【文章內容簡介】 同軸電纜混合網概述 同軸電纜混合網的組成 同軸電纜混合網概述 ? Hybrid Fiber Coaxial， HFC）是指其傳輸介質采用光纖和同軸電纜混合組成的接入網。是一種基于頻分復用技術的寬帶接入技術，它的主干網使用光纖，采用頻分復用方式傳輸多種信息，分配網則采用樹狀拓撲和同軸電纜系統(tǒng)，用于傳輸和分配用戶信息。 HFC是將光纖逐漸推向用戶的一種新的經濟的演進 同軸電纜混合網的組成 圖 613 HFC的工作原理示意圖 (1)前端 完成信號收集、交換及信號調制與混合，并將混合信號傳輸到光纖。 1)調制器：將模擬音頻及視頻信號調制成射頻信號。 同軸電纜混合網的組成 2)上變頻器：完成音頻、視頻中頻信號或數據中頻信號至射頻信號的轉換。 3)數據調制器：完成數據信號的 QPSK或 QAM調制，將數據信號轉換成數據中頻信號。 4)信號混合器 : 將不同頻率的射頻信號混合，組成寬帶射頻信號。 5)激光發(fā)射機：將寬帶射頻信號轉換成光信號，并將光信號傳輸至光纖。 (2)光節(jié)點 完成光信號轉換成電信號的功能，并將電信號放大傳輸到同軸電纜網絡。 (3)用戶終端設備 接收并解調網絡傳輸信號，并顯示相應的信息。 圖 614 HFC系統(tǒng)頻譜安排 ?HFC網能夠利用現有的有線電視網絡資源，成本較低，線路設備也比較簡單，而且其傳輸帶寬大，如果采用 64QAM〖 BF〗 (Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度調制 )〖 BFQ〗 調制，按 HFC網絡可以傳輸 860MHz模擬信號計算，其數據傳輸能力為 4Gbit/s,而且既可以傳送數字信號，也可以傳送模擬信號，同時有線電視的同軸電纜饋線電系統(tǒng)較為完善，有利于 HFC的設備供電；它比較合理有效地利用了當前的先進成熟技術，融數字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時提供較高質量和較多頻道的傳統(tǒng)模擬廣播電視節(jié)目、較好性能價格比的電話服務、高速數據傳輸服務和多種信息增值服務，還可以逐步開展交互式數字視頻應用； HFC網絡的弱點是呈樹形結構，當用戶增多時，來自用戶的噪聲作為回傳信號的一部分，〖 JP2〗 將在光節(jié)點和前端產生會聚作用，一個光節(jié)點所轄的用戶數越少，則回傳噪聲越小，但是會增加每個用戶所承擔的費用，所以一般是一個光節(jié)點覆蓋 500個用戶； HFC屬于線纜共享網絡，存在著安全問題；當用戶增多時，單位時間內分配給用戶的帶寬將變窄，因此更徹底的解決辦法，就是將光節(jié)點覆蓋的用戶區(qū)縮小，有些地區(qū)在雙向 HFC改造時已經預留了縮小用戶區(qū)的光節(jié)點接口，需要時只要增加設備，就可以達到目的，無需再對網絡進行改造。 波分復用技術 (WDM)技術概述 (WDM)技術概述 1)TDM(時分復用 )技術的發(fā)展， 155Mbit/s— 622Mbit/s— DM技術相對簡單。 2)波分復用器件還沒有完全成熟，波分復用器／解復用器和光放大器在 20世紀 90年代初才開始商用化。 1)光電器件的迅速發(fā)展，特別是 EDFA的成熟和商用化，使在光放大器 (1530～ 1565nm)區(qū)域采用 WDM技術成為可能。 2)TDM10Gbit/s面臨著電子元器件的挑戰(zhàn)，利用 TDM方式已日益接近硅和鎵砷技術的極限， TDM已沒有太多的潛力可挖，并且傳輸設備的價格也很高。 3)已敷設的 1550nm窗口的高色散限制了 TDM 10Gbit/s系統(tǒng)的傳輸，光纖色度色散和極化模色散的影響日益加重。 (1)超大容量傳輸 WDM系統(tǒng)的傳輸容量十分巨大。 (2)節(jié)約光纖資源 對單波長系統(tǒng)而言， 1個 SDH系統(tǒng)就需要一對光纖，而對 WDM系統(tǒng)來講，不管有多少個 SDH分系統(tǒng)，整個復用系統(tǒng)只需要一對光纖就夠了。 (3)各通路透明傳輸、平滑升級擴容 利用 WDM技術，只要增加復用光通路數量與設備，就可以增加系統(tǒng)的傳輸容量以實現擴容，而且擴容時對其他復用光通路不會產生不良影響，所以 WDM系統(tǒng)的升級擴容是平滑的，而且方便易行，從而最大限度地保護了建設初期的投資。 (4)利用 EDFA實現超長距離傳輸 摻餌光纖放大器的光放大范圍為1530～ 1565nm，它幾乎可以覆蓋整個 WDM系統(tǒng)的 1550nm工作波長范圍，采用 WDM技術可以充分發(fā)揮 EDFA的這些優(yōu)勢， WDM系統(tǒng)的超長傳輸距離可達到數百公里，節(jié)省大量中繼設備，并降低成本。 (5)對光纖的色散無過高要求 對 WDM系統(tǒng)來講，不管系統(tǒng)的傳輸速率有多高、傳輸容量有多大，它對光纖色度色散系數的要求基本上就是單個復用通路速率信號對光纖色度色散系數的要求。 (6)可組成全光網絡 全光網絡是未來光纖傳送網的發(fā)展方向，在全光網絡中，各種業(yè)務的上下、交叉連接等都是在光路上通過對光信號進行調度來實現的。 圖 615 點對點 4波長波分復用系統(tǒng)的基本原理示意圖 1)傳輸介質不同， WDM系統(tǒng)是光信號上的頻率分割利用，同軸系統(tǒng)是電信號上的頻率分割利用。 2)在每個通路上，同軸電纜系統(tǒng)傳輸的是模擬信號 (4kHz語音信號 )，而 WDM系統(tǒng)目前每個波長通路上是數字信號 (SDH ／ s或更高速率的數字系統(tǒng) )。 (1)激光器 過去 SDH系統(tǒng)工作波長是在一個很寬的區(qū)域內，而 WDM系統(tǒng)的最重要特點是每個系統(tǒng)采用不同的波長，一般波長間隔為 100GHz或 200GHz，這對激光器提出了較高要求。 (2)波分復用器 圖 616 波分復用器 表 61 各種 WDM器件主要特性的比較 (3)光放大器 在 WDM系統(tǒng)中，光放大器有 3種應用：在發(fā)送端波分復用器之后的放大信號的光放大器 —— 功率放大器，線路上的光放大器 —— 線路放大器，在接收端解復用器之前的光放大器 —— 前置放大器。 (4)光交叉連接設備 光交叉連接設備 (OXC)相當于一個模塊，它具有多個標準的光纖接口，它可以把輸入端的任一光纖信號 (或各波長信號 )可控地連接到輸出端的任一光纖 (或各波長 )中去，并且這一過程是完全在光域中進行的。 ?WDM網絡管理系統(tǒng)是對 WDM系統(tǒng)及光網絡的最大考驗，失去了電信號的接入，運營者比較難于評估信號質量和系統(tǒng)的傳輸性能，在光域上加入開銷和光信號處理技術還有待發(fā)展。在功能完善的 WDM網管系統(tǒng)出現之前， WDM ?WDM網元管理系統(tǒng)的管理功能包括故障管理、性能管理、配置管理和安全管理。網元管理系統(tǒng)承擔授權區(qū)域內各網絡單元的管理，并提供部分網絡管理功能，被管理網絡中的各網元均應由一個管理軟件和硬件平臺進行管理。在工作站的用戶窗口界面上，應能監(jiān)視被管理的區(qū)域網絡，并能顯示被管理的整個網絡拓撲結構。通過 WIMP（窗口、圖標、菜單、光標）方式的人機接口，網元管理系統(tǒng)應能監(jiān)視和控制到整個被管理網絡中的每一個網元、告警和事件記錄，追蹤至 WDM 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 圖 617 衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖 1)覆蓋面積大，通信距離遠。 2)設站靈活，容易實現多址通信。 3)通信容量大，傳送的業(yè)務類型多。 4)衛(wèi)星通信一般為恒參信道，信道特性穩(wěn)定。 5)電路使用費用與通信距離無關。 6)建站快，投資省。 1)通信衛(wèi)星的使用壽命短。 2)設備較復雜，技術要求較高。 3)衛(wèi)星傳輸信號有延遲。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)原理 ?衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間分系統(tǒng)、地球站分系統(tǒng)、跟蹤遙測及指令分系 ?空間分系統(tǒng)主要是指衛(wèi)星上用于通信和通信保障的部分，通信衛(wèi)星的主體是轉發(fā)器，其保障部分則有衛(wèi)星上的遙測指令、控制系統(tǒng)和 ?地球站分系統(tǒng)是無線電接收和發(fā)射站，用戶通過它們接入衛(wèi)星通信線路進行通信，衛(wèi)星通信地球站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中重要的組成部分，它是連接衛(wèi)星線路和用戶的中樞，相當于接力通信系統(tǒng)中的終端站， ?跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)的功能是對衛(wèi)星進行跟蹤測量，在發(fā)射時控制其準確進入軌道上的指定位置，并定期對衛(wèi)星進行軌道位置的修 ?監(jiān)控管理分系統(tǒng)的功能是對已定位的衛(wèi)星，在業(yè)務開通前后，進行通信性能的監(jiān)測和控制，例如，對衛(wèi)星轉發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益以及各地球站發(fā)射的功率、射頻頻率和帶寬等基本通信參數進行控 圖 618 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信鏈路 (1)控制分系統(tǒng) 控制分系統(tǒng)主要由各種可控的調整裝置、驅動裝置 (噴氣抵進器 )及各種轉換開關等組成。 (2)通信分系統(tǒng) 通信分系統(tǒng)是通信衛(wèi)星的關鍵，通信轉發(fā)任務全落在它身上，因此責任重大。 圖 619 通信衛(wèi)星單變頻轉發(fā)器的組成框圖 1)單變頻轉發(fā)器是目前用得較多的轉發(fā)器。 2)雙變頻轉發(fā)器的組成框圖如圖 620所示，它先把接收到的上行信號經下變頻為中頻，經放大、限幅以后再上變頻為下行信號，再進行功放和發(fā)射。 圖 620 通信衛(wèi)星雙變頻轉發(fā)器的組成框圖 3)處理轉發(fā)器主要具有處理信號的功能。 (3)遙測指