4章广电宽带城域网骨干网技术最新归纳(陈柏年)
广电宽带城域网技术实验指导书电科模板
《广电宽带城域网技术》实验指导书( 电科版)陈柏年编浙江传媒学院电子信息学院6月实验一有线电视网络认知见习( 3学时)一、目的与要求1、掌握CATV网络的基本组成。
2、了解CATV网络的播出控制机房的基本组成。
3、了解双向HFC网络的光链路。
4、掌握HFC接入的基本设备。
二、实训场所1、有线电视前端实验室2、HFC网管实验室3、数字电视前端实验室4、有线电视接入实验室三、实训内容和步骤1、有线电视前端实验室熟悉有线电视模拟前端的基本组成, 主要设备的功能和信号流程。
2、HFC网管实验室熟悉双向HFC光纤链路的组成, 主要设备的功能和信号流程。
3、数字电视前端实验室熟悉HFC接入的基本设备CMTS和CM的功能和信号连接。
四、实验报告及要求1、画出有线电视模拟前端的组成框图, 简要说明主要设备的功能。
2、画出双向HFC光纤链路的组成框图, 简要说明光发射机和光工作站的功能。
3、画出双向HFC简要框图, 简要说明CMTS和CM的功能。
五、课前预习和课后思考1、课前预习: 有关有线电视课程和HFC网络的知识要点。
2、课后思考: 进一步归纳总结HFC网络的主要特点。
实验二数字电视前端实验( 3学时)一、实验目的1、熟悉有线数字电视前端的基本设备组成和配置连接。
2、掌握复用器及网管系统的操作与应用, 了解PSI信息的结构、PID再映射等相关内容。
3、掌握CAS系统加解扰、加解密的原理。
4、了解EPG系统的操作与应用, SI信息中主要表的原理与作用。
二、实验设备1、数字卫星接收机2、 MPEG-2编码器3、复用器4、加扰器5、服务器6、混合器7、数字电视机顶盒8、监视器三、实验原理( 一) 有线数字电视系统前端实验室的设备有线数字电视前端系统主要由信源编码压缩、码流复用、信道编码、QAM 调制、网络传输及接收等几部分组成。
编码及复用模拟图像和伴音经过取样、量化、编码成为基本码流( ES ) , 经过压缩成为传送码流( TS ) , 再进行复用、调制和传输。
有线电视城域网络改造技术江西庐山陈柏年
提高网络传输速度 降低网络延迟 提高网络稳定性
降低网络维护成本 提高用户体验 提高网络安全性
改造技术发展趋势
数字化：从模拟信号向数字信号的转变，提高传输质量 宽带化：从窄带向宽带的转变，提高传输速率 智能化：从被动传输向主动服务的转变，提供个性化服务 融合化：从单一业务向多业务融合的转变，实现业务多元化
引入SDN技术，实 现网络自动化和智 能化管理
加强网络安全防护 ，保障用户数据安 全
感谢您的观看
汇报人：
案例一：某市有线电视城域网络改造，采用光纤到户技术，提高网络传输速度和稳定性 案例二：某省有线电视城域网络改造，采用IPTV技术，实现电视、网络、电话三网融合 案例三：某县有线电视城域网络改造，采用无线宽带技术，解决偏远地区网络覆盖问题 案例四：某市有线电视城域网络改造，采用云计算技术，提高网络资源利用率和灵活性
结论与建议
改造的必要性：提高网络性能，满足用户需求 改造方案：采用光纤传输技术，提高传输速率 改造效果：提高了网络稳定性和可靠性，降低了维护成本 建议：加强技术培训，提高员工技能水平，确保改造顺利进行
提高网络带宽，满 足高清视频、VR等 高带宽应用的需求
优化网络结构，提 高网络可靠性和稳 定性
光纤到小区（FTTN）：通过光纤将信号传输到小区， 再通过铜线或同轴电缆传输到用户，适合城市用户
光纤到楼宇（FTTU）：通过光纤将信号传输到楼宇， 再通过铜线或同轴电缆传输到用户，适合商业用户
光纤到户（FTTH）+无线局域网（WLAN）：提供高速、 稳定的网络连接，适合家庭用户，同时支持无线网络连 接
实施步骤：制定详细的实施步骤和时间表，确保改造工作顺利 进行
提高网络传输速率 降低网络延迟 提高网络稳定性 降低网络维护成本 提高用户体验 提高网络安全性
广电有线电视城域宽带网的术语和结构
广电有线电视城域宽带网的术语和结构
陈柏年
【期刊名称】《广播电视信息》
【年(卷),期】2001(000)011
【摘要】我国的有线电视已成为重要的新闻传媒、人民群众获取知识和文化娱乐的重要工具和家庭入户率最高的国家信息化基础设施,并形成遍布城乡、用户总数达9000多万户、居世界首位的有线电视传输覆盖网。
广电有线电视网络是高效廉价的综合业务网络,具有频带宽。
【总页数】3页(P21-22,25)
【作者】陈柏年
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN943.6
【相关文献】
1.关于有线电视城域宽带网络改造中机房供电若干问题的思考 [J], 李强
2.东阳市有线电视城域宽带网络建设规划方案 [J], 张晓帆
3.有线电视城域宽带网的发展 [J], 廖毅文
4.广电城域宽带网双向HFC设计探讨 [J], 徐海泉;孙雷
5.有线电视企业城域宽带网的改造与规划 [J], 朱俊琢
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2章广电宽带城域网广播信道技术小结(陈柏年)
第2章广电宽带城域网广播信道技术小结一、广播信道1、基本特征：宽带广播信号（包括视频、音频及数据）的传输和分配信道。
2、组成部分：前端系统、传输干线、同轴电缆分配网络和用户终端。
3、开展业务：模拟电视广播业务、数字电视广播业务和数据广播业务。
4、信号来源：①卫星传送信号，②经光缆、电缆或微波传送信号。
③开路收转信号。
④自办节目信号。
5、频率规划：上行5～65；过渡带65～87 MHz；调频广播（FM）、数据广播业务87~108MHz；模拟电视、数字电视和数据业务111~958MHz，共分为A、B、C、D、E五个频段。
二、有线电视系统的性能指标（一）影响广播信道信号处理和传输的两个基本因素1、信号的失真程度：衡量输出信号波形偏离输入信号波形的程度。
线性失真描述指标有幅频特性，色／亮度时延差；非线性失真描述指标有互调IM，组合三次差拍CTB，交调CM，微分增益DG，微分相位DP，交流声HM等。
线性失真和非线性失真主要区别：线性失真不会产生输入端所没有的新的频率分量；非线性失真肯定产生输入端所没有的新的频率分量。
2、信号的噪声含量：系统输出信号中所含噪声的多少。
描述指标有载噪比CNR，信噪比SNR，噪声系数F等。
（二）主要公式✓等效噪声带宽： f = 5.75MHz✓基础热噪声电平：No = 20lg Uno = 2.4dBμV✓基础热噪声功率谱密度：n0=-65.2[dBμV/Hz ]✓噪声系数：F = 输入载噪比/ 输出载噪比= CNR I / CNR o✓噪声系数分贝表示：F（dB）= 10lgF= CNR I（dB）-CNR o（dB）✓信噪比：SNR（dB）= 10lg（图像信号峰值功率/噪声有效功率）= 20lg（图像信号电压峰峰值/噪声电压有效值）[dB]✓信噪比与载噪比关系：SNR（dB）= CNR（dB）－6.4dB✓载噪比：CNRo（dB）= CNR I（dB）－F（dB）= V I（dBμV）－F（dB）－2.4 [dB] （三）有线电视系统的性能参数归纳（四）系统指标的叠加和分配1、指标叠加规律归纳2、三大指标计算归纳三、前端系统（一）完整的有线电视前端三个组成部分1、模拟前端部分：主要完成模拟广播电视各类信号源的接收和下行模拟电视信号和调频声音广播信号的加工处理，并将各路信号混合成复合RF信号送给传输干线。
HFC宽带接入基础知识(陈柏年)
MCNS组织建议
• 多 媒 体 电 缆 网 络 系 统 MCNS （ Multimedia Cable Network System）：美国四大有线电视机构Time Warner 、 TCI 、 Cox 、 Comcast 所 发 起 的 多 媒 体 电 缆网络行业协会。
• 电缆数据（传输）业务接口规范DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification）：HFC 网络内进行高速数据通信的国际标准。
Connection
Twisted Pair RJ-11 connection
HFC Plant
双向HFC的基本组网
本地业务 服务器
以太网交换机
Internet
DHCP服务器/ TFTP服务器/ TOD服务器/ 网管服务器
下行中频
上变频器
模拟视频信号
下行射频
100BaseT
路由器
CMTS
上行信号
HFC
Amplifier） 7. 光纤到家庭FTTH （ Fiber to the Home） • 比较明确的表示方法：N+x，
– 其中，N为光节点，x是光节点后串接放大器的级数。
HFC中模拟和数字信道的融合
多种复用方式综合使用
• 广播信道和交互信道 之间：
– 一级光链路：SDM – 二级光链路和同轴电
R1
5.0～ 7.4
上行信道MHz R2 R3 R4 R5 R18 R19
7.4～ 10.6～ 13.8～ 17.0～ 58.6～ 61.8～ 10.6 13.8 17.0 20.2 61.8 65.0
下行信道MHz
最低频率 最高频率
108
3章广电宽带城域网交互信道技术基础小结(陈柏年)
第3章广电宽带城域网交互信道技术基础小结一、数字通信技术基础（一）模拟信号和数字信号1、模拟信号：时间上和取值上都连续的信号。
特点（1）无限连续性（2）准确比例性。
2、数字信号：时间上和取值上都离散的信号。
特点：（1）有限离散性；（2）近似对应性。
（二）模拟通信系统和数字通信系统1、模拟通信系统：信道中传输模拟信号的系统。
2、数字通信系统：信道中传输二进制或多进制数字信号的系统。
（三）数字调制方式1、基本数字调制方式：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）等四种。
2、复合数字调制方式：正交振幅调制（QAM），正交相移键控（QPSK）等。
（四）信源编码和信道编码1、信源编码的主要任务：（1）A/D变换；（2）压缩编码。
2、信道编码的主要任务：（1）码型变换；（2）差错控制。
（五）数字通信系统主要性能指标1、有效性指标（1）码元传输速率：信道每秒钟内所传送的码元（或符号）的数目，单位为波特（Baud）或码元/秒，常用符号“Bd”表示。
（2）信息传输速率：信道每秒钟内所传送的比特数，由单位为比特/秒（bit/s或bps）。
（3）频带利用率：单位时间（秒）、单位频带宽度（Hz）上传输信息量（或码元）的多少。
单位为Bd/ Hz 或bps/ Hz。
2、可靠性指标（1）码元差错率：接收错误的码元数在传输总码元数中所占的比例。
（2）信息差错率：接收错误的信息量（比特数）在传输总信息量（比特数）中所占的比例。
（六）信道容量的概念1、信道容量：信道极限的传输能力，即在给定条件、给定通信路径或信道上的极限传送速度，常用最大速度来表示。
2、香农公式：C=Blog2(1+S/N)[bps]3、奈奎斯特准则：C=2Blog2M [bps]二、数字通信相关技术（一）模拟信号数字化有抽样、量化和编码三个过程。
（二）基带传输技术1、基带传输：编码处理后的数字信号（占据基本频谱的基带信号）不搬移信号频谱的传输方式。
接入网技术学习要点(陈柏年)
接入网技术学习要点浙江传媒学院陈柏年第1章绪论1、电信网的组成2、接入网的原型和特点3、三网及其特点4、NGN基本特征和结构层次第2章接入网体系结构1、制定接入网标准的机构和两种标准规范名称2、G.902建议定义，电信接入网定界结构、接口、功能与特点3、Y.1231建议定义，IP接入网总体结构，接口与定界，功能和特点4、G.902和Y.1231之间的比较5、常用的接入技术的分类和名称第3章以太网接入技术1、局域网定义、特征、取决因素和参考模型2、以太网定义和以太网标准3、以太网MAC层功能、地址4、CSMA/CD工作原理四个特性5、以太网物理层两个子层和四个特性6、802.3两种帧格式7、以太网的发展（FE、GE、10GE）标准和要点8、以太接入网标准802.3ah和协议模型9、以太网远端馈电标准10、接入控制模式（PPP0E和802.1x）以及以太用户接入管理方法11、以太网用户接入控制与管理两种协议和工作机理12、计算机网络层次结构名称、作用、互连设备和协议数据单元第4章光纤接入技术1、光接入网的概念和类型2、光接入网功能参考配置和具体组成3、无源光网络PON的结构、特点和关键技术4、测距和测距基本原理5、EPON定义和上、下行的原理6、EPON协议模型7、MPCP定义和功能，五种类型协议数据单元（MPCP帧）8、ONU的自动发现过程9、EPON+LAN具体结构和特点10、EPON+EOC具体结构和特点第5章电话铜线接入技术1、不同DSL技术的差别2、ADSL系统结构、各部分功能、接入原理、ADSL的频谱划分和调制技术3、ADSL.lite和ADSL的主要区别4、DSLAM主要功能5、ADSL2的改进和ADSL2+特点6、VDSL的基本特点第6章HFC接入技术1、HFC基本结构和频谱划分2、DOCSIS协议栈和CM 、CMTS的功用3、CM与CMTS建立通信步骤4、CM接入带宽分配机制5、MAC帧格式6、UCD和MAP的含义、作用和特点第7章宽带无线接入概论1、影响无线传输的因素2、无线接入技术的特点3、无线接入技术的分类4、无线接入技术的发展5、GEO、LEO、MEO卫星系统的特点和应用场合按照运行轨道高低，卫星可分为GEO、MEO和LEO三种运行轨道。
有线电视系统主要技术指标陈柏年23页文档
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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广电宽带城域网交互信道骨干网技术最新归纳一、概述1、交互信道骨干网的主流技术从实际应用情况和可行性来看，主流技术是GE（Gigabit Ethernet）技术、IP over ATM（集成模型）技术、POS（Packet over SDH）技术、MPLS（Multi-Protocol Label Switch）技术、MSTP（Multi-Service Transport Platform）技术和IP over WDM技术。
2 、城域交互信道骨干网建设要点（1）以POS（Packet over SDH）技术作为上下传输和互连接口。
（2）优先考虑采用千兆以太网GE技术。
也可采用IP over A TM（集成）、MSTP和IP over WDM技术。
尽量不选DPT技术。
（3）MSTP和“一机双平面”是A TM和IP一体化的交换平台，在一定程度上可以减小技术选择的风险。
二、ATM技术（一）A TM基本概念1、ATM定义：“以信元为信息传输、复接和交换的基本单位的转送方式”。
“异步”时分复用：来自同一信源的信元之间没有固定时间关系（信元动态占据信道），识别信道依靠信元中信头的“标记”。
2、ATM信元组成：信元长度：53个字节。
信头（header）：前面5个字节，传输通路信息、控制信息等。
分UNI和NNI两种。
信息域（information field）或净荷：后面的48个字节，传输业务信息。
、ATM分层参考模型4、ATM业务类别（1）A类：恒定比特率（CBR）业务。
（2）B类：可变比特率（VBR）业务。
（3）C类：可用比特率（ABR）业务。
（4）D类：未定比特率（UBR）业务。
业务划分的三个参数：（1）源和目的之间的定时要求，（2）比特率要求，（3）连接方式。
5、ATM三个重要概念（1）ATM层传输通道：由各种不同的虚通道VP组成的整个传输通道。
（2）虚通道VP ：ATM网络中一捆有相同端点的虚通路连接VCC所组成的传输通道（一组相同端点VC之集合）。
虚通道识别符VPI用于标识属于同一VP的不同VC。
（3）虚通路VC：ATM网络中的基本交换单位，是在两个端用户之间通过网络建立起来的全双工的通信连接（逻辑链路）。
虚通路识别符VCI用于标识属于同一VC的信元群。
6、ATM路由信息：由虚通道标识VPI和虚通路标识VCI两者的组合VPI/VCI标识。
7、ATM两级交换：A TM信元的交换既可以在VP级进行，也可以在VC级进行。
VP级交换将所有的VC转送到另一条VP，VPI改变，而VCI不变；VC级交换必须和VP交换同时进行，VPI和VCI 都要改变。
（二）ATM交换机1、组成（三大模块）：（1）接口模块，（2）交换模块，（3）控制模块。
2、功能（三大功能）：（1）路由选择（空分交换），（2）信头翻译（时分交换），（3）排队（缓冲处理）。
3、两种交换结构：（1）空分交换，（2）时分交换。
（三）ATM交换机中的三个工作步骤1、根据已知的VPI/VCI接收信元；2、根据链接表中规定的值确定本次连接的输出端口（一个或多个），并更新下一次连接的VPI/VCI值；3、以正确的链接标识符将信元重新发送到输出链路上。
（四）ATM的主要特点1、面向连接的通信方式（QOS保证，ATM传送）2、长度固定的分组交换方式（信元长度固定）3、可实现VP / VC 两级交换（传输通道>VP >VC）4、采用统计时分复用方法（异步传送，VPI / VCI标识信道）5、可综合多种业务（统一的信元格式，与业务无关，与设备无关，与比特率无关）（五）IP Over ATM两种模型1、IP与ATM的技术差别2、两种模型的基本差别在于地址解析过程和A TM虚连接的建立过程。
两种模型以不同的角度看待A TM协议层和IP的关系。
三、千兆以太网技术（一）以太网技术1、以太网（Ethernet）：遵循IEEE 802.3标准的计算机网络。
2、以太网发展沿革停止，随机延迟后重新发送”。
Multiple Access）“载波侦听CS”（Carrier Sense）：发前先听；“多址访问MA”（Multiple Access）：多站点共享总线；“冲突检测CD”（Collision Detection）：对碰撞进行检测。
（二）千兆以太网基础1、帧格式：PA（7B）、SFD（1B）、DA（6B）、SA（6B）、T/L（2B）、MAC客户数据（46～1500B）、FCS（4B）。
2、介质访问控制层（1）两个功能：①MAC帧的封装（成/卸帧，编/寻址，差错检测）；②媒体访问控制（信道分配，竞争解决）。
（2）两种模式：①半双工（相同的信道只能接收和发送，采用CSMA/CD）；②全双工（每个联接有两条信道，无需CSMA/CD）。
3、物理层（四种传输介质）（1）802.3z标准三种类型的传输介质：①单模光纤1000Base-LX（5000米，建筑内部/建筑之间主干网；园区主干网；城域网）。
②多模光纤1300nm的1000BaseLX和850nm的1000BaseSX（550米，建筑内部主干网；高性能工作站，服务器连接）。
③均衡屏蔽的150欧姆铜缆1000BaseCX（25米，机架内互联）。
（2）802.3ab标一种类型的传输介质：4对Category 5非屏蔽绞合线缆1000Base-T（100米，桌面计算机，服务器连接）。
（三）千兆以太网交换机1、千兆以太网交换机（三层路由交换机）：交换机中用来处理第二层数据包的芯片功能增强到能够进行第三层数据包的处理，具有路由功能的交换机。
2、三种交换体系结构（1）总线结构（2）共享存储器结构（3）交换矩阵结构（四）虚拟局域网VLAN1、虚拟局域网VLAN：将一组物理上彼此分开的用户和服务器按性质及需要划分成与物理位置无关的“逻辑工作组” ，也即一个跨接在不同物理局域网网段内节点所形成的逻辑局域网段。
2、VLAN的实现方法（1）根据协议：根据网络层的协议类型（IP、IPX）或网络层地址（特定的IP子网）划分VLAN。
（2）根据MAC地址：直接把一组站点的MAC地址填入交换机的MAC分发表，从而交换机就会按照MAC分发表中的地址，发送信息到分发表中已有的站点，凡分发表上没有的其他站点就不会被发送。
（3）根据端口：通过软件，将一组交换机的端口配置成一个广播域的VLAN。
交换机对属于同一组的端口转发数据，不是同一组的端口交换集线器加以限制，组与组间通过路由器连接。
四、SDH技术（一）SDH相关概念1、SDH（同步数字体系）：由若干SDH的网元组成在光纤或微波上进行同步信息传输、复用、分插和交插连接的网络。
同步：支路时钟同源；数字：传输数字信号；体系：支路复接、线路传输、信号交换融为一体。
2、准同步（1）准同步：支路时钟有容限偏差约束的异步复接。
（2）PDH 的主要缺陷：①标准不统一；②没有统一的光接口标准；③复用结构复杂；④缺乏强大的网络管理功能。
3、SDH 的核心特点（1）同步复用：上下电路业务十分容易。
（2）标准光接口：对NNI （Network Node Interface ）统一规范，容易实现多厂家SDH 设备的互连。
（3）强大的网络管理能力：帧结构中安排了丰富的用于OAM 功能的开销字节，使网络的自动化程度大大加强。
4、SDH 在广电宽带城域网中的应用场合（1）广电网络的上下互连：全国、省级和地市级广播传输网基本均采用SDH 。
（2）广电城域交互信道骨干网。
（二）SDH 的复用2、STM-1 的帧结构。
9×270字节的块状帧，1帧＝2430字节＝19440比特， 帧周期＝125μs ，帧率＝8000帧/ s 。
（1）净荷（含POH ）：9×261字节（2）RSOH ：9×3字节，监控整个STM －N 。
（3）AU －PTR ：9×1字节，指示净荷在AU 中位置。
（4）MSOH ：9×5字节，监控某个STM －1。
开销：用于网络运行、维护、管理的OAM 字节。
指针：用来指示低速信号在高速信号中位置的一组二进制数。
N 个STM －1以字节为单位同步交错复接后构成STM －N 信号 。
3、SDH 的复用三个步骤（1）映射：在SDH 网络边界处支路信号经速率调整，并增加通道开销（POH ），适配进虚容器的过程。
（2）复用：使多个低阶通道层的信号适配进入高阶通道层或多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程。
提供VC －1、VC －3为低阶通道层，提供VC －4为高阶通道层。
（3）定位：使用指针，指示帧偏移信息，即VC 在TU 或AU 净荷的位置。
4、SDH 六种复用单元 （三）SDH 的四种网元）终端复用器（TM ）：路高速信号，或反过来把一路高速信号分接成多路低速信号设备。
（2）分插复用器（ADM ）：在高速信号传输链路中途分接或插入部分低速信号的设备。
（3）数字交叉连接设备（DXC ）：在高速信号传输链路中具有一个或多个信号端口，可以对任意端口之间的信号进行可控连接（包括再生连接）的设备。
（4）再生中继器（REG ）：在传输链路中途接收STM-N 信号并经过适当的处理使信号按照规定的幅度、波形和定时特性继续向前传送的设备。
（四）SDH 网络结构（1）再生段：再生器REG 与其它设备之间的连接；（2）复用段：复用器之间（可能经过一个或者多个中继器）的连接；（3）通道：源TM 和宿TM 之间的连接。
自愈网：指在网络发生故障时，在极短的时间内，无需人为干预，就能自动发现和选择替代传输路由，重新配置业务，恢复通信能力的网络。
（1）PPP ：提供多协议封装、差错控制和链路初始化控制等功能； （2）HDLC ：负责同步传输链路上PPP 封装的IP 数据帧的定界。
五、MSTP 技术1、MSTP ：基于SDH 平台，同时实现TDM 、ATM 、以太网等多种业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。
2、MSTP 的目的：通过一个平台，提供对电路、ATM 、IP 和以太网的业务支持。
目前已经成为城域传送网上的主流技术。
3、MSTP 与SDH 的关系（1）继承：①核心处理：基于 SDH VC 通道；②网管系统：与原来SDH 系统能统一到一个管理平台。
（2）发展：①MSTP 是一种新型SDH ；②形成新的接入功能。
4、MSTP 主要功能：（1）SDH 功能，（2）以太网业务透传功能，（3）以太网二层交换功能，（4）以太环网功能，（5）A TM 层处理与承载功能5、MSTP 设备的特点：（1）功能上的集成性；（2）管理上的统一性。
6、MSTP 关键技术（1）虚级联和LCAS 功能： ①虚级联技术：把多个小的容器级联起来并组装成为一个比较大的容器来传输数据业务。