雙向HFC網(wǎng)上行傳輸?shù)募夹g(shù)問(wèn)題及對(duì)策

——寬帶傳輸網(wǎng)專題討論

作者：龍永慶 成都康特公司

一、雙向HFC網(wǎng)上行傳輸存在的幾個(gè)問(wèn)題

　　從90年代初，光纖傳輸設(shè)備和光纜生產(chǎn)技術(shù)的成熟和商品化，應(yīng)用到有線電視傳輸網(wǎng)，取代了長(zhǎng)距離的電

纜干線，而利用同軸電纜的優(yōu)點(diǎn)作為支線及分配入戶的傳輸媒質(zhì)，形成了 HFC的概念，即光纖電纜混合網(wǎng)。

　　根據(jù)光纜的多芯結(jié)構(gòu)而具有多通道傳輸?shù)娜哂嗄芰�和同軸電纜頻分信道的特點(diǎn)，又提出了雙向HFC傳輸網(wǎng)

的方案，展現(xiàn)了以雙向HFC為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城域?qū)拵�傳輸網(wǎng)的前景，實(shí)現(xiàn)真正意義上“信息高速公路”。

　　如何實(shí)現(xiàn)雙向HFC，普遍認(rèn)為，由于光纜的多芯結(jié)構(gòu)(典型的空間分割信道原理），作為雙向傳輸媒質(zhì)沒(méi)

有技術(shù)障礙。而以同軸電纜為傳輸媒質(zhì)的支線和分配入戶網(wǎng)中，存在著“匯集干擾”，“匯集均衡”等技術(shù)

困難。

　　這是一個(gè)大誤會(huì)！其實(shí)這些問(wèn)題同樣存在于光纜傳輸部分，只不過(guò)人們由于對(duì)上行信號(hào)回傳問(wèn)題發(fā)現(xiàn)始

于網(wǎng)絡(luò)末端,于是便將此問(wèn)題歸于光端機(jī)(光節(jié)點(diǎn))經(jīng)電纜網(wǎng)到用戶入戶這段路由。大家習(xí)慣地稱之為“最后

一公里問(wèn)題”。

　　從信號(hào)上行回傳方向看，網(wǎng)絡(luò)的眾用戶端是上行信號(hào)傳輸?shù)氖级耍�信�?hào)群經(jīng)Ｍ根電纜和N 根光纖到中心

機(jī)房并匯集到上行數(shù)據(jù)解調(diào)器。通過(guò)建網(wǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于“眾”用戶端及電纜引入了各種干擾并匯集成了強(qiáng)

大的干擾源，造成上行信號(hào)的C/N 值嚴(yán)重低下，我們把這類干擾稱之為“匯集干擾”。由于這種干擾的多樣

性，匯集疊加后呈類似熱噪聲譜結(jié)構(gòu)，也稱匯流噪聲。

　　由于各用戶上行信號(hào)經(jīng)由不同的路由，其傳輸增益不同，造成各用戶上行信號(hào)回傳匯集后呈現(xiàn)電平值嚴(yán)

重不一致。顯然，如果逐戶調(diào)整各條路徑的傳輸增量，其工作量巨大，使人難以接受。這就是“眾”用戶上

行電平“匯集均衡”問(wèn)題。

　　同時(shí)，由于每個(gè)用戶的上行通道是公共使用的，由用戶引入的異常強(qiáng)干擾可能造成信號(hào)通道堵塞，而網(wǎng)

絡(luò)管理者由于難以查出其干擾源自何方！這就是所謂“通道安全性”問(wèn)題(注意：信號(hào)安全性是另一類問(wèn)題)。

　　上述等問(wèn)題，均是反映在雙向HFC網(wǎng)傳輸通道中的特有問(wèn)題，妨礙了雙向HFC網(wǎng)的建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用。因?yàn)?/p>

沒(méi)有建設(shè)好信號(hào)傳輸?shù)摹奥贰保�同時(shí)也限制相應(yīng)的寬帶信號(hào)交換處理設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用(這就是載送信息的

“車”)。

　　筆者經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)現(xiàn)，上述問(wèn)題之所以多年尚未解決，其關(guān)鍵問(wèn)題是我們已經(jīng)習(xí)慣了用傳輸有線電視

的固定思維模式和過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)(傳輸單向廣播性信號(hào))來(lái)試圖解決雙向傳輸問(wèn)題（通信性信號(hào)傳輸)。如果我

們首先根據(jù)通信的基本原理和規(guī)律來(lái)思考，并充分利用上行傳輸?shù)挠欣麠l件，進(jìn)行系統(tǒng)地科學(xué)實(shí)踐和理論指

導(dǎo)，上述問(wèn)題是可以很好地得以解決，下面讓我們對(duì)各個(gè)問(wèn)題作詳細(xì)的分析。

二、上行傳輸?shù)挠欣麠l件

　　按規(guī)定，目前全世界都一致采用5~ 65MHz頻段作為雙向HFC網(wǎng)(內(nèi))的上行頻段。對(duì)于任何光節(jié)或服務(wù)小

區(qū))而言，60MHz的帶寬容量可謂巨大，以64QAM方式可傳送高達(dá)200Mbp/s的速率。相當(dāng)于目前我國(guó)與國(guó)際互

聯(lián)網(wǎng)出口總?cè)萘康?/5,資源豐富！

　　用同軸電纜傳送最高頻率僅65MHz信號(hào)，其傳輸損耗非常小。

　　清楚看出，上行傳輸遠(yuǎn)比下行傳輸?shù)膿p耗小，所以，對(duì)于雙向放大器的上行實(shí)際工作增益可以很低(約

1/3)，意味著如果用同樣水平的放大器件，其動(dòng)態(tài)范圍增加15~20dB左右。

　　其2是由于電纜損耗小。各上行信號(hào)電纜路由雖然在工程中有長(zhǎng)度誤差，但造成的信號(hào)電平損耗差也很

小，這是上行回傳設(shè)計(jì)的有利條件(即使誤差幾十米，造成的各用戶上行電平差也可能在容許誤差范圍內(nèi))。

尤其在HFC條件下，電纜和放大器級(jí)數(shù)少，電纜長(zhǎng)度誤差對(duì)下行信號(hào)(頻率高)傳輸要求嚴(yán)格，而對(duì)于上行信

號(hào)則肯定在容差范圍之內(nèi)！(請(qǐng)注意：這是今后上行調(diào)整“傻瓜化”的基礎(chǔ))。

　　其 3，由于上行頻帶窄，可能在極限條件下傳輸?shù)娜盒盘?hào)總合成功率比下行群信號(hào)的總合成功率小很

多(約為 1/10)，這就意味著在同樣放大器件條件下，上行信號(hào)的平均單路信號(hào)電平比下行信號(hào)的單路信號(hào)

電平高10dB左右。這就是說(shuō)，上行信號(hào)的工作電平可以高10 dB，意味著抗干擾能力提高10dB(放大器的熱

噪聲可以不予考慮)。

　　其 4，如果上行傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)，其工作條件更為寬松！因?yàn)閿?shù)字信號(hào)本身對(duì)非線性失真不敏

感！即使總合失真成分相對(duì)于信號(hào)為 -28dB/C時(shí)，對(duì)傳輸條件最苛刻的256QAM方式也能高品質(zhì)傳輸(這種條

件下，對(duì)RF的電視信號(hào)是絕對(duì)不允許的)。而且，對(duì)于抑制載波方式的不論QPSK方式或XQAM方式的頻譜結(jié)構(gòu)

呈奈奎斯特曲線，產(chǎn)生的失真成份的分布也均勻，意味著網(wǎng)絡(luò)中的有源設(shè)備的有效動(dòng)態(tài)范圍也比傳輸多路

電視信號(hào)時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍大。

　　其5，上行信號(hào)源自于用戶室內(nèi)端口，按規(guī)定上行端口信號(hào)必須小于114dBμν(按IEC60728-10/CDV規(guī)

定)，考慮上行信號(hào)電平受中心CMTS的管理而留有余地，一般地可設(shè)計(jì)較高的用戶上行電平Vin=105dBμν，

抗干擾能力很強(qiáng)。以上幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，均是在下行傳輸時(shí)不能具備的，所以在討論上行傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)，

一定要注意充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，方可滿意地達(dá)到目的。

三、解決“匯集干擾”問(wèn)題

　　至今為止，業(yè)內(nèi)人士只要一提到雙向HFC網(wǎng)，都會(huì)想到如何克服“匯集干擾”(也稱匯流噪聲或漏斗效

應(yīng)等)。因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)期未得到解決而成為一個(gè)世界性難題。

　　為了解決這個(gè)難道，出現(xiàn)了許多建議，諸如“光接收機(jī)高電平輸出，無(wú)源分配到用戶”等，其結(jié)果是

不沒(méi)解決問(wèn)題，甚至反而問(wèn)題更嚴(yán)重。而“將光節(jié)點(diǎn)的用戶減少到500~200戶”和“采用層屏蔽的電纜入

戶”等案卻是花了錢而不見(jiàn)效！這是為什么? 　　首先，應(yīng)該實(shí)際地研究一下何謂“匯流噪聲”?通過(guò)實(shí)際

研究后，我們可以對(duì)“匯流噪聲”作正確的定義：“匯流噪聲”是由“眾”用戶室內(nèi)端口引入的各種干擾

和傳輸電纜受環(huán)境中的各種電磁干擾侵入，并經(jīng)上行傳輸匯集形成的干擾。

　　經(jīng)測(cè)量可知，“匯流噪聲”絕對(duì)不是“熱噪聲匯集”，其量值比熱噪聲大50~60dB(近百萬(wàn)倍)。所以，

熱噪聲的作用在回傳問(wèn)題上永遠(yuǎn)可以忽略不計(jì)！(這就是為什么“減少放大器級(jí)數(shù)、光接收機(jī)高電平輸出、

無(wú)源分配到用戶”的方案根本無(wú)效的原因)。

　　所以，為了避免由“噪聲”二字產(chǎn)生的誤會(huì)，筆者干脆用“匯集干擾”來(lái)表示這種多途徑上行匯集形

成的干擾現(xiàn)象。

　　從匯集干擾的形成進(jìn)一步可以發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生干擾有二個(gè)途徑，其一是用戶室內(nèi)的電視機(jī)信號(hào)輸入端，

是產(chǎn)生強(qiáng)干擾的源頭。其產(chǎn)生的上行干擾能量集中在5~35MHz頻段(呈單調(diào)下降曲線)，其頻譜能量強(qiáng)度高，

一般在70~90dBμν。其二是環(huán)境電磁干擾侵入電纜而形成，如短波電臺(tái)信號(hào)等，對(duì)常用的電纜侵入產(chǎn)生的

干擾強(qiáng)度一般在10~60dBμν，即電纜呈現(xiàn)了“接收天線”效應(yīng)。

　　上述二類干擾中，以電視機(jī)輸入端口引入的干擾最為嚴(yán)重。解決電視機(jī)干擾的辦法要么不采用5~40MHz

頻段，要么對(duì)電視機(jī)產(chǎn)生的干擾“堵”住！，顯然后者是最佳的辦法。

　　這項(xiàng)措施的要點(diǎn)是首先正確規(guī)劃頻率資源。將單向性的廣播電視信號(hào)(無(wú)論是數(shù)字電視信號(hào)還是模擬電

視信號(hào))置于165MHz以上的頻段。而將通信性(交互雙向性)的綜合業(yè)務(wù)規(guī)劃在165MHz以下，形成了按業(yè)務(wù)性

質(zhì)而容易分離的2個(gè)通道。筆者早在1998年初就提出了這個(gè)方案(詳見(jiàn)成都康特公司《寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)

頻率規(guī)劃建議》)，并且，在1998年3月收到的國(guó)際電聯(lián)的建議中(ITU-TJ.112建議附錄A)可以知道，這種對(duì)

交互式業(yè)務(wù)頻段的安排稱為帶外方式，意思是將交互式信號(hào)下行頻段安排在電視信號(hào)頻段的帶外(反之，占

用電視下行頻段稱為帶內(nèi)方式)。

　　當(dāng)我們“堵”住了源自于用戶端的饋入干擾后，又怎樣抵抗環(huán)境中的電磁干擾侵入呢?先讓我們分析一

下傳統(tǒng)的樹枝型分配入戶的結(jié)構(gòu)以及下行/上行信號(hào)在傳輸入戶路由上的電平狀態(tài)和各種干擾侵入途徑。

　　環(huán)境內(nèi)的電磁干擾的入侵途徑是通過(guò)電纜屏蔽層和接頭。當(dāng)下行信號(hào)從樓棟放大器輸出，經(jīng)分配器/分

支器和入戶電纜，到戶內(nèi)和用戶端口，TV信號(hào)電平均為64dBμν左右(這是鄰頻接收條件的最佳值)，是下

行信號(hào)由高電平轉(zhuǎn)為低電平的過(guò)程。而從上行信號(hào)來(lái)看，由戶內(nèi)線到樓棟放大器向上傳送的過(guò)程，同樣也

是電平下降的過(guò)程。請(qǐng)注意，從圖中可見(jiàn)，如果設(shè)所有電纜的屏蔽系數(shù)為一致，顯然④和③處由于上行電

平為最低(上行信號(hào)經(jīng)過(guò)分支器后電平會(huì)嚴(yán)重下跌)，是干擾最易侵入處。如果放大器下行輸出更高電平，

如110dBμν，可分配的用戶更多，則上行到此放大器的上行電平值更低，其干擾侵入則更嚴(yán)重！這就是所

謂“高電平輸出、無(wú)源分配到用戶”方案徹底失敗的原因。

　　在電子電路原理中，關(guān)于抗干擾的辦法，不外乎二個(gè)解決途徑：其一是屏蔽；其二是提高信號(hào)電平。

怎樣綜合利用這二種方法?顯然，對(duì)于樹枝型結(jié)構(gòu)，不可能將全部網(wǎng)絡(luò)屏蔽，唯一辦法是采用四層屏蔽的同

軸電纜。但電纜網(wǎng)是項(xiàng)“接頭工程”，數(shù)不勝數(shù)的接頭工藝缺陷，是可能處處存在，防不勝防！徹底的屏

蔽沒(méi)可能！如果簡(jiǎn)單用提高電平的辦法也不可能。將用戶電平提高到超過(guò)上行電平的極限值114dBμν(這

是關(guān)于公共防幅射安全規(guī)定，見(jiàn)IEC-70628-10)，也無(wú)濟(jì)于事。因?yàn)闃渲π尉W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將不允許所有上行電平

都采用高電平。

　　能不能換個(gè)思路，改變一下入戶分配的路由結(jié)構(gòu)，使之保證在所有的電纜(路由)中，上行電平保證高

于100dBμν，而將分支/分配環(huán)節(jié)與放大器都屏蔽起來(lái)，這就是下面介紹的集中分配入戶方案。

　 這是一種星型入戶方案，由于上行頻率低，由用戶到放大器和分支器的電纜路由中，都能保持高電平

值，無(wú)接頭，電纜路由的整體抗干擾能力極強(qiáng)，而上行信號(hào)進(jìn)入屏蔽機(jī)殼后有電平下降，但處于屏蔽條件，

且隨即放大后上行傳輸，輸出又是高電平！請(qǐng)注意：抗干擾的二種措施都巧妙地得以充分利用：高電平信

號(hào)在電纜中上行傳輸，在屏蔽的條件下合成并放大處理！

　　同時(shí)，由于管理(收費(fèi))需要，集中分配方案加上“路權(quán)管理”(在后面介紹)形成的用戶可尋址管理設(shè)

備還需外加保護(hù)箱，又可增加其屏蔽性能(由于穿引電纜的孔徑太大，屏蔽性增加有限)。

　　上述的集中放大分配方式非常巧妙和科學(xué)地(并低成本)應(yīng)用了抗干擾的所有技術(shù)。如果按十余戶(一個(gè)

樓單元)為一個(gè)集群處理，其對(duì)放大器的要求也很低(僅輸出90dBμν，20dB增益)。表面上看，放大器的數(shù)

量增加，但由于放大器成本大大降低，實(shí)際成本比傳統(tǒng)方案還低！尤其是在750MHz(860MHz)系統(tǒng)，進(jìn)口模

塊放大器輸出100dBμν也只能負(fù)擔(dān)近距離的2個(gè)單元(最多30余戶)，戶均成本也不低。用普通的優(yōu)質(zhì)-5電

纜替代國(guó)外網(wǎng)絡(luò)宣傳的四屏蔽電纜集中分配方案．接頭少，不易銹蝕，不論總投資還是長(zhǎng)遠(yuǎn)利益(壽命長(zhǎng))，

其經(jīng)濟(jì)效益巨大，維護(hù)量也大大減少！并徹底解決了雙向網(wǎng)的干擾問(wèn)題，這在當(dāng)前改造和建設(shè)單向下行電

視網(wǎng)的同時(shí)，也兼顧了今后升級(jí)過(guò)渡到雙向傳輸?shù)臒o(wú)淘汰升級(jí)，符合可持續(xù)發(fā)展條件！

　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)的大多數(shù)有線臺(tái)，歷經(jīng)幾次干線改造，但入戶分配電纜網(wǎng)部分正面臨更換期，正是機(jī)會(huì)！所

以四川省廣播電視廳明確要求省內(nèi)的有線網(wǎng)改造建設(shè)時(shí)“必須采用集中分配”就是基于這種理由。筆者認(rèn)

為，這項(xiàng)規(guī)定應(yīng)盡快成為有線電視網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)范的一項(xiàng)內(nèi)容。采用集中分配(下/上放大為一體)入戶結(jié)

構(gòu)實(shí)際應(yīng)用于雙向HFC網(wǎng)的最典型例子就是重慶合川市有線電視網(wǎng)。入戶分配電纜用普通優(yōu)質(zhì)-5電纜，其

上行C/N值超過(guò)了40dB，而且是在數(shù)個(gè)光節(jié)點(diǎn)上行后又匯集(超過(guò)5000戶以上的總匯集)條件下測(cè)試的結(jié)果

(當(dāng)然也證明了所謂光節(jié)點(diǎn)用戶數(shù)應(yīng)少于500戶的論點(diǎn)是沒(méi)有理論依據(jù)，并被實(shí)踐已經(jīng)推翻)。

　　目前，由于集中分配方式的可尋址用戶系統(tǒng)設(shè)備的有線臺(tái)(網(wǎng))已超過(guò)400余個(gè)，這些臺(tái)(網(wǎng))今后改造

成雙向HFC網(wǎng)可以做到“無(wú)淘汰、低成本”方式順利升級(jí)。

四、解決上行信號(hào)電平“匯集均衡”問(wèn)題

　　所謂上行信號(hào)電平“匯集均衡”問(wèn)題，是指千家萬(wàn)戶的用戶信號(hào)上行回傳時(shí)，由于經(jīng)由的路徑各不

相同，各路由的上行傳輸增益各不相同，必然出現(xiàn)“眾”用戶信號(hào)上行到各級(jí)匯集點(diǎn)的電平嚴(yán)重不一致。

如果其電平差異過(guò)大，即使管理Cable Modem的CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令，試圖使Cable Modem受控地調(diào)整

輸出電平(上行)，也難以達(dá)到各用戶電平上行到中心一致的目的。這就是“匯集均衡”問(wèn)題，其要害是

應(yīng)保證各用戶上行路由的傳輸增益差小于±5dB，否則，必然會(huì)出現(xiàn)某些用戶上行信號(hào)C/N值很低，而另

一些用戶上行信號(hào)產(chǎn)生過(guò)載失真(還會(huì)干擾其它頻率的信號(hào))。

　　凡是經(jīng)歷過(guò)調(diào)試上行通道的工程人員都知道，其問(wèn)題的嚴(yán)重性。這項(xiàng)問(wèn)題往往決定網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成��！

因?yàn)樵诮换ナ綐I(yè)務(wù)中，每個(gè)用戶都是“前端”又是“末端”，要將所有用戶上行到中心的電平調(diào)試為一

致(近似一致)，幾乎是不可能的，如果按過(guò)去依靠人工逐級(jí)調(diào)試，其工程量至少是百倍于下行傳輸調(diào)試

工作量！

　　問(wèn)題產(chǎn)生的原因是傳輸路由的損耗由二種頻率特性不同的器材所決定！

　　都知道，同軸電纜的傳輸損耗與信號(hào)頻率的平方根成正比(超過(guò)450M以上，還會(huì)另增介質(zhì)損耗與信

號(hào)頻率成正比)，所以，同軸電纜的傳輸損耗與信號(hào)頻率有關(guān)。

　　而分支/分配器的傳輸損耗，本質(zhì)上是由于信號(hào)能量的分配關(guān)系，而呈現(xiàn)支路輸出信號(hào)相對(duì)于輸入

信號(hào)的降低值，雖然頻率最高端產(chǎn)生的損耗大一點(diǎn)(約0.5dB)，但可近似地視為損耗與頻率無(wú)關(guān)。

　　怎樣解決這個(gè)問(wèn)題?將-18dB分支器換成-8dB的分支器(插入損耗為-2dB)，則上行電平的問(wèn)題就解決

了！也許讀者會(huì)說(shuō)放大器A3的輸入電平太高(82dBμν)，其實(shí)放大器輸入端口的電平高于正確值時(shí)，可

以用內(nèi)置下行信號(hào)衰減器將之衰減，保證下行電平輸出值為正常。所謂放大器的工作電平均應(yīng)依據(jù)內(nèi)部

放大級(jí)(或模塊)的工作電平值，過(guò)去許多人誤將放大器外部端口電平為設(shè)計(jì)依據(jù)，這是錯(cuò)誤的作法。何

況任何雙向放大器在內(nèi)部都是將上/下行分別調(diào)試的，非常方便。

　　這難道不是給我們以啟示嗎?放棄過(guò)去單純按下行傳輸?shù)乃季S方式！按下行傳輸原則確定放大器間

距，按上行傳輸進(jìn)行回傳電平(增益)設(shè)計(jì)，調(diào)試按下行傳輸調(diào)試。按這三大原則實(shí)施時(shí)，采取的方法如

下：

　　1、采用集中放大分配方式的入戶分配器材(簡(jiǎn)稱集線器)。即采用圖4所示的方案的器材(實(shí)際上是

可尋址產(chǎn)品的一部分，理由見(jiàn)后述)。樓房的每個(gè)單元(十幾余用戶)為一個(gè)最基礎(chǔ)的匯集點(diǎn)安裝一臺(tái)集

線器。由于集線器保證了到各用戶的下行入戶電平一致和各用戶上行后匯集電平近乎一致的要求，均由

產(chǎn)品的品質(zhì)來(lái)保證，這樣可將這個(gè)集線器在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中視為一個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)，即上行信號(hào)的起點(diǎn)(也是下行

信號(hào)的設(shè)計(jì)終點(diǎn))，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工作量和實(shí)際調(diào)試量減少90%(假設(shè)12戶為一個(gè)單元)。

　　上述這個(gè)措施的目的就“匯集均衡”問(wèn)題來(lái)講，簡(jiǎn)化了上行的設(shè)計(jì)和調(diào)試，也避免過(guò)去方式的入

戶電平是由施工人員的在現(xiàn)場(chǎng)處理的不可控現(xiàn)象。

　　2、在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，禁止使用分支損耗大于12dB的分支器。盡量采用分配器作分路器材，以保證各

支路上行路由的總損耗之和(電纜及分路器材傳輸損耗之和)近似相等。由于下行增益可在放大器內(nèi)調(diào)

整，這樣便可總結(jié)出“按上行傳輸設(shè)計(jì)，下行輸入電平可高不可低”的原則。

　　3、網(wǎng)絡(luò)路由盡量設(shè)計(jì)為多級(jí)星型傳輸結(jié)構(gòu)。這一條稱為對(duì)稱性設(shè)計(jì)。因?yàn)槎嗉?jí)星型結(jié)構(gòu)由中心到

用戶的分配過(guò)程正是由各用戶上行逐級(jí)匯集的過(guò)程，只要保證了對(duì)稱性，上行/下行電平必然一致。為

了保證傳輸指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)化，雙向放大器要選用低增益放大器，嚴(yán)禁使用上行無(wú)增益下行為高增益

的放大器。

　　4、正確選用雙向光工作站。在雙向傳輸條件下，要求光機(jī)能在內(nèi)部N個(gè)端口的上行電平分別調(diào)整后

匯集，上行調(diào)試就可以在光節(jié)點(diǎn)處細(xì)調(diào)就可，非常簡(jiǎn)便(也才保證今后維護(hù)調(diào)試的可行性)。

　　近些年來(lái)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多根本不具備上行傳輸升級(jí)的“預(yù)留上行傳輸功能的光接收機(jī)”，尤其

要提醒設(shè)備選購(gòu)者注意。

　　成都康特公司通過(guò)實(shí)際總結(jié)出的上述原則規(guī)范，已成功地幫助建設(shè)了若干雙向HFC網(wǎng)，作到了上行

通道幾乎無(wú)調(diào)試，不僅解決了“匯集均衡”，同時(shí)解決了“匯集干擾”(上行C/N>40dB)這兩項(xiàng)世界性難

題。

五、上行傳輸通道的安全性問(wèn)題

　　雙向HFC網(wǎng)的上行通道是“眾”用戶共用的上行頻段傳輸上行信號(hào)。由于同時(shí)采用頻分復(fù)用和時(shí)分

復(fù)用以及統(tǒng)計(jì)復(fù)用等諸多技術(shù)，加之網(wǎng)絡(luò)的帶寬優(yōu)勢(shì)，成百倍地提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。這是寬帶傳

輸網(wǎng)比傳統(tǒng)電信網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)所在之處。

　　雖然，其優(yōu)勢(shì)是共用通道，但是也帶了缺陷，這就是上行通道的安全性問(wèn)題(這不是所謂通信信號(hào)

安全防竊問(wèn)題)。其定義是：如果某用戶的室內(nèi)端口有意或無(wú)意饋入強(qiáng)烈的電磁干擾，造成上行頻段的

C/N值嚴(yán)重下降。這是對(duì)具有“公眾網(wǎng)”性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的嚴(yán)重破壞。如果查找干擾源，又不知干

擾的源頭在何處?

　　這個(gè)問(wèn)題在國(guó)際上的討論很少，主要是由于在沒(méi)有克服“匯集干擾”和“匯集均衡”這2個(gè)問(wèn)題前，

世界上還沒(méi)有大型的廣泛入戶的商用網(wǎng)，所以關(guān)于“上行通道安全性”概念尚未形成而已！在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)

中，即使存在此類問(wèn)題，也往往將此現(xiàn)象歸于“匯集干擾”而忽略。

　　試圖解決這個(gè)問(wèn)題,首先必須分析傳統(tǒng)電信網(wǎng)與寬帶網(wǎng)的區(qū)別。

　　現(xiàn)代電信網(wǎng)從開始發(fā)展的第一天起，從當(dāng)?shù)氐男盘?hào)交換機(jī)到用戶入戶的網(wǎng)絡(luò)就是呈星型結(jié)構(gòu)。由于

每個(gè)用戶都是“專線”(即信號(hào)通道采用的是空間分割技術(shù))，當(dāng)然用戶不會(huì)破壞自己的“專線”，并且，

一旦某用戶通道有故障，用戶自己也會(huì)設(shè)法通知網(wǎng)絡(luò)管理者報(bào)修。

　　而有線電視網(wǎng)的入戶結(jié)構(gòu)是樹枝型，其信號(hào)通道是公共使用(全部頻率范圍是開放的)。戶內(nèi)產(chǎn)生的

破壞性強(qiáng)干擾的可能性必然存在，一旦發(fā)生干擾某頻段，因?yàn)檎也坏皆搭^，唯一的辦法只有棄用該頻段。

CDMA通訊方式就是這個(gè)原理，但是CDMA比64QMA的頻率資源利用低得多(僅不到1/10)！為此我們作出的

代價(jià)太高了，60MHz帶寬的上源資源僅等效于6MHz帶寬。所以，筆者堅(jiān)持認(rèn)為在固定通信領(lǐng)域不宜采用

CDMA技術(shù)，而是應(yīng)該學(xué)習(xí)現(xiàn)代電信網(wǎng)，改變?nèi)霊艚Y(jié)構(gòu)和加強(qiáng)對(duì)用戶的“路權(quán)管理”，措施如下：

　　1、采用集中分配(星型)入戶，每個(gè)單元(十余戶)安裝一臺(tái)集線器，其每個(gè)端口內(nèi)含有過(guò)流，過(guò)壓

保護(hù)元件，防止惡意事故發(fā)生。

　　2、入戶后的入戶電纜裝上頻段分路器，將含有上/下交互頻段的端口與電視端口分路、隔離形成家

庭局域網(wǎng)。為配合多個(gè)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，康特公司已大批量生產(chǎn)該種頻段分路器。這樣，連接多臺(tái)

電視的電纜饋入干擾也無(wú)妨。而連接交互式設(shè)備的DATE電纜引入干擾的可能性很小，用戶不會(huì)自己損

害自己。請(qǐng)注意，這就體現(xiàn)出了下行通信頻段采用帶外方式的優(yōu)越性。

　　3、采用“路權(quán)控制”功能的可尋址設(shè)備(見(jiàn)圖4)，由于可以通過(guò)管理中心關(guān)斷每個(gè)用戶的傳輸通

道(不僅可解決收費(fèi)難的問(wèn)題)。當(dāng)上行通道頻段受強(qiáng)干擾堵塞時(shí)，對(duì)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)受干擾路由復(fù)蓋下

的用戶(群)逐一執(zhí)行極短暫關(guān)斷，以實(shí)行干擾源“偵察”手段。這一過(guò)程可由人工或自動(dòng)的方式進(jìn)行。

顯然，只要能查到干擾的源頭，以線路故障為理由暫時(shí)“關(guān)斷”該用戶數(shù)小時(shí)，以求解決問(wèn)題，幫助

排除故障。

　　采用以上3項(xiàng)措施后，上行通道的安全性可基本保證。至于信號(hào)防竊安全性問(wèn)題屬于信號(hào)處理的范

疇，不屬于本文討論范圍。

　　六、光節(jié)點(diǎn)與上行信號(hào)匯集問(wèn)題

　　近幾年，關(guān)于每個(gè)光節(jié)點(diǎn)復(fù)蓋用戶數(shù)量問(wèn)題，討論很多。許多文章根據(jù)減少干擾的目的和增加通

信容量為理由，提出了將光節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)減少到500甚至200戶(即增加光節(jié)點(diǎn))。對(duì)于這種說(shuō)法，筆者

一直沒(méi)辦法理解，因?yàn)檫@種方案的錯(cuò)誤之處是在于使用大量的光設(shè)備和光纜作的網(wǎng)絡(luò)卻在匯集點(diǎn)(如中

心機(jī)房)又將所有節(jié)點(diǎn)匯集！實(shí)際上作了一件無(wú)用的事，而花費(fèi)了數(shù)倍的資金和勞力。

　　道理很簡(jiǎn)單，如果一個(gè)光節(jié)點(diǎn)的上行信號(hào)經(jīng)一根光纖上行后在機(jī)房對(duì)應(yīng)于1套或N套數(shù)據(jù)解調(diào)器(最

多可對(duì)應(yīng)于20套)則為合理，并具備200Mbp/s的通信容量，這相當(dāng)于全國(guó)與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)總出口容量的

1/5，這就是考慮一個(gè)光節(jié)點(diǎn)的最大用戶數(shù)的基本依據(jù)之一。

　　至于光節(jié)點(diǎn)大小與匯集干擾的關(guān)系，如果不采用本文的技術(shù)方案，而匯集干擾又存在制約因素，

那么在中心機(jī)房也不能將N個(gè)光節(jié)點(diǎn)的信號(hào)匯集，因?yàn)橐坏﹨R集后又變成了一個(gè)大光節(jié)點(diǎn)，否則不如先

匯集后用一臺(tái)光發(fā)射機(jī)回傳！這是考慮一個(gè)光節(jié)點(diǎn)的最大用戶數(shù)的基本依據(jù)之二。

　　對(duì)于每個(gè)光節(jié)點(diǎn)，在一般條件下，有k×60MHz上行帶寬(1≤k≤4），當(dāng)k=1時(shí)(即僅使用5~65MHz上

行回傳），采用抗干擾能力很強(qiáng)，而頻率資源利用率并不高的QPSK方式調(diào)制，也可擁用20個(gè)信道，而

每個(gè)信道的傳送數(shù)碼率可達(dá)到10Mbp/s，即至少擁有200Mbp/s容量，而完成這個(gè)光節(jié)點(diǎn)的總頻率資源開

發(fā)利用的設(shè)備所需的資金超過(guò)百萬(wàn)元�？梢�(jiàn)，對(duì)數(shù)百戶或數(shù)千戶而言，信道資源用不完,巨額資金也投

不起！尤其是在建網(wǎng)初期，一個(gè)幾萬(wàn)戶的城市，能有100Mbps總?cè)萘烤头浅�滿意了。所以，一般都是將

所有光節(jié)點(diǎn)匯集成一個(gè)點(diǎn)(實(shí)則就是一個(gè)大光節(jié)點(diǎn))。關(guān)鍵還是解決“匯集干擾”，而不是劃小光節(jié)點(diǎn)。

　　記住，光纖應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)大復(fù)蓋半徑，決不是解決“匯集干擾”。根據(jù)筆者對(duì)諸如重慶合川市

和電子部十所雙向HFC網(wǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)推論，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)復(fù)蓋用戶數(shù)在2000~2萬(wàn)戶都是可行的，上行

C/N可達(dá)到40dB以上，可傳送任何格式的數(shù)字信號(hào)。關(guān)鍵是應(yīng)根據(jù)光節(jié)點(diǎn)下的電纜網(wǎng)半徑不超過(guò)1公里，

最好按500米半徑為原則來(lái)考慮，農(nóng)村網(wǎng)設(shè)計(jì)可按1公里半徑為原則，以自然條件諸如道路、河流等為

依據(jù)。

　　有線電視網(wǎng)的建設(shè)規(guī)律是先建立完備的前端后逐步擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)半徑，并同時(shí)入戶。而以通信業(yè)務(wù)為

特征的交互式寬帶網(wǎng)的建設(shè)首要條件是先建網(wǎng)絡(luò)，再裝小容量的交換設(shè)備并開通業(yè)務(wù)。開通后擴(kuò)大用

戶數(shù)量，根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量再擴(kuò)容。這是與搞有線電視事業(yè)而不同的特征。否則，浪費(fèi)資金卻辦不好

網(wǎng)絡(luò)。