接入技術 我國的有線電視寬帶Cable Modem

我國有線電視網用戶目前已超過一億戶,并以每年5%以上的速度繼續(xù)增長,因此,利用現有電視網絡設施的寬帶接入技術越來越引起人們的重視,而CableModem以其特有的普及面寬、低成本、大容量、距離遠、能支持多種業(yè)務的優(yōu)勢,必將有良好的發(fā)展前景。

現在CATV系統(tǒng)中普遍采用廣播方式的光纖/同軸電纜混合網絡(HFC),即電視信號→頭端→光纜→小區(qū)節(jié)點→同軸電纜→用戶家中的單向樹型網絡結構。伴隨智能小區(qū)數字化建設、改造,可提供諸如數字電視、Cablephone、NVOD、HDTV、數據通信等多種業(yè)務,具有860MHz以上頻寬的雙向HFC網絡已成為發(fā)展趨勢。而CM(CableModem)就是基于上述網絡基礎的一種寬帶接入方式。

傳輸方式

系統(tǒng)采用上、下行非對稱信道的傳輸方式,在HFC網絡有效頻寬42~860MHZ之間的電視頻道中劃分出一條8MHz帶寬信道,用于以廣播形式的下行數據發(fā)送。當信號采用256QAM(正交調幅)調制方式時,最高速率可達40Mbps,滿足10/100BASE-T標準。而上行數據則通過5~42MHz之間的一段2MHZ帶寬信道以共享模式的FDMA/TDMA進行回傳。為有效克服上行回傳噪音影響,使用QPSK(正交移頻鍵控)方式調制,其速率可達10Mbps。這樣利用不同的信道組合及調制方式就可實現不同的功能。

網絡是在HFC基礎上改造,配加回傳通道形成。主要有以下幾個部分:

CMTS(CableModemTerminationSystem)——CMTS作為系統(tǒng)的核心,它提供對CableModem的SNMP接口,對節(jié)點內所有CableModem進行注冊登錄、管理和控制?筛鶕䦷拰嶋H消耗情況,自動完成上行5~65MHz和下行87~860MHz(△f=62.5KHz)數據傳輸頻率間的轉換、平衡分配。能基于信道特征自適應的對發(fā)送下行數據采用64QAM/256QAM調制、接收上行QPSK/16QAM調制信號。自動調節(jié)射頻輸出電平50~61dBmV,輸入-10~+20dBmV與前端設備匹配。同時,CMTS支持TCP/IP、DHCP、TFTP、SNMP等協(xié)議,CMTS節(jié)點內IP地址由頭端DHCP服務器動態(tài)獲得,通過10/100Base-T接口與骨干網相連,并入Internet。

光工作站——光工作站是HFC雙向寬帶接入網的小區(qū)光節(jié)點設備,配有光接收和反向光發(fā)射模塊(波長1310nm,輸入-25~+5dBm,輸出+8dBm),雙向電平輸出口(輸入/輸出為80dBμV/110dBμV)完成5~860MHz帶寬光電信號轉換傳輸。內部采用CPU集中控制,含NEM網管控制單元、CMTS接口電路,能實現全面的狀態(tài)監(jiān)測管理。

雙向干線放大器——雙向干線放大器在HFC網絡中位于光節(jié)點之后,用以補償同軸電纜對射頻信號的衰減。其正向輸出口又可作為反向信號的輸入口,實現信號的雙向傳送(下行87~860MHz,上行5~65MHz)。最大輸入/輸出電平為72dBμV/120dBμV,輸出斜率變化0~8dB,增益可調0~10dB,具有良好的驅動功能。根據網絡不同可以組成單路輸出、兩路分配或分支等多種結構方式。

CM(CableMode)——CM是通過同軸電纜進行寬帶IP網絡接入的設備,與符合MCNSDOCSIS協(xié)議標準的有線電視前端設備兼容。內部集成Modem、TUNER、NTU、SNMP代理和以太網集線器等多種功能,可與ISP的服務器之間建立一個VLAN(虛擬專網)連接,實現無撥號上網的永久在線。其上行/下行數據速率最大10/42Mbps,用戶數小于15(CM可支持管理15個MAC地址)。通過SNMP可對它進行遠程管理服務,并有自動下載升級軟件版本功能。

注意的問題

一是上行通道噪聲。它主要由短波廣播信號竄入噪聲、電弧放電產生的寬帶脈沖噪聲、各個站點設備互調噪聲及用戶電視機產生的中頻輻射噪聲等構成,這對于樹型結構HFC網絡來說極易在根節(jié)點部形成上行信道噪聲的疊加,對回傳信號產生干擾。

載噪比CNR是衡量通道質量的一個重要指標,CNR=(C/N)db=Vi-Nf-10lgn-2.4dB(Vi輸入電平,Nf噪聲系數,n設備數,2.4dB熱噪聲),系統(tǒng)要求上行通道的載噪比CNR>36dB。具體解決辦法是:合理選擇上行通道的頻率,通過對網絡頻帶進行監(jiān)測,避開干擾噪聲頻點;在噪聲源加裝濾波電路隔離干擾源;使用參數指標較高的網絡部件(同軸電纜、放大器、分支器、連接端子)來提高載噪比,并減少設備之間串擾;將每節(jié)點用戶數限定,以減少干擾源數量等。另外在工程的設計階段對網絡設備數量、位置、屏蔽接地、電纜長度和走向做好合理的規(guī)劃,往往起到事半功倍的作用。

二是確定光節(jié)點用戶數。系統(tǒng)的每一個通道可支持500~2000個CableModem用戶。但由于CMTS的通道帶寬固定,采用共享模式傳輸數據,所以用戶數越少網速越快,用戶數≈上行速率×下行速率/在線率×下載率×最小需求速率?紤]到上行噪聲干擾與傳輸速率的綜合影響,每光節(jié)點用戶數取值200~1000范圍。

三是CM的使用,CM是與CMTS配套使用的,為保證正常工作,兩者的協(xié)議標準均應一致。面板上的Online/Cable/CMOK燈顯示與HFC網絡連接狀態(tài);Connect/PC燈表示100Base-T端口狀態(tài);而Receive/Transmit/Data數據傳輸燈在數據傳輸時閃亮。發(fā)現CM工作異常時,可根據指示檢查連接電纜是否牢固、供電是否正常,檢查有線電視信號收看是否正常,重新復位ping一下網關看網絡是否正常。一般有兩種可能情況:HFC信道出現問題,雖不妨礙電視節(jié)目的收看,但影響CM正常工作;CM系統(tǒng)本身(包括CTMS)故障。

 

   來源:賽迪網-技術社區(qū)
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