混合光纖同軸電纜

光纖與同軸電纜的寬頻接入網

混合光纖同軸電纜(hybrid fiber coaxial,簡稱HFC)是一種基於電纜電視(catv) 網的光纖光纜同軸電纜混合網的寬頻接入體系結構。它是以同軸電纜網路為最終接入部分的寬頻網路系統。

HFC網路結構是在頭端到光節點的光網路單元之間通過光纖光纜傳輸光波信號,光節點到用戶家之間則利用原有的同軸電纜分配網來傳輸和分配用戶信息。它既保留了傳統的模擬傳輸方式,又實現了上、下行雙向和模擬數字混合傳輸,能同時提供電話、模擬視頻、數字視頻和互動式業務。

簡介


混合光纖同軸電纜由光纖取代一般電纜線,作為有線電視網路中的主幹,可提供30Mbps的共享帶寬進行高速 Internet接入、VOD以及模擬或數字的有線電視及數字視頻節目。由頭端(Head End)機房到用戶附近的光纖節點(Fiber Node)之間的傳輸介質為光纖,由光纖節點到用戶的終端設備則是 RG-62 等電纜線,因而稱之為混合光纖同軸電纜。

HFC的特點


HFC 網的頻帶寬,其頻帶寬度可滿足綜合業務和高速數據傳輸需要。因為同軸電纜的帶寬可達 1GHz,除了原模擬視頻信號外,還有豐富的頻譜資源可以用來傳輸數字視頻信號和雙向數據。
HFC網的傳輸速率高。在HFC網上用Cable Modem進行雙向通信時,其下行速率可達 30Mbit/s,上行速率可達10Mbit/s。
HFC 網的靈活性和擴展性都較好。HFC 網路在業務上可以兼容傳統的電話業務和模擬視頻業務,同時支持Internet 訪問、數字視頻、VOD以及其他未來的互動式業務。在結構上,HFC網路具有很強的靈活性,可以平滑地向FTTH過渡。

HFC網的網路結構


由 CATV 網演變而來的HFC 網有單向網和雙向網兩種。其中,單向HFC 網僅僅是用光纖取代了傳統CATV網主 幹線電纜,擴大了接入網的覆蓋範圍,基本上只支持CATV 業務。雙向HFC網是在單向HFC網路基礎上改造而成,其結構如右圖所示。雙向HFC 網可以提供CATV、語音、數據和其他交互型業務,實現電信網、有線電視網和計算機網“三網合一”。
雙向HFC網路由區域網數字終端(HDT或稱為網關)、光纖饋線網、光節點、同軸電纜傳輸與分配網和綜合業務單元組成。其中,局域數字終端主要有四大功能:第一,完成各業務節點設備的介面功能,如 PSTN的本地交換機、CATV的節目源、VOD伺服器、經過寬頻網邊緣交換機接入寬頻網,進而與Internet 業務提供商的接入伺服器介面等;第二,HFC 採用副載波多路復用傳輸技術,由局端數字終端的調製解調部分將各種業務信號調製在各自的副載波上,實現頻分復用(FDM),共享傳輸介質;第三,完成光電轉換功能;第四,提供監控介面功能。
光纖饋線網和同軸電纜傳輸與分配網分別是HFC網的主幹傳輸網和用戶端分配網。
光節點是HFC網中光纖主幹傳輸網和用戶端同軸分配網的銜接點,主要完成光/電轉換、電信號的復用/解復用和調製/解調。此外,光節點控制頻帶分配實現多業務,管理上行通道上的競爭實現多用戶共享傳輸介質。
綜合業務單元(ISU)提供與電信業務終端和有線電視終端的介面。ISU分為單用戶單元(H-ISU)和多用戶單元(M-ISU),網路結構中可同時具有 H-ISU 和 M-ISU。ISU 有可選擇的二線模擬語音介面、2B+D介面、N×64kbit/s(N=1~31)介面、2 048kbit/s 介面和其他高速介面,此外還提供監控介面。用戶經用戶終端設備接入到HFC網,用戶終端設備包括用戶網路介面(UNI)、機頂盒(SYB)和電纜數據機(Cable Modem)。

cable modem


cable modem是適用於電纜傳輸體系的數據機,其主要功能是將數字信號調製到射頻信號,以及將射頻信號中的數字信息解調出來。此外,cable modem還提供標準的乙太網介面,可完成網橋、路由器、網卡集線器的部分功能。因此,它的結構比傳統modem複雜得多。
cable modem與傳統modem在原理上基本相同,都是將數字信號調製成模擬信號在電纜的一個頻率範圍內傳輸,接收時再解調為數字信號。不同之處在於,cablemodem是通過有線電視的某個傳輸頻帶而不是經過電話線進行解調。另外,普通modem所使用的介質由用戶獨享,而cable modem屬於共享介質系統,其餘空閑頻段仍可用於傳輸有線電視信號。
cable modem也類似於ADSL,提供非對稱的雙向通道。上行通道採用的載波頻率範圍在5~42MHz之間,可實現128Kbps~10Mbps的傳輸速率。下行通道的載波頻率範圍在42~750MHz之間,可實現27~36Mbps的傳輸速率。
cable modem具有性能價格比高,非對稱專線連接,不受連接距離限制,平時不佔用帶寬(只在下載和發送數據瞬間佔用帶寬),上網看電視兩不誤等特點。
cable modem在一個頻道的傳輸速率達27~36Mbps。每個有線電視頻道的頻寬為8MHz,HFC網路的頻寬為750MHz,所以整個頻寬可支持近90個頻道。在HFC網路中,目前有大約33個頻道(550~750MHz範圍)留給數據傳輸,整個頻寬相當可觀。