第六章《双向HFC网络中的上行信道系统》小结(陈柏年)
第2章HFC网络设备管理系统标准小结(陈柏年)
第2章HFC网络设备管理系统标准小结浙江传媒学院陈柏年一、HFC网络设备管理系统国际标准（一）ANSI/SCTE HFC网络设备管理系统规范1、应答器分4类：0类、1类、2类、3类。
2、规定状态监控设备参考结构模型和三种参数测量口。
3、定义的三层协议构件：（1）物理（PHY）层作用：描述中心前端控制器（HEC或HMTS）与被管理的室外设备（网络单元NE）的应答器接口之间通信的物理层协议，即传输字节的规则。
（2）媒体访问控制（MAC）层作用：阐述了网络数据链路层（DLL）所执行的所有信息交换的方法与协议。
（3）报文层作用：规定了管理者（Manager）和代理（Agent）的模型。
管理者和代理之间通过SNMP标准消息包通信。
4、简单网络管理协议SNMP①SNMP支持两种访问方法：轮询（polling）和事件驱动（event driven）。
②SNMPv1支持的三种操作：③SNMPv1具有五种不同类型的协议数据单元（PDU）：4、管理信息库（MIB）：通过网络管理协议可以访问的信息集合，即网管中的被管资源信息集合。
MIB采用树型结构，并用对象表示被管资源某一方面的属性。
MIB规定每一个对象都有一个唯一的对象标识符（OID），该标识由对象在树型结构的MIB树中的位置决定，通过SNMP可以访问MIB的对象。
（二）IEC 60728-7网管标准国际电工委员会（IEC）接纳了ANSI/SCTE 标准作为HFC网络设备管理系统规范标准：1、IEC 60728－7－1《物理层规范》；2、IEC 60728－7－2《媒体访问控制层规范》；3、IEC60728－7－3 《电源到应答器接口母线规范》。
二、国家标准GB/T 20030-2005《HFC网络设备管理系统规范》的要点（一）内容：7大部分、17个附录、33条术语和定义、32条缩略语。
1、正文包括范围，规范性引用文件，术语、定义和缩略语，系统协议，物理层规范，MAC层规范7大部分。
第三章《HFC网络的基础知识》小结(陈柏年)
第三章《HFC网络的基础知识》小结浙江传媒学院陈柏年一、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。
《光纤通信》学习要点（陈柏年）
《光纤通信》学习要点（陈柏年）《光纤通信》学习要点浙江传媒学院陈柏年第⼀章概述1、光纤通信：以光波作为信号载体，以光纤作为传输媒介的通信⽅式。
2、光纤通信发展的两个关键问题：（1）合适的光源；（2）理想的传光媒介。
3、光纤通信发展的四个阶段。
4、光纤通信的五个优点：（1）传输容量⼤，（2）传输距离远，（3）抗⼲扰能⼒强，（4）重量轻，（5）寿命长。
5、光纤通信的四个应⽤：（1）通信⽹，（2）计算机⽹，（3）有线电视⽹，（4）光纤接⼊⽹。
6、光纤通信的三种分类⽅法：（1）按照传输信号类型分（模拟，数字），（2）按照光波长和光纤类型分（短波长多模，长波长多模，1310nm单模，1550nm单模），（3）按照调制⽅式分（直接强度调制，外调制）。
7、光纤通信系统基本组成：（1）光纤，（2）光发送器，（3）光接收器，（4）光中继器，（5）适当的接⼝设备。
8、光纤通信的六个⽀撑技术：（1）光纤，（2）光源和光检测器，（3）SDH传输体制，（4）光放⼤器，（5）WDM复⽤技术，（6）全光⽹络。
第⼆章光纤光缆⼀、光纤1、光纤的三层结构：（1）纤芯（core），（2）包层（coating），（3）涂覆层（jacket）。
2、光纤的分类（1）按照光纤截⾯折射率分布：SIF，GIF；（2）按照光纤中传输模式数量：MMF，SMF；（3）按照按光纤的⼯作波长：短波长光纤，长波长光纤；（4）按照ITU-T关于光纤类型的建议：G.651渐变型多模光纤，G.652常规单模光纤，G.653⾊散位移光纤DSF，G.654截⽌波长光纤，G.655⾮零⾊散位移光纤（NZ-DSF）；（5）按套塑（⼆次涂覆层）：松套光纤，紧套光纤。
⼆、光的两种传输理论1、光的射线传输理论-⼏何光学法（1）满⾜斯奈⽿反射和折射定律：利⽤光的折射和全反射原理将光波封闭在光纤中传输。
（2）⼏何导光原理：光纤是利⽤光的全反射特性导光；（3）阶跃折射率光纤的临界⾓θc（只有在半锥⾓为θ≤θc的圆锥内⼊射的光束才能在光纤中传播）（4）数值孔径NA：临界⾓θc的正弦。
HFC宽带接入基础知识(陈柏年)
MCNS组织建议
• 多 媒 体 电 缆 网 络 系 统 MCNS （ Multimedia Cable Network System）：美国四大有线电视机构Time Warner 、 TCI 、 Cox 、 Comcast 所 发 起 的 多 媒 体 电 缆网络行业协会。
• 电缆数据（传输）业务接口规范DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification）：HFC 网络内进行高速数据通信的国际标准。
Connection
Twisted Pair RJ-11 connection
HFC Plant
双向HFC的基本组网
本地业务 服务器
以太网交换机
Internet
DHCP服务器/ TFTP服务器/ TOD服务器/ 网管服务器
下行中频
上变频器
模拟视频信号
下行射频
100BaseT
路由器
CMTS
上行信号
HFC
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。
HFC中模拟和数字信道的融合
多种复用方式综合使用
• 广播信道和交互信道 之间：
– 一级光链路：SDM – 二级光链路和同轴电
R1
5.0～ 7.4
上行信道MHz R2 R3 R4 R5 R18 R19
7.4～ 10.6～ 13.8～ 17.0～ 58.6～ 61.8～ 10.6 13.8 17.0 20.2 61.8 65.0
下行信道MHz
最低频率 最高频率
108
第4章第1节双向HFC的简化结构和基本组网(陈柏年)
CM系统中信道编码技术
• 1、使用RS编码（里德-所罗门编码）：
– 为了纠正T字节的错误，需要加入2T字节冗余纠错码。 例如CM系统中常用T=8，当T=8时，每188个字节的一 组码字中加入16个字节的冗余码，最多可以纠正8个字 节的错误。
• 2、使用交织技术：
– 信号在发送前，先送入一个存储器中，输入的信号序 列按行输入，在读取的时候按列读取。 – 在收端将收到信号按行存储在内存中，再按列读取出 来，从而实现信号的重组。 – 在交织中，存储数据的列数被称为交织深度。
• （3）上行带宽分配映射MAP：由CMTS发 出的可变长度的MAC管理信息，用来定义 上行通道每个时间单位（可能是多个时隙） 的使用参数和用途。 • （4）上行信道描述符UCD：由CMTS定期 发出描述上行信道特性的信息。
上行数据发送的三个步骤
• 1、CM向CMTS发出申请，
• 2、CMTS响应CM的申请， • 3、CM得到响应后在授权的时刻发送上行数据。
第4章第1节（摘要） 双向HFC的简化结构和基本组网
陈 柏 线 光节点 电缆干线 电缆支线
前端
干线放大器
线路延伸器 光节点
光节点
服务区
200~500家庭用户
分路器
双向HFC的简化结构
二、双向HFC的技术原理
• 系统传输方式：上、下行非对称信道。
– 下行：在111～860MHz之间的电视频道中划分 出一条到多条8MHz带宽信道，用于以广播形 式的下行数据发送。当信号采用256QAM（正 交调幅）调制方式时，每个8MHz带宽信道最 高速率可达40Mbps。 – 上行：数据通过5～65MHz进行回传。
七、相关概念
• （1）“测距”：一种保证CM获得正确的定时偏 移、动态调节CM的传输与正确的微时隙边界对齐 的机制。测距补偿因为CMTS 与CM之间的距离不 同而引起的传输时延差异, 使所有CM 感觉到与 CMTS 的逻辑距离相等。 • （2）大环负反馈电路（长环路AGC）： CMTS 和CM 之间构成的动态AGC大环路。 CMTS将定 时偏移和功率电平调整、频率偏移调整等信息发 送到CM，CM据此信息进行正确调整。
双向HFC网络建设中的经验与体会
双向HFC网络建设中的经验与体会双向HFC网络建设中的经验与体会相关的文章已经很多了，但在实践的过程中，存在着不少认识上的误区和一些实际问题，本文主要是结合自己在实践过程中得到的真实的体会和经验，着重对双向HFC网络建设中经常碰到的一些概念认识和实际问题作一下探讨。
我们已经习惯了用传统的思维模式（传输单向广播信号）来试图解决双向传输问题（传输通信信号）。
有线电视信号是由“前端传输分配到用户末端”的模式，与“多种交互式业务信号传输”的模式在基本概念上有巨大差别。
从上行传输的角度看，用户是“前端”。
下行信号是分配传输的过程，上行信号是汇集传输的过程。
而各级中心设备仅是信号交换枢纽站（立交桥和交警的概念）。
我们只有从通信的基本原理和规律来思考，只有从根本上把立场改变了，才能开展正确的讨论，才有可能有正确的解决问题的方法和正确的规划方案。
1 双向HFC网的三大技术概念（1）汇集干扰问题众所周知，汇集干扰指的是从各用户端和网络电缆等受各种干扰侵入而汇集上行形成的强大干扰。
但要着重指出的是：“汇集”现象是从用户端到数据解调器的入口（错误的认识是到光节点）的全过程。
因为中心设备中的数据解调器入口（CMTS入口）不可能仅对应于某一个光节点，它至少对应于某个下行光发射机所覆盖的几个光节点，必然将一个数据解调器入口所对应的所有M个光节点的上行信号再汇聚，因此，通过划小光节点的办法来解决汇集干扰是不可行的。
经实际测试，发现干扰产生有两个途径，其一是用户室内的电视机及其他家用电器产生强烈干扰，主要集中在5～20MHz频段（呈单调下降曲线），其频谱能量强度高，一般在70～90dBμν。
其二是环境电磁干扰侵入电缆接头而形成，如短波电台信号等，对常用的电缆接头处侵入产生的干扰强度一般在10～60dBμv，电缆呈现了“接收天线”效应。
两类干扰中，以电视机输入端口引入的干扰最为严重。
值得一提的是：优秀的双向设备是不应产生上行干扰的，但有时下行信号通过腔体的辐射和器材的传导对回传信号指标有一点的影响。
-HFC网络设备管理系统的安装与调试小结(陈柏年)
第五章HFC网络设备管理系统旳安装与调试小结浙江传媒学院陈柏年一、系统软件旳安装与调试（一）软件功能概述1、网络参数旳监控与查询；2、网络故障旳报警与定位；3、网络参数旳分析与记录；4、网络工作状况旳浏览和显示。
（二）网管系统旳安装需求1、PC最低配备：解决器PII266M，内存128M，硬盘：10G，10M以太网接口，Windows98操作系统；2、推荐PC配备：解决器P4 1.4G，内存256M，硬盘：30G，100M以太网接口，windows Prossional操作系统；3、以太网互换机（选配）：10M/100M（三）网管软件旳安装1、复制文献到硬盘：将光盘上旳Manager3文献复制到硬盘上，建议复制到Program files 目录下。
2、修改文献属性：清除Manager3文献夹及所有文献旳只读属性。
3、建立快捷方式：将Manager3.exe文献旳快捷方式发送到桌面上，启动快捷方式即可启动网管软件。
（四）网管软件旳操作1、网管软件旳登录（1）启动软件，弹出登陆“对话框”; （2）提供顾客名和密码; （3）拟定。
2、软件主界面（1）主界面构成：①拓扑（左面），②日记（下面），③地图（右面）。
自上至下拓扑构造层次：①根节点，②分前端，③前端控制器（HE），④应答器。
在HE设备旳右键菜单中选择刷新，该HE所管理旳应答器将自动添加到该HE如下。
（2）5类视图：①拓扑视图，②搜索视图，③告警视图，④地图视图，⑤鹰眼视图。
3、地图4项操作（1）地图平移：鼠标拖拽（2）地图缩放：右键菜单（3）更改鼠标坐标：鼠标拖拽设备（4）显示鹰眼：右键菜单4、7盏通信批示灯（1）发送Send：管理软件向设备发送数据。
（2）响应Response：管理软件从设备接受数据。
（3）重试Retry：管理软件发现设备在规定期间内没有响应，正在重新发送。
（4）超时TimeOut：管理软件向设备重新已经超过规定旳次数，觉得设备已经无法联系。
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。
• HFC有线宽带依据DOCSIS标准有特定的规范机制
2020/5/7
数字信号的调制与解调
11100100100 调制
2020/5/7
解调 11100100100
HFC 网络数据传输系统构 成
双向HFC网络的技术原理
2020/5/7
双向HFC网络结构
2020/5/7
提纲
• 双向HFC网络的技术原理 • 1、有线宽带的基本原理
• 2、双向HFC网络的电平要求 • 3、回传汇聚噪声 • 4、有线宽带的基本检测手段
2020/5/7
• 1、有线宽带的基本原理
2020/5/7
宽带接入的几种方式
2020/5/7
系统的拓扑结构
2020/5/7
前端电视 节目源
前端 电视调制器
CATV 光发射机 多芯光缆
网管工作站
QAM调制器 下行上行
CMTS
上行光接收机
中心交换机
服务器 服务器
路 由 其它数据中心
器
INTERNET
双向工作站
双向放大器 双向放大器
H 电缆
电缆
L
用户
用户 用户
传统的用户分配网
• 目前RADIUS（Remote Authentication Dial In User Service） 协议是唯一的AAA标准
• 1、 验证(Authentication): 验证用户是否可以获得访问权限； 2、 授权(Authorization) : 授权用户可以使用哪些服务； 3、 记账(Accounting) : 记录用户使用网络资源的情况。
接入网技术学习要点(陈柏年)
接入网技术学习要点浙江传媒学院陈柏年第1章绪论1、电信网的组成2、接入网的原型和特点3、三网及其特点4、NGN基本特征和结构层次第2章接入网体系结构1、制定接入网标准的机构和两种标准规范名称2、G.902建议定义，电信接入网定界结构、接口、功能与特点3、Y.1231建议定义，IP接入网总体结构，接口与定界，功能和特点4、G.902和Y.1231之间的比较5、常用的接入技术的分类和名称第3章以太网接入技术1、局域网定义、特征、取决因素和参考模型2、以太网定义和以太网标准3、以太网MAC层功能、地址4、CSMA/CD工作原理四个特性5、以太网物理层两个子层和四个特性6、802.3两种帧格式7、以太网的发展（FE、GE、10GE）标准和要点8、以太接入网标准802.3ah和协议模型9、以太网远端馈电标准10、接入控制模式（PPP0E和802.1x）以及以太用户接入管理方法11、以太网用户接入控制与管理两种协议和工作机理12、计算机网络层次结构名称、作用、互连设备和协议数据单元第4章光纤接入技术1、光接入网的概念和类型2、光接入网功能参考配置和具体组成3、无源光网络PON的结构、特点和关键技术4、测距和测距基本原理5、EPON定义和上、下行的原理6、EPON协议模型7、MPCP定义和功能，五种类型协议数据单元（MPCP帧）8、ONU的自动发现过程9、EPON+LAN具体结构和特点10、EPON+EOC具体结构和特点第5章电话铜线接入技术1、不同DSL技术的差别2、ADSL系统结构、各部分功能、接入原理、ADSL的频谱划分和调制技术3、ADSL.lite和ADSL的主要区别4、DSLAM主要功能5、ADSL2的改进和ADSL2+特点6、VDSL的基本特点第6章HFC接入技术1、HFC基本结构和频谱划分2、DOCSIS协议栈和CM 、CMTS的功用3、CM与CMTS建立通信步骤4、CM接入带宽分配机制5、MAC帧格式6、UCD和MAP的含义、作用和特点第7章宽带无线接入概论1、影响无线传输的因素2、无线接入技术的特点3、无线接入技术的分类4、无线接入技术的发展5、GEO、LEO、MEO卫星系统的特点和应用场合按照运行轨道高低，卫星可分为GEO、MEO和LEO三种运行轨道。
HFC网正向光纤链路常规设计(陈柏年)
9
（三）计算损耗和定分光比
1．根据所设定的光接收机平均输入光功率Pr(dBm)和光 分路器输入光功率Pt(dBm)（若光发射机后不加光放大 器，即为光发射机平均输出光功率；若光发射机后加有 掺铒光纤光放大器EDFA，即EDFA的饱和输出光功率） 以及工作波长， • 确定：
• 一般说来，若采用光纤到路边的FTTC形式，片区的用户
数约为500户，若采用光纤到最后一个放大器的FTTLA （无源同轴网）形式，片区的用户数约为100户。 • 片区范围越小，工作带宽就越宽。光节点原则上应定在片 区的中央。
8
（二）确定结构和划定片区
• 3. 在光路结构和光节点确定的基础上，实测出各 段光缆的段长、各光节点至光分路器的距离，并 给各光缆段、各熔接点、各光节点及各片区命名 编号。 • 绘制设计图：
光缆 光分 路器
… …
光接收机
电缆用户 分配网
…
光发射机 前 端
…
光缆
光接收机
电缆用户 分配网
…
图2-3-7 光缆干线传输系统
3
…
光缆干线传输系统
…
光发射机
光分 路器
HFC正向光链路具体设计 一.设计步骤和方法
4
HFC光链路具体设计步骤
（一）调查研究和收集资料， （二）确定结构和划定片区， （三）计算损耗和定分光比， （四）归纳整理和计算指标。
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（八）光链路最大允许损耗A（dB）max
工作波长 （nm） 1310 1550 最小接收光功率 Pr(dBm)min -2 0 链路最大允许损耗 A（dB）max Pt(dBm)+2 Pt(dBm)
双向HFC网络上行信道质量监测系统的改进方案
道带 内成簇 集 聚 的二 次差 拍产 物 的复合 电压 之 比 ， 用
分 贝表示 为 ：
Ｃ Ｃ Ｏ ２１ （ ／ Ｓ ＝ ０ｇ 指定频 道 图像载波 电压／ 落人频道 内带 成簇集 聚 的二次差 拍产 物的 复合 电压 ）
有 线 电视 技 术
载波 中心 附 近群 集 的组 合三 次 差拍 产 物 的 复合 电压
之 比， 用分 贝表示 为 ： ４１ 传统 测试方 案 ．
系统设计
传统 的测试 方案 是首先 发 出一个 测试 信号 ， 经过
实 际 网络传 输 后得 到 接 收信 号 ，然 后 通过 比较传 输 前、 后测 试 信 号 的不 同 ， 而 分析 网络 中噪 声 对信 号 进 的影 响 。可将 Ｈ Ｃ网络简化 为 四个 模块 ： 端 入频 道 ／ Ｔ ＝ ０ｇ 指 落
内组 合三次 差拍簇 加权叠 加 电压 ） 此外 ，为 了有 效地 保 证 数字 有 线 电视 的传 输 质 量 ， 需要 合理 地 规划 调 制 误码 率 （ Ｒ） 比特 误码 还 ＭＥ 、 率（Ｅ 、 Ｂ Ｒ） 临界 噪声 门限 （ Ｎ 、 Ｅ Ｍ） 差错 矢量 度 （ Ｖ 、 Ｅ Ｍ） 出错 秒 （ Ｓ 、 重 出错 秒 （Ｅ ） 技 术 指标 ， 其 能 Ｅ ）严 ＳＳ 等 使 够保持 在 良好 的范 围 内。
干线部 分 、 电缆分 配部分 以及用 户端 。 统 的 Ｈ Ｃ网 传 Ｆ
２３ 载波 组合 三次差 拍 ．
交 扰调制 比（ Ｍ） 载 波互调 比（Ｍ）组 合三 次差拍 比 Ｃ 、 Ｉ 、 （ ／ Ｔ 、 合 二次 差拍 比 （ ／ Ｓ 。其 中对 系统 影 Ｃ Ｃ Ｂ）组 Ｃ Ｃ Ｏ） 响最 大的是 载噪 比 、 组合 三次 差拍 比和 组合 二次差 拍 比这 三项指标［ ２ １ 。
第3章HFC网络设备管理系统的设备与整体解决方案小结(陈柏年)
第三章HFC网络设备管理系统的设备与整体解决方案小结浙江传媒学院陈柏年一、HFC网络设备管理系统的三类设备（一）通信控制设备主要完成HFC网管系统的通讯控制、各种数据的收集、存贮以及其它相关功能。
类型：1、前端控制器（HEC）：一台装有SNMP/IP/以太网和SNMP/HMS MAC/RF 之间协议转换功能网关软件的专用计算机。
2、前端通信机（COM）：一台可多个级联的射频的调制和解调（RF Modem）装置。
3、外置代理：一台装有自定义协议到HFC网管标准协议转换功能代理软件的专用计算机。
（二）状态监测设备主要完成HFC网络中设备、线路和机房工作状态的实时监测并将结果提供给HFC网管系统。
类型：1、应答器：根据不同的设备而定制的，以内嵌或外挂形式安装于设备端的，内置有频率可调RF调制解调器的设备。
2、线路应答器：一个用于线路末端、内有频率可调的RF调制解调器的野外型设备。
3、机房监控器及其它状态监测设备：一个或多个内置频率可调RF调制解调器或RS-485口机架安装设备。
（三）信号与信道监测设备主要完成HFC网络中各种传输信号和正反向传输信道实时监测并将结果提供给HFC网管系统。
类型：1、信号监测设备：对HFC网络各种传输信号进行监测的专用设备。
主要包括：末端频道电平监测设备，线路信号监测设备，前端信号监测器设备等。
2、信道监测设备：对HFC网络正反向传输信道进行监测的专用设备。
如回传通道性能监测系统。
二、通信控制设备的的主要功能和通信接口三、HFC网管系统状态监控设备的主要功能四、HFC网管系统典型信号监测设备主要功能五、回传通道性能监测系统组成与功能1、组成：主要包括前端控制单元，回传通道监视单元，前端调制解调器。
2、功能：可以对每一个回传通道的回传信号电平、侵入噪声、频谱特性等回传通道特性进行测试。
具体是：（1）测试回传性能。
（2）记录设备历史数据。
（3）实时频谱分析仪。
六、HFC网络管理系统规划的基本原则1、接口标准化：应该以国家标准和IEC网管国际标准作为根据，解决多厂商、多型号设备统一管理中所遇到的开放性和兼容性问题。
第4章 HFC网络设备管理系统的建设小结(陈柏年)
第四章HFC网络设备管理系统的建设小结浙江传媒学院陈柏年一、目前HFC网络设备管理系统建设的障碍1、接口、软件和协议互不兼容：（1）没有统一的技术规范，（2）设备无法互连互通，（3）二次开发的工作量比较大。
2 、成本相对较高：（1）价格相对较高，（2）难以承受建设和维护费用。
3 、缺乏技术支持：（1）响应速度太慢，（2）支持成本太高。
二、HFC网络设备管理系统4个基本原则。
1、安全性原则：（1）系统软件的安全性，包括用户权限控制，详细日志管理和防病毒破坏。
（2）针对恶意破坏广播设备的防护能力，包括非法开启和非法切断恶意破坏事件应该可以提供一定的防护能力。
2、可靠性原则：（1）网管数据可靠，（2）硬件设备可靠，（3）软件程序可靠；3、开放性原则：（1）设备接口开放，（2）模块选件开放，（3）升级扩展开放，（4）系统互通开放。
4、实用与易用性原则：（1）实用性设计，高性价比，较强的可扩展性和投资的有效性。
（2）易用性操作，操作简单快捷，自身维护在网管操作界面上进行。
三、HFC网络设备管理系统建设注意事项（一）频谱配置：（1）设备可不同厂家，但频道配置必须相同。
（2）回传发送频率尽量设置在高端。
（二）频率调谐范围的修改：（1）IEC/SCTE网管标准规定支持灵活调节上、下行频率，但国标中是一个选项。
（2）建议尽可能选择传输频率可以步进调谐的网管系统。
（三）I类应答器两种寻址方式1、独立IP寻址方式要点:（1）每个应答器都指定一个独立的IP地址，每个应答器是一个独立的IP设备，把它当作IP设备来进行访问。
（2）前端控制器角色是一个全透明的网关。
优点：可以与所有基于SNMP管理模型的开放式网管系统（如HP Open View）完全兼容，便于系统整合和升级维护。
缺点：当应答器数量较多时，会消耗较多的IP地址资源。
两种解决方案: （1）使用私有地址；（2）利用VPN技术。
2、公用IP代理方式要点：（1）只是给前端控制器指定一个公用的IP地址。
第六章上行信道系统
回传系统CNRC计算举例
• 设：典型的光节点站通常有四个输出口连接四个 同轴分配支线，设每支线由两个分配放大器（DA） 和两个延长放大器（LE）组成，并且输入到每个 放大器的信号（按业务）为 65 dBμV ，噪声带宽 为600 KHz。 • 已知：光节点内回传放大器的噪声系数 F=14dB， 分配放大器的噪声系数 F=11dB，延长放大器的噪 声系数F=7dB， • 求：整个回传系统的CNRC =？
-10dBc@≤0.5μs
-20dBc@≤1.0μs -30dBc@ >1.0μs 在1kHz平均速率时： ≤10μs ≤12
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我国上行传输通道主要技术要求
序号 项目 技术指标 1、标称系统特性阻抗（Ω） 75 2、上行通道频率范围（MHz） 5～65 3、标称上行端口输入电平（dBμV） 100 （此电平为 设计标称值，并非设备实际工作电平） 4、上行传输路由增益差（dB） ≤10 5、上行通道频率响应（dB）（1）≤10 7.4 MHz～61.8 MHz （2）≤1.5 7.4 MHz～61.8 MHz任意3.2 MHz范围内 6、上行最大过载电平（dBμV） ≥112 7、载波/汇集噪声比（dB）（1） ≥20（Ra波段） （2）≥26（Rb、Rc波段） 8、上行通道传输延时（μs） ≤800 9、回波值（%） ≤10 10、上行通道群延时（ns） ≤300 （任意3.2 MHz范围内） 11、信号交流声调制比（%） ≥7 12、用户端口噪声抑制能力（dB） ≥40 11 13、通道串扰抑制比（dB） ≥54
载波干扰比（dB）
载波交流声比（%） 频率响应 群延时波动 微反射—单回波 突发噪声 信号电平变化（dB）
≥22
7（-23dBc） 5-65MHz：2.5dB/2 MHz 5-65MHz：300ns/2 MHz
HFC网络的双向
有线电视如要实现网络数据化的各种应用，HFC网络的双向改造是必然的。
就其网络特性而言，HFC上行信道存在噪声汇聚干扰和回传信号均衡等技术瓶颈。
一、HFC上行通道的噪声特性分析按照数字通信理论，HFC网络的上行信道属于恒参调制信道，即传输函数不随时间变化的信道。
绝大多数的上行信道噪声都属于加性噪声，即在接收到的已调信号上线性叠加了一个干扰信号，一般用载噪比和噪声系数来衡量噪声。
上行信道的加性噪声种类是多方面的，就其来源而言，基本上可以分为内部噪声和外部侵入噪声。
内部噪声由器件本身产生，主要由两类噪声组成，一类是热噪声，另一类是散粒噪声，它由有源放大器内电流的不均匀性及不连续性产生。
在HFC网络中，内部噪声以热噪声为主，影响主要体现在热噪声的积累上。
外部侵入噪声就是来自系统外部的噪声，通过不同的方式耦合进入系统。
HFC上行信道中的侵入噪声可以分为以下几类：(1) 脉冲噪声：脉冲噪声可能是用户端的某些突发脉冲产生的强磁场耦合进入电缆的馈线或引入线部分，或者通过空气的传播耦合进入用户端的设备中。
绝大多数脉冲噪声由人造源产生，如发动机点火，电器开关的通断等，频谱范围在60 Hz～2 MHz之间。
虽然它的频谱范围不在上行信道的频谱内，但由于脉冲幅度较高，它的各次谐波分量可能达到更高的频率从而影响上行信道；另外计算机等数字设备引起的脉冲噪声，范围在5～40 MHz内；自然界的脉冲噪声源包括闪电、天电干扰、来自银河系的噪声和静电泄漏等，典型的频谱范围在2 kHz～100 MHz内。
抑制脉冲噪声将会降低HFC系统的误码率（BER）。
抑制脉冲噪声的方法主要有两种，即采用前向纠错编码（FEC），或者使用滤波器技术。
(2) 窄带短波噪声：通常可以理解为在大气层中高频电磁场产生的电磁波在空气中传播，通过电磁耦合进入HFC网络的上行信道，形成窄带短波噪声，导致信道的可用性下降，频谱范围在5～30 MHz内，它的活动与太阳黑子的活动周期密切相关。
《宽带网络技术》作业题解答(陈柏年)
《宽带网络技术》作业题解答浙江传媒学院陈柏年第一章数据通信基础作业题3、什么是数字信号？什么是模拟信号，它们之间的区别是什么？答：模拟信号是指在时间和幅度上都连续变化的信号。
数字信号是指在时间和幅度上都离散的信号。
模拟信号和数字信号两者之间的区别：7、数据通信系统的主要质量指标有哪些?它们各指什么?答：主要质量有有效性和可靠性两类指标：（一）有效性质量指标：指在给定的信道内能够传输消息的内容，用传输速率衡量。
有效性主要是指传输速率。
1、码元速率（符号速率、波特率、传码率、码率、信号速率或波形速率）：信道每秒钟内所传送的码元（或符号）的数目，单位为波特［Bd］或［码元/秒］。
2、信息速率（传信率、比特率）：信道每秒钟内所传送的信息量，单位为［比特/秒］（bit/s 或bps）。
3、数据传送速率：单位时间内在数据传输系统中的相应设备之间传送的比特、字符或码组平均数，单位：bit/s、字符/秒或码组/秒；4、功率利用率：在保证系统传输质量的条件下，系统所需要的最低归一化信噪比Eb/N0（每比特能量与噪声功率强度之比）。
CNR =（Eb /N0）（R/B）5、频带利用率：单位时间（秒）、单位频带宽度（Hz）上传输信息量（或码元）的速率，通常用符号η表示，单位为bps/Hz（或Bd / Hz）。
η＝比特率（或波特率）/信道带宽（二）可靠性质量指标：指在给定的信道内接收信号的准确程度，用误码率衡量。
可靠性主要是指传输的差错概率。
1、误码率（码元差错率）：在系统传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例；误码率=单位时间内接收的错误码元数/单位时间内传输的总码元数2、误比特率（误信率，或信息差错率）：系统在传输过程中发生差错的比特数占传输总比特数的比例；BER=接收端出现的差错比特数/ 总的发射比特数3、误字符率（误码组率）：系统在传输中发生差错的差错的字符数占总字符数的比例；误字符率（误码组率）=单位时间内接收的错误字符（码组）数/单位时间内传输的总字符（码组）数×100%10、设在125μs内传输256个二进制码元，试计算比特速率为多少？若该信码在4s内有5个码元产生误码，试问其误码等于多少？答：比特率R b =波特率R B=256/（125×10-6）=2.048×106 bit/s=2.048MbpsPe=错码个数/传输的总码元数=5/（4×2.048×10-6）=0.61×10-6误码数=256×0.61×10-6=156.25×10-6=1.56×102=0.0156个12、假设频带宽度为1024kHz的信道，可传输速率为2048kbit/s，试问其频带利用率为多少？答：B=1024[kHz]，R b=2048[kbps]，η=R b /B=2048/1024=2[bps/Hz]第二章计算机网络基础作业题5、什么叫网络的体系结构答：网络体系结构三要素：（1）层次，（2）同层协议，（3）相邻层接口网络体系结构：计算机网络的层次、协议和接口及服务的集合。
2021年广播电视技术第一章概述小结(陈柏年)
广播电视技术第一章概述小结(陈柏年)《广播电视技术概论》第一章概述小结浙江传媒学院陈柏年一、广播的定义一种“定点发送、群点接收”的通信方式。
“广播”的两层含义1、泛指通过无线电波或有线系统向广大听众或观众传送节目的过程。
2、特指声音广播。
二、广播电视的特点1、形象化以声音和图像的形式来传递信息。
2、及时性以电波传播的速度来传送信息。
3、广泛性覆盖范围最广泛的一种传播媒介。
三、广播电视的发展沿革1、三代广播（第一代）AM-调幅声音广播，（第二代）FM-调频声音广播，（第三代）DAB-数字声音广播。
2、三代电视（第一代）黑白电视广播，（第二代）彩色电视广播，（第三代）数字电视和高清晰度电视广播。
四、广播电视系统的基本组成和作用1、节目制作与播出利用必要的广播电视设备及技术手段制作出符合标准的广播电视节目信号，并按一定的时间顺序（节目表）将其播出到发送传输端。
2、发送与传输将广播电视节目信号进行一定的技术处理（如编码、调制等）后，经过某种传输方式（如地面射频传输、卫星广播、有线传输等）传送到接收端。
3、接收与重现接收广播电视节目信号，并对其进行必要的处理和变换，最终还原成图像及声音。
4、监测网对广播电视链路中的各个环节进行信号的监测，及时了解播出安全的播出的质量情况。
五、广播电视的基本传输方式1、地面无线电开路传输主要业务有调幅中、短波广播、调频广播、VHF/UHF频段电视广播等。
（1）调幅广播中波MW调幅广播的频率范围是525～1605kHz，每个频道的带宽为9kHz，共划分为120频道；主要是地波传播。
短波广播SW的频率范围是3～21MHz，每个频道带宽是10kHz，；主要是天波传播。
（2）调频广播频率范围为87～108MHz，每套调频节目所占带宽为200kHz空间波直线传播（视距）。
（3）VHF/UHFF地面电视广播每个频道带宽是8MHz，共安排了68个标准频道，从DS-1到DS-68，其中，甚高频（米波）VHF的标准频道从DS-1到DS-12；特高频（分米波）的标准频道从DS-13到DS-68，空间波直线传播（视距）。
《HFC网络设备管理系统》复习思考题(陈柏年)
复习提问
• 17、设置告警门限时可定义的内容包括哪些？ • 18、清除告警历史一般在什么场合下使用？ • 19、参数门限的统一设置一般在什么场合下使用？有什么 注意事项？ • 20、操作设置中心有哪些选项卡？分别可设置什么？ • 21、数据库有哪三种备份方案？ • 22、前端控制器与通信机的安装与调试大致有哪些步骤？ • 23、画出前端网管系统连接示意图。 • 24、前端通信机的设置包括哪些内容？下行发送信号频率 和回传接收信号频率应当注意什么？
复习提问
• 19、I类应答器与HE的MAC层通信协议的作用和 主要特点是什么？
• 20、II、III类应答器的MAC层通信协议的作用和 主要特点是什么？ • 21、MIB相关规定有哪些？ • 22、画出HFC网络设备管理系统组成结构图。 • 23、HFC网络设备管理系统三个组成部分的名称、 大体组成及作用是什么？
第三章
• 1、简述HFC网管系统包含的三类设备。 • 2、简述HFC网管系统通信控制设备的构成及各部分的主 要功能。 • 3、简述HFC网管系统状态监控设备的构成及主要功能。 • 4、简述HFC网管系统典型信号监测设备的组成及主要功 能。 • 5、简述HFC网管系统典型信道监测设备的组成及主要功 能。 • 6、在规划HFC网络管理系统时，应遵循哪两个基本原则？ • 7、一个完整HFC网管系统包含哪三部分？各部分的的主 要功能是什么？ • 8、简要画出一个完整HFC网管系统架构图。
复习提问
• 9、地图视图上方的7盏通信指示灯名称分别是什么？它们 的颜色和指示含义分别是什么？ • 10、HE的属性窗体中管理计算机地址是指什么地址？ • 11、说出私有IP地址的范围。 • 12、应答器在系统在软件中注册的过程是什么？设备成功 注册后，有哪“四种背景颜色”，分别代表设备处于什么 状态？ • 13、删除应答器软件如何操作？有什么注意事项？ • 14、重新注册应答器在MIB库中信息是如何处理的？ • 15、应答器属性界面中有哪三类参数？色彩如何表示？ • 16、什么是应答器表头视图？查看表头视图如何操作？状 态按钮有什么用处？
HFC网络中上行信道三种协议的比较
HFC网络中上行信道三种协议的比较
徐勇;余兆明
【期刊名称】《南京邮电学院学报》
【年(卷),期】1998(018)003
【摘要】讨论了基于ＨＦＣ（混合光纤同轴电缆）网络上行多址接入信道的数据通信，比较了几种适于ＨＦＣ中ＭＡＣ（媒体输入控制）层上行数据流的协议，包括分布式协议Ｒ－ＡＬＯＨＡ，集中式协议Ｕ－ｎｉＬＮＫ以及一种新的协议ＰＣＵＰ（流水线循环上行流协议）最后得出ＰＣＵＰ协议比较适合ＨＦＣ网中的双向交互式业务的结论。
【总页数】5页(P66-69,77)
【作者】徐勇;余兆明
【作者单位】南京邮电学院信息工程系;南京邮电学院信息工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN948.3
【相关文献】
1.HFC网络中上行信道的MAC层协议性能分析 [J], 孙晓东;冯振明;陆明泉
2.HFC网络中MAC协议的研究 [J], 金立标;李鉴增
3.三种Ad Hoc网络组播协议的性能分析与比较 [J], 周元;李光胜;詹永照;侯义斌
4.Ad Hoc网络中三种典型路由协议的仿真分析与比较 [J], 周杰
5.S-CDMA技术在HFC网络上行信道中的分析应用 [J], 崔玫;姜献忠
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第六章《双向HFC网络中的上行信道系统》小结
浙江传媒学院陈柏年
一、上行回传系统
1、上行传输特点：由于上行传输方式是多点对一点。
所以，上行系统中从任何支路或任何用户引入的噪声会降低所有支路和所有用户的回传性能。
2、我国HFC上行传输通道波段划分
3、汇聚噪声和汇集均衡
（1）汇聚噪声或“漏斗噪声”：由于HFC网络反向同轴部分的“漏斗效应”，各用户室内和沿线的噪声沿上行通道汇集到光节点所形成的噪声。
（2）汇集均衡：对用户上行信号电平进行调整，使之到达汇聚点的电平一致所采取的均衡措施。
4、上行系统的三类噪声
（1）同轴分配系统的热噪声（Thermo Noise）
系统背景噪声（噪声本底Noise Floor）NB=2.4[dBμV]
噪声谱功率密度（每Hz噪声功率）=－65. 2 [dBμV/Hz]
上行信号的带宽变化从100KHz到6MHz。
因此，对不同的带宽背景噪声亦不同。
（2）光纤链路噪声（Fiberoptic Link Noise）
影响光链路的载噪比因素：光纤、激光器、光检测器。
光纤链路噪声工程设计工具：光链路CNR与链路长度关系曲线。
（3）侵入噪声（Ingress）
由于同轴电缆系统屏蔽性能不完善，造成外界辐射干扰侵入电缆系统内部引起的噪声，包含有不连续的和弥漫性的信号。
主要侵入源：用户端电子产品、短波通信、业余无线电、冲击脉冲。
5、HFC的回传系统的载噪比主要决定因素
结论：HFC的回传系统的载噪比主要由上行光纤链路的噪声决定。
光链路的噪声对总的载噪比贡献最大。
6、对回传噪声分析有用结论
（1）从最远小分支器用户引入回传噪声大于最近大分支器用户，小分支器用户噪声对整个回传噪声的控制有关键作用。
（2）由于用户回传信号电平差的存在，回传噪声对于不同用户影响会不一样。
（3）虽然侵入噪声的存在给HFC上行系统带来很多麻烦，但由于对上行系统认识的深化以及技术的进步，侵入噪声带来的问题现在已不难解决。
二、HFC数字调制技术
1、基带数字信号：占据基本频带，未经调制（频率搬移）的原始数字信号，即由0和1两种状态组成的数字信号。
2、HFC网络中数字信号特征：一个高速数据流通过一个有限带宽的射频信道。
在HFC 网络中，数字信号必须要通过调制，即将数字基带信号对RF载波进行调制，然后以频分复用（FDM）调制载波的方式进行传输。
3、数字信号的频带传输：对基带数字信号进行调制，将其频带搬移到射频、光波或微
波频段上，利用同轴电缆、光缆、微波和卫星等信道传输的已调数字信号。
把基带数字信号变换为频带数字信号的过程。
4、基带传输与频带传输比较
传输方式基带传输频带传输
波形数字信道码（数字信号波形）数字调制的正弦波（模拟信号波形）
频谱结构信号频谱分量处在0到（1/T）
或0到（1.5/T）之间，且呈现
出高、低频频谱分量很小，中
间频谱分量较大的结构特点。
信号频谱分量处在f0为中心的（f0 - f B）
到（f0 + f B）之间，且呈现出上、下边
带频谱分量对称的结构特点。
适用信道低通型信道带通型信道
5、基本的二进制数字调制：（1）数字调幅（幅移键控ASK），（2）数字调频（频移键控FSK），（3）数字调相（绝对相移键控），（4）数字相对调相（差分相移键控DPSK）
6、M－QAM调制器方框图
7、HFC网络对数字调制两个基本工程标准：
（1）频谱利用率E OS（或频谱效率、频谱利用率）[bps/Hz]：每单位调制带宽所能传送的比特数；
（2）[Eb / N0] ：每比特能量Eb和噪声谱密度N0之比，用于描述在规定传送准确度下（即保证要求的BER所需的载噪比）的每比特能量。
8、E b /N0与CNR关系
Eb/N0与CNR直接的关系如下：
CNR =(E b /N0 )(R/B)
式中，B 是检波器中滤波器的噪声带宽，R 是比特率(bps)。
9、信道容量和香农公式
（1）信道容量C：信道极限的传输能力，即对在给定条件、给定通信路径或信道上的极限数据传送速度，用最大信息速率来表述。
（2）香农公式（针对白色高斯噪声干扰的信道）
C =B×log2（1+CNR ）[bps]
式中：C为信道容量（bps），B是信道带宽（Hz），CNR为载噪比的真值(单位用比率表示)
C实际≈(B/2)×[log10(CNR)/log102] ≈(B/6)×CNR [dB]
规则说明：高效率的调制方式必须具有好的载噪比。
换言之，每Hz的运载能力bps近似等于CNR 除以6，即频带利用率EOS= CNR [dB]/6。
10、数字调制信号的频谱和峰值因子
（1）数字调制信号的频谱特点：数字调制信号的能量均匀地分布在整个频带上，与带限噪声频谱类似，呈现平坦的频谱。
（2）数字调制信号的峰值因子：信号的峰值（振幅值）与有效值之比。
三、HFC上行系统RF功率分配
1、载波互调噪声比C/（I+N）和噪声功率比NPR
（1）载波互调噪声比C/（I+N）=数字信号功率/反向总噪声功率
C/（I+N）[dB] =数字信号电平－反向总噪声电平
反向总噪声电平：包括所有上行通道由热噪声、干扰噪声和数字非线性失真的交调噪声按功率叠加而形成的电平。
（2）噪声功率比（NPR）：数字信号电平与反向通道总噪声功率之比。
噪声功率比（NPR）[dB] =信号电平－频道内噪声与互调失真电平
2、每Hz固定功率法
（1）每Hz固定功率法：各种业务功率谱密度（1Hz上功率）相等。
方法：首先将总的可用功率以1Hz增量划分，然后以每种业务占有的带宽为依据，将每Hz的功率指派到每个业务信道上。
（2）计算公式：
每Hz功率=激光器的可用总驱动功率（dBmV）/上行信道可用总带宽（MHz）
3、每Hz固定功率法特点：
（1）各种业务带宽可以不同，但可使各种业务的CNR相同。
（2）便于测试和检查，各种业务在频谱仪上观察到的频谱高度一致，即1Hz上功率（功率谱密度）相等。
（3）保证未来业务开展，不致造成回传激光器驱动电平的过载；还可以针对当前业务选择合适的电平而不受将来新加入业务的影响。
（4）功率的分配简单，对任何一项新的业务，按照其带宽可以很容易分配功率。
保证所有的可用功率得到分配。
4、HFC正向设计和反向设计对比
5、HFC回传设计准则
（1）光链路单位增益准则（光链路0dB准则）：选择一个“参考光链路”，以其链路增益（损耗）为基础，将其它光链路的增益（损耗）调整为与参考光链路相同。
（2）每Hz固定功率法准则：使各种业务在回传放大器的输出口的回传信号功率谱密度相等。
（3）RF单位增益准则—同轴线路单位增益准则（RF 0dB准则）
（4）前端混合准则（高低信号混合准则）：混合的路数为4-8路信号。
将长、短不同的链路信号混合，因为将所有长链路的信号混合一定会得到最坏的CNR。
（5）适当RF运行电平准则—从最差用户到最近放大器损耗在30～32dB以下。
（32dB 准则）
（6）用户电平差异准则—努力减少而不是消除用户之间的电平差，6 ～8dB以内。
（8dB准则）
6、分配放大器反向入口电平设置原则：
（1）找出从用户端到放大器的对反向低频信号的最大路径损耗（通常是离放大器最近的用户端到达放大器的反向低频信号的损耗最大）；
（2）找出用户家中回传发射功率最低的一种用户设备（通常Cable Modem回传发射功率最低）；
（3）分配放大器反向入口电平=Cable Modem发射电平—最大路径损耗
延放的反向入口电平设置原则：首先找出最靠近延放的分支分配器的分支损耗（最大损耗），即可计算出延放反向入口电平为：
延放反向入口电平＝分配放大器反向入口电平+分配放大器增益－最大分支损耗。