【導(dǎo)讀】隨著Inter網(wǎng)的迅猛發(fā)展，人們對遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程。醫(yī)療、可視電話、VOD點(diǎn)播、WWW瀏覽等寬帶業(yè)務(wù)的需求正大幅度增加，電子商務(wù)也已成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一大熱點(diǎn)，這使得信息高速公路“最后一。HFC網(wǎng)絡(luò)正以其獨(dú)特的帶寬優(yōu)勢和極。高的普及率受到寬帶接入網(wǎng)研究者的矚目和研究重點(diǎn)研究了HFC接入網(wǎng)?；貍魍ǖ赖脑肼晢栴}，以及為解決噪聲問題而采用的集中分配式HFC網(wǎng)。絡(luò)和S-CDMA電纜調(diào)制解調(diào)器等。行了探討，對HFC和LAN接入以及ADSL技術(shù)作了比較，并結(jié)合我國的。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文。反向通道的噪聲及干擾對數(shù)據(jù)通信的影響...24. HFC上行通道多路用戶接入的方式..........26. 基于S-CDMA技術(shù)的傳輸系統(tǒng)在傳輸速率的優(yōu)越性34. HFC有線電視CABLE接入與LAN接入的選擇........37. CABLEMODEM接入成本和LAN接入成本對比.37. CABLEMODEM和LAN市場進(jìn)入門檻的比較....39

　　

【正文】 解決了 HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雙向上行通道中主要的噪聲和容量問題。 SCDMA通過 HFC提供了非常可靠的傳輸。利用 上行和下行的對稱 6MHZ帶寬通道，提供了高達(dá) 14mb/s的速率。美國聯(lián)邦通信委員會在 1999 年 10 月，有 FFC主任發(fā)布了由有線電視局編制的文件 “今日帶寬 ”中，評述了幾種帶寬接入方式的技術(shù)性能，以應(yīng)用最多的電話網(wǎng)和有線電視網(wǎng)為重點(diǎn)，其中一份 FCC在當(dāng)年的 10 月，有FCC10 兆字節(jié)的文件（相當(dāng)于 1020 分鐘影片）所需時(shí)間，比較性能如表 31 所示。 類型 傳輸時(shí)間 電話 modem 小時(shí) 電話 modem 46 分鐘 28kbps 電話 modem 24 分鐘 128kbps ISDN modem 10 分鐘 4mbps CATV cable modem 20 秒鐘 10mbps CATV cable modem 8 秒鐘 表 31 幾種寬帶接入方式的技術(shù)性能 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 35 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 36 總結(jié) 有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者開展交互式數(shù)字業(yè)務(wù)的方案有很多，例如可以IP over optical,為商業(yè)用戶提供專用網(wǎng)， 但基于 HFC 網(wǎng)絡(luò)的雙向系統(tǒng)，沒有 Cable modem 的接入是不健全的系統(tǒng)，而采用 SCDMA 技術(shù)的 Cable modem 系統(tǒng)既是 理想的傳輸系統(tǒng)，它使有有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者不必花巨資改造原有網(wǎng)絡(luò)，就可以成功的 “接入 ”寬帶，提供雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn) INTERNET 接入、 IP 電話、 IP 可視桌面系統(tǒng)、局域網(wǎng)互聯(lián)、電視會議、遠(yuǎn)程醫(yī)療和教學(xué)等諸多功能，并具有性能穩(wěn)、保密性好的特點(diǎn)。 HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是介于全光纖網(wǎng)絡(luò)和早期 CATV 同軸電纜網(wǎng)絡(luò)之間的一個(gè)系統(tǒng)，它具有頻帶寬、用戶多、傳輸速率高、靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)寬帶綜合信息雙向傳輸提供了可能，許多廠商都在瞄準(zhǔn)這一領(lǐng)域。當(dāng)然，它的功能上還需要完善，還有因網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使每個(gè)光節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)不宜太 多 (300～ 500 戶 )的不足。總之，要大范圍普及這種系統(tǒng)還有大量工作要做。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 37 4 寬帶接入網(wǎng)建設(shè)若干問題的討論 HFC 有線電視 CABLE 接入與 LAN 接入的選擇 新的世紀(jì)，有線電視面臨更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，如何抓住機(jī)遇迅速發(fā)展是有線電視業(yè)急待解決的問題。利用有線電視的網(wǎng)絡(luò)資源開展綜合業(yè)務(wù)潛力巨大。 CABLE MODEM 和 LAN接入都有那些特點(diǎn)？通過對二種技術(shù)的比較，對選擇寬帶接入方案有一定的幫助。 CABLE MODEM 接入成本和 LAN 接入成本對比 從工程的角度來講，接入成本要 從骨干網(wǎng)開始計(jì)算到用戶端。CABLE MODEM的接入成本比 LAN的接入成本要小。 CABLE MODEM接入方案：在有線電視單向 HFC改造的基礎(chǔ)上，增加回傳通道的投資，電纜部分只要控制在二級放大器以內(nèi)，滿足有線電視改造標(biāo)準(zhǔn)， 每個(gè)用戶入 戶端增加高 通濾波器 就可以滿足 CABLE MODEM的要求。 LAN接入方案：如果降低用戶計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的安全要求和采取較為粗放的用戶管理方案，將一個(gè)單元的用戶劃分為一個(gè)廣播域，采用普通交換機(jī)甚至采用集線器，一個(gè)單元共享 10M，人均造價(jià)要低。但是 LAN接入要達(dá)到和 CABLE MODEM一樣的安全性時(shí)，每戶投入的成本要比CABLE MODEM接入大很多。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 38 CABLE MODEM 接入和 LAN 接入管理成本對比 CABLE MODEM接入管理成本要比 LAN接入管理成本小。 CABLE MODEM由于本身的就是接入產(chǎn)品，因此，對于安全問題的管理問題考慮比較周全。 CABLE MODEM連網(wǎng)時(shí)，都會到頭端去讀一個(gè)配置文件和要求 DHCP服務(wù)器分配 IP地址，如果是非注冊用戶無法得到配置文件和 IP地址， MODEM會無法鎖定不停的搜索不能聯(lián)網(wǎng)。已注冊用戶的 MODEM連接的 PC數(shù)量可以在 1~16 臺中指定。用戶端的故障只能影響一個(gè) MODEM，而不是一大片。所以 CABLE MODEM系統(tǒng)管理員只要管理好頭端系統(tǒng)，鏈路完全可以有有線電視維護(hù)人員按照有線電視的標(biāo)準(zhǔn)來完成，人力成本較少。 當(dāng) LAN接入用于運(yùn)營時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不可控將導(dǎo)致運(yùn)營管理成本較高。一是現(xiàn)有的局域網(wǎng)交換機(jī)并不能勝任樓道環(huán)境。較小的溫度適應(yīng)范圍、基于風(fēng)扇的通風(fēng)冷卻方法、較差的抗浪涌抗干擾能力、非隔離的端口設(shè)計(jì)等等，都意味著樓道交換機(jī)有較高的故障率；二是基于二層交換的網(wǎng)絡(luò)對廣播風(fēng)暴的控制都是難題，如果某個(gè)用戶安裝了一張亂發(fā)廣播包或規(guī)則以 外數(shù)據(jù)幀的壞網(wǎng)卡，將有一大片用戶無法正常使用網(wǎng)絡(luò)，而運(yùn)營商很難定位壞網(wǎng)卡的位置；三是 LAN技術(shù)中的一些安全措施，大都需要人工手工配置才能完成，意味著 LAN接入需要更多的人力成本。采用控制能力強(qiáng)的三層交換機(jī)可以改善局面，但造價(jià)高的讓人無法接受。所以 LAN接入系統(tǒng)的鏈路和小區(qū)、樓道交換機(jī)以及五類入戶線都需要專門的人員來維護(hù)，人力成本相對較高。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 39 CABLE MODEM 和 LAN 市場進(jìn)入門檻的比較 CABLE MODEM系統(tǒng)進(jìn)入門檻比 LAN市場進(jìn)入門檻低。 CABLE MODEM系統(tǒng)是點(diǎn)對面的服務(wù)，在業(yè)務(wù) 開展初期用戶較少、分布分散的時(shí)候，用較少的設(shè)備投入就可以進(jìn)入市場，以后隨著用戶的增長逐步增加頭端數(shù)量。因此， CABLE MODEM系統(tǒng)進(jìn)入門檻低。 LAN接入由于無法預(yù)測用戶的位置，必須將目標(biāo)服務(wù)區(qū)內(nèi)的系統(tǒng)都建好，起碼也要建到樓道交換機(jī)為此，才能向用戶提供服務(wù)，因此，它的初期投入非常大。 HFC 寬帶接入技術(shù)與 ADSL 技術(shù)的比較 ADSL（非對稱高速用戶環(huán)路） ADSL所支持的主要業(yè)務(wù)是因特網(wǎng)和電話，其次才是視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)。近幾年由于技術(shù)的逐漸成熟和產(chǎn)量的大幅度提高， ADSL的市場價(jià)格下降了 80％以上，再 加上電纜調(diào)制解調(diào)器飛速發(fā)展的壓力， ADSL技術(shù)已開始進(jìn)入大發(fā)展階段。 ADSL允許在同了雙絞線上，在不影響現(xiàn)有的普通電話業(yè)務(wù)的情況下，進(jìn)行非對稱性高速傳輸，系統(tǒng)中包含了從網(wǎng)絡(luò)到用戶側(cè)的高速下行信道和從用戶測到網(wǎng)絡(luò)的低速上行信道。因此，在用戶銅線上就存在了三個(gè)信道（或頻譜段）： （ 1） POTS信道：用于傳輸普通電話業(yè)務(wù)，即使 ADSL連接不成功，這個(gè)信道也不受影響。 （ 2）上行數(shù)字信道：傳輸控制及反向應(yīng)答信道，速率可達(dá) 384kbit/s或以上。 （ 3）下行數(shù)字信道：傳輸高速數(shù)據(jù)，速率 ~。 ADSL采用離散多頻傳輸編碼和無載波調(diào)幅、調(diào)相技術(shù)。從技術(shù)角度看，它解決河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 40 了交換機(jī)到用戶傳輸不對稱的交互式寬帶業(yè)務(wù)的方法，但 ADSL對寬帶業(yè)務(wù)來說只能作為一種過渡性方法。 ADSL（不對稱數(shù)字用戶環(huán)路）和 HFC(光纖同軸混合網(wǎng) )是最具有競爭力的兩種。目前， CATV網(wǎng)多采用同軸電纜作傳輸媒介，同軸電纜頻帶較寬，基本上可滿足綜合信息業(yè)務(wù)網(wǎng)的要求；而各局部 CATV網(wǎng)之間的互連用光纜比較理想，因此混合光纖同軸網(wǎng)（ HFC）技術(shù)成為研究開發(fā)的熱點(diǎn)。利用 HFC技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)將 PC接入 Inter，由此可見， HFC網(wǎng)絡(luò)很有可 能發(fā)展成為寬帶通信網(wǎng)的主體，并與多媒體計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)多媒體通信。 HFC可以充分利用已敷設(shè)的同軸電纜和銅線雙絞線，為用戶提供寬帶業(yè)務(wù)，成本較低，傳輸以模擬制式為主體，用戶使用方便，運(yùn)營、維護(hù)和管理費(fèi)用也較低，因而受到用戶的歡迎。 CABLE MODEM 的選擇 為了降低反向通道的噪聲對數(shù)據(jù)通信的影響，有線電視網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信接入設(shè)備生產(chǎn)廠商一直積極尋找最佳的調(diào)制方式和較強(qiáng)的糾錯(cuò)編碼，以確保數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)上正常開展。從目前已通過的有線電視數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)， 和 MCNS等國際標(biāo)準(zhǔn)組織 ，對有線電視數(shù)據(jù)通信的調(diào)制方式都有明確的規(guī)定，上行采用 QPSK或 16QAM，下行采用 64QAM或 256QAM，并建議采用 RS碼進(jìn)行前向糾錯(cuò)。要求反向通道的載噪比大于 25DB，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的誤碼率要小于 10。一般 HFC網(wǎng)絡(luò)只要正常設(shè)計(jì)、施工，反向通道的載噪比大于 25DB的要求不難滿足。從理論上講，在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下， CABLE MODEM應(yīng)完全能夠正常運(yùn)行。但實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)， CABLE MODEM經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。經(jīng)河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 41 仔細(xì)分析，主要問題是不規(guī)則的脈沖干擾，特別是在上行通道中的干擾影響更大。因?yàn)檩d噪比是一個(gè)平 均值（均方根值），而實(shí)際中的干擾卻以不規(guī)則（隨機(jī)）干擾居多。因此會出現(xiàn)載噪比雖然高，設(shè)備卻不能穩(wěn)定工作的情況。針對這種情況，具有更多的抗干擾能力的 OFDM、SCDMA等技術(shù)應(yīng)用到 CABLE MODEM中。 調(diào)制解調(diào)器 根據(jù) 的建議生產(chǎn)的調(diào)制解調(diào)器，反向都采用具有極強(qiáng)的抗噪聲能力的 QPSK調(diào)制方式來進(jìn)行上行數(shù)據(jù)的傳送。當(dāng)存在沖擊干擾和窄帶連續(xù)波干擾時(shí)，在相同 C/N下，誤碼率將增大。單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的脈沖個(gè)數(shù)越多，誤碼率越大，且當(dāng)每個(gè)脈沖平均功率很大時(shí)，誤碼率隨載噪 比增大下降的很慢。這時(shí)就需要借助差錯(cuò)控制手段，使得上行傳輸?shù)目乖肼暫透蓴_能力提高。 電纜調(diào)制解調(diào)器，相對技術(shù)較簡單，設(shè)備成本低適合干擾弱、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好的網(wǎng)絡(luò)使用。 OFDM 技術(shù) 所謂 OFDM，既正交頻分復(fù)用，是一種多載波調(diào)制（ MCM）方式。 OFDM實(shí)際上是通過數(shù)字基帶處理中的快速傅立葉變換（ FFT）技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 OFDM方案兼有 MCM（多載波調(diào)制）和 FDMA（頻分多址）的特點(diǎn)，在上行通道應(yīng)用中可表現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） FDM方案頻帶利用率高且抗時(shí)域脈沖干擾和反射。 （ 2） OFDM方案不需進(jìn)行自適應(yīng)均衡，只需周期性插入保護(hù)間隔就河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 42 可以抗符號間干擾（ ISI）。 （ 3） OFDM子頻帶設(shè)置靈活，可有效利用 CATV下行信道中的頻帶死點(diǎn)。 （ 4） OFDM頻譜均勻一致，易于察覺窄帶強(qiáng)干擾。 （ 5） OFDM支持多種調(diào)制解調(diào)技術(shù)的混合使用。 OFDM方案的缺點(diǎn)是 : （ 1）為了改善上行通道的質(zhì)量，而采用了跳頻技術(shù)。跳頻技術(shù)雖解決了抗干擾問題，但卻嚴(yán)重浪費(fèi)了上行信道資源，而且上行信道干擾并未得到有效抑制。其要求反向通道的載噪比為 20dB。 （ 2）技術(shù)上 OFDM方案的實(shí)現(xiàn)主要依賴于 DSP技術(shù)，有一定的技術(shù)難度且成本相對較高，但由于 OFDM有較好的抗噪聲性能，應(yīng)用在 CATV上行信道中，仍為一種有效的數(shù)字傳輸方案。 SCDMA 技術(shù) SCDMA同步碼分多址技術(shù)是解決噪聲問題的一個(gè)很好的方法。 擴(kuò)頻技術(shù)是 CDMA的主要技術(shù)特點(diǎn)，將要傳送的具有一定帶寬的數(shù)字信號用一帶寬遠(yuǎn)大于被傳信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼去調(diào)制它，使源信號帶寬得到擴(kuò)展（擴(kuò)頻），在經(jīng)載波調(diào)制后發(fā)射出去，接收端則使用完全相反的偽隨機(jī)碼和接收的寬帶信號做相關(guān)處理。 SCDMA則是利用同步擴(kuò)頻通信方式，使用正交偽隨機(jī)編碼或正交編碼，保證了網(wǎng)內(nèi)用戶 端各電纜調(diào)制解調(diào)器在上行通道中進(jìn)行擴(kuò)頻編碼時(shí)具有同步性，既有效利用了上行帶寬，又有效抑制了上行噪聲。 SCDMA要求反向通道的載噪比為 13dB，且當(dāng)載噪比更低時(shí)仍能正常工作，只是傳輸速率有所下降，河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 43 這比其它調(diào)制技術(shù)都優(yōu)越。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 44 結(jié) 論 雖然還有許多技術(shù)難題需要解決，但基于 Cable Modem技術(shù)的接入方法與現(xiàn)在已開發(fā)的寬帶接入技術(shù)相比，顯現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢，所以該技術(shù)有著良好的發(fā)展前景。現(xiàn)在已經(jīng)有不少廠商看到了這一點(diǎn)，如 3Com、COM2 Lucent 、 Motorola 和 Nortel 等 20 多家廠商已 經(jīng)在生產(chǎn) Cable Modem。 Dataquest預(yù)計(jì)， 2020 年會有 80 萬個(gè) Cable Modem出售給那些率先使用此技術(shù)的公司?，F(xiàn)在美國已經(jīng)有一些公司在提供 Cable Modem訪問服務(wù)，如 Tele Communications和 Cox Communications等。我國雖然起步晚，但發(fā)展較快，深圳、上海以及北方的很多城市都開通了實(shí)驗(yàn)網(wǎng)。我們相信，隨著標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和 Inter接口帶寬的解決，基于 Cable Modem技術(shù)的 HFC網(wǎng)絡(luò)必將成 為 第三代 Inter的主要接入方式和實(shí)現(xiàn) “三網(wǎng)合一 ”的重 要方法之一。 HFC具備強(qiáng)大的功能和高度的靈活性，這些特性已經(jīng)使之成為有線電視（ CATV）和電信服務(wù)供應(yīng)商的首選技術(shù)。由于 HFC結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似，所以有線電 視網(wǎng)絡(luò)公司對 HFC特別青睞，他們非常希望這一利器可以幫助他們在未來多種服務(wù)競爭局面下獲得現(xiàn)有的電信服務(wù)供應(yīng)商似的地位。簡言之，這種由 HFC所提供的全業(yè)務(wù)網(wǎng)將是一種新型的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)，為我們提供了一種實(shí)現(xiàn)寬帶通信的良好方法。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 45 致