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1、有线电视网络结构和HFC接入基础知识第1章HFC产生21.1背景21.1.1有线电视网络基本特点21.1.2有线电视网络演进过程21.2现状3第2章二、HFC网络技术概要52.1标准简介52.1.1 概述52.1.2 DOCSIS/EuroDOCSIS演进和应用情况52.1.3 PACKETCABLE标准演进和应用情况 62.2回传系统建设（噪声，回传躁声问题的的抑制，回传带宽的有效利用） 62.3双向数据实现原理 DOCSIS/EuroDOCSIS62.3.1系统结构62.3.2通信协议框架 72.3.3物理层技术82.3.4 MAC 层技术112.3.5终端启动配置132.3.6 CMTS
2、 管理132.4话音业务实现原理一一 PacketCable 132.4.1系统结构132.4.2呼叫信令142.4.3 DQoS 方案142.4.4 EMTA启动配置流程 152.4.5设备管理错误！未定义书签。第1章HFC产生1.1背景1.1.1有线电视网络基本特点有线电视网和电话网是连接千家万户的两大网络，但是这两个网络的运行机制却是完全不同，在表1-1中对电话网与有线电视网进行了一个简单的比较，以加深对有线电视网络的认识：表1-1电话网与传统有线电视网对比电话网传统有线电视网传输信号形态二进制基带信号射频信号复用方式时分频分传输方式点对点双向连接点对多点单向广播接入网网络结构星型，点对
3、点树型/星型，共享用户线双绞线(约1MHz)同轴电缆，(450MHz/550/750/860MHz)我们可以看到，传统的有线电视网是一个单向广播网络， 网络中传输经过调制的模拟射频信 号，不同的电视频道信号在网络中占用不同的频点来区分开， 其用户接入同轴电缆具有远远 高于电话线的频谱带宽。依赖于电视制式的不同，有线电视网络也有不同的标准之分,制式PALNTSC应用场合亚洲，欧洲美洲下行每个频道带宽8MHz6MHz上行频谱范围565MHz5 42MHz下行频谱范围80 860MHz54 860MHz1.1.2有线电视网络演进过程早期的有线电视网络是基于完全的同轴电缆的网络，随着有线电视产业和信息
4、技术的发展，90年代初开始，在中国原有的同轴网络部分传输管道被改造为光纤，速率多为450/550MHZ，就是我们通常所说的光纤同轴混合网，即HFC网(Hybrid Fiber Coax )。到90年代末期，原有的 HFC网又掀起了一次改造浪潮，驱动力在于i. 原有HFC网络的老化需要更新ii. 用户数的急剧增加导致网络需要调整iii. 双向高速数据业务的驱动iv. 数字电视的发展对网络提出了更高的要求，交互式数字视频也提出了双向 化的需求。新改造网络的带宽多为750M/860MHZ ,与此同时，光节点越来越接近用户，光纤距离变长，同轴距离缩短，更重要的是，单向的HFC网络逐步被改造为双向HFC
5、网，同时增加前端CMTS和终端CM ,即可以提供宽带接入服务。1.2现状目前中国有线电视用户网络覆盖用户已经超过一亿，其中已经有约10%的网络进行了双向改造。目前大中城市典型的单向网络结构：经改造后小规模开展数据业务时，通常CMTS在总前端，典型组网如图所示:分前端1310二级光纤网光节点卫星转播节目节目卫星转播节目节目本地节目数字电视节目光节点光节点本地节目数字电视节目总前端总前端1550/1310 级光纤环网1550/1310 一级光纤环网逻辑结构：星型，树型逻辑结构：星型，树型分前端1310二级光纤网1310二级光纤网分前端分前端0二级光纤网RF放大器STB0二级光纤网数字电视节目In
6、ter net卫星转播节目节目分前端分前端光节点RF双向放大器光节点光节点总前端本地节目1550/1310 级光纤环网逻辑结构：星型，树型Router310二级光纤网1310二级光纤网光节点CableCMFaSTB随着数据业务规模增长，数据城域网建设完成，大规模开展数据业务的典型组网:分前端1310二级光纤网光节点数字电视节目卫星转播节目节目本地节目CMTS光节点CM总前oute1550/1310 一级光纤环网InternetCMTS逻辑结构：星型，树型数据城域CMTS一MTS分前端0二级光纤网c.a光节点RF双向放大器CMSTB第2章HFC网络技术概要2.1标准简介2.1.1概述网络发展的同
7、时，标准的进展也非常迅速。CableLabs组织制定的 DOCSIS/EuroDOCSIS和PacketCable标准已经成为事实上的国际标准：DOCSIS/EuroDOCSIS标准完善地定义了在 HFC上进行高速数据通信的机制，并且得 到非常成熟的应用。PacketCable标准定义了基于 DOCSIS标准所定义的双向高速 HFC数据网开展实时业 务的系统框架、协议体系、各个部件接口，基于该标准的业务目前处于规模实验局阶段。中国广电总局标准化所正在制定HFC数据传输标准，目前已经到等待审查阶段，预计在今年底前会正式发布，从技术上该标准兼容EuroDOCSIS1.1/1.0。中国广电标准化所已
8、经发布上行通道建设标准HFC网络上行传输物理通道技术规范，该标准对指导双向改造有技术上的指导作用。2.1.2 DOCSIS/EuroDOCSIS 演进和应用情况1997年，CableLabs发布标准 DOCSIS1.0，该版本定义了基于 NTSC的有线电视网络 的HFC的宽带数据接入的系统框架、通信协议（重点在MAC层和物理层），各个设备的接口，系统的管理维护接口。随后，发布了基于PAL制的EuroDOCSIS1.0标准，该标准和DOCSIS1.0的核心完全一样，不同之处只是在于物理层频谱划分方案不同（参见第一章的 说明）。2001 年，CableLabs 发布了 DOCSIS1.1/Euro
9、DOCSIS1.1 ，该标准兼容 DOCSIS/EuroDOCSIS1.0，增加定义了完善的QoS保障机制以支撑各种不同传输特点的业务，以及提高HFC MAC传输效率的级联和包头压缩机制。2002年，在Terayon公司的大力推动下，CableLabs发布了 DOCSIS2.0标准，该标准增加定义了上行物理层的SCDMA和ATDMA方式。但是由于独家技术和作用不明显的原因，该跟随该标准的厂家很少，同时应用也不多。DOCSIS/EuroDOCSIS在全球特别时北美、欧洲、韩国、日本得到广泛的应用，以北 美为例，截至2002年底，CM用户已经达到1300万，是xDSL用户的2倍。可以说，DOCSIS 的数据应用已经非常成熟。Res DSL用户数CM用户数总用户数CM比例美国用户数量5,451,54011,265,16716,716,70767.39%加拿大用户数量1,404,9001,954,9003,359,80058.19%北美总用户数量6,856,44013,220,06720,076,50765.85%
