有线电视网络结构和HFC接入基础知识

基于NGN的HFC接入网络报告提纲第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.........................................................................................................................52.1.2DOCSIS/EuroDOCSIS演进和应用情况................................................................52.1.3PACKETCABLE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/EuroDOCSIS...............................................................62.3.1系统结构.................................................................................................................62.3.2通信协议框架.........................................................................................................72.3.3物理层技术.............................................................................................................82.3.4MAC层技术..........................................................................................................112.3.5终端启动配置.......................................................................................................132.3.6CMTS管理............................................................................................................132.4话音业务实现原理――PacketCable..............................................................................132.4.1系统结构...............................................................................................................132.4.2呼叫信令...............................................................................................................142.4.3DQoS方案.............................................................................................................142.4.4EMTA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5～65MHz5～42MHz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（HybridFiberCoax）。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：1310二级光纤网STBTV-setRF放大器总前端本地节目卫星转播节目节目数字电视节目1550/1310一级光纤环网逻辑结构:星型,树型分前端分前端分前端光节点光节点1310二级光纤网1310二级光纤网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：1310二级光纤网STBTV-setRF双向放大器总前端本地节目卫星转播节目节目数字电视节目1550/1310一级光纤环网逻辑结构:星型,树型分前端分前端分前端光节点光节点1310二级光纤网1310二级光纤网InternetCMCMCMTS光节点光节点光节点CableRouter1310二级光纤网STBTV-setRF双向放大器总前端本地节目卫星转播节目节目数字电视节目1550/1310一级光纤环网逻辑结构:星型,树型分前端分前端分前端光节点光节点1310二级光纤网1310二级光纤网InternetCMCMCMTSCMTSCMTS数据城域网光节点光节点Router第2章二、HFC网络技术概要2.1标准简介2.1.1概述网络发展的同时，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。2.1.2DOCSIS/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/EuroDOCSIS1.1，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HFCMAC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。R