有線電視HFC雙向網(wǎng)設(shè)計(jì)改造

有線電視HFC雙向網(wǎng)設(shè)計(jì)改造第1頁/共258頁內(nèi)容安排：一、我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造綜述二、有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)綜述三、有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、前端/分前端設(shè)計(jì)、光鏈路設(shè)計(jì)、電纜線路設(shè)計(jì)、關(guān)鍵傳輸設(shè)備應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)總體調(diào)試四、城市有線電視雙向HFC網(wǎng)絡(luò)建設(shè)遵循的原則五、鄉(xiāng)鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)絡(luò)改造六、雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用(數(shù)字電視/互動電視、VoD點(diǎn)播和CableModem寬帶數(shù)據(jù)通信等)第2頁/共258頁張海濤在2007CCBN的主旨報(bào)告中關(guān)于有線電視技術(shù)政策要點(diǎn)：積極推動有線電視數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換，促進(jìn)有線電視網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)要長期保留至少六套模擬電視節(jié)目，確保最基本的公共服務(wù)，模擬與數(shù)字同步播出將長期共存加快有線電視光纖化、雙向化改造步伐加大新業(yè)務(wù)新服務(wù)的開發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)雙向、交互、多功能、多業(yè)務(wù)，全面提升有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平和業(yè)務(wù)承載能力加快有線電視網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的企業(yè)化改制，建立完善網(wǎng)絡(luò)公司的法人治理結(jié)構(gòu)根據(jù)《物權(quán)法》規(guī)定，有線電視網(wǎng)絡(luò)整合改制過程中，不能簡單地依靠行政命令，要充分運(yùn)用市場機(jī)制和股份制的辦法，不能損害物權(quán)人的合法權(quán)益第3頁/共258頁

未來趨勢全國城鎮(zhèn)基本實(shí)現(xiàn)有線電視數(shù)字化終端需要較長的歷史過程模擬電視停播期限已無限期開放的公益性頻道適當(dāng)減少增加頻道專業(yè)化、服務(wù)個(gè)性化節(jié)目制作專業(yè)化與社會化共同發(fā)展電視臺自己制作與社會上影藝公司制作的比例將發(fā)生變化

網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐和運(yùn)營支撐兩個(gè)系統(tǒng)應(yīng)逐步建立，形成多媒體信息平臺確保市場開拓、網(wǎng)絡(luò)效益和運(yùn)營管理數(shù)字化平移投資多元化青島模式、杭州模式、佛山模式等，都有特定的歷史條件和環(huán)境條件，從社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，市場化運(yùn)作應(yīng)是主要途徑第4頁/共258頁1、我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造綜述

1）我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造起步于90年代后期，在1998年3月DOCSIS1.0標(biāo)準(zhǔn)成為ITU的國際標(biāo)準(zhǔn)后，中國有線電視網(wǎng)絡(luò)開始了雙向化改造的浪潮。青島、廣東、上海等沿海發(fā)達(dá)地區(qū)率先開始了雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造，在雙向HFC網(wǎng)絡(luò)上嘗試采用CableModem系統(tǒng)發(fā)展寬帶數(shù)據(jù)用戶。第5頁/共258頁

2000年，國內(nèi)最大的有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商上海有線電視網(wǎng)絡(luò)公司宣布對全網(wǎng)進(jìn)行全面雙向化改造，到2001年底基本完成。在上海進(jìn)行雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造的同時(shí)，杭州有線與杭州網(wǎng)通合作，在改造HFC網(wǎng)絡(luò)時(shí)，采用五類線入戶建設(shè)了城域范圍的以太網(wǎng)絡(luò)。針對當(dāng)時(shí)各地有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商普遍面臨的網(wǎng)絡(luò)雙向化改造中的“做什么”和“怎么做”的困惑，中國廣播電視協(xié)會技術(shù)研究委員會于2001年10月發(fā)表了“關(guān)于廣電有線電視城域?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)建設(shè)的意見”專家技術(shù)研討建議書，2003年廣電總局科技司以指導(dǎo)意見文件發(fā)布，該建議書的出臺，對全國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造起了積極的指導(dǎo)作用。第6頁/共258頁

目前，我國絕大部分有線電視網(wǎng)絡(luò)沒有進(jìn)行雙向化改造，有線電視運(yùn)營商發(fā)展的寬帶數(shù)據(jù)用戶數(shù)量不多。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全國有線電視運(yùn)營商的寬帶數(shù)據(jù)用戶數(shù)量約200萬戶，其中，東方有線電視網(wǎng)絡(luò)公司（原上海有線電視網(wǎng)絡(luò)公司）有約37萬CableModem用戶，深圳天威視訊公司有20多萬CableModem用戶，南京有線電視網(wǎng)絡(luò)公司有約5萬CableModem用戶，江門有線電視網(wǎng)絡(luò)公司有近3萬CableModem用戶，全國CableModem用戶總量約100萬戶，另外還有數(shù)十萬以太網(wǎng)用戶。第7頁/共258頁2005年底，深圳天威視訊公司寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入已超過模擬電視業(yè)務(wù)收入，天威公司的有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造經(jīng)驗(yàn)也引起了全國有線電視同行的關(guān)注。已完成有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換的青島，在先后嘗試過CableModem與以太網(wǎng)技術(shù)后，最終確定使用EPON技術(shù)建設(shè)全交互式的網(wǎng)絡(luò)。深圳的經(jīng)驗(yàn)與青島的探索引發(fā)了有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的新一輪浪潮，相比于2000年的有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造浪潮，此輪“浪潮”從業(yè)務(wù)與技術(shù)層面上都有進(jìn)一步的深化與發(fā)展，也蘊(yùn)涵了有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換之后的思索，將會有更多的有線電視運(yùn)營商加入到此輪有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造浪潮之中。第8頁/共258頁

在有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的技術(shù)選型中，存在著

CableModem接入方式，

以太網(wǎng)接入方式兩種技術(shù)。隨著EPON技術(shù)的發(fā)展成熟，又增加了一種新的技術(shù)選擇-EPON接入方式。對于CableModem系統(tǒng)的匯聚噪聲問題，EPON技術(shù)的成熟度與可運(yùn)營性問題，以太網(wǎng)方式的隱性成本與網(wǎng)絡(luò)管理問題等，廣大有線電視運(yùn)營商普遍存在著種種疑慮與擔(dān)憂，在實(shí)際工作中難以作出選擇與決斷。第9頁/共258頁

2）我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的形勢分析當(dāng)前，我國有線電視運(yùn)營商面臨的競爭形勢不容樂觀，主要的競爭環(huán)境有如下四方面：第10頁/共258頁

a）以IPTV為代表的新媒體業(yè)務(wù)已威脅到廣播電視基本業(yè)務(wù)

IPTV現(xiàn)在已不是一個(gè)新的名詞，而是一個(gè)實(shí)實(shí)在在存在的現(xiàn)實(shí)。電信運(yùn)營商的IPTV試驗(yàn)運(yùn)行在國內(nèi)發(fā)展雖然不順利，遭遇了發(fā)展中的一系列瓶頸問題。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展以及傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的萎縮，電信運(yùn)營商將堅(jiān)定不移地加速向能提供語音、數(shù)據(jù)、視頻、移動等綜合業(yè)務(wù)能力的新媒體運(yùn)營商演進(jìn)。第11頁/共258頁2006年IPTV商用的腳步已悄然加快：哈爾濱、上海的IPTV正式進(jìn)入商用，長春、河南、北京…已進(jìn)入商用試驗(yàn)。

2006年9月1日，上海IPTV業(yè)務(wù)全面放號，上海電信的寬帶網(wǎng)資源已具備支撐10萬級的IPTV放號規(guī)模。

2006年10月，中國網(wǎng)通宣布使用AVS標(biāo)準(zhǔn)來布局IPTV。

2006年12月，中國網(wǎng)通在哈爾濱的IPTV用戶達(dá)到10萬戶。

2007年上海IPTV用戶以經(jīng)發(fā)展到30萬戶。

IPTV已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)挠脩艋A(chǔ)，上海、哈爾濱模式為其他地方運(yùn)商開展IPTV業(yè)務(wù)提供了參照。第12頁/共258頁IPTV集成運(yùn)營商已有四家：上海文廣、中央電視臺、中國國際廣播電臺、廣東南方廣播影視傳媒集團(tuán)。他們都分別與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商合作開展IPTV業(yè)務(wù)。從某種程度上看，當(dāng)前IPTV的形勢有如2002年的數(shù)字電視，正在尋找一種適合中國國情的發(fā)展模式，一旦確立了合適的商務(wù)模型，將會在全國范圍內(nèi)快速發(fā)展普及。第13頁/共258頁IPTV業(yè)務(wù)僅僅是新媒體業(yè)務(wù)的一個(gè)代表，手機(jī)電視、互聯(lián)網(wǎng)電視等一系列新媒體方興未艾，有線電視運(yùn)營商對城市電視業(yè)務(wù)傳統(tǒng)上的壟斷終將會被終結(jié)，有線電視賴以生存的基礎(chǔ)空間將被壓縮。第14頁/共258頁

b）直播衛(wèi)星將于近期發(fā)射并運(yùn)營

2006年下半年，醞釀已久的中國直播衛(wèi)星開始啟動，雖然因特殊原因直播衛(wèi)星未能在2006年開始業(yè)務(wù)運(yùn)營，但直播衛(wèi)星終將會到來。從目前政府的政策導(dǎo)向上看，我國直播衛(wèi)星將與有線電視形成綜合覆蓋網(wǎng)，有線電視主要面向城市，直播衛(wèi)星主要面向農(nóng)村。從國際市場的經(jīng)驗(yàn)來看，直播衛(wèi)星是傳統(tǒng)有線電視業(yè)務(wù)最大的競爭者，在現(xiàn)有政策下，直播衛(wèi)星將會壓縮目前有線電視運(yùn)營商在城鄉(xiāng)結(jié)合部的用戶，如政策發(fā)生變化，直播衛(wèi)星將會使城市有線電視用戶大量流失，對有線電視運(yùn)營商造成巨大沖擊。第15頁/共258頁

c）家庭信息終端發(fā)展將動搖有線電視運(yùn)營商對電視機(jī)的占領(lǐng)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展正改變著電視機(jī)的含義，未來的家用電器將朝智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，家庭信息網(wǎng)絡(luò)將成為家用電器的核心，家庭電視機(jī)將轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥砑彝バ畔⒕W(wǎng)絡(luò)的顯示終端與娛樂終端。此時(shí)，電視機(jī)不再為有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商所獨(dú)占，誰能夠提供用戶所需要的內(nèi)容，誰就能在家庭信息網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)一席之地。第16頁/共258頁

d)單向的有線數(shù)字電視不能滿足用戶的需求，互動電視業(yè)務(wù)是未來發(fā)展方向過去的一年多時(shí)間里，有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換獲得突破性進(jìn)展，數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換已形成遍地開花之勢。數(shù)字化的目的是滿足用戶日益增長的文化需求，增強(qiáng)有線電視運(yùn)營商競爭力，拓展更寬廣的數(shù)字業(yè)務(wù)空間。但是，數(shù)字化只是一種手段而不是目的。實(shí)踐證明，單向廣播式的數(shù)字電視并不能滿足用戶的需求，也難以給運(yùn)營商帶來新的贏利，只有互動式的、滿足用戶需求的數(shù)字化業(yè)務(wù)才是有線電視運(yùn)營商真正的出路。在步入有線電視“后整體轉(zhuǎn)換時(shí)代”后，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)朝互動化，交互式發(fā)展的趨勢已十分明確。第17頁/共258頁

3)我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的制約因素分析制約我國有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的主要因素有如下四點(diǎn)：

a)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展需要全程全網(wǎng)，有線電視行業(yè)條塊分割的體制不利于網(wǎng)絡(luò)雙向化改造第18頁/共258頁

當(dāng)前我國有線電視行業(yè)的整合程度較低，大部分城市的有線電視運(yùn)營商各自為政，獨(dú)立運(yùn)營，形成了一個(gè)個(gè)割裂的“信息孤島”。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重要特征之一是互聯(lián)互通，全程全網(wǎng)，當(dāng)前各地有線電視運(yùn)營商的條塊分離的格局難以形成合力，難以發(fā)揮廣電的節(jié)目資源與帶寬資源雙重優(yōu)勢。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)出口普遍被電信運(yùn)營商所限，互聯(lián)網(wǎng)出口租用費(fèi)占據(jù)了有限的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入中很大的比重。不僅導(dǎo)致了有線電視運(yùn)營商發(fā)展新用戶困難，而且留住老用戶更為困難，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的難以盈利，進(jìn)一步導(dǎo)致有線電視運(yùn)營商對雙向網(wǎng)絡(luò)改造持審慎態(tài)度。第19頁/共258頁

b)寬帶業(yè)務(wù)具有大投入大產(chǎn)出的本質(zhì)特性，廣大有線電視運(yùn)營商普遍資本規(guī)模太小，難以承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)改造的大規(guī)模投資我國廣大有線電視運(yùn)營商在發(fā)展有線電視的過程中，普遍使用了初期小資金投入，滾動式發(fā)展的方式，因此，在發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)的時(shí)候，也普遍存在滾動式發(fā)展的心態(tài)。通常的做法是先上一兩臺CMTS，先將部分小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向化改造發(fā)展用戶，待積累部分資金后再購置設(shè)備及進(jìn)一步改造網(wǎng)絡(luò)。第20頁/共258頁

一臺CMTS匯聚的光節(jié)點(diǎn)太多必然導(dǎo)致回傳信號NPR的惡化及用戶帶寬太低，同時(shí)，由于大部分網(wǎng)絡(luò)未能完成雙向改造，導(dǎo)致運(yùn)營商不能及時(shí)響應(yīng)用戶開通業(yè)務(wù)的需求，而工程維護(hù)部門卻往往疲于應(yīng)付少量的寬帶業(yè)務(wù)用戶近乎無休止的維護(hù)需求。究其原因，寬帶業(yè)務(wù)本身需要大投入才能大產(chǎn)出，網(wǎng)絡(luò)改造與設(shè)備購置往往需要一步到位，滾動式發(fā)展不符合寬帶業(yè)務(wù)本身的特性。而國內(nèi)廣大有線電視運(yùn)營商普遍用戶數(shù)量太少，資本規(guī)模不足，難以承受網(wǎng)絡(luò)雙向化改造的投資需求。第21頁/共258頁

c)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造對細(xì)節(jié)要求很高，大部分地方的雙向網(wǎng)改工程做得不實(shí)不細(xì)雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造無論在設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試與維護(hù)上都對技術(shù)細(xì)節(jié)及管理細(xì)節(jié)要求很高，大部分有線電視運(yùn)營商在雙向網(wǎng)改時(shí)做得不實(shí)不細(xì)。

在設(shè)計(jì)分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，很多地方忽視了匯聚均衡的原則，同一個(gè)光節(jié)點(diǎn)下不同的用戶回傳電平往往差異過大；

在施工過程中，缺乏對施工隊(duì)伍的培訓(xùn)及監(jiān)理，也不使用專用的接頭工具，導(dǎo)致接頭施工不良，產(chǎn)生公共路徑失真及外界噪聲侵入；

在調(diào)試過程中，不嚴(yán)格遵守單位增益原則，回傳通路調(diào)整不規(guī)范，導(dǎo)致回傳NPR劣化；

在日常維護(hù)中，往往忽視了廣播業(yè)務(wù)與寬帶業(yè)務(wù)的統(tǒng)一維護(hù)，工程人員在維護(hù)下行有線電視信號的過程中，往往不經(jīng)意改動了已調(diào)試好的上行信號，導(dǎo)致整個(gè)回傳鏈路的故障。

對于雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造而言，細(xì)節(jié)決定成敗，必須明確部門之間的分工及協(xié)作，統(tǒng)一管理，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一施工，統(tǒng)一維護(hù)，方能改造及維護(hù)好網(wǎng)絡(luò)。第22頁/共258頁

d)各地匱乏真正了解雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的人才，對現(xiàn)有人員的技術(shù)培訓(xùn)也不夠重視大多數(shù)的有線電視運(yùn)營商工程技術(shù)人員是從傳統(tǒng)的廣播電視技術(shù)干起，缺乏通信行業(yè)的基礎(chǔ)知識，對通信網(wǎng)的了解不深。雙向HFC網(wǎng)絡(luò)本身是一個(gè)通信的接入網(wǎng)，與單向的廣播網(wǎng)有本質(zhì)的區(qū)別，大部分的有線電視運(yùn)營商嚴(yán)重匱乏真正了解并掌握雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的人才，對現(xiàn)有技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)也不夠重視，導(dǎo)致在雙向網(wǎng)改中容易被設(shè)備制造和集成廠商誤導(dǎo)，吃了很多虧，走了很多彎路。第23頁/共258頁4）有線電視網(wǎng)絡(luò)的出路

a）主要業(yè)務(wù)類型

未來幾年內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)從網(wǎng)絡(luò)的承載類型上將承擔(dān)廣播業(yè)務(wù)、交互業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)四類。

第一類，廣播業(yè)務(wù)是目前的基本業(yè)務(wù)，主要是以廣播電視節(jié)目為主，信號由頭端設(shè)備到用戶下行傳輸，有線電視網(wǎng)可以支持模擬電視信號和數(shù)字電視信號(其中包括數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù))。下行信號頻率范圍在111～862MHz間。業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求是單向廣播網(wǎng)。

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第二類，交互業(yè)務(wù)是基于數(shù)字技術(shù)的業(yè)務(wù)，主要包括電視點(diǎn)播VOD、互動電視iTV、網(wǎng)絡(luò)電視IPTV、時(shí)移電視TSTV、錄播電視RDTV等業(yè)務(wù)種類，。業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)要求是雙向網(wǎng)絡(luò)，上下行帶寬要求大。

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第三類，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為有線電視新業(yè)務(wù)，主要有Internet訪問、數(shù)據(jù)下載、郵件收發(fā)、辦公自動化、在線游戲等信息化應(yīng)用，提供TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)雙向通訊服務(wù)。業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)要求是雙向網(wǎng)絡(luò)，下行帶寬要求大，上行可以較小。

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第四類，增值業(yè)務(wù)：增值業(yè)務(wù)為雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供的新增收費(fèi)業(yè)務(wù)，主要有電話VOIP、視頻電話V-Phone、視頻會議V-Conference、即時(shí)通訊IM等新通信業(yè)務(wù)，提供了視頻語音數(shù)據(jù)的交互通信服務(wù)，其特點(diǎn)是點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)雙向?qū)ΨQ的視音頻數(shù)據(jù)通信，視覺、聽覺、讀寫等全互動交流，是完全的寬帶數(shù)據(jù)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為支持傳輸TCP/IP的寬帶雙向網(wǎng)絡(luò)。

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b）對承載網(wǎng)的新要求

由于大量新視頻及交互業(yè)務(wù)的引入，原先的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，使有線運(yùn)營商對承載網(wǎng)有了更高的要求，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和時(shí)間要求，網(wǎng)絡(luò)的雙向性能和可升級性，網(wǎng)絡(luò)的安全性和可管理性等方面提出了新的要求。

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網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本和時(shí)間要求。由于新業(yè)務(wù)發(fā)展在區(qū)域上的不確定性和用戶增長的階段性，要求運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，可以在較低初始投入和較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模業(yè)務(wù)覆蓋，然后根據(jù)用戶發(fā)展情況和分布特點(diǎn)，有針對性的改造網(wǎng)絡(luò)，使單位每用戶的網(wǎng)改成本最低，同時(shí)能夠滿足未來主要的業(yè)務(wù)需求。

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網(wǎng)絡(luò)的雙向性能和可升級性。首先要求網(wǎng)絡(luò)的雙向能力強(qiáng)，滿足單用戶有較大帶寬的接入，網(wǎng)絡(luò)有很強(qiáng)的可靠性和魯棒性，可以根據(jù)業(yè)務(wù)和用戶的發(fā)展，平滑升級網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)性能。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大趨勢下，提供向全光網(wǎng)的演進(jìn)方案。

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網(wǎng)絡(luò)的綜合安全性和可管理性。這一點(diǎn)主要是針對網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營能力而言，如何提供針對每個(gè)用戶或每種業(yè)務(wù)的安全管理方法，并可在多層面對兩者進(jìn)行管理，對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商有重大和現(xiàn)實(shí)的意義。第31頁/共258頁c）幾種有線接入技術(shù)的比較

CMTSEoCHPNA，MoCA等LANFTTH/FTTBEPON投資情況前期投資頭端價(jià)格高,項(xiàng)目前期投資大,前期覆蓋成本低;用戶規(guī)模發(fā)展后,大帶寬需求用戶成本依然偏高;戶均成本高;頭端價(jià)格較低,前期投資低,覆蓋成本較低;用戶規(guī)模發(fā)展后,成本線性增加;戶均成本較低;但目前設(shè)備昂貴，尚難普及；前期覆蓋成本高,初期投入大;規(guī)模后,新增用戶成本低;用戶密集度越高,戶均成本越低;前期投資大,頭端OLT終端ONU都較貴;規(guī)模發(fā)展后,成本線性增加;ONU直接入戶時(shí)戶均成本高;ONU共享時(shí)入戶成本低；規(guī)模發(fā)展戶均成本工程要求網(wǎng)改難度要求全網(wǎng)雙向改造;頭端覆蓋能力強(qiáng),可短期內(nèi)規(guī)模覆蓋;施工技術(shù)要求較高;網(wǎng)絡(luò)漏斗噪聲和電平均衡要求高,對運(yùn)維人員要求較高;無需對HFC網(wǎng)絡(luò)舉行改造;可在短期內(nèi),有選擇的區(qū)域覆蓋;施工難度小,頭端終端安裝方便;設(shè)備易維護(hù),對運(yùn)維人員要求低;對HFC無改動,但要重鋪LAN網(wǎng)絡(luò);要進(jìn)行覆蓋建設(shè);小區(qū),樓道,入戶走線難度大;網(wǎng)絡(luò)容易受各種外界條件影響,維護(hù)量大;要新布光纜網(wǎng),將光節(jié)點(diǎn)前推;

OLT的覆蓋能力強(qiáng),可大規(guī)模覆蓋;施工量大,工藝比較復(fù)雜,維護(hù)較簡單;覆蓋能力施工難度維護(hù)難度功能性能戶均帶寬共享頭端38Mbps帶寬,戶均帶寬低;網(wǎng)管能力強(qiáng);抗噪能力弱,對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高;規(guī)模商用,成熟產(chǎn)品;頭端帶寬大,且靠近用戶側(cè),戶均帶寬大;網(wǎng)管能力較強(qiáng);抗噪能力強(qiáng),維護(hù)簡單;局部商用,標(biāo)準(zhǔn)完善中;因是鋪新網(wǎng),帶寬大,組網(wǎng)靈活;網(wǎng)管能力弱;抗干擾能力較強(qiáng),電口傳輸距離有限;成熟技術(shù);戶均帶寬大,1.25Gbps共享帶寬;端到端的網(wǎng)管能力還要加強(qiáng);光口傳輸距離長,抗干擾能力強(qiáng);已商用,

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雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)改造目標(biāo)有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商應(yīng)根據(jù)三網(wǎng)融合的趨勢，在現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面改造，將網(wǎng)絡(luò)改造成為：

能支持綜合業(yè)務(wù)，按功能分層結(jié)構(gòu)的、各層之間由標(biāo)準(zhǔn)(或運(yùn)營商自己的規(guī)范)接口連接，由統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理，、內(nèi)容管理和用戶管理的多媒體網(wǎng)絡(luò)。

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有線網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖所示，可以分為5層，第34頁/共258頁

技術(shù)方案選擇：基于IP的城域骨干網(wǎng)；

基于雙向HFC網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)交互信道采用CableModem技術(shù)適用于已經(jīng)完成雙向HFC網(wǎng)絡(luò)改造的地區(qū)，但是，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶帶寬需求增加，應(yīng)向FTTB/FTTH過渡。

基于HFC+EPON的接入網(wǎng)交互信道采用EPON技術(shù)適用于新建網(wǎng)絡(luò)，直接到達(dá)FTTB/FTTH，發(fā)展?jié)摿Υ?。?5頁/共258頁二、有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)綜述

1、廣電城域網(wǎng)的基本構(gòu)成

1）概述廣電城域網(wǎng)是一個(gè)多媒體通信網(wǎng)，它由兩個(gè)信道：廣播信道和交互信道組成。它具有寬帶城域網(wǎng)的共同特點(diǎn)，即集成性：能處理、存儲、傳輸和顯示各種信息媒體的能力；同步性：多媒體通信終端上顯示的圖象、聲音、文字等是以同步方式工作的；交互性：用戶對多媒體通信的全過程具有交互控制的能力。寬帶城域網(wǎng)上提供的多媒體信息服務(wù)是集數(shù)據(jù)、語音、文字、圖象等多種媒介，具有集成性、同步性與交互性的信息服務(wù)。第36頁/共258頁2）廣電城域網(wǎng)的廣播信道廣電城域網(wǎng)的廣播信道是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，它由三大部分組成：一個(gè)總前端和若干個(gè)分前端（通常超過三萬戶就應(yīng)設(shè)分端）；一級和二級光纖干線網(wǎng)；用戶分配網(wǎng)（即同軸電纜分配網(wǎng)）。一級光纖干線網(wǎng)通常采用環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)；二級光纖干線網(wǎng)一般采用星形網(wǎng)結(jié)構(gòu)。城市范圍太大時(shí)，二級光纖干線網(wǎng)也可由環(huán)形網(wǎng)組成，這時(shí)要求構(gòu)建第三級光纖網(wǎng)，通常采用星形網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖1.1所示。第37頁/共258頁第38頁/共258頁

廣播信道中模擬電視信號和數(shù)字電視（含數(shù)據(jù)信號）信號的傳輸方式不同：

模擬電視信號在光纖干線中以殘留邊帶調(diào)幅∕頻分復(fù)用（VSB-AM）∕FDM的射頻付載波光強(qiáng)度調(diào)制IM方式傳輸；在同軸電纜分配網(wǎng)中以殘留邊帶調(diào)幅∕頻分復(fù)用（VSB-AM）∕FDM的射頻載波方式傳輸。

數(shù)字電視和數(shù)據(jù)信號在光纖干線中以正交振幅調(diào)制∕頻分復(fù)用QAM∕FDM的射頻付載波光強(qiáng)度調(diào)制IM方式傳輸；在同軸電纜分配網(wǎng)中以正交振幅調(diào)制∕頻分復(fù)用QAM∕FDM射頻載波方式傳輸。第39頁/共258頁

3）廣電城域網(wǎng)的交互信道廣電城域網(wǎng)的交互信道也是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，從網(wǎng)絡(luò)層面看，交互信道由核心層網(wǎng)絡(luò)、匯聚層網(wǎng)絡(luò)、接入層網(wǎng)絡(luò)三大部分組成。從網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)看，交互信道由一個(gè)主中心和若干個(gè)分中心、一級光纖干線網(wǎng)和二級光纖干線網(wǎng)、以及城域接入網(wǎng)組成。

廣電城域網(wǎng)交互信道中，主中心和若干個(gè)分中心組成的能完成核心層加匯聚層功能的構(gòu)件的集合稱為城域核心網(wǎng)；從分中心到用戶數(shù)據(jù)終端之間完成接入層功能的構(gòu)件的集合稱為城域接入網(wǎng)，如圖1.2所示。第40頁/共258頁第41頁/共258頁

城域網(wǎng)交互信道技術(shù)的發(fā)展有三個(gè)主流方向：

IP城域網(wǎng)技術(shù)，城域以太網(wǎng)技術(shù)，光城域網(wǎng)技術(shù)。對應(yīng)每種技術(shù)有相應(yīng)的組網(wǎng)方案。

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a）IP城域網(wǎng)技術(shù)屬于城域數(shù)據(jù)網(wǎng)范疇，IP城域網(wǎng)指利用路由器組網(wǎng)，核心、匯聚節(jié)點(diǎn)之間利用POS端口互連。

b）城域以太網(wǎng)也屬于城域數(shù)據(jù)網(wǎng)范疇,城域以太網(wǎng)指利用L2/L3交換機(jī)組網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)之間利用光纖互連。第43頁/共258頁

c）光城域網(wǎng)屬于傳送網(wǎng)范疇，它的核心是利用光傳輸網(wǎng)絡(luò)直接承載IP/Ethernet，為上層的業(yè)務(wù)提供更有效的承載。

使用各種光纖鏈路如SDH/SONET連接、DWDM/CWDM連接或者RPR連接,用以承載IP/Ethernet。

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根據(jù)光纖鏈路類型的不同，光城域網(wǎng)技術(shù)可分為

MSTP技術(shù)、

RPR技術(shù)、

DWDM/CWDM技術(shù)。

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廣電城域網(wǎng)交互信道核心網(wǎng)采用的組網(wǎng)技術(shù)有：千兆萬兆以太網(wǎng)（GE/10GEEthernet）技術(shù)

IPoverATMIPoverSDHMSTP（多業(yè)務(wù)平臺）

DPT（動態(tài)分組傳輸）

RPR（彈性分組環(huán)）

IPoverWDM技術(shù)這些技術(shù)中除IPoverWDM以外，其余的都已經(jīng)在廣電城域網(wǎng)交互信道中實(shí)際采用。

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廣電城域網(wǎng)交互信道接入網(wǎng)采用的組網(wǎng)技術(shù)有：光纖接入

HFC雙向網(wǎng)+CableModem接入以太網(wǎng)接入

EPON+EoC接入本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）接入這些接入方式視不同用戶群而定。例如：光纖接入用于專門的高端用戶，HFC雙向網(wǎng)+CableModem接入主要用于廣大的公共個(gè)人用戶，以太網(wǎng)接入（即所謂的五類線接入）既可用于廣大的公共個(gè)人用戶也可用于集體用戶，EPON+EoC接入主要用于廣大的公共個(gè)人用戶、也可以用于專門的高端用戶，本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）接入是一種無線接入方式，目前主要用于無法有線入戶的公共個(gè)人用戶和商業(yè)用戶。第47頁/共258頁

2、廣電城域網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)廣電城域網(wǎng)中的兩個(gè)信道系統(tǒng)組成的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)由以下幾大部分組成：主前端/主中心、光傳輸網(wǎng)、分前端/分中心、同軸分配網(wǎng)、用戶設(shè)備。

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不同的城市，由于覆蓋的區(qū)域大小不同，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)分為以下幾大類：

a）主前端/主中心+一級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

b）主前端/主中心+一級光網(wǎng)+分前端/分中心+二級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

c）主前端/主中心+一級光網(wǎng)+分前端/分中心+二級光網(wǎng)+三級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

第49頁/共258頁

如果考慮到光網(wǎng)的傳輸光波長有1310/1550nm兩個(gè)波段，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將演變成6種：

a）主前端/主中心+1310nm一級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

b）主前端/主中心+1550nm一級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

c）主前端/主中心+1310nm一級光網(wǎng)+分前端/分中心+1310nm二級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

d）主前端/主中心+1550nm一級光網(wǎng)+分前端/分中心+1550nm二級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

e）主前端/主中心+1550nm一級光網(wǎng)+分前端/分中心+1550nm二級光網(wǎng)+1310nm三級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡

f）主前端/主中心+1550nm一級光網(wǎng)+分前端/分中心+1550nm二級光網(wǎng)+1550nm三級光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡第50頁/共258頁

按廣電總局對城域網(wǎng)改造意見規(guī)定，同軸分配網(wǎng)有三種結(jié)構(gòu)：

a）三級放大器的同軸分配網(wǎng)

b）光工作站+一級分配放大器的同軸分配網(wǎng)

c）光工作站+無源同軸分配網(wǎng)（即FTLA）

第51頁/共258頁

系統(tǒng)的級聯(lián)：廣電城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中，以及市-縣-鄉(xiāng)鎮(zhèn)長距離聯(lián)網(wǎng)中，都會遇到光系統(tǒng)之間的級聯(lián)和光系統(tǒng)與同軸系統(tǒng)之間的級聯(lián)問題。

這些系統(tǒng)級聯(lián)后構(gòu)成的傳輸系統(tǒng)總的RF參數(shù)(C/N)t、(CSO)t、(CTB)t，與級聯(lián)的各個(gè)分系統(tǒng)的RF參數(shù)(C/N)n、(CSO)n、(CTB)n（n=1,2,3…）之間的關(guān)系如何計(jì)算是必須解決的問題。

第52頁/共258頁a）1550nm與1550nm系統(tǒng)級聯(lián)

級聯(lián)后系統(tǒng)總的RF參數(shù)為：

第53頁/共258頁b）1550nm系統(tǒng)與1310nm系統(tǒng)級聯(lián)

聯(lián)后系統(tǒng)總的RF參數(shù)為：第54頁/共258頁c）1310nm系統(tǒng)與1310nm系統(tǒng)級聯(lián)

級聯(lián)后系統(tǒng)總的RF參數(shù)為：第55頁/共258頁d）1550nm系統(tǒng)與同軸RF系統(tǒng)級聯(lián)

級聯(lián)后系統(tǒng)總的RF參數(shù)為：第56頁/共258頁d）1310nm系統(tǒng)與同軸RF系統(tǒng)級聯(lián)

級聯(lián)后系統(tǒng)總的RF參數(shù)為：第57頁/共258頁e）同軸RF系統(tǒng)與同軸RF系統(tǒng)級聯(lián)級聯(lián)后系統(tǒng)總的RF參數(shù)為：第58頁/共258頁

系統(tǒng)級聯(lián)小結(jié)：從上述各種級聯(lián)公式中看出，公式的形式都是一樣的，只是系數(shù)不同。各種級聯(lián)公式的系數(shù)如下表第59頁/共258頁3、廣電城域網(wǎng)廣播信道設(shè)計(jì)特點(diǎn)按國際標(biāo)準(zhǔn)J.83和J.112定義，廣電城域網(wǎng)廣播信道既能傳輸模擬信號（下行），也能傳輸數(shù)字信號（包括下行和上行）。因此，它通常由HFC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

HFC網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)光纖-同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)。光纖網(wǎng)絡(luò)部分通常由兩級光纖網(wǎng)組成（城市大時(shí)也有三級光纖網(wǎng)），一級光纖網(wǎng)是由一個(gè)總前端和若干個(gè)分前端構(gòu)成的雙向雙路由環(huán)形網(wǎng)，二級光纖網(wǎng)通常是一個(gè)同纜分纖的雙向星形網(wǎng)；同軸電纜網(wǎng)是一個(gè)雙向電纜網(wǎng)。

第60頁/共258頁

這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：

1）在滿足系統(tǒng)指標(biāo)分配條件下，光纖網(wǎng)和同軸電纜網(wǎng)的設(shè)計(jì)分別進(jìn)行，

2）光纖網(wǎng)上、下行各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，

3）同軸電纜網(wǎng)以上行設(shè)計(jì)為主要考慮因素，輔之以下行設(shè)計(jì)考慮。通常只要上行設(shè)計(jì)滿足，則下行一般都能滿足。第61頁/共258頁4）HFC網(wǎng)絡(luò)的定義國際上標(biāo)準(zhǔn)化組織對HFC網(wǎng)絡(luò)主要有兩種建議：DVB建議和MCNS建議。

a）DVB建議數(shù)字視頻廣播（DVB）規(guī)范規(guī)定HFC網(wǎng)絡(luò)為單向分配系統(tǒng)，其下行傳輸已MPEG-2傳送數(shù)據(jù)流（TS）為基礎(chǔ)，不包括上行傳輸，亦不考慮電話之類的雙向通信業(yè)務(wù)。其構(gòu)成如圖示第62頁/共258頁b）MCNS組織建議

“多媒體有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”（MCNS）成立于1996年1月，1997年3月MCNS針對HFC網(wǎng)絡(luò)上的CableModem發(fā)布了有線電視系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理接口規(guī)范，即DOCSIS。1998年4月，國際電信聯(lián)盟（ITU-T）正式接納MCNSDOCSIS為國際標(biāo)準(zhǔn)，即J.112以及2000年12月發(fā)布的J.122標(biāo)準(zhǔn)。

DOCSIS在HFC網(wǎng)絡(luò)上建立了一個(gè)支持多種業(yè)務(wù)、基于分組的高速通信系統(tǒng)，并且在網(wǎng)絡(luò)層上完全采用了IP協(xié)議，傳送IP分組，這樣可以很好地與支持IP協(xié)議的設(shè)備兼容，在數(shù)據(jù)鏈路層使用802.X標(biāo)準(zhǔn)，在物理層使用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。DOCSIS在數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制子層（DOCSISMAC）為所有的下行數(shù)據(jù)流傳輸定義了一個(gè)發(fā)射設(shè)備CableModem前端設(shè)備（CMTS）。由CMTS在前端控制整個(gè)HFC網(wǎng)上的雙向通信業(yè)務(wù)。第63頁/共258頁MCNS發(fā)布的HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖示第64頁/共258頁三、有線電視HFC雙向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試在研究HFC雙向網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常按上行通道劃分為以下4部分：用戶分配部分、電纜傳輸部分、光纜傳輸部分、前端接入部分。

圖為HFC雙向網(wǎng)典型方框圖。第65頁/共258頁第66頁/共258頁1、HFC網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)廣電總局標(biāo)準(zhǔn)所對HFC網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)制定了如下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GY/T121-1995有線電視系統(tǒng)測量方法

GY/T131-1997有線電視網(wǎng)中光鏈路系統(tǒng)技術(shù)要求和測量方法

GY/T106-1999有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

GY/T143-2000有線電視系統(tǒng)調(diào)幅激光發(fā)送機(jī)和接收機(jī)入網(wǎng)技術(shù)條件和測量方法

GY/T180-2001HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范

2003.7有線廣播電視網(wǎng)改造指導(dǎo)意見

2003.7有線數(shù)字電視頻道配置指導(dǎo)性意見

GB50200-1994有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范

GB/T17786-1999有線電視頻率配置

第67頁/共258頁2、HFC雙向網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)概念：

在廣電業(yè)界，通常理解HFC網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一般都是將其當(dāng)作有線電視節(jié)目的傳輸分配網(wǎng)絡(luò)，即它在光纖干線部分是星形的，而在同軸電纜部分是樹形的。但是，將HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為雙向網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)來理解，其同軸分配網(wǎng)基本上是總線形結(jié)構(gòu)。即不允許將光節(jié)點(diǎn)引出的同軸電纜再作為干線，而是一條分配線。

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雙向網(wǎng)設(shè)計(jì)及調(diào)試中注意的幾個(gè)問題：雙向器材安裝不等于雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成

CableModem上線不等于雙向網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收下行設(shè)計(jì)合理不等于上行設(shè)計(jì)合理增加光節(jié)點(diǎn)不會改善系統(tǒng)的SNR(上行)

部分鏈路的改造不會直接帶來系統(tǒng)的SNR提高合理的設(shè)置與調(diào)整無法改善系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)不合理所帶來的缺陷第69頁/共258頁

a）傳統(tǒng)的HFC有線電視網(wǎng)：設(shè)計(jì)的原則是，保證下行最高頻率點(diǎn)的正向路徑損耗基本一致，如光節(jié)點(diǎn)輸出電平為100dBμV,用戶電平設(shè)計(jì)為70dBpV，則從光節(jié)點(diǎn)至用戶端的下行路徑損耗均為100－70=30dB。

這樣設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)對上行信號而言，因其最高頻率僅為65MHz，各用戶的上行信號回傳時(shí)，由于經(jīng)由的路徑各不相同，從各用戶端至光節(jié)點(diǎn)的回傳路徑損耗往往要相差幾十dB，造成從各用戶端至光節(jié)點(diǎn)的回傳路徑損耗嚴(yán)重不一致。

這樣的網(wǎng)絡(luò)對回傳業(yè)務(wù)的開展將是十分困難的，常常出現(xiàn)的情況是初期開通某些少數(shù)用戶時(shí)容易，而回傳用戶增多后開通信號將非常困難。光節(jié)點(diǎn)小區(qū)面積越大，戶數(shù)越多，要使各用戶端的回傳路徑損耗保持一致的目的也越難達(dá)到，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也越困難，這也是HFC網(wǎng)絡(luò)光節(jié)點(diǎn)小區(qū)不能太大的一個(gè)重要原因。

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b）作為接入網(wǎng)的雙向HFC網(wǎng)絡(luò)：

上行設(shè)計(jì)的原則是：當(dāng)采用電纜調(diào)制解調(diào)器，此時(shí)要求所有

CableModem的信號必須以相同的信號電平到達(dá)前端。

如果設(shè)計(jì)和調(diào)整不當(dāng)，致其電平差異過大，即使管理CableModem的CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令，試圖使CableModem受控地調(diào)整輸出電平，也難以使各用戶電平上行到CMTS時(shí)一致，結(jié)果會出現(xiàn)某些用戶上行信號C／N很低，而另一些用戶上行信號產(chǎn)生過載失真。

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假定噪聲侵入的環(huán)境是均勻的：在回傳路徑損耗較小的節(jié)點(diǎn)處的侵入噪聲受到的衰減小，對回傳通道的影響較大；在回傳路徑損耗較大的節(jié)點(diǎn)處的侵入噪聲受到的衰減大，對回傳通道的影響則較小。整個(gè)回傳通道各處的抗干擾能力處在一種不均衡的狀態(tài)。

為保證各支路上行路徑的總損耗近似相等，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，要求從各用戶端至光節(jié)點(diǎn)的回傳路徑損耗差值小于±(5

～6)dB。按下行正向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則確定放大器間距。按上行回傳系統(tǒng)進(jìn)行回傳電平的設(shè)計(jì)。

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c）光節(jié)點(diǎn)及光纜干線的設(shè)計(jì)

對于光節(jié)點(diǎn)的覆蓋戶數(shù)，目前業(yè)界傾向認(rèn)為500戶一個(gè)光節(jié)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)。而國內(nèi)城市一般人口密度高、住宅密度大，如果按500戶一個(gè)光節(jié)點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，其初期費(fèi)用投入相對較大。

現(xiàn)階段，根據(jù)住宅片區(qū)地理情況及用戶經(jīng)濟(jì)情況的不同，光節(jié)點(diǎn)之下三級放大器級聯(lián)，覆蓋半徑0.8km左右、覆蓋戶數(shù)500～1000戶左右也是適宜的。

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對于用戶經(jīng)濟(jì)條件好、知識層次高的住宅片區(qū)，片區(qū)規(guī)劃時(shí)可將光節(jié)點(diǎn)所帶的用戶數(shù)設(shè)計(jì)得少一些；對于城郊地段可將光節(jié)點(diǎn)所帶用戶數(shù)設(shè)計(jì)得多一些。隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展，待時(shí)機(jī)成熟時(shí)，再按每個(gè)光節(jié)點(diǎn)平均500戶的規(guī)模逐漸拆分。

對于用戶數(shù)較多的小區(qū)，隨著多功能業(yè)務(wù)的逐漸開展，可在光站內(nèi)部選擇安裝一個(gè)甚至兩至四個(gè)反向光發(fā)射模塊。這樣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本不變，表面上看光節(jié)點(diǎn)覆蓋的戶數(shù)不變，而實(shí)際上回傳通道一分為二，不僅使反間匯聚噪聲一分為二，而且反向帶寬也擴(kuò)展了一倍。

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d）電纜干線的設(shè)計(jì)

（1）在網(wǎng)絡(luò)的電纜干線設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用分配器作為分路器件，禁止使用分支損耗大于10dB的分支器，以保證各支路的上行路徑損耗近似相等。其代價(jià)是使正向電平有所損失，放大器間距縮小。

（2）網(wǎng)絡(luò)路由盡量設(shè)計(jì)為多級星型傳輸結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎嗉壭切陀芍行牡接脩舻姆峙溥^程正是由各用戶上行逐級匯集的過程。只要保證了對稱性，上行電平一致，下行電平必然一致。

（3）對回傳通道進(jìn)行損耗均衡。對于一些特殊的支干線，如果回傳路徑損耗相對過小，可以設(shè)計(jì)插入一個(gè)回傳衰減器，以減小與其它支路的回傳路徑損耗的差異。該回傳衰減器只對回傳頻段進(jìn)行衰減，完全獨(dú)立于正向通道。

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e）用戶分配網(wǎng)的設(shè)計(jì)

用戶分配網(wǎng)在這里指樓放至用戶端的分配網(wǎng)絡(luò)，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，50％干擾信號來自用戶分配網(wǎng)，分配網(wǎng)的抗干擾能力很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)抗干擾性能。

（1）采用集中分配方式。從理論上講，樓道內(nèi)采用集中分配的方式入戶，既保證了各用戶的下行路徑損耗一致，又保證了各用戶的上行路徑損耗一致；同時(shí)減少了大量的電纜接頭，降低了網(wǎng)絡(luò)故障率，減少了干擾信號的侵入點(diǎn)，大大降低了系統(tǒng)中的反射，這是一種比較理想的結(jié)構(gòu)。但這種方式施工難度較大，樓道內(nèi)并行敷設(shè)的線路較多，戶線管管徑要求很粗。折中的辦法是盡量多采用4分支、6分支等分路器件。

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（2）層間線改造為四屏蔽電纜。用戶分配網(wǎng)的電纜線全部采用四屏蔽電纜不僅減少了上行噪聲的侵入，而且可以防止空中干擾信號對系統(tǒng)的影響。但在網(wǎng)絡(luò)改造中，入戶線很難重新敷設(shè)，較為實(shí)際的做法是層間線改為四屏蔽電纜，而入戶線暫不改變。這樣做一方向避免了重新入室敷設(shè)線路；另一方面的考慮是，假如樓內(nèi)的噪聲侵入環(huán)境是均勻的，從入戶線侵入的噪聲干擾經(jīng)分路器件（如416），干擾信號將衰減16dB；而從層間線侵入的噪聲干擾經(jīng)分路器件（如416），干擾信號將衰減416的插損1.5dB。可見，假如侵入相同功率的噪聲，層間線的侵入噪聲因受到的衰減少，要比入室線的侵入噪聲對回傳通道的干擾大得多。將層間線更換為四屏蔽電纜實(shí)際上也就增強(qiáng)了層間線的抗干擾能力。（3）在樓內(nèi)分配系統(tǒng)，因單元與單元之間的電纜長度較短，一般在25m左右，由此造成的不同單元之間的回傳路徑損耗相差不大，所以在樓內(nèi)分配系統(tǒng)不用設(shè)置回傳衰減（均衡）器。

第77頁/共258頁3、HFC反向通道的調(diào)整

a）調(diào)試的一般概念

進(jìn)行CATV網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整時(shí)，為了說明兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間的電平關(guān)系，可以采用兩種表示法：*描述信號絕對電平值的“信號電平”dBmV或dBμV；*描述信號相對電平值的“增益”或“損耗”dB。實(shí)際的HFC網(wǎng)絡(luò)中，反向信號是突發(fā)的，一般的儀器很難測量。因此，沒有必要測量上行信號在每個(gè)設(shè)備端口的電平值，只要測量出某個(gè)設(shè)備端口到CMTS上行端口的鏈路損耗，就可以確定上行信道在這個(gè)端口的電平值。

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HFC網(wǎng)絡(luò)正向通道的設(shè)計(jì)方法，主要是考慮信號的電平，以及網(wǎng)絡(luò)如何合理分配信號電平來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

HFC網(wǎng)絡(luò)反向通道的設(shè)計(jì)方法，考慮的主要是鏈路的損耗，電平并不重要，因?yàn)镃M的輸出電平是不確定的。它由CMTS對每一個(gè)CM進(jìn)行測距后，由AGC控制CM的輸出電平（AGC的控制作用是通過通信協(xié)議確定每個(gè)CM的發(fā)射電平，使不同的反向信號到達(dá)CMTS的電平值保持一致）。由于每個(gè)CM的鏈路路由長度不同，所以每個(gè)CM的鏈路損耗都不同，因而就造成了每個(gè)CM的發(fā)射電平都不同。在反向通道的調(diào)試中，只需要知道鏈路的損耗就可推算出網(wǎng)絡(luò)某一點(diǎn)的反向電平值。

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b）回傳系統(tǒng)調(diào)試總的原則

回傳系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試必須確保用戶電平的歸一性，即從任一用戶端發(fā)送同一頻率的上行信號，通過上行回路傳輸至回傳光接收機(jī)注入CMTS的信號功率應(yīng)基本恒定。

調(diào)試的順序是從光節(jié)點(diǎn)向用戶端逐級調(diào)試，直至系統(tǒng)末端。所以回傳系統(tǒng)調(diào)試總的原則是：在回傳光發(fā)射機(jī)激光器工作在最佳工作點(diǎn)和回傳電纜放大器工作在基準(zhǔn)電平的情況下，確保前端回傳光接收機(jī)的輸出電平保持恒定。

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c）回傳通道的功率分配

由回傳激光器的最佳工作點(diǎn)得出回傳光發(fā)射機(jī)的輸入信號總功率，然后按“每Hz固定功率法”計(jì)算出在此功率下回傳通道的每Hz功率，再根據(jù)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的信道帶寬計(jì)算出各項(xiàng)業(yè)務(wù)對于回傳光發(fā)射機(jī)的輸入電平，并以此電平調(diào)整光鏈路。信道功率=信號功率譜密度(dBμV/Hz)+10lg(BW)

對于總的分配帶寬，根據(jù)新的國家標(biāo)準(zhǔn)，回傳頻帶為5～65MHz。實(shí)測表明，15MHz以下因各種干擾較大而基本不用，這樣可用反向帶寬50MHz，考慮到頻帶預(yù)留及移頻等措施對噪聲入侵的保護(hù)，可留20％的余量。

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這樣計(jì)算功率分配時(shí)，總的上行帶寬為40MHZ：每Hz功率=輸入激光器總RF功率一10lg（回傳通道帶寬）

=41dBmV一10lg（40MHz）

=－35dBmV／Hz

如果CableModem業(yè)務(wù)信號帶寬為3.2MHz，則該業(yè)務(wù)對激光器的輸入信道功率為：

信道功率=-35dBmV／Hz＋10lg（3.2MHz）=30dBmV

如果CableModem業(yè)務(wù)信號帶寬為6MHz，則該業(yè)務(wù)對激光器的輸入信道功率為：

信道功率=-35dBmV／Hz＋10lg（6MHz）=33dBmV第82頁/共258頁

以下舉一個(gè)實(shí)際例子，計(jì)算回傳鏈路中回傳信號的傳輸損耗和各點(diǎn)電平：

第83頁/共258頁圖中用戶盒數(shù)據(jù)端口的插入損耗=－4dB，用戶盒端口到分配器的出口的損耗=－19dB(65MHz,3dB電纜損耗,16dB分配損耗)，分配器輸入口到放大器的RF回傳口的損耗=－7dB(65MHz,3dB電纜損耗,4dB分配損耗)，放大器的RF回傳口到反向放大器RF輸入腳的傳輸損耗=－7dB(65MHz,3dB插入損耗,4dB分配損耗)，反向放大器增益=24dB,

反向放大器RF輸出腳到放大器回傳輸出口的損耗=－6dB，放大器回傳輸出功率譜密度=21dBμV，

反向放大凈增益=24－

6－

2－

5=11dB,

放大器回傳輸出口到光工作站RF輸入口的損耗=－11dB7(65MHz,3dB電纜損耗,8dB分配損耗)，

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電纜調(diào)制解調(diào)器（CM）的RF發(fā)射功率上限為115dBμV，占有帶寬為

3.2MHz。發(fā)送信號功率譜密度最大值為

115dBμV－10lg(3.2MHz)=115－65=50dBμV/Hz

為保證CM發(fā)射電平留有余地，設(shè)計(jì)電平值=105dBμV3.2MHz帶寬內(nèi)的功率譜密度=105－10lg(3.2MHz)=40dBμV/Hz

從給出的圖中可看出從系統(tǒng)輸出口到放大器的回傳信號輸入口的回傳總損耗=30dB

回傳放大器回傳信號輸入口信號功率譜密度=40dBμV/Hz－30dB=10dBμV/Hz

回傳放大器回傳信號輸入口信號總功率=10dBμV/Hz+10lg(3.2MH)=10+65=75dBμV

如果回傳放大器的RF凈增益為11dB，則回傳放大器RF輸出信號功率譜密度=11dB+10dBμV/Hz=21dBμV/Hz

在3.2MHz帶寬內(nèi)的RF總功率=21+10lg(3.2MHz)=86dBμV

回傳放大器到光工作站的損耗為11dB，則回傳放大器輸入口到光工作站回傳輸入口的增益為0dB。

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從上述討論可知：

光工作站RF回傳口的回傳信號功率譜密度（回傳信號電平）既不是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)人為地設(shè)置的，也不是由設(shè)備生產(chǎn)商給出的，其本質(zhì)上是由無源分配網(wǎng)絡(luò)的回傳損耗決定的。當(dāng)無源分配網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸電纜型號和長度確定之后，自系統(tǒng)輸出口（CM的RF輸出口）到分配放大器回傳輸入口之間的回傳損耗就確定了，CM回傳到分配放大器回傳輸入口的信號功率譜密度也就確定了。如果正確設(shè)置回傳通道，則分配放大器回傳輸入口到光工作站回傳輸入口是0dB增益。于是光工作站回傳口的信號功率譜密度與分配放大器回傳輸入口的信號功率譜密度相等。顯然，在正確設(shè)計(jì)和設(shè)置回傳通道前提下，光工作站回傳口的RF信號功率譜密度的大小取決于無源分配網(wǎng)的回傳損耗。第86頁/共258頁

為保證回傳信道穩(wěn)定工作，在回傳放大器輸入口各種業(yè)務(wù)最大回傳發(fā)射信號的功率譜密度都不應(yīng)該超過回傳功率譜密度最小的那種業(yè)務(wù)。通常，CableModem（CM）業(yè)務(wù)回傳發(fā)射信號的功率譜密度在現(xiàn)有的各種業(yè)務(wù)中最低，所以,回傳信道設(shè)計(jì)以CM業(yè)務(wù)為設(shè)計(jì)目標(biāo)。為保證長環(huán)路AGC正常工作，CM或其它任何業(yè)務(wù)的RF發(fā)送電平都不應(yīng)該設(shè)置在最大發(fā)射功率狀態(tài)。通常，都應(yīng)留出(5—10)dB的余量。實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)，一般希望雙向放大器的回傳口的回傳功率譜密度在(5—15)dBμV/Hz范圍，在60MHz帶寬內(nèi)的總功率控制在(83—93)dBμV。為了實(shí)現(xiàn)單位增益，根據(jù)放大器回傳輸出口，到前一級放大器或光工作站的回傳輸入口回傳鏈路損耗的大小，進(jìn)行回傳放大器的增益設(shè)置。使各種業(yè)務(wù)在回傳放大器的輸出口的回傳信號功率譜密度相等。

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d）回傳通道的噪聲功率比（NPR）與激光器的RF激勵總總功率

?。┗貍骷す馄鞯腘PR

回傳通道的數(shù)字調(diào)制信號在頻譜上是連續(xù)、均勻分布的，如圖示

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所以其非線性失真產(chǎn)物也有無數(shù)個(gè)，在頻譜上是連續(xù)的，不象正向通道呈現(xiàn)典型的差拍群，看上去更象噪聲，在頻譜上和噪聲疊加在一起，無法區(qū)分，引發(fā)的效果和噪聲一樣。因此不能用C／N、CSO、CTB來描述其特性。

NPR是數(shù)字信號電平與反向通道總噪聲功率之比。這個(gè)總噪聲是由熱噪聲、干擾噪聲和數(shù)字非線性失真的交調(diào)噪聲按功率疊加而成。NPR是數(shù)字回傳通道最主要的性能指標(biāo)。

第89頁/共258頁NPR與輸入回傳激光器的RF電平關(guān)系曲線如下圖，在圖中：輸入功率較低的情況下，NPR等于由激光器RIN噪聲、光纖和接收機(jī)噪聲貢獻(xiàn)的C／N。隨著功率的增加，NPR將會改善。在某一輸入功率時(shí)，NPR達(dá)到最大值，在這個(gè)功率之上，互調(diào)產(chǎn)物及削波產(chǎn)物急劇增加，NPR下降。初始的下降主要是二階互調(diào)，然后很快進(jìn)入激光器削波起作用的范圍，NPR急劇下降。

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ⅱ）回傳激光器的RF激勵總功率研究表明：無隔離的DFB和FP激光器RF激勵總功率一般在

100dBμV左右，即在60MHz帶寬內(nèi)的信號功率譜密度為22dBμV/HZ。但是，不同品牌的回傳激光器的RF激勵總功率有較大的分散性，大約在(95—110)dBμV范圍?；貍魍ǖ涝O(shè)計(jì)與調(diào)試的核心問題是，采取合理的措施，保證加到光工作站內(nèi)的上行激光發(fā)送機(jī)中回傳激光器上的RF信號總功率在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，既不能太小，也不能過激勵。加到回傳激光器上的RF信號總功率這個(gè)合適的范圍是多少？

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T194-2003規(guī)定了回傳激光器工作的的動態(tài)范圍，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“在由反向激光發(fā)送機(jī)和反向光接收機(jī)構(gòu)成的光鏈路中，當(dāng)鏈路損耗為5dB，NPR大于30dB時(shí)，采用FP激光器的發(fā)送機(jī)動態(tài)范圍應(yīng)大于10dB，采用DFB激光器的發(fā)送機(jī)動態(tài)范圍應(yīng)大于15dB?！?/p>

第91頁/共258頁

實(shí)際上，對于一個(gè)良好的回傳系統(tǒng)，回傳激光發(fā)送機(jī)NPR為30dB時(shí)，動態(tài)范圍大于20dB，NPR為40dB時(shí)，動態(tài)范圍大于10dB。如圖所示第92頁/共258頁

回傳通道的光纖部分和同軸電纜部分的最佳工作點(diǎn)設(shè)計(jì)，就是確定輸入到回傳放大模塊、光工作站端口以及上行激光發(fā)送機(jī)的回傳激光器上的RF信號總功率?；貍魍ǖ赖恼{(diào)試，則是通過調(diào)節(jié)回傳放大器或光工作站內(nèi)的相應(yīng)插件、部件和可調(diào)元件，保證回傳激光器、放大模塊工作在設(shè)計(jì)狀態(tài)，使回傳激光發(fā)送機(jī)的輸出光功率、CM、機(jī)頂盒和回傳放大器的RF輸出功率（電平）達(dá)到設(shè)計(jì)值?；貍魃漕l系統(tǒng)的電平選擇與回傳光鏈路不同：對于回傳激光器要保證RF輸入電平不要太高，以免產(chǎn)生削波而劣化NPR；對于RF系統(tǒng)來說，則需要確保其電平達(dá)到一個(gè)合理的高電平，以提高其抗干擾能力。第93頁/共258頁

美國CableLabs對回傳通道的測試報(bào)告給出的結(jié)論是：

設(shè)計(jì)和調(diào)試回傳通道時(shí)，總是使加到回傳激光器上的RF信號總功率處在NPR動態(tài)范圍的中部。這樣的設(shè)計(jì)和調(diào)試，即使在全頻帶滿負(fù)荷激勵時(shí)，回傳激光器也不會過激勵；而僅有一個(gè)回傳信道工作時(shí)，也處于回傳激光器的動態(tài)范圍內(nèi)。若由于某種原因是激勵功率增大或減小，回傳激光器既不會過載削波，也不會因激勵太小而使NPR過分劣化。因此，選擇回傳激光器時(shí)，應(yīng)選擇NPR最大值在(40—50)dB的回傳激光器。第94頁/共258頁

從NPR曲線圖看出，NPR曲線右側(cè)下降較快。通常，回傳激光器的最佳工作點(diǎn)定義為NPR從最大值下降7dB（平均5—10dB）所對應(yīng)的輸入功率，此即為回傳激光器的最佳工作點(diǎn)。這樣，對于電平的變化及較大沖擊干擾和匯聚噪聲，留有足夠的余量。

第95頁/共258頁

這個(gè)最佳工作點(diǎn)也就是實(shí)際工作時(shí)要求輸入到回傳激光器的RF信號總功率。在生產(chǎn)廠家設(shè)備手冊里，沒有明確注明回傳激光器在最佳工作點(diǎn)時(shí)的輸入信號功率電平，而只是給出一定條件下的RF信號輸入功率。如某公司回傳光發(fā)射機(jī)型號NRT－WB2HP，在設(shè)備手冊里只是給出：視頻輸入電平10～20dBmV，數(shù)據(jù)輸入電平-13～20dBmV。據(jù)此經(jīng)過換算，該激光器的最佳工作點(diǎn)為40～45dBmV，即實(shí)際工作時(shí)要求輸入到激光器的總功率。

第96頁/共258頁e）HFC反向通道損耗的確定

HFC反向通道可分為四大塊（如圖所示）：第97頁/共258頁A塊：CM至樓放輸出口，反向損耗一般設(shè)定為-30±4db。

B塊：電纜干線網(wǎng)部分（包括干放、延放與樓放）至光站（具有雙向傳輸功能的光節(jié)點(diǎn)）的輸出端口，反向損耗設(shè)定0db（采用單位增益設(shè)計(jì)）。

C塊：光站至光接收機(jī)部分，損耗與光設(shè)備的選擇有關(guān)，一但光設(shè)備選定了，損耗也就確定了。例如安泰克LLRX200光站與LLRR光接收機(jī)組合損耗為+15db（光接收機(jī)的輸入功率為-7dbm時(shí)）。

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D塊：光接收機(jī)輸出端至CMTS的輸入端口部分，這塊的作用是將多條光鏈路輸出的信號混合成一路輸入CMTS，此塊的插入損耗按下公式計(jì)算：插入損耗＝（業(yè)務(wù)帶寬×上行通道的每赫芝RF功率）－CMTS要求的輸入電平值為了使整個(gè)通道達(dá)到長鏈路AGC的要求，需要對這一塊進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，否則，即使光接收機(jī)之前的反向通道工作得很好，但由于反向光接收機(jī)至CMTS之間的通路沒有設(shè)計(jì)好，仍然會使反向通道工作不正常。第99頁/共258頁

D塊設(shè)計(jì)：以ANTEC的LLRR上行光接收機(jī)為例，當(dāng)其輸入光功率為-7dBm時(shí)，其輸出總RF功率為100dbμV，每赫芝RF功率是

100-10Lg(40MHz)=24dbμV/Hz，

CM的業(yè)務(wù)帶寬為6MHz時(shí)，則CM業(yè)務(wù)在反向光接收機(jī)總的RF輸出功率中占有的RF功率為

24+10Lg(6MHz)=92dbμVCMTS要求的輸入電平值為60dBμV，所以，插入損耗為

60-92=-32dB(±1db)，

D塊是整個(gè)反向通道最大的一個(gè)匯集點(diǎn)，一個(gè)CMTS端口可以容許4—6路光鏈路混合后輸入，若混合的光鏈路過多會使通道的噪聲增加，使CM頻繁掉線。實(shí)踐證明，2--4路光鏈路混合后輸入CMTS為佳。上行信號在進(jìn)入CMTS之前，應(yīng)接一個(gè)3db左右的固定衰減器，作用是：改善通道的駐波性能，提供其它業(yè)務(wù)的接入余量。

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目前，CM的最大輸出電平為120dbμV，為了保證系統(tǒng)有較高的CNR值（要求CNR≥25db,BER≤10-9），將CM的發(fā)射電平范圍設(shè)定為103--117dbμV，動態(tài)范圍14db作為CMTS的測距AGC控制余量（CMTS的輸入電平通過AGC控制被鉗定在60±1dbμV）。動態(tài)范圍14dB分配如下：

*分配網(wǎng)：由于各CM的路由差別所造成的匯集電平差較大，分配余量為8db，所以，在樓放的輸出端口處分配網(wǎng)的匯集電平均差不超過±4db。

*電纜干線網(wǎng)部分：在調(diào)試中按單位增益的概念調(diào)試。通過調(diào)試使網(wǎng)絡(luò)中的每一級放大器間的增益均為0db，從而實(shí)現(xiàn)圖中B塊總增益為0db的目的。這塊只需分配4db的余量作為溫度所造成電纜損耗的變化和放大器增益變化的補(bǔ)償。

*光纖鏈路：由于采用了歸一化的調(diào)試，只需考慮設(shè)備增益變化的影響，分配2db的補(bǔ)償余量。

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CM的最大發(fā)射電平為（由安泰克LLRX200光站與LLRR光接收機(jī)組合的反向光鏈路）

CM的最大發(fā)射電平=CMTS的輸入電平－D塊的損耗值－

C塊損耗－分配網(wǎng)A塊的標(biāo)稱損耗－附加的最大損耗值

=60+32-15+30+10=117dbμV