、光纤和卫星。
HFC网管
HFC网络的网管原理及其应用一、概述（一）HFC网络的结构HFC网络的基本组成结构为前端（Headend），分前端(Hub)，光纤主干网，有源网络，用户接入网四部分。
对于HFC网络，光纤主干网分为模拟环网和数据环网。
总前端通过光纤主干网把各分前端联成冗余保护环网。
对于模拟CATV信号环网，由A、B双环组成，对进入各分前端的AB双路模拟CATV信号进行双路由备份，并通过射频开关进行自动切换。
有源网络指前端的上、下行信号通过光纤传输主光工作站部分；而用户接入网指光工作站至用户终端部分。
对于HFC网络的网管平台来讲，根据以上分析，把前端内设备部分叫做内部平台（Inside Plant），对于有源网络及用户接入网，则叫做外部平台（Outside Plant）。
本文主要针对前端内的设备的网管进行阐述。
（二）网管平台的基本结构HFC网络前端设备的网管主要针对安装在前端机房内机架机框内的有源设备，包括各种光接收机、光发射机、前置放大器等进行监测管理，依靠网管接口卡间的线缆连接，再经过转换服务器接入城域网或广域网，由网管服务器通过网络采集各前端设备的各种工作参数，并对数据进行处理，通过客户端网管软件的GUI界面显示在电脑屏幕上。
网管平台的基本结构图如下：网管服务器（Server）基于服务器/客户机(C/S)应用模式，通过IP数据网进行传输。
此结构非常适用于已建有城域网，通过虚网（VLAN）的划分，专门建立一个网管网络。
在各分前端的交接机上预留两个以上的以太网口，一个用于网管转换服务器的接入，另一个用于对各分前端设备进行配置和维护，并支持多用户按不同权限访问网管服务器。
（三）实际应用目前我公司把本市的老城区划分为五个区域，由一个中心机房，四个分前端组成。
中心机房为于广电中心，四个分前端分别为人民路机房、辕门机房、昌安机房和鉴湖机房，并且在中心机房与各分前端之间已建成光纤主干网。
网管的目的就是把这五个机房，通过网管平台，对其内部的有源设备进行监管。
双向HFC网络的技术原理
HFC有线宽带
HFC有线宽带数据信号的传输，下行调制方式64QAM,上 行调制方式QPSK/16QAM。
现在DOCSIS协议有四个版本： DOCSIS 1.0、 DOCSIS 1.1、 DOCSIS 2.0、 DOCSIS 3.0
欧洲也有相应的标准，即 Euro- DOCSIS，中国的标准接近EuroDOCSIS。
CMTS与CM
CMTS：电缆调制解调器头端管理控制器，是HFC网络与 数据网 （IP)的连接设备；完成数据与RF(射频)的转换。
DSL在亚太地区发展迅速，用户数量占优；
我国上海、深圳、南京等地去有线宽带都发展的很好。
HFC有线宽带的基本原理
数据业务传送的0和1的数字基带信号，和模拟信号有很大差别， 为了使数据业务也能在HFC网络中传输，就要采用数字调制技术， 将0和1的数字基带信号调制在相应的射频载波上，和其他模拟信 号一起传输。
频分复用/频率配置
根据GY／T106广播电视技术规范行业标准规定： 5～65MHz为上行频率配置； 65～87MHz为过渡频率带； 85～860MHz为下行带宽。
调频广播
上行
过渡带
模拟电视 下行
数字电视，数据业务
频分复用/频带分配
我国有线电视网络标准规定，860Mhz的网络系统，频 带范围5- 860Mhz
74 110
输入均衡值 输入衰减值
860
频率 (MHz)
H
L
输入端测试点 -20dB
HFC网络中的宽带传输技术
H F C网络中的宽带传输技术HFC网络中的宽带传输技术曾清海唐明光邱昆成都电子科技大学光纤重点实验室[摘要]本文首先详细论述了HFC 系统之后对两种重要的HFC 宽带接入协议和MCNS 的DOCSIS 进行了比较并得出了一些有益的结论1HFC的一般结构HFC 网络由光纤和同轴电缆混合组成以分支和树型拓扑为特点在树根处CMTS 从CMTS 到邻近使用光纤在光纤的末端是光节点起光/电转换的作用同轴电缆作为馈电线从光节点连到每个用户每个光节点下接500-2000 户HFC 网络中的CMTS 在系统中起类似交换/路由中心的作用CMTS 是HFC 网络对外通信的出口它可以与PBX 放在一起也可以置于计算机中心以便于连线CMTS 到最远用户的距离最大约80km HFC 网络比纯粹的光网络具有更高的可靠性和更低的费用投入普通的全同轴线要升级到HFC 需要更换CATV 网中最后一段的放大器单向---双向通过HFC 网络可实现宽带业务Cable 电话Internet 及Web 在线浏览聊天室交互游戏居家办公应用的局域网仿真和桌面会议等的接入这种传输结构的优点是可以灵活地给各个以太网分配一个或一组CM 当通信量改变了后只需增减CM 的数目O/E O/E 用户O/E 以太网O/ECMTS Cable 网光分配网O/E O/E图1 HFC 网络的结构系统中同轴电缆的整个通信带宽被分成上下行两个频带通常上行使用5-42MHz 的频带下行使用45-750MHz 甚至高达1000MHz 的频带上下行频带又划分成很多信道这些信道既可传数字信号也可传模拟信号上行信道宽为1-2MHz 容量为2-10Mb/s 下行信道宽为6MHz 容量为30-40Mb/s 不同信道使用不同的调制技术使用不同调制技术的CM 可以提供不同的吞吐量QPR 正交局部响应在3MHz 频带内提供6Mb/s 的速率QPSK 正交频移键控在6MHz 的频带空间内提供10Mb/s 的速率64-QAM 正交幅度调制在6MHz 的信道内提供27Mb/s 的速率目前的CM 设备主要用于Internet 和各种以太网的接入上下行模拟TV 下行模拟信号5 42 45 450 750 f(MHz)图2 HFC 频谱结构2HFC传输技术HFC 采用射频调制的方式实现宽带传输传输由CMTS 集中控制下行采用广播的形式上行方向共享传输媒体采用FDMA/TDMA 接入方式下行模拟视频采用傍路的形式送往标准电视机数字信号则须经过CM 适配后才传给PC 等数字设备或以太网上行数字信号1也是先经过CM 的适配处理后再送入同轴电缆的CM 对数字信号进行调制解调同步等处理在上行方向由于共享传输媒体必须采用适当的措施以防止上行数据冲突首先FDMA 技术的使用既增加了上行方向的容量又避免了冲突但是如果将一个信道既频道提供给单个链接则会浪费信道内的通信容量因此对各个信道采用TDMA 技术将信道划分成时隙上行帧由DS(Data Slots) 和CS(Contention Slots) 两种时隙组成它们的数量由CMTS 决定在CM 处采用哪个频道哪个/哪些时隙完全由CMTS 集中控制为了各CM 能准确地将数据送入规定的时隙必须测距和同步而CMTS 如何进行上行带宽动态分配需要各CM 随时上报带宽申请信息带宽申请信息使用CS 上传由于CS 是多个CM 竞争使用的所以上传的带宽申请信息可能发生冲突而失败失败后必须采用某种策略进行重发直到成功或最终抛弃相应数据HFC 网络提供双向宽带业务可采用两种传输方式ATM 传输和IP 传输为此出现了两类相关标准和MCNS 支持ATM 传输MCNS 支持IP 传输3与MCNS的比较1994 年5 月很多家致力于制定Cable 数据通信国际标准的商家组成了CATV 的MAC 和Phy 协议工作组该工作组的最初目的是要在1995 年10 月向IEEE 的LAN/MAN 标准协会递交Cable Modem 的MAC 和Phy 层标准随后工作组制定了HFC 网络进行ATM 信元传输的Phy 层和MAC 层协议在1997 年3 月由多家电缆厂商组成的MCNS 伙伴公司发布了Cable Modemd 的DOCSIS Data-Over-Cable SystemInterface Specifical 协议该协议首先获得了SCTE(Cable 电信工程师协会)数据标准分组的认可最后于1998 年3 月被批准作为ITU 的一项新建议选用AT M传输作为其缺省的解决方案因为它能提供视频话音和数据业务综合传送的QoS 相反MCNS 使用一种更适合不定长IP 包传输的方案以降低CM 的费用和复杂度Phy 层协议定义电缆的电气特性诸如调制技术星座符号速率和频率使用等此外还有在端系统物理层上的扰码前向纠错(FEC) 测距和同步等在Phy 层上与MCNS 的定义相似见图3方向MCNS下行64/256QAM 支持ITU’S的附件A B C只支持ITU’S的附件B北美标准上行QPSK 16QAM QPSK 16QAM图3 与MCNS 的调制方式虽然和MCNS 标准的MAC 层协议有很多相似的功能要求但从根本上看是不一样的该层协议定义高层业务流映射和上行信道访问策略它包括竞争时隙的接入和冲突处理等另外在两种标准中消息格式管理和安全层起始比特位的定义也不相同的MAC-PDU 是在每个ATM 信元前加1 字节开销而MCNS 的MAC-PDU是在IP 分组或 1 个或多个AT M信元前加6 个字节甚至更多开销两种MAC-PDU格式如下1 byterMAC AT M信元a 的MAC-PDU6 byter 0~240bytes 不定长MAC 扩展头IP 包或 1 个或多个ATM 信元b MCNS 的MAC-PDU图4 和MCNS 的MAC-PDUMAC 协议仲裁CM 与CMTS 之间的信息流使上行发送不会引起冲突上行带宽申请信息碰撞后的处理采用CRP 协议碰撞处理协议CRP 协议使用的碰撞处理算法很多主要有以下两种tree-based 算法和p 坚持算法工作组选用了前者因为它的接入时延变化小符合AT M传输的QoS 要求MCNS 采用后者因为它吞吐量大且算法简单tree-based 算法最主要的特点是为各CS 分配一个请求号RQ 某个请求只能竞争使用特定RQ 号的那一类CS 这样既保证了公平性又降低了冲突的几率而p 坚持算法是在申请信息冲突后逐步增大后退窗口以减小冲突的可能性所谓p 坚持是指冲突后的申请在调整过的后退窗口时间段内以概率p 任选一个时刻重发申请有此可知它们的下行帧结构也应该不一样至于上行帧结构它完全由CMTS 决定的下行帧格式如下图ATBi Feedback Grant Data图5 的帧格式ATBi 规定在下一上行帧中能够上发的新请求以数据到达CM 的时间进行限制Feedback 返回前一上行帧的各CS 使用情况内容为成功或一个RQ 号指示在哪一组CS 中重新发该失败请求Grant 指定下一上行帧微时隙的使用规则MCNS 的下行帧结构如下图采用后退窗口来控制对上行信道的接入Ack 时间最小窗口最大窗口Grant 确认Data图6 MCNS 的帧格式Ack 时间最小窗口station 初始上发请求的最长等待时间失败后加大再失败再加大直到最大16 次失败则扔掉相应MAC-PDU最大窗口station 每次上发请求的最长等待时间数据grant 规定下一上行帧的微时隙使用规则确认说明请求已经收到但需等待以后的Data grant和MCNS 各有各的优缺点方案对ATM 业务具有较低的平均延时和延时变化但对IP 业务由于要拆装包而吞吐量不高相反MCNS 标准对IP 业务是一种很具吸引力的方案但是它需要更优良的机制以支持更好的QoS4 总结基带传输的容量受限一般为155Mb/s 或622Mb/s 相比之下射频宽带技术通过对频带的分配可以进行多种语音数据和视频的传输这种新的有效的网络结构可避免在未来对现成数据网络的升级而进行重新布线由于使用模拟方式所以不需要任何终端接口设备任何标准的电视机都行在这种强大的传输媒体上可以同时传80 多路双向的视频信号模拟和数字设备可以共享其上的容量只有长距离的连接才需要对信号进行压缩和数字化以保证信号通过公用网的质量现已有多家厂商开发了支持或MCNS 标准的CM和CMTS 设备随着大容量CM 的开发成功和性能价格比趋于合理HFC 技术将在宽带综合接入方面取得非常广泛的应用。
HFC网络宽带接入技术
HFC网络宽带接入技术本文对HFC网络宽带接入技术的基本原理、应用进行了详细的论述,提出HFC接入的解决方案和实现方法，希望可以为宽带网络建设和宽带接入技术的研究提供重要的依据。
关键词:英特网宽带接入 HFC网络基于HFC(混合光纤同轴电缆)的宽带接入技术充分利用现有的HFC网络资源,避免了网络的重复建设,有效地解决了网络布线的困难,降低了整体投资成本。
HFC是当前发展信息高速公路的最佳综合业务宽带接入网之一。
同时,该网络还可以提供智能子系统的数据通道,实现网络布线的优化与集成。
一、HFC 接入技术（一）HFC的基本原理HFC网络中的下行数据经由相应调制技术(如QPSK,QAM等) 转换成模拟射频信号,这些模拟射频信号和其他模拟音频、视频信号经由频分复用方式合成一个宽带射频信号,加到前端的光发射模块上,并调制成光信号传输到光节点并经同轴网络传输到用户。
在用户端,用户接收相应频带的信息后,进行解调得到所需数据。
用户上行数据经Cable Modem 调制成为模拟的射频信号,送到同轴网络上,由同轴电缆放大器接收处理后转换为光信号,通过光纤传送到局端的CMTS ,经解调等处理后转为数据流送往外部网络。
Cable Modem是一种可以通过有线电视(CATV) 网络进行高速数据接入的装置。
它一般有两个接口,一个用来接室内墙上的有线电视端口,另一个与用户计算机相联。
Cable Modem不仅包含调制解调部分,它还包括电视接收调谐、加密解密和协议适配等部分,它还可能是一个桥接器、路由器、网络控制器或集线器。
由于有线电视的同轴电缆是按单向传输模式设计的,信号只能从有线电视台传送给用户端收听、收看,不允许信号从用户终端传送到有线电视台播放,所以必须对现有的CATV 网络前端和用户端进行改造,使之具有双向传输功能,才能与Internet 相连接。
因此一个Cable Modem 要在两个不同的方向上接收和发送数据,它把上行的数字信号转换成模拟射频信号,类似电视信号,能在有线电视网上传送。
HFC网络技术
10
承载数据业务的平台是人们常说的B平台。目前 多数城域网络大都采用IP技术组成宽带数据骨干 网。 骨干网是由主中心（MC）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 件的集合。 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。 B平台的主中心（MC）和分中心（SC）与A平 台的总前端（HE）和分前端（SE）的物理位置 往往是一致的。
单位 dBμ V dB
技术要求 50～75 ≤10
备注 建议一般不超过65dBμ V。
2
频道间 电平差 相邻数字频道间 dB dB dB ≤3 -10～0 ≥24（64QAM，均 衡关闭） ≤1×10E-11(24h， 短期测量可采用15min，应 RS解码后) 不出现误码 ≥26（64QAM） ≥54 ≥54 见GY/T 106-1999 见GY/T 106-1999
23
8、HFC电缆分配网结构
建议光节点用户数在200至300户的采用光 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。 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 也可以采用低输出电平的电信号，再加上1 至2级分配放大器送到用户。
前端 一级光链路
ON
SH
ON
ON
二级光 链路
分配网 分配网
HE：前端 SH：分前端 ON：光节点 图 1-2-2 城域网广播信道基本结构模型
9
2.2 骨干网的A/B平台 多中心的城域骨干网是一种A/B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 自于卫星，还是来自于国家干线/省级干线的信号， 以模拟的方式或数字的方式，分发到各个分前端。 广播平台的总前端（HE）和分前端（SE）之间 的连接的光传输也叫做“一级光链路”，采用的 技术多以AM的模拟1550nm技术为主，也有较小 的城域网络采用1310nm传输技术。
4页 《HFC网络的基础知识》小结
《HFC网络的基础知识》小结一、HFC网络1、HFC：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。
2、HFC的形式①光纤到服务区FTSA （Fiber to the Service Area）②光纤到馈线FTTF （Fiber to the Feeder）③光纤到桥接FTTB （Fiber to the Bridging）④光纤到路边FTTC （Fiber to the Curb）⑤光纤到楼幢FTTB （Fiber to the Building）⑥光纤到最后一级放大器FTTLA（Fiber to the Last Amplifier）⑦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。
3、HFC网频谱安排特点（1）采用副载波频分复用方式SCM，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。
（2）一个非对称的信道，上行很窄（我国用户共享是60MHz），下行很宽，（3）限制每个光节点覆盖的用户不允许超过500个用户。
4、国际上标准化组织对HFC接入网的建议（1）数字视频广播DVB组织的建议：HFC单向分配系统参考配置（2）数字音视频理事会DA VIC组织建议：①以MPEG-2为基础的双向HFC网参考配置②以ATM为基础的HFC网参考配置（3）多媒体电缆网络系统MCNS建议：基于IP的HFC网络配置二、光接入网1、光接入网：由一个共享同样网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接入链路组成，采用基带数字光纤传输技术、传输双向交互式业务的接入传输网络。
2、接入网（OAN）功能参考配置框图3、OAN 3类接口①.业务节点接口（SNI）：提供用户接入到SN的接口。
②.用户网络接口（UNI）：终端设备与应用接入协议的网络终端之间的接口。
③.Q3接口：网络管理接口。
4、OAN 5种参考点①.发送参考点S：紧靠在ONU或OLT中的光发射机的光连接器后的光纤点；②.接收参考点R：紧靠ONU或OLT中的光接收机的光连接器前的光纤点；③.a参考点：ONU与AF之间的参考点；④.v参考点：用户接入网与业务节点（SN）间的参考点；⑤.t参考点：用户网络接口参考点。
HFC双向宽带网6页word
HFC双向宽带网1 HFC网的拓扑结构现代的HFC网基本上是星形总线结构，由3部分组成，即馈线网、配线网和用户引入线。
馈线网指的是前段至服务区光节点之间的部分，大致对应CATV网的干线段。
从前端到服务区的光结点都有一专用的直接无源光连接，即用一根光纤代替了传统粗大干线电缆及一连串放大器，从结构上则相当于用星型结构代替了传统的树形结构。
一般来说，一个服务区的用户数为200户以下。
配线网：指服务区光纤结点与用户分支点之间的部分。
仍采用传统CATV网的同轴电缆，一般常为简单的总结构，这一结构的好坏从很大程度上来说，决定了整个HFC网的业务类型和业务量。
就将一个大网分解为多个物理上相对独立的基本相同的配线网即子网，同时各子网允许相同的频谱安排而互不影响，每个子网为相对较少的用户服务，最大程度地利用了频谱资源。
用户引入线：指分支器用户之间的线路，由于传输电平较低，反向噪声易侵入。
2 HFC网的频谱安排HFC网的频谱资源十分宝贵，一般将低端5-42MHZ共37MHZ的带宽作为上行通道，即所谓的回传通道，50-1000MHZ频段作为下行通道，其中50-550MHZ频段落用来传输数字CATV信号和双向交互通信业务，假设采用64QAM调制方式的MPEG-2图像信号，则频谱效率为5-6bPS/HZ，允许在6-8MHZ的模拟通道内传输约30MbPS的速率为数字信号，可传输6-8路4MBPS的速率MPEG-2图像信号，因此，这200MHZ带宽可传输200路数字图像信号。
若采用QPSK（四相相移键控）调制方式，每3.5MHZ的带宽可传输540路下行电话通路，将其置入4-3个6-8MHZ的通路，750MHZ-1000MHZ 的频段用于各种双向通信业务及其它新业务。
3 光纤传输系统的有关计算3.1 三大指标的计算衡量光纤CATV系统性能的指标有：C/N（载噪比），CSO（组合二次差拍）及CTB（组合三次差拍）。
现阶段CATV系统基本上可分为前端（H）光纤干线（F），电缆支线（D）和机上变换器（S），每一部分的指标分配要保证总指标能满足国际的要求，并且还要兼顾当地的自然条件和经济实力，来合理安排确定设备选型和具体设计依据，对于AM光纤链路，一般可考虑C/N=50dB，CSO=61dB（60个频道），CTB=65dB（60个频道），对于CATV总的指标，可由以上几部分叠加计算。
网络拓扑知识：光网络拓扑的应用
网络拓扑知识：光网络拓扑的应用光网络拓扑的应用随着计算机技术的不断发展，互联网的规模不断扩大，数据传输的需求不断提高。
为了提升网络传输速率和带宽，光网络拓扑作为一种重要的技术手段被广泛应用。
本文将探讨光网络拓扑的应用，从理论和实践两个方面进行分析。
一、理论分析光网络拓扑是一种基于光能传输信息的网络拓扑。
它将光作为信号传输介质，利用光纤传输数据。
与传统的电子网络不同，光网络拓扑能够实现高速，高带宽，低噪音和低损耗的数据传输。
在光网络拓扑技术中，光路交换技术是一种重要的交换技术。
它可以实现多路复用，即在同一光纤上传输多路信号，同时也可以实现数据的解复用，将多路信号分配到不同的目标节点上，从而达到高效的数据传输目的。
光网络拓扑的应用包括数据中心、云计算和高性能计算等领域。
在数据中心中，光网络拓扑通常被用于连接计算集群和存储集群。
在云计算中，光网络拓扑被广泛应用于数据中心和互联网接入网络。
在高性能计算中，光网络拓扑也被用于连接各个节点和数据中心。
在理论分析上，光网络拓扑的应用具有以下优势：1、能够实现高速，高带宽，低噪音和低损耗的数据传输。
2、能够实现多路复用和解复用，从而达到高效的数据传输目的。
3、能够实现高度的可靠性和容错性，保证数据的安全传输。
4、能够有效地减少数据中心的物理体积和能耗，降低数据中心的运维成本。
二、实践分析从实践应用的角度来看，光网络拓扑在数据中心、云计算和高性能计算等领域的应用是非常广泛的。
例如，在数据中心中，采用光网络拓扑可以实现高效的计算和存储资源的网络互联，提高数据的传输速度和带宽。
在云计算中，采用光网络拓扑可以实现大规模集群之间的高速互联，从而提高了数据中心的整体性能。
在高性能计算中，采用光网络拓扑可以实现高速的数据传输和节点之间的高效互联。
这些应用都为光网络拓扑的发展提供了良好的契机。
在实践应用中，光网络拓扑的应用还面临着许多挑战。
其中最主要的挑战是光信号的传输和处理。
(整理)CATV光纤网络设计培训教材.
CATV光纤网络设计培训教材CATV光纤网络设计培训教材这里我们介绍CCTV光纤网络的设计，一个好的网络设计要综合考虑技术、成本和未来发展的需要。
1 CATV光纤网络的拓扑结构（1）先进的光纤同轴电缆混合网HFC（Hybrid Fiber Coax）主环分前端：6000～10000户，主环应为数字环或1550nm模拟环子环分前端：1000～2000（二级网）子环一般为1310或1550nm模拟环分配网：200～500户/每个光节点（三级网）HFC网光纤到光节点，同轴电缆到家同轴线上回传为5～65MHz光纤上回传为5～200MHz（2）网络结构超干线：从前端到分前端干线：从分前端到子前端到光节点分配网：光节点到用户RF性能要求CNR（dB）CSO／CTB (dBc)超干线>53≤－65干线50－60分配系统48／45－58最终用户46／43－55网络拓扑与结构超干线：线型、环型、星型干线：环型、星型、树型需备用回路（如自愈环）时用环型星型直接分配系统，维护方便有源星型相当于线性超干线加星型分配线状树型，光纤利用率最高在光纤利用上，无源星型，树型也很有效。
（4）型HFC网络的各种结构2 光纤网络设计（1）CATV光纤网络的构成及设计指标网络指标分配：（根据系统的规模、用户的分布情况和经济实力进行指标分配）用户端口项目国家设计前端光缆干线电缆支线及分配网CNR（dB）4344555049CSO（dBc）5455706160CTB（dBc）5455746560对一级光纤网：CNR宜取50 dB；60个频道时，CSO≤－61 dBc；CTB≤－65 dBc。
对三级光纤网的级联：CNR宜取47 dB；用户口的CNR降为44 dB。
设计前，根据所建系统的范围、用户数、可靠性和组网的灵活性来综合进行考虑。
从而，选择指标、传输波长、网络结构和光收发设备等。
（2）光节点布局的选择按用户居住情况及今后发展规划划分小区，半径1km内（3）光缆路由的选择尽量短，重要干线应考虑备用路由容易施工并节省投资（根据地理杆路或管道的情况）尽量减少光缆野外接头通向不同目的地的光纤，尽量走同一路由，多纤共缆（4）光纤用量的确定每个光节点安排几根光纤？二根、四根或更多（5）光路损耗与光分路比的计算从发射机到接收机的全程光路损耗值决定光纤干线的CNR。
HFC网络的工作原理和常见故障的检修
HFC网络的工作原理和常见故障的检修
王浩;周辉
【期刊名称】《有线电视技术》
【年(卷),期】2006(13)2
【摘要】光纤以其频带宽、损耗低、传输距离远、抗干扰能力强、工作性能稳定
可靠等优点被广泛使用，成为有线电视网的主要传输手段。
随着我县有线电视系统HFC网络的迅速发展，摆在有线电视工作者面前的都是高科技设备，要掌握其应
用和维护检修技能，必须具备有线电视技术和光纤技术的基础理论知识。
只有这样，当HFC网络出现故障时，才能及时完成对HFC网络的检修，确保HFC网络工作
正常。
本文结合实践浅述HFC网络工作原理、常见故障的分析、检修程序和检修
方法。
【总页数】2页(P98-99)
【作者】王浩;周辉
【作者单位】江苏扬州市宝应县广播电视局;江苏扬州市宝应县广播电视局
【正文语种】中文
【中图分类】TN94
【相关文献】
1.有线电视HFC网络常见故障检修 [J], 赵卫华;
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６ ０ ６ ０
１０ ， ０ ％ 主要牵引力应加在光缆的加强芯上。③采用机
械牵引时 ， 应根据牵引长度 、 地形条件 、 牵引张力等因
素， 选用集 中牵引 、 中间辅助牵引或分散牵引等方式。
２ 光 网络设计 应 注意 的一般 问题
少， 采用 ｌ 根光纤传输 ， 在需要分信号的地方插入合适
的光分路器即可实现信号的分配。在初期光纤价格较 高时， 采用树型拓扑结构是一种经济的投资方案 ， 就是
（） １ 下行光缆干线是光纤 Ｃ Ｔ Ａ Ｖ网的一个重要组
成部分 ， 其指标应先从 网络总体 的要求出发给以适 当 安排 ， 不可要求太低 以致体现不 出光缆传输的优点 ， 也
使整个网络有较多的熔接点 ， 不但引入较大的附加 这
损耗 ， 浪费光功率 ， 而且由各个光分路器和各个熔接点
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丁 炜： 第二十六讲
Ｈ Ｃ光网络拓扑及工程实践 Ｆ
《 中国有线电视｝０６年第 ０ ２０ ５
倍， 施工过程中的光缆弯曲半径应大于光缆外径的 ２ Ｏ
不可要求太高以致无法达到或者使建设成本过高。对 于一级 Ａ Ｍ光链路，／ Ｃ Ｎ宜为 ５ Ｂ 其他指标对 ５ 个 ０ｄ ， ９ Ｐ Ｌ—Ｄ频道 可取 ： Ｓ Ａ Ｃ Ｏ＝ 一 １ｄ Ｇ ＝ 一 ５ ｄ 网 ６ Ｂ， 船 ６ Ｂ， 络其他部分的指标分配如表 １ 所示。
４６ ７
在目 前阶段 ， 乡镇 的村级 互联 网中也 常采 用树型 网。 树型网的缺点是在信号分配中采用众多的光分路器 ，
型网的好处是 ， 光分配一次到位 ， 所用光分路器少， 容 易构造 ； 光纤熔接点少 ， 传输质量高， 当一条分支线路 发生故障时 ， 连在星型光分路器其他分支上 的用户将
不受影响 ， 故网络的可靠性较高。星型拓扑的缺点是 耗用光纤较多 ， 投资较大。随着光纤价格的下降 ， 星型 网将是一种性价比很高的优选方案。
美好的前景。光纤网络 的改造基本上是一次性投 资， 既要满足当前需要 ， 又要兼顾整个系统将来作为信 息
高速公路的发展需要 。因而 Ｈ Ｃ网的拓扑结构是很 Ｆ 关键的。在实际的系统应用 中， 具体采用什么结构 ， 要 根据网络的大小 、 地理条件及其他因素而定。 １ 光 网络 的拓 扑结构 （） １ 星型拓扑。星型网方案是国家广电总局推荐 的方案， 因而在大多数 网络中都 采用 星型 网。采用星
倍 。② 布放 光 缆 的牵 引力 不 超过 光 缆允 许 张力 的 ８ ％ ， 间最 大 牵 引力 不 得 超 过 光缆 允 许 张力 的 ０ 瞬
表 １ Ｈ Ｃ网络指标分配 Ｆ
项目
Ｃ Ｎ（ Ｂ ／ ｄ）
Ｃ Ｃ Ｏ（Ｂ） ／Ｓ ｄ Ｃ Ｃ Ｂ（ Ｂ ／Ｔ ｄ）
用户端 口 前端 光缆 干线 电缆分配网
对于二级光链路的级联 ， 光缆干线 的 Ｃ Ｎ取 ４ Ｂ 则 ／ ７ｄ ， 用户端口的 ｃ ／降为 ４ ． ｄ 。 ／ ｖ ４５ Ｂ （） ２ 对于光节点布局的选择 ， 城市用户可选 １ ０ ０ ０
～
④布放光缆时， 必须由光缆盘上方取出并保持松弛弧
形， 布放过程中应无 扭转 ， 严禁打小 圈、 浪涌等现象发 生。⑤机械 牵 引的 牵引 速度 调节 范 围为 ０～ ０ ｍ ２ ／
光纤 Ｃ Ｔ Ａ Ｖ网是以光缆作传输干线的光纤同轴混
真变大 ； 另外树干一断就会使后续各条树枝失去信号，
故网络的可靠性较低 ， 最重要的还是双向网功能难以 扩展 。 （） ３ 环型光纤 网。对于大型综合业务 网络 ， 星型 网结构要求的光纤太多， 考虑到下行与回传， 每一光节 点至少需要 ３ 芯光纤 ， 使前端光缆芯数过多或光缆根
数过多 ， 不便于生产和敷设。解决 办法是设置一批分
前端 ， 用光纤双环将各个分前端与中心前端连接起来 形成骨干， 再从每一分前端 出发以星型结构连接各 自 的光节点 ， 构成环型网络。环型骨干中的两根光纤的 传输方向相反。这种方式的优点是可靠性高， 每一分 前端有两根光纤到达 ， 当一根光纤断裂时信号通道依 然存在。对于模拟有线 电视节 目采用模拟双环传送 ， 对于数字信号 ， 则可将交换功能分散于各个分前端 ， 用
合网， 简称 Ｈ Ｃ 自从信 息高速 公路 的概念 提 出以 Ｆ。
后， 人们热烈地讨论着实现电视 、 计算机 、 电话三网合
一
，
解决信息 高速公路 的“ 后 ｌｋ ” 最 ｍ 问题 的途径 ，
Ｈ Ｃ网被看作是优选 的介质之一 ， Ｆ 这样就给有线电视 网在人类社会中的作用赋予了新 的意义 ， 为其展现了
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《 中国有线电视） ０６ ０ ） ２０ （５
Ｃ Ｎ ＧＩＡＬ Ｃ Ｌ Ｖ ＨＩ Ａ ＤＩ Ｔ ＡＢ Ｅ Ｔ
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文章编号 ：０ ７— ０ ２ ２０ ）５— ４ ７— ５ １０ ７２ （０ ６ ０ ０ ６ ０
・连・ 实载 用
中图分类号 ： Ｎ １ ．２ Ｔ ９５ ６
文献标识码 ： Ｅ
Ｃ Ｔ 光 网络 设 备 原 理 及 应 用 ＡＶ
第二十六讲 Ｈ Ｃ光网络拓扑及工程实践 Ｆ
口丁 炜 （ 南 泰 息 技有 公司， 东济 ５Ｉ ） 济 历 信 科 限 山 南２ ｏ ｏｏ
（ 上接 第 ０ ／ ４期 ） ３０
造成的多重反射会使光链路的噪声增加 ， 令非线性失
（ ） 型拓扑 。树 型 拓扑 的优 点是 光 纤 的 用量 较 ２树
叠加的 Ａ Ｍ Ｓ Ｈ双环实现各个分前端与中心前端的 Ｔ ／Ｄ 互联 ， 在宽带业务网应用 中， 分前端所辖的计算机局域
网可互联为城域网， 并通过中心前端接人互联网， 各分 前端所辖电话子网也经由环路互 通， 并通过 中心前端 接人公用电话网。对于特大型网络应当优先采用环型 拓扑结构。