HFC技术介绍
第三章HFC网络的基础知识
• 下一代网络（NGN）：可以提供语音、数据和多 媒体等各种业务的综合开放的网络构架。承载所 有业务的一个统一的宽带分组网络。 • 下一代网络基本特征（三化）： ①网络传输交换 分组化， ②业务综合化， ③功能分层化。 • 下一代网络分层结构：业务应用层、控制层、传 输服务层、媒体接入层。 • 下一代网络的要点：①业务与低层技术分离； ② 多种条件内容的分发和交换； ③支持多终端的一 致性服务； ④确保业务的质量和安全。
16
（3）光网络单元ONU
（Optical Network Unit）
• 数量：至少一个
• 作用：处于ODN的用户侧，为OAN提供直接的或 远端的用户侧接口。
• 功能：终结来自 ODN的光纤，处理光信号并为多 个居民住宅用户和小企业用户提供业务接口。具 有光/电和电/光转换功能，还要完成对语音信号的 数/模和模/数转换、复用、信令处理和维护管理功 能。
4
我国“三网融合”战略
• 采用先进的信息网络技术，低成本、广覆盖，满 足多种业务和服务需求的网络。 • 积极研究推进三网融合，着力构建以数字电视网 为基础的下一代网络。
– 构建以数字电视网为基础的下一代网络框架体系 – 逐步开展以数字电视网为基础的下一代网络相关试验 及应用 – 开展以数字电视网为基础的下一代网络关键技术研究 – 积极开展新兴媒体技术应用研究
•
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。
8
采用HFC的原因
• 1、电缆网串接放大器多，造成总体可靠性差。 • 2、电缆网产生的信号损伤逐级累加，造成总体技 术指标低。 • 3、电缆网侵入干扰多，造成的泄漏难以控制。 • 4、电缆网常遭到雷击，安全性差。 • 5、电缆网采用树枝型结构，不利于双向交互业务 的开展。 • 6、电缆网在建设和维护成本上不占优势。
接入网的hfc名词解释
接入网的hfc名词解释随着互联网的普及和发展，人们对接入网技术也有了更多的关注。
HFC （Hybrid Fiber Coaxial，混合光纤同轴电缆）就是一种常见的接入网技术。
本文将对HFC进行名词解释，并探讨其工作原理、应用和优缺点。
HFC是一种将光纤和同轴电缆结合使用的传输技术。
它主要由两部分组成：光纤和同轴电缆。
光纤作为主干线，负责中心局和用户之间的高速数据传输；而同轴电缆则用于将信号引入用户的家庭或办公室。
这种混合的设计，使得HFC在传输速度和成本上都有了很好的平衡。
HFC的工作原理如下：中心局通过光纤将宽带信号传输到分配节点，然后使用光纤配线电缆将信号传输到各个光节点。
光节点利用光纤将信号转换为同轴电缆可以传输的电信号，然后通过同轴电缆将信号送达用户家庭或办公室。
这种设计使得HFC能够实现大范围的覆盖，并且在信号传输过程中保持较低的损耗和干扰。
HFC技术作为一种接入网技术，具有广泛的应用。
首先，它被广泛应用于有线电视网络中。
通过HFC技术，有线电视公司可以提供丰富的视频内容和高质量的图像传输。
其次，HFC也可用于提供宽带互联网接入服务。
通过HFC技术，用户可以享受到高速的网络连接，以满足各种在线娱乐、办公和通信需求。
此外，HFC 还可以用于实现电话和数据传输等应用。
尽管HFC有着广泛的应用，但它也存在一些优缺点。
首先，HFC能够提供高速的数据传输速度，可以满足用户对高带宽的需求。
其次，HFC的网络结构相对简单，不需要改造原有的电视同轴电缆网络，因此降低了部署成本。
同时，HFC 还具有较高的可靠性和稳定性，能够在用户数量较多的情况下仍然保持较好的服务质量。
然而，HFC也存在一些缺点。
首先，由于光纤主要用于主干线传输，信号在进入用户家庭或办公室之后仍然需要通过同轴电缆传输，因此传输速度有一定限制。
其次，HFC的带宽是共享的，随着用户数量的增加，网络速度可能会下降。
此外，HFC对环境的要求较高，特别是电缆的质量和铺设条件需要得到保证。
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网络技术
第一章HFC网络概述1.1 HFC网络1.1.1 HFC网络的概念和发展HFC是Hybird Fiber Coax的缩写，及混合光纤同轴网。
光纤同轴混合网是这样一个网络：在局端有前端设备进行有线电视信号处理和数据信号的桥接，主干线路使用光纤或低损耗同轴电缆传输模拟和数字载波信号，在用户小区使用同轴分配网络分配下行载波信号，汇聚上行数据载波信号。
按流向，HFC网络上存在上行和下行两种信号，下行信号以广播的形式从前端传输到各用户家中，上行信号则是点对点的形式从用户回传到局端。
下行信号也叫正向信号，上行信号也叫反向信号。
HFC网络是从有线电视网络发展而成，在有线电视出现时，网络规模较小，称作共用天线系统，网络线路一般由纯粹的同轴电缆组成。
后来网络规模扩大，由于信号在电缆中得损耗较大，一般要每隔200-300m得距离上加入放大器中继，由于在加入放大器得同时也引入了噪声，经过多级放大器后，信号的载噪比下降到使用户的收视质量不能接受，因此靠纯粹的同轴电缆不能将信号送得太远，后来随着光纤技术的成熟，光纤被引入到有线电视网络，光纤具有损耗小、不受电磁干扰、传输带宽宽等优点。
有线电视网络上原承载的业务一般只有电视和调频广播，这些业务都是单向的，只有从局端（前端）向用户的信号，而没有从用户到前端的信号，用户处于被动接受的位置。
随着数据通信的发展，以及对承载网络的数据传输速率要求越来越高，人们自然想到了有线电视网络，因为有线电视网络在我国已进入了千千万万的用户家中，具有广泛的接入基础，而且网络具有很高的带宽能力，十分有利于开展高速数据接入。
但原HFC网络是单向结构，也就是说信号只能从局端向用户广播，用户不能向局端发送信号，无法实现交互式业务，因此HFC网络需要进行改造，使之具有双向通信能力。
目前我国一些地区的HFC 网络已开始进行了网络双向改造并实现了宽带的数据接入。
1.1.2 HFC网络结构有线电视网络上传输的电视和调频广播是模拟信号，行业内人士称承载模拟信号的系统（网络和设备）为A平台，承载数据业务的系统为B平台。
什么是HFC
HFC－经济实用的综合数字服务宽带网接入技术1 概述有线电视网目前在全世界已有超过9.4亿的用户，我国有线电视网自90年代初发展至今，全国覆盖面已达50％，电视家庭用户数有8000多万，成为世界上第一大有线电视网。
随着计算机技术、通信技术、网络技术、有线电视技术及多媒体技术的飞速发展，尤其在Internet的推动下，用户对信息交换和网络传输都提出了新的要求，希望融合CATV网络、计算机网络和电信网为一体的呼声越来越高。
利用HFC网络结构，建立一种经济实用的宽带综合信息服务网的方案也由此而生。
2 早期CATV网络最早的电视广播都是无线传送，每个电视台的每套节目都被调制在不同的频段进行发射，以避免干扰；随着电视台的增加和节目数量的增多，频带拥挤的矛盾越来越突出。
为保证各个电视频道间互不干扰，而且能尽可能多地给用户提供节目频道，便产生了有线电视网。
有线电视网在传输电视信号的功能方面与无线电视广播类似，有线电视信号的传输也是通过把不同频道的节目调制在不同的频段，再经过有线电视网络送到用户。
只是它可以同时传送的频道更多，而且节目质量也更好；这主要是因为有线传输隔绝了与周围电磁信号的辐射干扰，而且可以保证在较大频带范围内衰减较少。
早期有线电视网络是采用同轴电缆结构，是一种树型结构网络，从有线电视台出来后不断分级展开，最后到达用户，图1是其结构示意图。
前端负责收集来自卫星传送的电视信号、无线广播的电视信号及经微波传送的电视信号。
其主要功能是收集、调制及传送出电视节目，同时具有控制功能。
主干网利用干线放大器的接力放大，可以传输较远的距离。
到居民较集中的地区，使用分配器从主干网分出信号进入分配网络。
分配网络再将信号用延长放大器(Line Extender)放大，最后从分支器送到用户。
而且，这种树型网络还会随居民分布情况的不同，分出更多的层次。
3 HFC技术HFC即Hybrid Fiber－Coaxial的缩写，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。
接入网技术第06章hfc接入技术
未来，HFC技术将继续朝着更高带宽、更 灵活的网络结构、更智能化的管理方向发 展，以满足用户不断增长的需求。
02
HFC接入技术原理
HFC网络结构
混合光纤同轴电缆网
HFC网络由光纤和同轴电缆混合组成， 光纤用于传输信号，同轴电缆用于分 配信号。
前端
前端是HFC网络的核心，负责信号的 接收、处理和发送。
05
HFC接入技术的发展趋势
高频谱利用率
频谱共享
通过频谱共享技术，允许多个用户同 时使用同一频谱，提高了频谱利用率。
动态频谱分配
根据用户需求和网络负载情况，动态 分配频谱资源，实现频谱的高效利用。
大规模网络部署
光纤到户
通过光纤网络将高速数据传输到用户家 中，实现大规模网络部署。
VS
节点优化
优化网络节点布局，降低网络复杂度和成 本，提高大规模网络部署的可行性。
融合其他接入技术
无线与有线融合
将HFC技术与无线通信技术相结合，为用户提供更加灵活的接入方式。
多技术融合
将HFC技术与其他有线或无线接入技术融合，实现多技术协同发展。
THANKS
感谢观看
接入网技术第06章HFC接 入技术
• HFC接入技术概述 • HFC接入技术原理 • HFC接入技术的应用场景 • HFC接入技术的优势与挑战 • HFC接入技术的发展趋势
01
HFC接入技术概述
HFC技术的定义
• HFC（Hybrid Fiber Coaxial）接入技术是一种将光纤和同轴 电缆结合使用的混合型网络接入技术。它结合了光纤传输的高 带宽和同轴电缆分配网络的广泛覆盖范围，为用户提供宽带接 入服务。
详细描述
HFC（Hybrid Fiber Coax）接入技术结合了光纤和同轴电缆的 优势，能够提供高带宽、低延迟的数据传输。在宽带接入应用 中，HFC技术通过将数据信号与有线电视信号混合传输，使用 户能够获得高速互联网接入服务。
科技成果——等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术
科技成果——等离子体焚烧处理三氟甲烷（HFC-23）技术技术类别减碳技术适用范围化工非二氧化碳温室气体减排行业现状HFC是重要的工业原料和工质，但工业生产过程中产生的HFC-23排放将产生较大的温室效应。
目前，工业领域HFC处理技术主要有辅助燃料加热焚烧工艺和等离子体加热焚烧工艺。
等离子体焚烧技术利用等离子体加热产生高温使HFC分解，降低HFC温室效应。
目前该技术正在行业内推广，普及率还较低。
技术原理等离子体焚烧处理三氟甲烷（HFC-23）技术是新型的焚烧技术，是利用电极间所产生的等离子炬或等离子束，通过在瞬间得到超高温度（850℃-3000℃），使HFC在能量密集的等离子炉内迅速分解为碳、氢、氯和硅等元素以及CO等分子结构，最大限度地减少“二次”污染源。
HCFC-22生产过程产生的尾气进入等离子电弧区（弧区温度高于3000℃），在此停留5-10毫秒进行分解；随后进入焚烧区（温度为1200-1500℃），停留时间保持2s以上，与通入的氧化介质空气进行反应。
分解后产生的高温废气采用四塔四级（急冷塔、一级吸收塔、二级吸收塔、三级吸收塔）HF、HCl吸收装置和一级碱洗中和装置进行处理，最终实现废气和废水的达标排放，同时回收30%-40%的氢氟酸溶液。
关键技术（1）直流电弧等离子体技术；（2）新型等离子体焚烧炉并优化设计结构采用新型等离子体焚烧炉并优化设计结构，保护等离子体发生器不被炉内废气中卤化氢腐蚀和高温烧蚀，同时方便等离子体发生器的快速更换；（3）烟气急冷技术高温尾气采用工业水或循环酸喷淋急冷技术，避免有毒有害物质生成，无二次污染物。
工艺流程工艺流程图主要技术指标1、焚烧温度：≥1350℃；2、废气流量：≥50kg/h；3、氟碳化合物分解率：≥99.99%。
技术水平该技术于2006年通过中国化工集团公司组织的科技成果鉴定，2007年获得四川省科技进步三等奖和自贡市科技进步二等奖，并获得国家发明专利1项。
光纤同轴电缆混合网(HFC)技术详解
HFC(Hybrid fiber coax)光纤同轴电缆混合网，是采用光纤和有线电视网络传输数据的宽带接入技术。
下面我们具体来讨论此项技术。
当有线电视网重建他们的分布网以升级他们现有的服务时，大部分转向了一种新的网络体系结构，通常称之为“光纤到用户区”，在这种体系结构中，单根光纤用于把有线电视网的前端连到200-1500户家庭的居民小区，这些光纤由前端的模拟激光发射机驱动，并连到光纤接收器上（一般为“结点”），通常由电话杆或用户区基座。
这些光纤接收器的输出驱动一个标准的用户同轴网。
“光纤到用户群”（光纤到用户区）的体系结构与传统的由电缆组成的网相比较，主要好处在于它消除了一系列的宽带RF放大器，需要用来补偿同轴干线的前端到用户群的信号衰减，这些放大器逐步衰减系统的性能，并且要求很多维护。
一个典型“光纤到用户群”的衰减边界效应是要额外的波段来支持新的视频服务，而现在已经可以提供这些服务。
在典型“光纤到用户群”的体系结构中，支持标准的有线电视网广播节目选择，每个从前端出去的光纤载有相同的信号或频道。
通过使用无源光纤分离器，以驱动多路接收结点，它位于前端激光发射器的输出处。
“光纤到用户群”的有线电视网系统可利用单个输出光纤以重用交互服务的带宽。
例如，在结点1的10频道和结点2的是10频道不同节目或数据，这种重用结合中等规模结点（一般要少于1000个通过的用户）。
从光纤的安装上增加系统的可用带宽，将在最大程度上升级有线电视网系统，以便把单个的波段分配给每个交互式服务的用户。
宽带分布网体系结构，把光纤用于从交换中心或前端到用户群的远据离传送，结合同轴电缆下载到单个用户，就如通常所说的“混合光纤同轴电缆”。
这种光纤电缆系统，正在由有线电视网和电话交换局作为通用的基础设备铺开。
对于电话交换局而言，现有的标准电话线采用ADSL技术，能支持1.5MBIT/S到8MBIT/S的带宽。
从交换中心到家庭的距离可达到8000到15000尺（依带宽而定）。
HFC网络宽带接入技术
Mbps ,下行传输速率可达35Mbps ,距离可以是100km甚至更远。
当前,HFC主要存在3个国际标准。DOCSIS标准支持北美的有线电视制式NTSC。为了更好地支持亚洲和欧洲的有线电视制式,Cable Labs 组织又提供Eu2roDOCSIS 标准。
（二）HFC主要网络应用
在HFC网络中,局端接入设备以上部分,就是常规的城域或局域网络,有网管系统,也有提供本地业务的服务器,以及相关的用户认证与计费设备。从局端到用户端的Cable Modem 是HFC 的部分,实际上完成的是数据信号在有线电视网络中进行传输的调制解调工作。Cable Modem与用户PC 之间可能通过以太网或USB接口相连。在有线电视网络发达的地区,充分利用已有的网络资源,实现电视信号与数据信号的混合传输,同时又可利用同轴线高带宽的优势,这些都使得HFC 成为一种很有竞争力与潜力的接入方式。
浅谈HFC技术及其应用
浅谈HFC多媒体宽带接入网技术摘要:本文以拓扑结构为“星—树”型或“环—星—树”型的HFC(光纤同轴混合结构)多媒体宽带接入网为例，对其双向传输的实现方式、频谱资源的分配、上行信道多路用户接入的方式以及上行信道中干扰噪声的来源与控制措施等技术问题进行了论述和探讨。
传统的通信网络主要有以承载窄带电话业务为主的电信网络，承载宽带模拟广播电视业务的有线电视网络和承载数据业务的计算机网络。
而承载多媒体业务的多媒体宽带网络则应该是一个宽频带、高速率，将电信业务、广播电视业务、计算机数据业务集于一身的统一的网络，也就是将传统的三种通信网络“三网合一”。
HFC多媒体宽带接入网(以下简称HFC接入网)以其特有的宽频带入户、频谱资源丰富、交互式双向传输等技术特点，除承载广播电视业务外，还能承载通信业务和计算机数据业务等多媒体宽带业务。
一拓扑结构通过对城市有线电视网进行干线光纤化和传输双向化改造，可建成HFC接入网，而城市有线电视网一般是由前端、“星”型结构或“环-星”型结构的光纤干线传输网以及“树”型结构的同轴电缆分配网三部分组成，所以HFC接入网的拓扑结构为“星-树”型结构或“环-星-树”型结构。
它利用光缆代替了同轴电缆作为干线传输介质，同时引入光节点概念，光节点的主要功能是完成光纤干线传输和同轴电缆分配网之前下行信号的光／电转换和上行信号的电／光转换。
目前HFC接入网的光纤传输干线可从前端一直延伸到每个小区并终止于该小区的最后一个光节点，小区内每个光节点一般有3—4个同轴电缆支路输出，每个光节点一般大约包括500—2000户终端。
前端到光节点的典型距离为5—25Km，光节点到用户终端的距离一般小于2Km。
二双向传输的实现方式HFC接入网应具备承载上下行双向交互式多媒体宽带业务的能力，为实现双向传输，在对单向传输的有线电视网进行改造时，必须对前端、干线传输网、用户分配网和用户终端的设备作相应增加或改造。
前端需要增加具有接收、运算、处理、显示信息等功能的设备，干线传输网必须增加双向滤波器，需要用新的双向放大器来取代原有的单向放大器，每个光节点也需由单向改造为双向，要增加电／光转换器，还要为上行信道增加回传激光束和回传光缆(或光波分复用器)，用户分配网的同轴电缆的带宽应升级到750MHz以上，用户终端设备除电视机外，还需配备能接收、发出指令和信息的设备，如PC机、电话机、摄像机、机顶盒STB、线缆调制解调器CM(Cable Modem)等。
HFC接入网
• 5.4.3 有线电视网络的发展趋势 • 1．同轴电缆网络是光纤向用户家庭和户内延伸的最好介质 • 2．有线同轴接入的吉比特时代即将来临 • 3．光纤到户网络和同轴双向网络并存将是有线电视网络的发展
常态
• 5.2.2 HFC接入网的设计方案 1．CMTS+CM方案
CMTS+CM方案是基于HFC接入网的最传统的方案，主要由前端、 干线和用户分配网络这三部分组成，原理框图如图5-3所示。
图5-3 CMTS+CM原理框图
• 2．EPON+LAN方案
EPON+LAN方案的数据部分在物理上是和电视传输部分分开的，采 用不同的设备、不同的线缆，实际上就是在原有的有线电视系统上 另建了一个双向系统，在最后100M采用LAN技术，以五类双绞线入 户，原理框图如图5-6所示。
• 5.1.2 HFC系统的频谱划分
图5-1 典型的HFC频谱划分示意图
5.2 HFC接入网的结构
• 5.2.1 传统CATV网的结构
图5-2 一个传统的单向业务同轴电缆CATV网的结构
• 1．前端 有线电视网的前端部分主要负责接收来自各种信号源的信号，并对
这些信号进行频分复用，将它们调制到不同的频段上，再输出到长途 干线网络上进行传输。
• 2．干线传输系统 干线传输系统负责将从前端设备输出的电视信号传输给用户分配网
络，主要功能包括信号传输、信号放大，这部分的线缆长度可达十几 千米。
• 3．用户分配网络 信号分配系统负责将从干线传输系统传输过来的信号分配到楼群、
单元，再由下引线将电视信号从用户分配网络引到用户的家中，完成 电视信号到户的任务。
5.3 EOC技术
宽带接入技术之HFC与ADSL对比介绍
宽带接入技术之HFC与ADSL对比介绍HFC（Hybrid Fiber-Coaxial）和ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）是两种常见的宽带接入技术。
它们分别基于光纤和铜线，在数据传输速度、传输距离、成本和可靠性等方面都有一些区别。
下面是对HFC和ADSL进行详细比较的介绍。
1.数据传输速度:HFC技术采用光纤作为主干线路，并通过同轴电缆将信号传输到用户终端。
这使得HFC能够提供更高的传输速度，通常可达到100 Mbps或更高。
另一方面，ADSL技术使用普通的铜线来传输信号，其传输速度相对较低，通常在1 Mbps至24 Mbps之间。
因此，在数据传输速度方面，HFC 明显优于ADSL。
2.传输距离:HFC技术利用光纤作为主干线路，因此可以覆盖更长的距离。
一般情况下，光纤的传输距离可达数公里。
相反，ADSL技术基于铜线，其传输距离较短，一般在数千米左右。
因此，HFC在传输距离方面具有明显的优势。
3.成本:由于采用光纤等先进的技术和设备，HFC技术的部署和维护成本相对较高。
而ADSL技术则相对较为廉价，因为它只需借助普通的铜线即可实现。
因此，从成本角度来看，ADSL更具有竞争力。
4.可靠性:HFC技术的光纤主干线路相对而言较为脆弱，容易受到环境和物理破坏的影响。
而ADSL则基于铜线，对外界的干扰相对较少，因此在可靠性方面更有优势。
5.共享带宽:HFC技术具有高带宽的特点，可同时承载大量用户的数据传输需求。
因此，HFC可以实现共享带宽，多个用户可以同时使用网络资源。
ADSL技术则由于带宽限制，需要进行分时分段，每个用户在同一时间只能占用一部分带宽。
总体而言，HFC技术在数据传输速度和传输距离方面具有明显的优势，但成本较高。
ADSL技术则相对较廉价，但传输速度和距离较低。
在实际应用中，根据不同的需求和预算，选择合适的宽带接入技术。
随着技术的发展，HFC技术不断进步，将会提供更高的传输速度和更长的传输距离，进一步满足用户的需求。
HFC接入技术
有线电视综合信息网技术
page9
CM
CM：电缆调制解调器（Cable Modem，简称CM）， Cable是指有线电视网络，Modem是调制解调器。
有线电视综合信息网技术
page10
Cable Modem的技术原理
Cable Modem的传输机制不普通的Modem相同，丌同 之处在于它是通过CATV的某个传输频带迚行调制解调的， 而普通的Modem是用户独享传输介质。 Cable Modem的技术实现一般是从108~860MHz频道 中分离出信道用于下行传输数据。 在Cable Modem系统中采用了双向非对称技术，在下行 方向有多条6MHz的模拟带宽供系统中的用户共享。 影响Cable Modem传输性能的因素，主要是反向噪声。
模拟信号
数字信号
MHz
550 860
有线电视综合信息网技术
page8
双向HFC网络
双向HFC网络在下行方向提供广播传输，在上行方向提供 多接入共享传输，它的接入原理是在CATV网络的基础上， 利用光纤传输的宽带特性，用空余的频带来传输电信话音 业务、高速数据业务和个人通信业务，充分利用光纤的频 谱资源构成全业务的传输网络。它是在一根或两根光纤上 采用通带模拟调制方式，也就是副载波调制和模拟光调制 技术迚行全业务传输的一种综合业务实现方式。通过对 1000MHz以下频段的合理、规范划分，实现多种业务的 上、下行数据传输。所有的交互式数据都需要双向HFC网 络。
有线电视综合信息网技术
page13
CMTS
CMTS(Cable Modem Terminal Systems)，电缆调制解 调器终端系统。CMTS是管理控制Cable Modem的设备， 其配置可通过Console接口或以太网接口完成。配置内容 主要有：下行频率、下行调制方式、下行电平等。 CMTS的下行输出电平为110～121dBμV，接收的输入电 平为44～86dBμV。 CMTS设备中的上行通道接口和下行通道接口是分开的， 使用时需经过高低通滤波器混合为一路信号，再通过混合 器不有线电视信号一同送入HFC网络中。 在CMTS和Cable Modem间的通道建立后，可使用简单 网络管理协议(SNMP)迚行网络管理。
HFC技术
HFC网络结构
HFC是光纤和同轴电缆相结合的混 合网络，HFC由光纤干线，同轴电 缆支线，用户配线网络三部分构成。 从有线电视台出来的节目信号（电 信号）先变成光信号在干线传输， 到用户区域后把光信号转换成电信 号，经同轴电缆送到用户。
早期的CATV网络
最早的电视广播都是无线传送，每个电视 台的每套节目都被调制在不同的频段进行 发射，以避免干扰；随着电视台的增加和 节目数量的增多，频带拥挤的矛盾越来越 突出。为保证各个电视频道间互不干扰， 而且能尽可能多地给用户提供节目频道， 便产生了有线电视网。有线电视网在传输 电视信号的功能方面与无线电视广播类似， 有线电视信号的传输也是通过把不同频段
的节目调制 在不同的频段，再经过过有线 电视网络送到用户。只是它可以同时传送 的频道更多，而且节目质量也更好；这主 要是因为有线传输隔绝了与周围电磁信号 的辐射干扰，而且可以保证在较大频带范 围内衰减较少。 早期有线电视网络是采用同轴电缆结构， 是一种树型结构网络，从有线电视台出来 后不断分级展开，最后到达用户。前端负 责收集来自卫星传送的电视信号、无线广 播的电视信号及经微波传送的电视信号。 其主要功能是收集
HFC的频带分为上行传输部分和下行传输部 分。
上行传输（从用户家庭到头端）使用 5~~40Mhz，带宽35Mhz左右，上行信道进一 步划分为几个频段，分别用于电话通信， 数据通信以及对整个HFC网的监视。 下行传输（从头端到用户家庭）使用 50~~750Mhz。其中原有模拟电视使用 50~~550Mhz，但也可包含调频广播或数字
调制及传送出电视节目，同时具有控 制功能。主干网利用干线放大器的接 力放大，可以传输较远的距离。到居 民较集中的地区，使用分配器从主干 网分出信号进入分配网络。分配网络 再将信号用延长放大器(Line Extender)放 大，最后从分支器送到用户。而且， 这种树型网络还会随居民分布情况的 不同，分出更多的层次。
光纤同轴电缆混合网(HFC)技术详解
光纤同轴电缆混合网（HFC）技术详解HFC(Hybrid fiber coax)光纤同轴电缆混合网，是采用光纤和有线电视网络传输数据的宽带接入技术。
下面我们具体来讨论此项技术。
当有线电视网重建他们的分布网以升级他们现有的服务时，大部分转向了一种新的网络体系结构，通常称之为“光纤到用户区”，在这种体系结构中，单根光纤用于把有线电视网的前端连到200-1500户家庭的居民小区，这些光纤由前端的模拟激光发射机驱动，并连到光纤接收器上（一般为“结点”），通常由电话杆或用户区基座。
这些光纤接收器的输出驱动一个标准的用户同轴网。
“光纤到用户群”（光纤到用户区）的体系结构与传统的由电缆组成的网相比较，主要好处在于它消除了一系列的宽带RF放大器，需要用来补偿同轴干线的前端到用户群的信号衰减，这些放大器逐步衰减系统的性能，并且要求很多维护。
一个典型“光纤到用户群”的衰减边界效应是要额外的波段来支持新的视频服务，而现在已经可以提供这些服务。
在典型“光纤到用户群”的体系结构中，支持标准的有线电视网广播节目选择，每个从前端出去的光纤载有相同的信号或频道。
通过使用无源光纤分离器，以驱动多路接收结点，它位于前端激光发射器的输出处。
“光纤到用户群”的有线电视网系统可利用单个输出光纤以重用交互服务的带宽。
例如，在结点1的10频道和结点2的是10频道不同节目或数据，这种重用结合中等规模结点（一般要少于1000个通过的用户）。
从光纤的安装上增加系统的可用带宽，将在最大程度上升级有线电视网系统，以便把单个的波段分配给每个交互式服务的用户。
宽带分布网体系结构，把光纤用于从交换中心或前端到用户群的远据离传送，结合同轴电缆下载到单个用户，就如通常所说的“混合光纤同轴电缆”。
这种光纤电缆系统，正在由有线电视网和电话交换局作为通用的基础设备铺开。
对于电话交换局而言，现有的标准电话线采用ADSL技术，能支持1.5MBIT/S到8MBIT/S的带宽。
第4讲HFC接入技术
ATM
LLC
其他
接收PMD
发送PMD
CM MAC
MAC层
PHY层
下行
上行
CMTS
CM
TC子层
接收PMD
发送PMD
TC子层
ATM
LLC
其他
模型包括: 物理层和MAC层 承载的高层数据主要为两种 ATM信元（802.14标准） LLC PDU（ DOCSIC标准）
接入网技术
CM技术物理层——调制技术
选择何种调制技术主要从信道利用率和抗干扰性能考虑 Cable Modem的调制方式为QAM和QPSK 上行：QPSK、16QAM 下行：64QAM、256QAM QAM的信道利用率比QPSK高，但QPSK的抗干扰性更好
接入网技术
CM技术物理层——上行帧结构
上行帧结构为小时隙流 上行信道承载三种PDU（管理、请求、数据） 带宽请求PDU：Request PDU(miniPDU)，占1个minislot 数据PDU：data PDU，一般占多个minislot 管理信息PDU：manage PDU，占多个时隙 不同的PDU在头部由不同的类型表示
接入网技术
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
接入网技术
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 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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、HFC最成熟的技术0000混合光纤/同轴网（HFC）是从传统有线电视网发展而来的。
传统的有线电视网多为同轴电缆系统或微波电缆系统，只能传输几十套电视节目。
随着社会经济的发展，人们对信息需求的不断增加，传统的有线电视网络已经难以满足需求。
20世纪90年代初，随着光传输技术的成熟与发展，人们开始考虑在有线电视系统中采用光传输，这种采用了光传输的有线电视网就是混合光纤/同轴网（Hybrid Fiber Coax，HFC），它具有频带宽、容量大的优点。
0000随着HFC的推广，人们开始思考如何充分地利用其优点。
1993年初，Bellcore提出了在HFC上同时传输分配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息以及数字信息，实现"全业务"接入。
该方案的提出促进了有线电视经营者和电信经营者在经营方面的相互渗透。
一时间，无论是有线电视经营者还是电信经营者都把目光投向了HFC，把它作为宽带接入的优选方案。
但是，在其后的试验中，无论是有线电视公司的电缆电话业务还是电信公司的有线电视业务都相继以失败告终。
就在人们打算放弃HFC时，Internet的迅速发展使HFC重新得到重视，这就是在HFC上利用电缆调制解调器（Cable Modem，CM）技术提供高速上网业务。
未来趋势00 0HFC上传输IP数据业务的成本投资主要在于同轴电缆的双向改造上。
在国外，CMTS 的成本大约在每户50～100美元;馈线部分大约是2000美元/英里，每户的成本则依赖于每英里覆盖的家庭数和其中的用户比例；引入线的成本大约75美元/用户。
但在国内，同轴电缆双向改造的费用还不算很高.0000由于在HFC上传输IP数据的业务主要面向普通家庭用户，因此服务的价格倍受关注。
目前在美国，CM的安装费用为100美元，如果采用租用形式，月租费加使用费为30～50美元。
由于标准方面的问题，CM仍未走上零售渠道，有线电视运营商必须先购买CM然后再租借给用户，这给运营商增加了很大的资金压力。
000 在我国，由于同轴电缆入户率很高，因此充分利用该资源开展Internet接入服务是有线电视运营商的发展方向。
如果同轴电缆的双向改造费用能够为用户所接受，并且该项业务的价格用户可以承受，那么利用电缆调制解调技术在HFC上传送IP数据业务将会迅速发展起来，成为Internet接入的一个强有力的竞争者。
二、HFC 技术0000HFC是一种模拟的CATV信号接入技术，可能成为电话网和电视网的标准。
典型的HFC 系统要提供一种下行路径（频率范围从50-750MHZ），一个上行逆向的通道（频率范围从5-30MHZ）。
数字传送是通过调制解调器信息以打包的形式通过中继载播，其中QAM作为关键技术之一，能在下行通道上以一个波特产生4个位，在上行通道中应用正交相偏移调制，并且更稳固些。
HFC的物理结构由网关设备组成，定位在电视网的前端或电话网的交换中心，它能提供中继模块，并且是主干数字网（典型的是带ATM的同步光纤网）的终点。
下行通道有帧中继信号，由调制的模拟和数字信号组成，通过模拟光纤的路由选择到用户群的光纤终点。
每个前端终点要支持500个家庭。
从光纤终端结点开始，同轴电缆通过星形体系结构路由到一个支线电缆，大概要通过40户家庭，每个都是以这种方式与家庭连接。
0000使用多路访问技术，上行帧中继传输使用的家庭共享有效的逆向波段，再有一段波段，载有逆向帧中继中继通道从用户群结点回到前端或交换中心。
000 在客户端设备有两种终止方法。
一种是在房屋外的结口设备，它通过帧中继调制解调器把视频分发给用户，借助同轴电缆和局域网分发视频数据；第二种方法，也是现在正在使用着的，直接把同轴电缆分发到家里，使机顶盒有帧中继的调制解调功能。
单个的家庭连接，通过动态的分配帧中继通道和一个打包到机顶盒目的地址而完成。
电视网技术用一种同轴电缆系统的广播来发送，传输多个MPEG压缩的视频流，它能提供高带宽并支持数百个通时连接，但正如前面所提，它要有个适应层，以支持VOD所需的双向交互式通讯。
由于以下两个原因，有线电视网仍然是一个有吸引力的宽带接入网方案。
1，有线电视网的渗透率很高，有着巨大的用户群；2，光纤对于大范围的铺设而言，还是太昂贵。
HFC网络双向通信技术探讨一、概述000有线电视网络原是为提供电视广播业务而设计的，随着光纤技术的应用，混合光纤／同轴电缆网络（HFC）结构的出现，不仅使电视传输质量有了较大的改善，网络的可靠性和稳定性有了明显的提高，使HFC网络具备了提供其它数字多功能业务的基础，而且HFC网络直接将无线数字带宽送入家庭。
因此，目前HFC网络正逐渐成为宽带通信的一个新的选择。
目前，国内外正在全力发展的HFC网络数字新业务主要有以下三类：*基于HFC网络的高速数据通信系统*数字电视新业务和数字机顶盒（Set-top box）*HFC网络高级数字新业务如多媒体业务系统0000目前，国际上有多个标准化组织或机构正在进行以上各个方面的标准化工作。
HFC网络的高速数据通信系统方面有IEEE802.14WG和美国的CabLabs管理的DOCSIS（Data Over Cable Services Interface Specification）项目等；数字电视新业务方面有美国的ATSC和欧洲的DVB等；数字机顶盒（Set-topbox）方面有美国的CabLabs管理的Open Cable项目等；HFC网络高级数字新业务如多媒体业务系统方面有美国的CabLabs管理的PacketCable项目等。
0000HFC网络双向通信技术是各类数字新业务的基础。
本文将以DOCSIS标准为基础探讨HFC网络双向通信的若干主要技术。
二、HFC网络特点及其对双向通信的影响0000HFC网络是典型的"树枝"型网络。
在一个树枝型网络中进行双向通信，其下行信道（从树根到各树枝）是一个广播信道，在同一树枝型网络中的用户可以接收到相同的数字信息，这种方式是为广播业务而优化设计的，但从通信业务角度来说，这就存在一个数据安全性问题。
其上行信道（从各树枝到树根）是一个汇聚型信道，从同一树枝型网络中的各个用户发出的信号最后都汇聚在同一树根处（前端），因此，在上行信道中从各个用户及网络中耦合进来的各种干扰和噪声都将汇聚在前端，这即是所谓的"噪声漏斗效应"。
上行信道是个典型的共享信道，不同用户之间可能存在接入冲突。
同时，在同一树枝型网络中的各个用户到前端（树根）的距离是不同的，因此，其传输时延是不同的，这将产生时间同步问题，在同一时刻从不同用户发出的信号到达前端时在时间上可能会发生重叠。
因此，要在HFC网络中进行有效双向通信，必须能适应以上所述的HFC网络特点：*克服上行信道中的"噪声漏斗效应"*解决上行信道用户接入过程中存在的冲突*解决由不同位置用户的传输时延差引起的时间同步问题*解决数据安全性问题0000要在HFC网络中提供各类数字新业务，对网络本身也提出了更高的要求，这主要包括两个方面，网络可靠性和供电问题。
象传统的电话业务，其电源是直接由电信局提供的，不受用户端的供电状况的影响，其网络失效时间小于53分钟／年，或说网络的可用性在99.99％以上。
1111有人专门对HFC网络的可靠性问题作了研究。
认为通过合理的设计、安装调试、运行维护、频谱分配和监控，可以将网络的失效时间控制在53分钟／年以内。
同时指出，失效时间中的75％是由HFC网络本身（除电缆数据调制器CM和相应的前端控制单元CMTS 以外的网络设备）引起的。
HFC网络中影响可靠性的因素主要有：★下行光发射机和光接收机★上行光发射机和光接收机★光缆和连接头★所有RF有源设备（放大器等）★同轴电缆和连接头★同轴电缆分支、分配器等★供电设备1111 HFC网络中的无源设备可以在设计选型和安装调试进加以控制，对其中的有源设备则除此以外，从运行维护角度来说，还需采取措施对设备进行监控，使运行维护人员能及时了解其工作状态，及时消除故障隐患。
因此，建立HFC网络的网管系统，对网络中的所有有源设备和网络信号进行监控是提高HFC网络系统可靠性的一种有效的解决办法。
111 要提供象传统电话这样的业务，用户端附属设备CPE的供电是一个非常关键的问题。
HFC网络的用户CPE有几种可选择的供电方式：◆一是采用220V市电（供电局）直接供电方式。
这种方式用户CPE的电源由用户住宅的市电供给。
当用户住宅停电时，CPE也将停止工作。
显然，这种方式不能满足HFC网络通信的要求。
◆对上述方法的改进是市电供电和蓄电池供电相结合的方法。
这种方法CPE在正常情况下由市电供电，CPE的蓄电池处于浮充电状态。
当用户住宅停电时，则自动切换到蓄电池供电。
蓄电池供电能力要保证CPE能连续进行通信若干小时。
这种方法能基本满足通信业务的要求。
其缺点是要增加用户CPE的成本、体积和重量。
◆第三种方法是采用集中供电方式，即用户CPE的通信部分由网络通过同轴电缆芯线供电。
集中供电方式可以满足通信业务的要求，是HFC网络较为理想的供电方式。
但集中供电方式受供电器和电缆的供电能力的限制。
因为对一般网络情况分析较为繁琐，我们这里采取简化方式来分析一下集中供电的供电能力问题。
设所选同轴电缆的回路电阻为R0Ω／km，所有用户到集中供电器的距离相等，均为S（km），用户CPE通信部分的工作电压为VCPE，工作电流为ICPE，用户数为N，则集中供电器的输出电压应满足：所以：例：对SYKY-75-12藕芯电缆，R0=11Ω／km，取S=1km，ICPE=0.1A，VCPE=12V，集中供电器输出电压V=90V，则：1111只有约24个用户可供。
而上述所取参数中，用户CPE的功率已是取得很低了，只有3.6W，集中供电器的供电电压V=90V已是比较高的了，但所供用户仍是很有限的。
从式（2）可以看出，N与用户CPE和集中供电器之间的距离成反比。
因此，要提高集中供电器的供电能力，不宜采取远距离集中供电方式。
如取S=0.1km，则按照上述参数有N＝239。
当S=0.1时取V＝60V，VCPE=24V，ICPE=0.5A时，仍有N=65.4，可以供一栋楼房的用户CPE。
从上面的简化分析可以看出，HFC网络直接从光电节点通过同轴电缆向用户供电是难以做到的。
而将集中供电器放置在用户住宅楼外，一个集中供电器供一栋楼房的用户CPE是切实可行的。
显然，从式（2）可以看出，提高集中供电能力的另一个方面是要尽可能降低CPE通信部分的功耗。
◆第四种供电方法是采用所谓的"双重连接的引入线"，它指的是在同一条护套中把一对铜线和一根同轴电缆组合在一起，通过那对铜线向用户CPE供电。