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It emphasizes on the noise of HFC broad band in backhaul channel, and also studies the applied HFC broadband and SCDMA cable model in order to wipe out the noise. After the discussion of the problems in the HFC broad band construction, it pares the HFC with the technique of ADSL and connection of LAN, and then falls together with Chinese band connection status, HFC broad band connection should be applied in this way.Keywords Broadband Access Network Hybrid Fiber Coax Cable Modem Synchronous division multiple access目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒 論 1 寬帶接入網(wǎng)的定義 2 寬帶接入網(wǎng)的主要技術 4 寬帶接入網(wǎng)的優(yōu)勢 5第2章 HFC寬帶接入網(wǎng)技術簡述 6 HFC網(wǎng)的組成與基本原理 7 HFC接入網(wǎng)的頻段分配 9 HFC網(wǎng)的拓撲結構 10 HFC網(wǎng)的基本模式 12 基于HFC網(wǎng)的Cable Modem技術 12 HFC寬帶接入網(wǎng)技術要解決的問題 14 HFC雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方式 15第3章 HFC寬帶接入網(wǎng)技術研究 16 HFC業(yè)務的擴展 16 HFC網(wǎng)回傳通道的噪聲問題 17 HFC上行通道的噪聲特性分析 17 反向通道的噪聲及干擾對數(shù)據(jù)通信的影響 19 反向通道噪聲的削弱技術 19 HFC上行通道多路用戶接入的方式 21 HFC上行通道的噪聲與控制 22 HFC上行通道的傳輸特性 23 集中分配式HFC網(wǎng)的抗噪聲技術 24 SCDMA技術應用于HFC網(wǎng)絡 24 回傳噪聲的“漏斗效應” 25 SCDMA技術的基本原理 25 SCDMA技術應用于HFC網(wǎng)絡 26 基于SCDMA技術的傳輸系統(tǒng)在傳輸速率的優(yōu)越性 26 總結 28第4章 寬帶接入網(wǎng)建設若干問題的討論 29 HFC有線電視CABLE接入與LAN接入的選擇 29 CABLE MODEM 接入成本和LAN接入成本對比 29 CABLE MODEM 接入和LAN接入管理成本對比 30 CABLE MODEM和LAN市場進入門檻的比較 30 HFC寬帶接入技術與ADSL技術的比較 31 CABLE MODEM 的選擇 32 32 OFDM技術 33 SCDMA技術 33結 論 35致 謝 36參考文獻 37附錄1 外文文獻譯文 39附錄2 外文文獻原文 45第1章 緒 論自美國政府1993年提出建設國家信息基礎設施NII，即信息高速以來，討論和建設信息高速公路的浪潮已推進到歐洲、亞洲、并席卷全世界。韓國和日本是發(fā)展最迅猛的國家，這與其政府的大力推動是密不可分的。韓國經過三年的大發(fā)展，寬帶用戶總數(shù)突破1000萬，寬帶普及率達到世界第一，占家庭用戶的70％，互聯(lián)網(wǎng)用戶的90％，市場規(guī)模達到40億美元。日本政府也通過各種措施（包括eJapan、uJapan等一系列國家項目）大力推動寬帶技術的發(fā)展，目前寬帶用戶總數(shù)為1500萬，其中光纖到戶（FTTh）達到120萬，在2005年寬帶用戶總數(shù)已經提高到3000萬，其中FTTh達到1 000萬。一些國家投入大量的人力、物力、財力建設信息高速公路。近兩年我國寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展也十分迅速。據(jù)初步統(tǒng)計，2003年底我國寬帶上網(wǎng)用戶達到了1740萬，寬帶注冊用戶數(shù)為1010萬。2001～2003年，我國互聯(lián)網(wǎng)寬帶用戶從200萬增加到1740萬，％，我國寬帶用戶增長進入快速發(fā)展期。我國原郵電部已建成了八縱八橫的光纖通信主干線，ATM實驗網(wǎng)也在多個城市建成，廣東省優(yōu)先建成了帶寬多媒體通信網(wǎng)，已在廣州，深圳開展VOD業(yè)務，并將在廣東九城市開通兩萬用戶的VOD網(wǎng)。廣電總局也正在全國鋪設光纜，實施全國有線電視聯(lián)網(wǎng)工程，各地有線電視臺正積極進行CATV網(wǎng)和HFC技術改造，并已有深圳、廣州、青島等地有線臺利用CATV網(wǎng)開展INTERNET接入等多媒體信息服務。[1]所有這些都表明，信息高速公路的建設正在世界各國如火如荼地進行著，同時也可看到，各國在建設信息高速公路中都是以寬帶網(wǎng)絡的建設為基礎的。信息高速公路的建設在技術方面就是要解決如何將圖像、高速數(shù)據(jù)和話音等多種業(yè)務綜合傳送到用戶的問題，這其中涉及到的主要是寬帶網(wǎng)絡技術。寬帶網(wǎng)絡技術由傳輸技術、交換技術和接入技術三大部分組成。傳輸技術主要解決干線的大容量，長距離的可靠傳輸問題，目前采用的物理傳輸線路是光纖和數(shù)字微波，傳輸體制多采用光纖同步數(shù)字傳輸技術SDH。交換技術要求能提供高速大容量的交換，能支持各種業(yè)務，目前主要是ATM和IP技術。接入技術解決怎樣將多媒體信息送到用戶家中，即要建設寬帶用戶接入網(wǎng)的網(wǎng)體，這是整個信息高速公路建設中的關鍵，被稱為信息高速公路最后一公里的問題。寬帶接入網(wǎng)的主要技術有銅雙絞線接入（xDSL），光纖同軸混合接入（HFC）以及光纖接入（FTTH）等。下面首先簡要介紹一下寬帶接入網(wǎng)的定義和主要技術，以及其主要優(yōu)勢。 寬帶接入網(wǎng)的定義接入網(wǎng)（AN: Access Network）是指用戶和端局（即本地交換局）之間的所有機線設備，具有復用、交叉連接和傳輸?shù)裙δ?，能支持各種交換型和非交換型業(yè)務。圖11給出了接入網(wǎng)在整個通信網(wǎng)中的位置分布圖。其中：用戶是指用戶終端設備（如計算機、電話機等）和用戶駐地設備（如用戶交換機等）；核心網(wǎng)是指本地局與市話局、市話局與長途局、長途局與長途局之間的所有區(qū)段?？梢?，接入網(wǎng)是用戶與核心網(wǎng)之間的中介網(wǎng)，也可以看成是公共通信網(wǎng)的末端網(wǎng)。圖中還給出了接入網(wǎng)與用戶之間的接口UNI（稱為用戶網(wǎng)絡接口）、接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的接口SNI（稱為業(yè)務節(jié)點接口）。利用這些接口，也可以定義接入網(wǎng)是指UNI和SNI之間的所有機線設備。接入網(wǎng)將來自用戶的所有業(yè)務流組合后通過公共傳輸通道送往業(yè)務節(jié)點（如：本地交換機等），反過來則將來自業(yè)務節(jié)點的業(yè)務流分開后送往各個用戶，其中需要完成UNI信令和SNI信令的轉換，但接入網(wǎng)本身并不解釋和處理信令的內容，即對用戶信令透明。按照線路的轉接配置，端局到用戶之間的線路連接結構如圖12所示。其中：端局本地交換機（LE）和交接箱之間用大徑多芯（幾百至幾千對芯）饋線連接，交接箱和分線盒之間用小徑多芯配線連接，分線盒和用戶終端之間是用細徑雙芯引入線連接。交接箱的作用是完成饋線和配線之間的交叉連接，分線盒的作用是完成配線和引入線之間的分路/合路。通常饋線長幾公里，配線長幾百米，引入線長幾十米。傳統(tǒng)的電纜接入網(wǎng)就是這種結構。UNIUNI公共通信網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)核心網(wǎng)開一用戶用戶用戶用戶用戶用戶....SNISNI圖11 接入網(wǎng)在整個通信網(wǎng)中的位置 配線饋線引入線LE交接箱分線盒用戶終端用戶終端用戶終端用戶終端端局圖12 端局到用戶之間的線路連接結構接入網(wǎng)的目的是綜合考慮本地交換局、用戶環(huán)路和終端設備，通過有限的標準化接口將各種用戶的需求接入業(yè)務節(jié)點。接入網(wǎng)的引入給通信網(wǎng)帶來了新的變化，使整個通信網(wǎng)絡結構發(fā)生了根本的變化。由于受傳輸損耗、傳輸帶寬及噪聲等的限制和影響，現(xiàn)行銅線接入網(wǎng)已越來越難以滿足電信新業(yè)務發(fā)展的需求，并逐步成為寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的瓶頸所在。作為交換局與用戶終端之間的連接紐帶，接入網(wǎng)的數(shù)字化、寬帶化理所當然地被提到議事日程，成為當前電信網(wǎng)發(fā)展的焦點之一。近來，隨著技術成本的持續(xù)下降、電信市場的日益開放以及以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務的爆炸式增長，網(wǎng)絡的帶寬與容量再次成為熱門話題和緊缺商品。以美國為代表的發(fā)達國家的骨干網(wǎng)正向超高速和超大容量的方向發(fā)展，高達160Gbps(1610Gbps)的波分復用系統(tǒng)已投入應用,同時，為了適應這一新的形勢，接入網(wǎng)的寬帶接入技術也呈現(xiàn)了新的發(fā)展態(tài)勢。[2] 寬帶接入網(wǎng)的主要技術1. 接口技術：主要指V5接口。V接口是數(shù)字交換機的數(shù)字用戶接口，定義在本地交換機的用戶側。與以前定義的V1到V4接口不夠標準化相比，V5接口綜合考慮了本地交換機，用戶環(huán)路與終端設備，是用戶數(shù)字傳輸系統(tǒng)和交換機相結合的新型數(shù)字接口，（G964）（G965）接口，前者支持2Mbps速率的業(yè)務，后者支持多達16個2Mbps。2. 光纖接入：光纖是目前傳輸帶寬最寬的介質，目前主干網(wǎng)中已大量采用光纖，如果將光纖應用到用戶環(huán)路中，定能滿足將來各種寬帶業(yè)務的需要?？梢哉f，光纖接入是寬帶接入網(wǎng)的最終形式，但目前要完全拋棄現(xiàn)有的用戶網(wǎng)絡，全部重新鋪設光纖，對于大多數(shù)國家和地區(qū)來說還是不經濟不現(xiàn)實的。3. 混合接入：主要有混合光纖/同軸（HFC）技術，同軸也是一種帶寬較寬的介質，目前CATV網(wǎng)就是一種混合光纖同軸網(wǎng)絡，主干部分利用光纖，然后用同軸經分支器接入各家用戶。HFC接入技術的一大優(yōu)點是可以利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)，從而降低網(wǎng)絡成本。4. 銅線接入：銅線接入以現(xiàn)有的電話線為傳輸媒介，利用各種先進的調制技術和數(shù)字信號處理技術，來提高銅線的傳輸速率和距離。但是銅線的傳輸帶寬畢竟有限，銅線接入方式的傳輸速率和傳輸距離是一對難以調和的矛盾。5. 無線接入：無線用戶環(huán)路（WLL）指利用無線技術為固定用戶和移動用戶提供電信業(yè)務，因此無線接入可分為固定無線接入和移動無線接入，采用的無線技術可以包括微波，衛(wèi)星等。無線接入的優(yōu)點有：初期投入小，能迅速提供業(yè)務，無線接入不需要鋪設線路，所以可以省去鋪線的大量費用和時間；靈活，可隨時按需進行變更，擴容，抗災難性強；當然無線用戶也有許多缺點，如性能不如有線方式，質量不穩(wěn)定，受環(huán)境影響大，目前還難以提供寬帶接入，雖然現(xiàn)在已經開始研究利用ATM技術的無線接入系統(tǒng)，但離現(xiàn)實有很大的距離。對于各種接入技術，對于不同的國情，不同的應用場合，應比較各種技術的優(yōu)缺點，靈活選擇。目前世界各地所采用的接入技術就是五花八門的，但總的來說目前實際應用的寬帶網(wǎng)絡中，提供寬帶業(yè)務的寬帶接入網(wǎng)絡主要有三種：光纖接入網(wǎng)，HFC網(wǎng)和銅線接入網(wǎng)。許多專家學者和工程技術人員相繼發(fā)表文章陳述各種技術的利弊，激烈的爭論和技術本身的飛速發(fā)展使得廣大技術人員感到有些無所是從，在一定程度上影響了接入網(wǎng)的建設，改造。本文主要對HFC寬帶接入網(wǎng)的技術問題進行了分析討論，重點研究了HFC接入技術的國際標準，協(xié)議，回傳通道的噪聲問題，以及為解決噪聲問題而采用的集中分配式HFC網(wǎng)絡和SCDMA電纜調制解調器等，最后對寬帶接入網(wǎng)建設的一些問題進行了討論，綜合我國的接入網(wǎng)狀況，提出了適合我國現(xiàn)狀的寬帶接入方案。[3] 寬帶接入網(wǎng)的優(yōu)勢寬帶接入網(wǎng)的技術實現(xiàn)手段有多種，包括銅線上的DSL和以太網(wǎng)技術，同軸電纜上的HFC技術，光纖上的各種有源和無源技術，以及無線上的寬帶接入技術等。當前各種寬帶接入技術都在發(fā)展和應用，從世界范圍看，電信公司是以ADSL為主發(fā)展的。根據(jù)ATM論壇的統(tǒng)計，2004年第一季度全球已有7340多萬ADSL寬帶用戶，其他寬帶接入技術的用戶量都不是很大。[4]目前的ADSL技術是建立在銅線基礎上的寬帶接入技術，然而銅是世界性戰(zhàn)略資源，所以隨著國際銅纜價格的持續(xù)攀升，以銅纜為基礎的xDSL的線路成本會越來越高；其次，作為有源設備，電磁干擾難以避免，維護成本也會越來越高