HFC光端机有线电视论文

【摘要】光纤通信现已成为现代通信的主要手段之一，在广电网络中作用显著。文章就光纤通信技术的概念、特点、系统基本构成及传输特性做了简要介绍，并详述了光纤通信技术在广电网络传输和广电传输网络双向化改造中的应用。下面是小编为大家整理的《HFC光端机有线电视论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

HFC光端机有线电视论文 篇1：

应用ＰＯＮ技术实现宽带业务接入

现数字化和多功能应用是科技的进步和发展，也是市场的需要和发挥资源优势、扩大服务、增加收入的重要途径。有线电视HFC网络除了可提供丰富多采的电视节目外，还有足够的频带资源来支持其它业务的开展。例如通过Cable Modem在HFC网络上实现数字信号传输，可为用户提供Internet的高速接入。为此，各地网络公司都在HFC网基础上增加传输宽带数据等业务。其中利用Cable Modem进行Internet接入的业务发展最快。

广电网络为了提供诸如宽带接入、数字电视点播等更多项增值业务，必须对传统的HFC网络进行双向网的改造。构建双向HFC网络，开展宽带接入业务，实现回传需要很多根光纤，而且光信号到了前端后，前端需要很多回传光接收机，同时汇聚噪声会十分明显。例如: 一个HFC网络，采用星型结构，有n个光节点，那么下行需要n根光纤，上行还需要n根光纤，前端再需要n个回传光接收机，而且这n在模拟电视业务基本普及的今天，多功能应用、数字化成为当前有线电视网的热点，实个光节点的回传噪声将会在前端的CMTS(Cable Modem Terminal System)汇聚，劣化回传信号的载噪比，甚至导致回传系统无法正常工作。因此如何低成本地构建高质量、宽带的双向HFC网络是广电实现宽带接入的关键。

在接入网环境中用光纤取代铜缆可带来一系列的好处：降低维护费用、易于实现业务融合和提供新业务、提高信息传输的可靠性、方便系统扩容、节省建设投资等等。接入网宽带光纤化成为必然，而PON技术因其多业务、低投资、易维护等特点，将成为未来宽带接入网的技术热点。

PON技术

光纤接入网根据中继光器件的类型又可划分为无源光网络（PON，Passive Optical Network）和有源光网络（AON，Active Optical Network）。

在光接入网中，如果光配线网（ODN）全部由无源器件组成，不含任何有源节点，这种光接入网就是无源光网络(Passive Optical Network，PON)。PON是一种采用无源光网络(前端和光节点之间没有有源设备、器件)的技术，是一种新兴的透明的宽带接入技术。PON的架构主要是将光纤线路终端设备OLT下行的光信号，通过一根光纤经由无源器件Splitter（光分路器）分路传送给各用户终端设备ONU/T。这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本，更节省了大量光缆资源的建设成本。PON因而成为FTTH最新热门技术。

PON技术始于20世纪80年代初，目前市场上的PON产品按采用的技术，主要分为APON/BPON（ATM PON/宽带PON）、EPON（以太网PON）和GPON（千兆比特PON）几种。

几种PON技术及其比较

APON（也称为BPON）特点是采用ITU于上世纪90年代中期批准的ATM体系结构。与以太网设备相比，ATM交换机和ATM终端设备相当昂贵。而且，现在因特网工作于TCP/IP协议，用户终端设备都是IP设备，采用ATM技术必须将IP包拆分重新封装为ATM信元，这就大大增加了网络的开销，浪费网络资源。

EPON基于千兆以太网的无源光网络技术，国际标准IEEE802.3ah在2004年正式发布，是一个由制造商驱动的解决案。 而GPON是一种按照消费者的准确需求设计、由运营商驱动的解决方案，标准化主要由FSAN和ITU-T来驱动。与GPON技术相比，EPON的技术门槛较低，核心芯片的设计难度也低，目前已经有不少芯片厂商加入EPON芯片设计的阵营，产业链更成熟。

从技术理论上分析，GPON比EPON更具优势。从实用性角度看，GPON由于芯片的原因，综合成本会高于EPON设备。今后两年，随着GPON大规模的商用，GPON的成本将会与EPON趋同。但如果只是单纯数据业务的接入，目前选择EPON就足够了。

PON与传统网络的比较

无源光网络PON与传统网络的结构相比有以下优点:

（1）PON不需要在中心局和用户间安设有源器件，因此会节约更多的初始建设费用和不少的室外设施维护费。

（2）PON由于采用点到多点的接入模式，因此中心局到用户间铺设光纤的基建费用由用户们共同承担，可以提高网络建设投资的回报。与为每个用户都配置端到端光纤的方法相比，为相同数量客户提供业务的PON设备的体积更小，占用中心局的空间更少。

（3）PON同时支持传统业务（模拟电视）和宽带业务（IP语音传输、IPTV、宽带上网等）。

（4）PON支持所有住宅用户（使用POTS、模拟电视和数据业务）和许多商业用户（使用T1/E1和以太网业务）共享一个接入网（包括物理层和协议层），不必使用不同的接入网分别为他们提供服务，因而减少了分散的接入网的数量。

PON技术在HFC网络中的应用

在PON网络中，信号从前端的OLT到用户端的ONU称为“下行”; 信号从ONU到OLT称为“上行”。从这些特点来看，PON和我们的HFC网络具有很多相似之处。

PON采用树形、星型分支结构，多个ONU共享光纤和前端OLT的回传光接收机。PON下行采用时分复用(TDM)方式，信号广播式下发，和我们的HFC网络的下行完全一样，是“一发多收”;但是，信号的上行方式却不一样，各个ONU或者说光节点共用一根光纤进行回传，回传采用时分多址(TDMA)技术，“多发一收”，前端只设置一个回传光接收机，在任意一个时刻只有一个ONU发送信号，各个ONU单元轮流发送信号，实现光纤和回传光接收机的资源共享。

同HFC网络一样，PON网络也有总线型、树形、星型等拓扑结构。PON系统一般采用无源单(双)星形拓扑，分路比可以达到1∶16~1∶32，每个光节点可与数十个到数百个用户端设备(CPE)相连。

用PON网络技术构建双向HFC光网络，下行仍采用原有的光端机，广播式下行占用一根光纤(如果是环网，则加倍)，所有光节点的业务回传占用一根光纤。当然，如果采用波分复用(WDM)方式，可以1550nm波长光发射机下行，所有光节点用1310nm的FP激光器进行回传，再用若干1310/1550波分复用器即可。

双向HFC网络目前开展的主要业务是IP业务，所以采用E-PON技术是最合适的，它不需任何复杂的协议，光信号就能精确地下行传输到ONU; 来自光节点ONU的数据也能被集中传送到前端。在物理层，可以使用1000Base的以太PHY; 同时，增加MAC控制命令进行控制和优化各ONU与前端OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信。在协议的第二层，可以采用成熟的全双工以太网技术，使用TDM技术后，ONU在自己的时隙内发送数据报，网络中没有碰撞，所以不需CSMA/CD，从而充分利用带宽。另外，E-PON技术通过在MAC层中实现802.1p以及动态带宽分配(DBA)技术来提供与A-PON类似的QoS。

下行设计采用QAM调制器，将数据信号调制到电视信号的空闲频带内，和下行TV信号混合后送入下行的光发射机。下行的数据信号除了净荷外还要加上管理开销。在光节点将光信号转化为电信号，TV信号送到用户，QAM信号被解调，根据TDM时隙分配，解出各个光节点本地的信号; 回传可以采用价格便宜的1310nm的FP激光器，甚至LED，回传调制是采用我们已经研发成功的“突发模式(Burst-Mode)”数字光发射电路。回传信号以数字调制的形式，在前端分配给自己的时隙内将信号回传到前端。这样，前端仅仅使用一台回传数字光接收机就可以接收所有光节点的信号，而且克服了回传噪声的影响。

EPON在HFC网络中的应用模式

采用EPON技术进行广电双向化改造可直接利用已经铺设的光缆中剩余的一根光纤作为EPON宽带业务的传输通道。在分前端机房部署EPON的OLT设备，可以覆盖周边10～20km内的用户，光信号通过树形光分配网络到达小区光节点；根据光节点的覆盖范围，可以选择在光节点处放置光分路器，进一步将光纤延伸到楼道放置ONU，也可以选择在光节点处放置ONU，最后通过五类线入户。对那些无法部署五类线的楼，可以通过EoC方式入户。在最后100m的入户方案中，可以选择EPON+LAN的技术，也可以选择EPON+EoC(Ethemet over Cable)的技术。

EPON+LAN方案中，EPON OLT利用分前端光纤到远端机房，光分路器分光接入各个楼道ONU，ONU采用LAN入户，承载数字电视点播信令回传和宽带上网等多业务；下行的模拟和数字电视信号通过原有的光纤和HFc线路下行，HFC入户；最终双线入户(同轴电缆和5类线捆绑在一起的线缆)解决广电数字网络双向问题。另外，如果CATV信号波长为1550nm，可将分前端光纤与EPON OLT进行合波，通过一根光纤进行传输，在园区机房再进行分波，分出CATV信号和EPON光信号，由此可有效节省线路光纤资源。

EPON+EoC方案中，EPON OLT利用分前端光纤到远端机房，光分路器分光接入各个ONU，然后以EoC方式下行。EoC合成器部署在小区楼道，将CATV信号和数据信号进行合成，通过原有HFC线缆传送到用户侧，最终通过用户侧的EoC终端分离出CATV信号和数据信号，用户数字电视点播信号通过EoC，方式上行。EoC充分利用现有网络的同轴电缆、分支分配器资源，能够有效节省建网成本；终端设备成本较低，降低用户投资。

结束语

随着网络技术的进步，宽带业务的普及，三重播放业务的推出，光纤接入越来越普遍，而管道、光缆资源不可能无限制扩张，采用PON技术大量节约了光缆资源，有效解决了这一问题。随着PON技术不断完善，光器件成本不断降低，技术优势将越来越明显。事实证明,应用PON无源网络技术的HFC网络接入系统具有网络建设快、灵活、高性能、多业务、性价比高等优点，是一种全新的宽带接入技术出现在人们的面前。它是一种真正能支持语音、数据和视频全业务的接入技术。它是实现“三网融合”切实可行的方案。■

作者：陈文琪

HFC光端机有线电视论文 篇2：

浅析光纤通信技术在广电网络中的应用

【摘要】光纤通信现已成为现代通信的主要手段之一，在广电网络中作用显著。文章就光纤通信技术的概念、特点、系统基本构成及传输特性做了简要介绍，并详述了光纤通信技术在广电网络传输和广电传输网络双向化改造中的应用。

【关键词】光纤通信技术广电网络双向化改造

目前，全国各省市都已建成覆盖核心用户的广电网络，其中局域骨干网络主要以光纤为传输介质，光纤通信技术在广电网络传输和广电传输网络双向化改造中发挥着不可替代的作用。

一、光纤通信技术简介

1.1 概念及特点

光纤，即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信之所以发展迅猛，主要缘于以下优点：频带极宽，通信容量大；损耗低，中继距离长；抗电磁干扰能力强；无串音干扰，保密性好；光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、使用寿命长。

1.2 系统基本构成

光纤通信系统是以光波作为载波，以光纤作为传输媒介的通信系统。光纤通信系统由光发射机、光接收机、光中继器、光纤连接器及耦合器的无源器件等五个部分组成。光端机是光纤通信系统的核心设备，光端机分为光发射机和光接收机，它们的性能直接影响整个通信系统的传输质量。光纤通信系统中对来自信息源的信号传送到发送端的光端机，光发射机则是将光源通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；接收端的光端机内有光检测器将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生后恢复还原输出。对于长距离的光纤通信系统还需中继器，其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、对失真的脉冲波形进行整形、校正生成一定强度的光信号，继续向前方以保证良好的通信质量。

1.3 光缆传输特性

光纤是用高纯度的玻璃材料制造而成。光纤线路由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，实际中使用的是容纳许多根光纤的光缆（每根光纤都有自己的包层）。光纤线路的性能主要由光缆内光纤的传输特性决定。目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤。单模光纤（Single-Mode）只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用与大容量，长距离的光纤通迅。多模光纤（Multi-Mode）在一定的工作波长下，有多个模式在光纤中传输。由于色散，这种光纤的传输性能较差频带比较窄，传输容量也比较小，距离比较短。

二、光纤通信技术在广电网络中的应用

2.1 广播电视网络传输

目前，我国光纤通信产业发展迅速，在广播电视领域，以光缆网络为基础的网络建设，是事业发展的基础。光缆网络是城市最可靠的数字电视和数据传输链路，现在，从电视台总控机房到卫星上行站、有线电视网或发射台传输信号基本都选择使用光缆，通过光纤网络传输电视直播信号，改变了以往只靠微波中继传输的方法，也消除了由于微波中继引起的噪声，而保证了信号的可靠性。光纤传输系统传输频带极宽，通信容量大，衰减低，串扰小，抗干扰能力强，优越性明显。

2.2 广播电视传输网络双向化改造的解决方案

广电网络是基于CATV发展起来的HFC网络，传统的HFC网络主要是为传输有线电视服务的，所以是以单向下行广播式的传输方式。广电网络为了提供如宽带接入、数字电视点播等更多增值业务，所以必须对传统的HFC网络进行双向网改造。广电的传统业务是广播单向业务，传统的HFC网络是点到多点的树型网络结构。光缆资源比较丰富，也比较靠近用户，但一般是树型网络结构。广电最大的优势是已经进入千家万户的同轴电缆的入户资源。同轴电缆的工作频率可以达到1GHz，随着全国数字电视整体转换的推进，将会有更多的频率资源空出来留给数据通信，并且随着调制技术的发展每一个Hz频带承载比特数越来越多。目前广电的接入网改造技术主要有两类，一类是CMTS+CM，一类是EPON技术。采用EPON技术时还要考虑采用何种入户技术，是五类线入户还是同轴电缆入户（EOC技术）。五类线入户技术最为成熟，但因为五类线100m的传输距离的限制，以及入户施工问题，存在覆盖成本较高、业务开通周期较长等问题，因此并不适用于老城区改造。即使在电信，FTTB+LAN模式也仅用于新小区的网络建设。EPON+EOC相对于EPON+LAN更适合于广电的老城区双向网改造，并且也彰显了广电的特色。

光纤传输系统是一种高性能的通信网络，它是高质量的视音频实时业务的最理想传输介质，其在已有的HFC网络和广播电视传输网络双向化改造中必不可少。我们相信随着科学技术的不断进步和发展，光纤在通信网，广播电视网，计算机网，以及在其他数据传输系统中，将发挥越来越大的作用。

作者：程青枝

HFC光端机有线电视论文 篇3：

地级市有线电视网络双向改造的构想

地级市有线电视网络现状

有线电视网络经过十多年的发展，光缆已经越来越靠近用户，许多光节点覆盖的用户在500～200户之间，电缆半径在500米左右。广电网络要提供如宽带接入、数字电视点播(VOD)等更多增值业务，必须对传统的HFC网络进行双向改造。

扬州有线电视网络建于九十代初，当时为同轴电缆网，通过十多年的发展，随着网络材料的更新换代，扬州有线电视逐步形成一张光缆+同轴电缆的较为典型的HFC单向网。随着经济的发展，扬州的城市规模在原有基础上扩大了一倍，有线电视用户由以前的10万户发展到目前的17万户。随着技术的发展，扬州的网络结构也发生了较大变化，以总前端为核心，建起了8个分前端，同时遵循“光进铜退”的原则，加大了网络改造，对于新建住宅群，做到光节点下用户数小于500户，逐步实现了光节点无源器件联接到用户。而对于老城区、平房区，光节点下仍然有一级或两级放大器，在进行双向网络改造时，光缆将逐步向用户群延伸。

PON:双向网络的改造切入点

PON(passiveopticalnetwork)不是一个新概念。1995年，在ATM技术全盛时期，ITU和FSAN联盟建立了ATM标准，并将其作为在PON之上的第二层帧及封装技术。

PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机及室内设备完成。其传输距离较有源光纤接人系统短，覆盖范围也较小，但线路造价低，无须另设机房，维护容易。由于这种结构具有良好的经济性，因此非常适合大规模本地网的用户接入服务。

PON的标准技术上有APON(ATM PON)，BPON(BroadbandPON)、EPON(Ethernet PON)及GPON(Gigabit Capable PON)等技术，各有优缺点，(见表1)。

PON网络一般结构如图2所示。

APON(ATM—PON)为结合了ATM多业务、多比特率支持能力及无源光网络透明宽带传送能力的解决方案。其基于信元的传输系统，为点到多点传输系统的复用和多路接入方式提供了良好基础，同时这种传输结构也为多用户共享整个带宽提供了基础。

EPON以Ethernet为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式。EPON可以轻松实现带宽到10Gbit/s的平滑升级。在IEEEE802.3ah标准中只规定了EPON分路比是1:16，但是现在不少设备制造商建议采用1:32分路比，即:1个OLT最多可以对应32个ONU。

GPON(Gigabit PON)技术和标准由APON／BPON发展而来，其具备很好的协议适配性、更高的带宽和更高的传输效率。虽然在技术上GPON具有更大的优势，但GPON标准目前还没有最终完成，产品和市场应用尚未成熟，设备价格也较为昂贵，还无法大规模进入市场。

因此，目前主流的PON技术是：EPON。

地级市有线电视网络中EPON技术的应用构架

早在1998年，就有一些有线电视网采用CMTS技术进行双向HFC网络改造试验。由于双向HFC网络改造在设计、施工、调试与维护E都对技术细节及管理细节要求很高，—般情况下很难做到，因此在设计分配网络时，很容易忽视汇聚均衡的原则，造成在同—个光节点下，不同的用户回传电平差异过大。

在施工过程中，如果施工工艺达不到要求，将导致接头接触不良，走线不规范，产生公共路径失真及外界噪声侵入；在调试过程中，如不能严格遵守单位增益原则，回传通路调整不规范，将导致回传MER劣化；而在日常维护中，一些工程人员由于忽视了广播业务与宽带业务的统一维护，在维护下行有线电视信号的过程中，往往不经意改动了已调试好的上行信号，导致整个回传链路的故障。

上述问题给业务发展及网络维护带来了很大的困难。

EPON技术的成熟，为HFC网络的双向化改造带来了新的契机。EPON网络结构和IFC光传输网络结构类似，部署起来较为方便，因此用EPON技术实现双向HFC网络比传统的CMTS改造方式更具成本和业务能力的优势。EPON网络可以独立组网完成双向网络，实现互动电视业务的回传，还可以实现多种基于IP的数据、话音和视频业务。

以扬州有线电视网络为例，目前扬州的HFC网络结构为:从总前端到分前端采用双路由光网络，以确保总前端与分前端的路由畅通，而分前端与光节点采用星型网络拓扑结构，在网络改造采用EPON无源光分路技术，一方面将分前端作为光分路点，另一方面以分前端为核心进行多级无源光分支，以解决平房区网络改造的问题(见图1)。其与无源光网络一样采用星型结构，与EPON十分相似。

如果对扬州有线电视网络进行改造，可以结合HFC双向光网络的功能特点，采用EPON网络技术构建双向HFC光网络，下行仍用原有的光端机，广播式下行占用一根光纤，所有光节点的业务回传占用一根光纤(见图3)。还可以通过波分复用(WDM)的方式将1550波长和EPON的1490/1310nm波长合成于一根光纤，经过分路，光纤传输送到ONU前解波分复用，再还原出1550nm信号给CATV光接收机，提供RF视频服务，1490/1310nm信号接到ONU，完成宽带数据业务的传输。

回传信号以数字调制的形式，在前端通过分配给自己的时隙将信号回传到前端。这样，前端仅仅使用一台回传数字光接收机就可以接收所有光节点的信号，从而克服了回传噪声的影响，适合将来光纤到户的网络部署。如果与EOC入户方式相结合，将是实现三网合一的较为理想的模式。网络结构如图3所示。

综上所述，构建结合EPON技术的HFC网络是解决目前HFC实现双向业务接人的行之有效的方法之一。

总结

采用EPON技术，除可降低网络机房及设备维护的成本外，同时还节省了大量光缆资源等建置成本。具有成本低，管理方便，适合于人口密集的居住环境等优点。主要表现在如下几个方面:

a.使用光纤传输，不受外部环境干扰，并提供极富弹性的带宽配置；

b.使用无源分光器替代有源设备，降低了机房和配电设施的建设和维护成本；

c.单一网络结构，简化了网络结构，减少故障点，便于维护，

d.良好和安全性保证，提供端口级的带宽控制和良好的业务质量保证(QoS)；

e.高效的网络管理(OAM)功能，使用集中统一的网络管理和业务管理

F.网络具有良好的扩展性和升级能力，适合接入网的建设和发展特点。

当然EPON网络也有其不足的地方，首先是一次性投入成本较高。由于需要测距辅助等电路，且需要高速收发模块，因此有源部分尤其是OLT价格较高，而光纤和分路器等无源基础设施又必须一次到位，这样当用户数较少或用户分布超过某一限定距离时，单用户的成本很高。其次，支路会按分配比分去大量光功率使传输距离缩短，一般局限在20公里范围以内。

总之，EPON光网络技术，是光纤到家庭的技术。EPON的最大特点:是EPON网络与广电网络结构相一致，极易与广电技术相融合。

作者：孙国超　张立新