S-CDMA 技術應用于HFC網(wǎng)絡

  河南省濮陽有線電視臺高級工程師 李 軍



  河南省濮陽有線電視臺工程師 劉道甫



  關鍵字:S-CDMA技術、回穿噪聲不漏斗效應、傳輸速率



  我國的有線電視用戶以達8000多萬戶,并在以每年500萬戶速度增長,有線電視戶數(shù)已穩(wěn)居世界第一位。有線
電視成為我國家庭入戶率最高的信息工具。1995年,原廣播電影電視部在各省有線電視網(wǎng)絡的基礎上制定了全國有
線電視聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃,1996年開始實施。目前已鋪設干線光纜1.4萬公里,成為我國通信三大骨干網(wǎng)之一。在技術進步及
市場需求的二大強力推拉作用下,將目前的單向單一業(yè)務的有線電視網(wǎng)改造雙向的綜合業(yè)務寬帶網(wǎng)呼之欲出。目前
我國有線電視網(wǎng)大部分為HFC網(wǎng)絡,該接入網(wǎng)以成為用戶進入信息高速公路的“瓶頸”,為了實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)、交互式
綜合業(yè)務的開展,關鍵問題是解決HFC網(wǎng)絡的回傳噪聲的“漏斗”效應及傳輸速率。當前作為移動通信流行技術的
CDMA技術,可以有效克服這二個問題。本文將基于CDMA的S-CDMA(Ssynchronous-division-multiple-access

  
同步碼分多址技術簡要闡述。


  一、回傳噪聲的“漏斗效應”


  在有線電視頻譜分配中,將5-56MHZ頻段作為上行通道,在這一信道中,由于外界和內在的諸多因素,充滿了
入侵噪聲、脈沖噪聲、窄代干擾、寬帶高斯噪聲、失調和非線性損傷等等。這些噪聲分布在有線電視網(wǎng)絡的各個終
端,最后都疊加聚在前端,形成“漏斗效應”,淹沒有用信號,使高速數(shù)據(jù)的回傳困難。


  二、S-CDMA技術的基本原理


  S-CDMA同步碼分多址技術是根據(jù)仙農(shannon)信道容量公式C=wlog21+s/n,在速率c不變的條件下,頻帶寬度
cw與信噪比s/n的關系是相反的,即在頻帶寬度w增加的情況下,可以在較低的信噪比下,以不變的傳輸速率傳遞信息,
甚至頻寬足夠大時,在信號幾乎被淹沒的情況下,也能可靠的通信。這是擴頻和常規(guī)通信的主要區(qū)別。擴頻信號具
有與噪聲類似的特性,故可與常規(guī)設備同用一個頻段,而且干擾極小。常規(guī)擴頻技術有兩種:直接序列擴頻技術(ds)
和跳頻擴頻技術(FH),其中前者較為常用。S-CDMA采用的是直接序列擴頻,就是用具有高碼率的擴頻序列在發(fā)端擴
展信號的頻譜,而在收段用相同的擴頻碼序列進行解擴,把展開的擴頻信號還原成原來的信號,故而,多個擴頻
設備可共用各自獨的擴展碼,這就產生了碼分多址(CDMA).S-CDMA通過測距和均衡兩個過程使 頻譜擴展碼正交,減
少用戶間的相互干擾,并提高信息容量。擴頻技術因其在價格和技術性能上的強大競爭力,受到專業(yè)人士的很大關
注,在局域網(wǎng)(LAN)、、個人通信網(wǎng)(PCN)、用戶交換機(PBX)等方面得以日益廣泛的應用。擴頻通信是一種新的
通信體制,是通信領域中的一個重要發(fā)展方向,是符合我國國情的經(jīng)濟實用的遠程數(shù)據(jù)通信方式,尤其在多個局域
網(wǎng)間聯(lián)網(wǎng)方面與其他聯(lián)網(wǎng)方式,比如遠程訪問服務器方式、點對點通訊方式、異步遠程聯(lián)網(wǎng)方式相比,起速率(2M
BPS)更能滿足通信的實用性.


  傳統(tǒng)的技術TDMA(時分多址)和FDMA(頻分多址),為了避免噪聲干擾,進行了大量的技術革新,如使用了頻
率速變機制,還是不能很好地勝任HFC雙向、高速通信的重任。大容量、高速率和非凡的抗干擾能力,使S-CDMA技術
在HFC網(wǎng)絡中顯示英雄魅力。


   三、S-CDMA技術應用于HFC網(wǎng)絡


  同步碼分多址擴展頻譜技術是個傳輸系統(tǒng),是通過Cable modem系統(tǒng)來實現(xiàn)的。S-CDMA技術允許在低于20mhz
并存在高噪聲的頻段內展開服務。一個高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡必須要由電纜調制解調器系統(tǒng),國際互聯(lián)網(wǎng)路由器,在加
支持遠端分配的集成器和前端系統(tǒng)集中放置的其它網(wǎng)絡服務器。如圖示:

  






   四、基于S-CDMA技術的傳輸系統(tǒng)在傳輸速率的優(yōu)越性
同步碼分多址技術(S-CDMA)解決了HFC網(wǎng)絡系統(tǒng)雙向上行通道中主要的噪聲和容量問題。S-CDMA通過HFC提供了非?煽康膫鬏。利用上行和下行的對稱6MHZ帶寬通道,提供了高達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性能,以應用最多的電話網(wǎng)和有線電視網(wǎng)為重點,其中一份FCC在當年的10月,有FCC10兆字節(jié)的文件(相當于10-20分鐘影片)所需時間,比較性能如下表:






  五、總結


  有線電視網(wǎng)絡運營者開展交互式數(shù)字業(yè)務的方案有很多,例如可以IP overoptical,為商業(yè)用戶提供專用網(wǎng),


   但基于HFC網(wǎng)絡的雙向系統(tǒng),沒有cable modem的接入是不健全的系統(tǒng),而采用S-CDMA技術的cable modem系統(tǒng)既是


   理想的傳輸系統(tǒng),它使有有線電視網(wǎng)絡運營者不必花巨資改造原有網(wǎng)絡,就可以成功的“接入”寬帶,提供雙向


   數(shù)據(jù)業(yè)務,實現(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、遠程醫(yī)療和教學等諸多功能,


   并具有性能穩(wěn)、保密性好的特點。






摘自 濮陽廣電信息網(wǎng)絡中心
   

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