作者:心梦无痕

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有线电视双向 HFC 网络基础

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一、HFC 网络的定义及特点

HFC 即Hybrid Fiber-Coaxial 的缩写,是混合光纤同轴电缆网。 是一种发展前景广阔的通信技术。HFC 通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成,从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输;到用户区域后把光信号转换成电信号,经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期 CATV 同轴电缆网络的不同之处主要在于,在干线上用光纤传输光信号,在前端需完成电—光转换,进入用户区后要完成光—电转换。

HFC 的主要特点是:传输容量大,易实现双向传输,从理论上讲, 一对光纤可同时传送150 万路电话或 2000 套电视节目;频率特性好,在有线电视传输带宽内无需均衡;传输损耗小,可延长有线电视的传输距离,25 公里内无需中继放大;光纤间不会有串音现象,不怕电磁干扰,能确保信号的传输质量。

同传统的 CATV 网络相比,其网络拓扑结构也有些不同:第一,光纤干线采用星形或环状结构;第二,支线和配线网络的同轴电缆部分采用树状或总线式结构;第三,整个网络按照光结点划分成一个服务区;这种网络结构可满足为用户提供多种业务服务的要求。随着数字通信技术的发展,特别是高速宽带通信时代的到来,HFC 已成为现在和未来一段时期内宽带接入的最佳选择,因而HFC 又被赋予新的含义,特指利用混合光纤同轴来进行双向宽带通信的CATV 网络。

二、HFC 网络的传输模式及拓扑结构

(一)HFC 网络基本的传输模式

HFC 网络的传输模式分为集总式HFC 网络和分布式HFC 网络。集总式HFC 网络主要适用于县级网、企业网;分布式HFC 网络主要适用于地级市以上的超大规模CATV 宽带综合信息网。

1、集总式HFC 网络

集总式HFC 网络的基本特点是网络中只有一个独立的前端,所有光节点的信号都由独立的前端通过光纤干线馈送,而所有的信号(模拟电视、数字电视、数据、电话等)也都汇集在前端,其基本构成如下:

“有线电视HFC 网总前端”——“光纤主干”——“同轴电缆分配网”——“用户终端”

2、分布式HFC 网络

分布式 HFC 网络的基本特点是以城市或区域有线电视网的总前端为中心的多个分前端传输模式。总前端通过一级光纤干线向各个分前端传输信号(含模拟和数字),原则上节点由各分前端馈送信号。分前端除了可收转本地电视节目和自办节目外,还是数字光纤和模拟光纤传输平的光分配与交换中心,其基本构成如下:
“有线电视HFC 网总前端”——“光纤主干”——“分前端”— —“光纤主干”——“同轴电缆分配网”——“用户终端”

(二)HFC网络的拓扑结构

HFC网络按其规模、结构通常可分为“星形拓扑”、“树形拓扑”、 “环形拓扑”四种拓扑结构。

1、树形拓扑结构是以前端为中心,通过主干线、支干线、支线、 分支线、用户线等组成的网络系统。树枝型网络是按用户的自然分布情况来组网的。

树形结构的优点是:按实际需要进行敷设,投资省。

树形结构的缺点是:信号经过多次分配,插入损耗大,因而需要更大的信号源;各分配器件和各结构造成多重反射,使链路噪声增加,失真度变大;主干链路或分配器件损坏将影响后续链路,网络可靠性低。

2、星形拓扑结构是将每个传输节点都和前端直接相接,即以前端为中心向四周辐射通达光节点,光节点的位置相对于前端呈星形结构。

星形结构的优点是:点到点传输;光分配从前端至光节点一次到位;分光器用量少;某一光纤支路发生故障不会影响其他光链路,可靠性高;网络覆盖面大;易于实现双向多功能业务传输。

星形结构的缺点是:光纤需求量大。

3、环型拓扑结构是在大型有线电视联网系统中,将总前端与各中心前端串接起来即形成环型拓扑结构。有线电视网向多功能网发展时,采用环形网作为主干有很多优点,其一可以减轻主前端/主中心的业务压力,其二便于实现网络管理,其三利用环形网很强的冗余备份能力,使网络的可靠性大大提高。因此特别适用于大型的城域网。

环状的光纤通常由传输方向相反的两条光纤环组成,每个分前端都能接收从两个方向传来的信号,这两路相同的信号互为备份。主前端设两套光发射设备,一套发射信号沿顺时针方向,另一套发射信号沿逆时针方向在两个光纤环路上传输。每个分前端都从光纤环路上取下两路信号,当主用光路出现故障或信号质量劣化时,射频转换模块将自动地接通备份光路传输的信号,保证信号不致中断。

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