HFC接入网技术
HFC接入
14
接入网技术
Cable Modem
CM
Router
HFC CMTS
Internet
CMTS
Cable Modem Termination System 电缆调解器头端系统 Cable Modem 电缆调解器
接入网技术
CM
15
CM:电缆调解器
连接用户的PC与HFC网络 对网络和用户数据进行调制/解调，并传输 实现网络与用户数据的双向交互 连接数据网与HFC 对数据的调制/解调与传输，对所有CM的接入 进行控制（认证许可） 给CM分配带宽并进行管理
HFC网络能够传输的带宽为750MHz～860MHz ，少数达到1GHz。上行通道（Upstream Channel）使用5～42MHz频段（高频HF和甚 高频VHF），用来传送上行电话及用户请求/ 控制信号；下行通道（Downstream Channel ）使用50～1000MHz频段（甚高频VHF和特高 频UHF），其中50～550MHz频段用来传送模 拟电视和立体声广播，550～750MHz频段用 来传送数字电视（也可分出一部分频段用来 传输下行电话及用户数据信号），750～ 1000MHz频段预留用来传送双向通信业务。
HFC宽带接入网技术要解决的 问题
数字压缩技术
宽带交换技术
有限制接收系统 HFC LAN互联系统
23
接入网技术
集中分配式HFC网络
S-CDMA HFC网络
24
接入网技术
接入网技术
CMTS: 头端设备
16
CMTS与CM的通信过程
HFC技术介绍
一、HFC最成熟的技术0000混合光纤/同轴网（HFC）是从传统有线电视网发展而来的。
传统的有线电视网多为同轴电缆系统或微波电缆系统，只能传输几十套电视节目。
随着社会经济的发展，人们对信息需求的不断增加，传统的有线电视网络已经难以满足需求。
20世纪90年代初，随着光传输技术的成熟与发展，人们开始考虑在有线电视系统中采用光传输，这种采用了光传输的有线电视网就是混合光纤/同轴网（Hybrid Fiber Coax，HFC），它具有频带宽、容量大的优点。
0000随着HFC的推广，人们开始思考如何充分地利用其优点。
1993年初，Bellcore提出了在HFC上同时传输分配式广播信息、交互式电信信息、模拟信息以及数字信息，实现"全业务"接入。
该方案的提出促进了有线电视经营者和电信经营者在经营方面的相互渗透。
一时间，无论是有线电视经营者还是电信经营者都把目光投向了HFC，把它作为宽带接入的优选方案。
但是，在其后的试验中，无论是有线电视公司的电缆电话业务还是电信公司的有线电视业务都相继以失败告终。
就在人们打算放弃HFC时，Internet的迅速发展使HFC重新得到重视，这就是在HFC上利用电缆调制解调器（Cable Modem，CM）技术提供高速上网业务。
未来趋势00 0HFC上传输IP数据业务的成本投资主要在于同轴电缆的双向改造上。
在国外，CMTS 的成本大约在每户50～100美元;馈线部分大约是2000美元/英里，每户的成本则依赖于每英里覆盖的家庭数和其中的用户比例；引入线的成本大约75美元/用户。
但在国内，同轴电缆双向改造的费用还不算很高.0000由于在HFC上传输IP数据的业务主要面向普通家庭用户，因此服务的价格倍受关注。
目前在美国，CM的安装费用为100美元，如果采用租用形式，月租费加使用费为30～50美元。
由于标准方面的问题，CM仍未走上零售渠道，有线电视运营商必须先购买CM然后再租借给用户，这给运营商增加了很大的资金压力。
接入网的hfc名词解释
接入网的hfc名词解释随着互联网的普及和发展，人们对接入网技术也有了更多的关注。
HFC （Hybrid Fiber Coaxial，混合光纤同轴电缆）就是一种常见的接入网技术。
本文将对HFC进行名词解释，并探讨其工作原理、应用和优缺点。
HFC是一种将光纤和同轴电缆结合使用的传输技术。
它主要由两部分组成：光纤和同轴电缆。
光纤作为主干线，负责中心局和用户之间的高速数据传输；而同轴电缆则用于将信号引入用户的家庭或办公室。
这种混合的设计，使得HFC在传输速度和成本上都有了很好的平衡。
HFC的工作原理如下：中心局通过光纤将宽带信号传输到分配节点，然后使用光纤配线电缆将信号传输到各个光节点。
光节点利用光纤将信号转换为同轴电缆可以传输的电信号，然后通过同轴电缆将信号送达用户家庭或办公室。
这种设计使得HFC能够实现大范围的覆盖，并且在信号传输过程中保持较低的损耗和干扰。
HFC技术作为一种接入网技术，具有广泛的应用。
首先，它被广泛应用于有线电视网络中。
通过HFC技术，有线电视公司可以提供丰富的视频内容和高质量的图像传输。
其次，HFC也可用于提供宽带互联网接入服务。
通过HFC技术，用户可以享受到高速的网络连接，以满足各种在线娱乐、办公和通信需求。
此外，HFC 还可以用于实现电话和数据传输等应用。
尽管HFC有着广泛的应用，但它也存在一些优缺点。
首先，HFC能够提供高速的数据传输速度，可以满足用户对高带宽的需求。
其次，HFC的网络结构相对简单，不需要改造原有的电视同轴电缆网络，因此降低了部署成本。
同时，HFC 还具有较高的可靠性和稳定性，能够在用户数量较多的情况下仍然保持较好的服务质量。
然而，HFC也存在一些缺点。
首先，由于光纤主要用于主干线传输，信号在进入用户家庭或办公室之后仍然需要通过同轴电缆传输，因此传输速度有一定限制。
其次，HFC的带宽是共享的，随着用户数量的增加，网络速度可能会下降。
此外，HFC对环境的要求较高，特别是电缆的质量和铺设条件需要得到保证。
接入网技术第06章hfc接入技术
未来，HFC技术将继续朝着更高带宽、更 灵活的网络结构、更智能化的管理方向发 展，以满足用户不断增长的需求。
02
HFC接入技术原理
HFC网络结构
混合光纤同轴电缆网
HFC网络由光纤和同轴电缆混合组成， 光纤用于传输信号，同轴电缆用于分 配信号。
前端
前端是HFC网络的核心，负责信号的 接收、处理和发送。
05
HFC接入技术的发展趋势
高频谱利用率
频谱共享
通过频谱共享技术，允许多个用户同 时使用同一频谱，提高了频谱利用率。
动态频谱分配
根据用户需求和网络负载情况，动态 分配频谱资源，实现频谱的高效利用。
大规模网络部署
光纤到户
通过光纤网络将高速数据传输到用户家 中，实现大规模网络部署。
VS
节点优化
优化网络节点布局，降低网络复杂度和成 本，提高大规模网络部署的可行性。
融合其他接入技术
无线与有线融合
将HFC技术与无线通信技术相结合，为用户提供更加灵活的接入方式。
多技术融合
将HFC技术与其他有线或无线接入技术融合，实现多技术协同发展。
THANKS
感谢观看
接入网技术第06章HFC接 入技术
• HFC接入技术概述 • HFC接入技术原理 • HFC接入技术的应用场景 • HFC接入技术的优势与挑战 • HFC接入技术的发展趋势
01
HFC接入技术概述
HFC技术的定义
• HFC（Hybrid Fiber Coaxial）接入技术是一种将光纤和同轴 电缆结合使用的混合型网络接入技术。它结合了光纤传输的高 带宽和同轴电缆分配网络的广泛覆盖范围，为用户提供宽带接 入服务。
详细描述
HFC（Hybrid Fiber Coax）接入技术结合了光纤和同轴电缆的 优势，能够提供高带宽、低延迟的数据传输。在宽带接入应用 中，HFC技术通过将数据信号与有线电视信号混合传输，使用 户能够获得高速互联网接入服务。
HFC宽带接入网技术的现状与应用研究
ＨＦＣ宽带接入网技术的现状与应用研究摘要：本文阐述了HFC 网络宽带接入技术的基本原理、现状和主要应用,由HFC网络所提供的全业务网将是一种新型的宽带业务网,为我们提供了一种实现宽带通信的良好方法。
关键词：HFC网络CATV网络宽带接入近年来Internet的飞速发展和普及极大地推动了宽带业务市场，带动了电子商务及网络经济的持续发展。
随着网络技术的发展及“三网合⋯ ”的日趋融合，广大用户对带宽、上网速度、视频点播和其它接入内容服务等提出了更高的要求。
如何更好地满足用户的需求，将HFC 与其具有的宽带和高速的优势转化成生产力，已成为广大业内人士关注的焦点。
因此，从这个意义上讲，广电业正面临着一个前所未有的发展机遇与挑战，广电网要想在“三网合一”的进程中扮演“主角”，除了必须统一认识，进一步加大资金投入的力度外，还必须在接入技术上有所突破。
一、IFC宽带接入技术一种“基于有线电视HFC 宽带接入解决方案” 的推出引起了业内人士的广泛关注，这种接入解决方案也采用了S．CDMA 的扩频技术，它综合了扩频技术和时下广电业十分推崇的干兆以太网数据传输两方面的优势，实现了对现有的HFC 网络无需大的改造即可高速上网和视频点播等宽带业务。
同时，另一个显著特点是网络改造的成本较低，用户端设备售价也较低(仅为600元左右)。
随着其技术的不断成熟和价格的下降，待到该技术大面积推广时必将带来广电业的一场革命(真正意义上的增值业务普遍开展，相当于广电业的二次创业)，在最后一公里上尽显同轴电缆的优势，迅速取代电信的双绞线窄带上网方式，实现名符其实的宽带高速上网，从而一举形成宽带业务的主流，带动广电经济的起飞，进而产生巨大的社会效益和经济效益。
这种HFC 宽带接入技术方案针对我国广电业的现状(拥有大量的同轴电缆，光纤资源，迫切希望开展宽带和数据业务又苦于没有好的接入网解决方案)而提出并提供全系列的接入产品。
光纤同轴电缆混合网(HFC)技术详解
HFC(Hybrid fiber coax)光纤同轴电缆混合网，是采用光纤和有线电视网络传输数据的宽带接入技术。
下面我们具体来讨论此项技术。
当有线电视网重建他们的分布网以升级他们现有的服务时，大部分转向了一种新的网络体系结构，通常称之为“光纤到用户区”，在这种体系结构中，单根光纤用于把有线电视网的前端连到200-1500户家庭的居民小区，这些光纤由前端的模拟激光发射机驱动，并连到光纤接收器上（一般为“结点”），通常由电话杆或用户区基座。
这些光纤接收器的输出驱动一个标准的用户同轴网。
“光纤到用户群”（光纤到用户区）的体系结构与传统的由电缆组成的网相比较，主要好处在于它消除了一系列的宽带RF放大器，需要用来补偿同轴干线的前端到用户群的信号衰减，这些放大器逐步衰减系统的性能，并且要求很多维护。
一个典型“光纤到用户群”的衰减边界效应是要额外的波段来支持新的视频服务，而现在已经可以提供这些服务。
在典型“光纤到用户群”的体系结构中，支持标准的有线电视网广播节目选择，每个从前端出去的光纤载有相同的信号或频道。
通过使用无源光纤分离器，以驱动多路接收结点，它位于前端激光发射器的输出处。
“光纤到用户群”的有线电视网系统可利用单个输出光纤以重用交互服务的带宽。
例如，在结点1的10频道和结点2的是10频道不同节目或数据，这种重用结合中等规模结点（一般要少于1000个通过的用户）。
从光纤的安装上增加系统的可用带宽，将在最大程度上升级有线电视网系统，以便把单个的波段分配给每个交互式服务的用户。
宽带分布网体系结构，把光纤用于从交换中心或前端到用户群的远据离传送，结合同轴电缆下载到单个用户，就如通常所说的“混合光纤同轴电缆”。
这种光纤电缆系统，正在由有线电视网和电话交换局作为通用的基础设备铺开。
对于电话交换局而言，现有的标准电话线采用ADSL技术，能支持1.5MBIT/S到8MBIT/S的带宽。
从交换中心到家庭的距离可达到8000到15000尺（依带宽而定）。
HFC网络宽带接入技术
Mbps ,下行传输速率可达35Mbps ,距离可以是100km甚至更远。
当前,HFC主要存在3个国际标准。DOCSIS标准支持北美的有线电视制式NTSC。为了更好地支持亚洲和欧洲的有线电视制式,Cable Labs 组织又提供Eu2roDOCSIS 标准。
（二）HFC主要网络应用
在HFC网络中,局端接入设备以上部分,就是常规的城域或局域网络,有网管系统,也有提供本地业务的服务器,以及相关的用户认证与计费设备。从局端到用户端的Cable Modem 是HFC 的部分,实际上完成的是数据信号在有线电视网络中进行传输的调制解调工作。Cable Modem与用户PC 之间可能通过以太网或USB接口相连。在有线电视网络发达的地区,充分利用已有的网络资源,实现电视信号与数据信号的混合传输,同时又可利用同轴线高带宽的优势,这些都使得HFC 成为一种很有竞争力与潜力的接入方式。
浅谈HFC技术及其应用
浅谈HFC多媒体宽带接入网技术摘要:本文以拓扑结构为“星—树”型或“环—星—树”型的HFC(光纤同轴混合结构)多媒体宽带接入网为例，对其双向传输的实现方式、频谱资源的分配、上行信道多路用户接入的方式以及上行信道中干扰噪声的来源与控制措施等技术问题进行了论述和探讨。
传统的通信网络主要有以承载窄带电话业务为主的电信网络，承载宽带模拟广播电视业务的有线电视网络和承载数据业务的计算机网络。
而承载多媒体业务的多媒体宽带网络则应该是一个宽频带、高速率，将电信业务、广播电视业务、计算机数据业务集于一身的统一的网络，也就是将传统的三种通信网络“三网合一”。
HFC多媒体宽带接入网(以下简称HFC接入网)以其特有的宽频带入户、频谱资源丰富、交互式双向传输等技术特点，除承载广播电视业务外，还能承载通信业务和计算机数据业务等多媒体宽带业务。
一拓扑结构通过对城市有线电视网进行干线光纤化和传输双向化改造，可建成HFC接入网，而城市有线电视网一般是由前端、“星”型结构或“环-星”型结构的光纤干线传输网以及“树”型结构的同轴电缆分配网三部分组成，所以HFC接入网的拓扑结构为“星-树”型结构或“环-星-树”型结构。
它利用光缆代替了同轴电缆作为干线传输介质，同时引入光节点概念，光节点的主要功能是完成光纤干线传输和同轴电缆分配网之前下行信号的光／电转换和上行信号的电／光转换。
目前HFC接入网的光纤传输干线可从前端一直延伸到每个小区并终止于该小区的最后一个光节点，小区内每个光节点一般有3—4个同轴电缆支路输出，每个光节点一般大约包括500—2000户终端。
前端到光节点的典型距离为5—25Km，光节点到用户终端的距离一般小于2Km。
二双向传输的实现方式HFC接入网应具备承载上下行双向交互式多媒体宽带业务的能力，为实现双向传输，在对单向传输的有线电视网进行改造时，必须对前端、干线传输网、用户分配网和用户终端的设备作相应增加或改造。
前端需要增加具有接收、运算、处理、显示信息等功能的设备，干线传输网必须增加双向滤波器，需要用新的双向放大器来取代原有的单向放大器，每个光节点也需由单向改造为双向，要增加电／光转换器，还要为上行信道增加回传激光束和回传光缆(或光波分复用器)，用户分配网的同轴电缆的带宽应升级到750MHz以上，用户终端设备除电视机外，还需配备能接收、发出指令和信息的设备，如PC机、电话机、摄像机、机顶盒STB、线缆调制解调器CM(Cable Modem)等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.1 HFC接入网技术
2.2 Cable Modem技术 2.3 EoC及其组网
2.4 IPTV及其组网
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
1
2.1 HFC接入网技术
一、 HFC网络组成#
8
提供业务：IP电话、IP视频会议、IP电视、Internet； 网关1完成模拟电视与数字化IP电视的转换； 网关2完成传统PCM数字语音与数字化IP语音的转换； Router、网关1、网关2 与 Cable Modem传输机即可分开，
也可合为一体。
2、IP传送协议结构
模拟 电视
数字 电视
网关1
电信网 PSTN
Comput. Net
ADM
ADM
ADM
ADM
Switch/ 网关2
Router
CMTS结点 HFC
用户设备
模拟
2020/4/7
PCM 语音
IP语音 模拟
Dr. Zhanqi X不U,同Na位tion置al 语Key音La体b o制n ISN, Xidian University
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
2
外网（模拟网）
解调
解 调
外网（核心网）
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
D1
OTN
2）R1-D1, D1-D5, D5-R5构成链路
D5
3）R1-O1, O1-O7，O7-O8,O8-O5，O5-R5构成链路
Voice over DSL
3
3. 网元及其功能
(1) 前端 ➢ 连接PSTN的设备：PBX、CO等 ➢ 连接电视设备：模拟电视设备、数字电视设备（IPTV 服
务器） ➢ 连接Internet/数据网：路由器、集线器等 ➢ 内 容 服 务 器 ： 视 频 会 议 服 务 器 （ MCU：Multipoint
Control Unit）、VoD服务器 ➢ 网 管 系 统 ： SNMP（Simple Network Management
VoD数字电视
710~750 非广播电视
750~1000 个人通讯
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
7
Internet
三、基于IP的HFC网络
1、网络结构
CATV
ADM#: Add & Drop Multiplexer 分插复用器（detailed in Ch 5）
送机制，如分组丢失、时戳（time stamp，用于 收端时延波动处理）
RTCP（实时传送控制协议）： Real-time Transport Control Protocol，提供
传输质量测控，如分组丢失率等
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
数据
语音、视频 RTP/RTCP
DWDM
TCP/UDP/IP PPP SDH
物理光纤
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
9
RTP(实时传送协议)： Real-time Transport Protocol，提供实时传
1、什么是HFC网？
HFC: Hybrid Fiber
coaxial cable , HFC is a
shared broadcast medium
它是利用光纤进行干线传输、 用户网络采用同轴电缆，可以 实 现 CATV、Internet、 数 据 、 电话/视频等业务双向传输的
网络。
2、模拟数字HFC网络结 构 （图见黄孝建P146）
光接 收机
TV信号
器
光
收
射频分配组合
机
和IP骨干网 上联
2020/4/7
分前端
光
放
用户端：电视端口以及各种数据
节
大
业务端口（CM或者STB等）
点
器
供
电
用户分配网
器
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
6
二、HFC接入网中的频率分配－同轴电缆中的频谱分 配
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
4
(3) 用户服务区（配线网+用户引入线）
A. 光纤结点
分支器
(射频)
B. 分支器将下行信号分配到用户单元
C. 引入线一般使用软电缆
D. 用户设备：
机顶盒（Set Top）
：连接电视设备
10
R2
R3
3. 分组传送技术简记
SDH （分层网嵌套式连接）
R1
R5
X over Y (over Z) (X分组 在Y分组中传送，
Y 分组 在Z分组中传送，studied in detail
in the chapter No.8 ；例如，左图的R1～
D2 D3 D4
R5链路的提供有3种方式：
1）SDH层的直连链路
Protocol) ➢ 基带处理设备：调解器MODEM、复用器Multiplexer ➢ CMTS＃：Cable Modem Termination Sys.，电缆调解器
端局系统，是HFC的核心设备 （2）光纤传输设备
光纤及传输设备组成 下行 50 ～ 750MHZ 上行 5 ～ 200 MHZ
2020/4/7
1) 回传（上行）信道： 5 ~ 30（42）MHz 一般 5~30 MHZ传输上行电话
30 ~42 MHz
传输上行数据（VoD点播信令）
2) 广播、电视频率段(MHZ) ：Βιβλιοθήκη 48.5~92模拟广播电视
87.0~108 FM广播
111~550 模拟广播电视（450~550也可以用于数字电视）
550~710
线缆调解器（Cable Modem）：连接计算机、话机设备
2020/4/7
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
5
4. 实用网络实例
CMTS 1:4
东方有线网络有线公司网络示意图
光
分
光发
路
送机
射频分配 (包括射频放大重 新分配)