第6章 HFC接入技术v 混合光纤同轴网（Hybrid Fiber Coax，HFC）是采用光纤和有线电视 网络传输数据的宽带接入技术，它从传统有线电视网发展而来传统 的有线电视网多为同轴电缆系统或微波电缆系统，出现于1970年左右 ，自八十年代中后期以来有了较快的发展在许多国家，有线电视网 覆盖率已经与公用网不相上下，甚至超过了公用网，成为社 会重要的基础设施之一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任务一 认知HFC6.1.1 HFC技术概述HFC的主要优点是： v传输容量大，易实现双向传输，从理论上 讲，一对光纤可同时传送150万路或2 000套电视节目；频率特性好，在有线电视 传输带宽内无需均衡；传输损耗小，可延 长有线电视的传输距离，25km内无需中继 放大；光纤间不会有串音现象，不怕电磁 干扰，能确保信号的传输质量。
任务一 认知HFC6.1.1 HFC技术概述v 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 v Internet的迅速发展使HFC技术得以实现，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 v 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目前，我国许多地区 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任务一 认知HFC6.1.1 HFC技术概述vHFC既是一种灵活的接入系统同时也是一 种优良的传输系统，HFC把铜缆和光缆搭 配起来，同时提供两种物理媒质所具有的 优良特性。
HFC在向新兴宽带应用提供带 宽需求的同时却比FTTC（光纤到路边）或 者SDV（交换式数字视频）等解决方案成 本低，HFC可同时支持模拟和数字传输， 在大多数情况下，HFC可以同现有的设备 和设施合并 任务一 认知HFC6.1.1 HFC技术概述HFC网络结构发生的重要变化： v第一，光纤干线采用星形或环状结构； v第二，支线和配线网络的同轴电缆部分采 用树状或总线式结构； v第三，整个网络按照光节点划分成一个服 务区；这种网络结构可满足为用户提供多 种业务服务的要求任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构一、传统CATV网络结构 v有线电视系统是采用电缆作为传输媒质来传送电 视节目的一种闭路电视系统，它以有线的方式在 电视中心和用户终端之间传递声、像信息所谓 闭路，指的是不向空间辐射电磁波因为早期的 有线系统是通过电缆传送信号，故也称为电缆电 视系统（Cable Television System，CATV）或 闭路电视系统（Closed Circuit Television， CCTV）随着科学技术的发展，CATV系统的功 能在进一步扩大，已成为计算机技术、数字通信 技术的综合运用平台。
任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构一、传统CATV网络结构 v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 任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构一、传统CATV网络结构 v 前端系统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，其主要作用是进行信 号处理，它包括：信号接收、信号的分离、信号的放大、 电平调整和控制、频谱变换（调制、解调、变频）、信号 的混合以及干扰信号的抑制前端需要的主要设备有：卫 星接收机、调制解调器、混合器等 v 干线传输系统利用干线放大器的中继放大，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 v 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，分出更多的层次任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构二、HFC系统的频谱任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构任务一 认知HFC二、 HFC系统的频谱6.1.2 HFC网络结构上行频段 （Upstream data）模拟和数字电视频段 （Analog TV & Digital TV）下行频段 （Downstream data）美标5～42MHz50～550MHz模拟电视 550～750 MHz数字电视750～860MHz欧标5～65MHz87～550MHz模拟电视 550～750 MHz数字电视750～860MHz二、 HFC系统的频谱 • 目前HFC接入网主要采用低频率分割的双向复用 方式，对750MHz和1GHz带宽的HFC接入网，我 国HFC的频带划分如图所示。
任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构二、 HFC系统的频谱 典型的频率分配为： v 上行回传频率宽度为37MHz，频率范围为5.0～42.0MHz，再把 37MHz划分成不同的频段，用于不同的多媒体双向业务的上行回传信 道，其中5～8MHz用来传状态监视信息，8～12MHz用来传VOD（视 频点播）信令，15～40MHz用来传信号 v 50～750MHz（或50～1 000MHz）频段为下行信道，用于不同的多 媒体双向业务的下行信道其中50～550MHz用于传输现有的模拟有 线电视信号，每个通路的频带宽度为6～8MHz，总共可以传60～80 路电视信号 550～750MHz主要传送附加的模拟有线电视信号或数 字有线电视信号，目前倾向于传输双向交互型通信业务，如VOD v 42～50MHz为上下行信道之间的隔离保护频段 v 750～1 000MHz仅用于各种双向通信业务，如个人通信业务， v 其他未分配的频段可以有各种应用或用于将来其他新业务任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构三、HFC系统的网络结构 vHFC接入网是以模拟频分复用技术为基础 ，综合应用模拟和数字传输技术、光纤和 同轴电缆技术、射频技术及高度分布式智 能技术的宽带接入网络。
通过对现有有线 电视网进行双向化改造，使得有线电视网 除了可提供丰富、良好的电视节目之外， 还可提供、Internet接入、高速数据传 输和多媒体等业务任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构三、HFC系统的网络结构 v现代HFC网基本上是星型+总线结构，由3部分组 成，如图所示任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构三、HFC系统的网络结构 1．前端 v CATV网中对前端的定义是进行电视信号处理的机房，在 前端，设备完成有线电视信号的处理，从各种信号源（天 线、地面卫星接收站、录像机、摄像机等）解调出音频和 视频信号，然后将音/视频信号调制在某个特定的载波上 ，这个过程称为频道处理被调制的载波占用8MHz的带 宽，载波频率有国家标准规定，一路电视信号就是一个频 道在前端多个这样的不同频率的载波被混合，混合的目 的是为了将各信号在同一个网络中复用（频分复用）开 展数据业务后，前端设备中又加入了数据通信设备，如路 由器、交换机等，可以接收来自因特网的数据在HFC网 络中前端是来自各种信号源的电视信号（卫星、本地）、 PSTN、Internet数据信息的接收与处理中心任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构三、HFC系统的网络结构 2．干线 正向信号（有线电视信号载波和下行的数据载波） ： v 在前端混合后送往各小区，如果小区离前端的距离很近，直接用同轴电缆就 可以传送，在主干线路上的同轴电缆线路叫作干线。
干线一般采用低损耗电 缆，但一般300m左右的距离就需要加入放大器 v 如果小区离前端较远，如5～30km，这样的距离传送就需要采用光传输系统 光传输系统的作用是将射频信号（RF）调制到光信号上，在光缆上实现远 距离传输，在远端光节点上从光信号中还原出RF信号光传输系统中的光发 射机一般放置在前端机房，光接收机放置在小区对于传输距离特别远的线 路，可以路中加中继，将光放大后再续传 反向信号（上行的数据载波信号）： v 的传输路径与正向信号相反各用户的上行数据载波信号在远端光节点上汇 聚后，调制到反向光发射机，从远端光节点传送到前端机房，在前端机房从 反向光接收机还原出RF信号，送入CMTS正向信号和反向信号一般采用空 分的形式在不同的光纤上传送反向光发射机与正向接收机可以构置在同一 个机壳中，称之为光站任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构三、HFC系统的网络结构 3．配线网和下引线 v用户分配网不仅完成正向信号的分配，还完成反 向信号的汇聚正向信号从前端通过干线（光传 输系统或同轴电缆）传送到小区后，需要进行分 配，以便小区中各用户都能以合适的接收功率收 看电视，从干线末端放大器或光接收机到用户终 端盒的网络就是用户分配网，用户分配网就是一 个由分支分配器串接起来的一个网络，如图所示 。
任务一 认知HFC6.1.2 HFC网络结构一、Cable Modem系统的结构 vCable modem系统主要在双向HFC网络上工作， 是构建HFC网络的重要环节该系统主要由两部 分组成：前端Cable Modem端接系统（CMTS） 和安装在用户房屋内的Cable Modem（CM）， 任务二 认知Cable Modem和EoC组网6.2.1 Cable Modem一、Cable Modem系统的结构 1．前端Cable Modem端接系统（CMTS） vCMTS为前端设备，是个模块化的局端系统，由 多种模块组成CMTS可覆盖整个网络，可设在 前端机房，也可设在分中心或者片区光节点，这 要根据网络拥有用户的多少来考虑，CMTS能在 有线电视网和数据网之间起到网关的作用， CMTS数据传输设备的主要工作就是发送下行和 接收上行数据信号，并能提供因特网和PC网、有 线电视网的路由连接CMTS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，或者可以直接连 到本地服务器，享受本地业务任务二 认知Cable Modem和EoC组网6.2.1 Cable Modem一、Cable Modem系统的结构 2．电缆调制解调器（Cable Modem） 电缆调制解调器（Cable Modem） vCM通过HFC有线电视网络进行高速数据接入的设 备，终端用户安装Cable Modem后即可在有线电 视网络中进行数据双向传输，它具备较高的上、 下行传输速率，用Cable Modem开展宽带多媒体 综合业务，可为有线电视用户提供宽带高速 Internet的接入、视频点播、各种信息资源的浏览 、网上多种交易等增值业务。
任务二 认知Cable Modem和EoC组网6.2.1 Cable Modem一、Cable Modem系统的结构 2．电缆调制解调器（Cable Modem） Cable Modem一般包括： v调制解调器（Modem）、调谐器、封包/解 包设备、路由器、网络接口卡、SNMP代理 和以太网集线器任务二 认知Cable Modem和EoC组网6.。