宽带接入技术第五章排版_宽带接入技术交流资料

2020-02-28 其他范文下载本文

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5.1有线电视的组成有线电视系统是一个为了完成电视信号的传输，而由各种互相联系的部件设备组成的整体。主要由信号源、前端、干线传输和用户分配等四部分组成。信号源是有线电视系统电视节目的信号源，一般包括电视接收天线、调频广播接收天线、卫星电视地面接收站、微波接收机和有线电视台自办的节目等。前端主要处理接收信号的一些设备，包括频道处理器、频道变换器、加扰系统、调制器、混合器以及需要分配的各种信号的发生器。干线传输系统是把前端输出的高频电视信号高质量地传输给用户分配网，传输方式主要是同轴电缆、微波和光纤。用户分配网络是把来自传输干线的信号分配给千家万户，包括支线放大器、分配器、分支器、用户终端以及分支线、用户线等。分类按用户数量分：

A类系统：>10000,城市有线电视网B类系统：>3000,住宅小区，大型企业C类系统: >500,小区，建筑物D类系统:

按干线传输方法分同轴电缆系统、光缆系统、多频道微波分配系统、卫星电视分配系统、光缆与电缆混合系统以及双向传输系统等。按频道利用方式划分非邻频传输系统：VHF系统（136-174），UHF系统（400-470），全频道系统；邻频传输系统:300,450,550, 750,1000 按系统交互特性划分单向广播式传输分配系统；双向交互式按需分配接入系统

按传输的信号形式分为模拟和数字信号混合传输分配系统 5.2 HFC网络系统结构图：在HFC网络中有线电视台的前端设备通过路由器与数据网相连，并通过局用数据端机与公用电话网（PSTN）相连。有线电视台的电视信号、公用电话网的话音信号和数据网的数据信号送入合路器形成混合信号后，由这里通过光缆线路送至各个小区节点，再经过同轴分配网络送至用户本地综合服务单元，并分别将电视信号送至电视机，语音信号送至电话，数据信号经综合服务单元的Cable Modem送至各种用户终端（通常为PC）。

HFC的特征：在目前有线电视网的基础上，以模拟传输方式综合接入多种业务信息，可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。

HFC的特点：具有双绞线不可比拟的带宽优势，是向FTTH过渡的好形势，供电问题易于解决，采用射频混合技术，价格也将具有优势。HFC系统的工作原理：Cable Modem中的数据传输过程：在下行链路中，通过内部的双工滤波器接收来自HFC网络的射频信号，将其送至解调模块进行调解；信号经调解后再由去交织/FEC模块进行去交织和纠错处理，再送至成帧模块成帧，最后通过网络接口卡到达用户终端。

双向化改造的问题：

1）树形-分支网络结构的缺点2）漏斗现象

调制与多点接入方式35M带宽，16QAM调制，10x50配网结构可提供2.8M用户带宽

CATV所谓分布式HFC主要是总前端和一个小区的光节点之间增设数据和电视分前端，多个小区有多个分前端。

几种主要业务：多媒体数据广播：场逆程图文广播、高速数据广播；外交互交式Internet接入；直接Internet接入：SCDMA（同步码分多址）；智能小区业务；基于HFC的数字会议电视系统

频谱分配方案（图）：HFC采用副载波频分复用方式，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。因此合理地安排频谱十分重要，频谱分配既要考虑历史和现在，又要考虑未来的发展。低频端的5~30MHz共25MHz频带安排为上行通道，即所谓的回传通道，主要传电话信号。在传统广播型CATV网中，尽管也保留有同样的频带用于回传信号，然而由于下述两个原因，这部分频谱基本没有利用。第一，在HFC出现之前，一个地区的所有用户都只能经由这25MHz频带才能与前端相连，显然这25MHz带宽对这么大量的用户是远远不够的，第二，这一频段对于无线和家用电器产生的干扰很敏感，而传统树型-分支结构的回传“漏斗效应”使各部分来的干扰叠加在一起，是总的回传通道的信噪比很低，通信质量很差；HFC网妥善地解决了上述两个限制因素，这样，由几百用户共享这25MHz频带就不紧张了。近来，随着滤波器质量的改进，且考虑到点播电视的信令以及电话数据等其他应用的需求，上行通道的频段倾向于扩展为5~42MHz。共37M频带，有的国家甚至计划扩展至更高的频率。其中5~8MHz可用来传状态监视信息，8~12MHz用来传VOD信令，15~40MHz用来传电话信号，频率仍然为25MHZ。

50~1000MHz频段均用于下行信道。其中50~550MHz频段用来传输现有的模拟CATV信号，每一通路的带宽为6~8MHz，因而总共可传输各种不同制式的电视信号60~80路。550~750MHz频段允许用来传输附加的模拟CATV信号或数字CATV信号，但目前倾向于传输双向交互型通信业务，特别是点播电视业务。高端的750~1000MHz频段已明确仅用于各种双向通信业务。实际HFC系统所用标称频段为750MHz，860MHz和1000MHz，目前用得最多的是50MHz系统。

5.3 Cable Modem系统工作原理 HFC的数据通信系统（图）：CMTS是指Cable Modem前端设备，采用10Base－T,100Base－T等接口通过交换型HUB与外界设备相联，通过路由器与Internet连接，或者可以直接联到本地服务器，享受本地业务。CM(Cable Modem)是用户端设备，放在用户的家中，通过10Base－T接口，与用户的计算机相联。一般CM有两种类型，外置式和内置式。调制方式：Cable Modem的下行信道采用了64QAM或256QAM调制方式，而在上行信道上，为了更好地抑制噪声干扰，通常采用抗干扰性能较好的QPSK或者S-CDMA调制技术。系统工作原理：在下行链路中，通过内部的双工滤波器接收来自HFC网络的射频信号，将其送至解调模块进行调解；信号经调解后再由去交织/FEC模块进行去交织和纠错处理，再送至成帧模块成帧，最后通过网络接口卡到达用户终端。在上行链路中，先由MAC模块中的访问协议对用户的访问请求进行处理，当前端允许访问后，PC产生上行数据，并通过网络接口卡把数据送给线缆调制器在线缆调制器中先对数据进行编码，再经交织/FEC模块处理，送入调制模块进行调制。上行信道访问方式:预约+竞争对服务类型的支持：分配服务ID,对应服务类型，支持Qos

CM与CMTS的交互过程: 获得上行信道参数：CMTS下发3个MAC信息。同步信息+描述信息+MAP信息

测距：时间参考、发送频率、发送功率

建立IP连接：CM申请->CMTS转发->DHCP分配

建立时间：面向无连接方式的RFC868，当前时间。

建立安全机制：安全模块、TFPT下载。5.4 基于MCNS DOCSIS的电缆调制调解器调制方式：主要采用QAM信号

两种标注体系：IEEE802.14和MCNS-DOCSIS 5.5 数字CATV机顶盒

数字CATV机顶盒是利用有线广播电视网向用户提供综合信息业务的终端设备。支持现有模拟电视业务和未来数字视频业务。数字机顶盒层次结构

物理层和连接层：调谐器、调制器、卷积、交织

传输层：复用、解复用，音频、视频、数据包

节目层：MPGE-2视频解码、音频解码用户层：电子节目表、界面、浏览器。输出接口：模拟音视频接口、数字音视频接口、外设（鼠标、键盘、遥控器等）类别

按照应用范围划分：

数字电视机顶盒：接收数字电视