文丨陳志勇

（廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司惠州分公司，廣東惠州 516008）

1 HFC網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀

隨著IT信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，HFC雙向網(wǎng)絡(luò)正以其獨(dú)特的帶寬優(yōu)勢(shì)取得很好的發(fā)展，而且這個(gè)市場(chǎng)還在不斷擴(kuò)大，HFC雙向網(wǎng)絡(luò)作為三網(wǎng)融合推進(jìn)工作的基礎(chǔ)和核心，是整個(gè)三網(wǎng)融合工作的重中之重。

2 HFC雙向網(wǎng)技術(shù)

HFC（Hybrid Fiber Coax）是光纖同軸混合網(wǎng)，即在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)HFC網(wǎng)絡(luò)下行廣播電視業(yè)務(wù)與交互式的HFC寬帶上行業(yè)務(wù)。這種HFC網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，是光信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和電信號(hào)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的光纖+同軸混合網(wǎng)。

2.1 HFC雙向網(wǎng)其本原理

傳統(tǒng)的電視節(jié)目的傳輸為單向傳播方式，也就是說(shuō)原來(lái)的有線電視網(wǎng)絡(luò)HFC只有單身傳輸功能，而要實(shí)現(xiàn)交互的HFC網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)絡(luò)提供雙向傳輸能力，下面分析HFC雙向網(wǎng)絡(luò)的傳輸基本原理：（1）上行信道帶寬的分配：把上行信道理解成為是由連續(xù)眾多的小時(shí)隙構(gòu)成的流，把這種概念上分解的小時(shí)隙作為傳輸?shù)幕镜馁Y源單位，CMTS通過(guò)管理cable moden對(duì)這些時(shí)隙的申請(qǐng)?jiān)L問(wèn)進(jìn)行資源分配。CMTS進(jìn)行帶寬分配的基本原理是分配映射表，分配映射表是CTS發(fā)出的MAC管理報(bào)文，其功能指明了上行信道的小時(shí)隙使用方式。（2）上行信道訪問(wèn)方式：上行信道采用CDMA或者SCDMD的訪問(wèn)方式，如果眾多CM同時(shí)訪問(wèn)CMTS的小時(shí)隙，通過(guò)一定的算法來(lái)處理這種碰撞的訪問(wèn)。也就是說(shuō)CMTS同一小時(shí)隙可以有多個(gè)CM同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，需要注意的是CM在CMTS為其分配了小時(shí)隙后才具備傳輸?shù)臈l件。（3）CMTS與CABLE MODEN的交互：CABLE MODED在接通電源啟動(dòng)后，首先進(jìn)入啟動(dòng)過(guò)程，初始化數(shù)據(jù)，同時(shí)不但向CMTS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和接受CMTS發(fā)送的數(shù)據(jù)。在這個(gè)過(guò)程中，CABLE MODED獲得上行信道的傳輸?shù)幕緟?shù)，獲得IP地址，建立IP連接。（4）系統(tǒng)安全性：CMTS廣播的數(shù)據(jù)幀能被所有在線的CABLE MODEN接收到，但是這種數(shù)據(jù)幀不是對(duì)所有的CABLE MODED都有效，只有數(shù)據(jù)幀中指定CABLE MODEN的標(biāo)識(shí)信息相同的CABLE MODED才能接收到，其他的CABLE MODEN接受該數(shù)據(jù)幀，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀中與自己所帶的CABLE MODED數(shù)據(jù)幀標(biāo)識(shí)不同，將丟棄該數(shù)據(jù)幀。至此建立CMTS與CABLE MODEN之間的通信。

2.2 HFC雙向網(wǎng)傳輸?shù)幕痉绞?/h3>

HFC潛在的最大優(yōu)點(diǎn)在于，帶寬容量大，通過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)互動(dòng)雙向傳輸，并且頻率特性好，傳輸鏈路上損耗小，可有效延長(zhǎng)傳輸數(shù)據(jù)的距離，光纖間不會(huì)有串音現(xiàn)象，不怕電磁干擾，能確保信號(hào)的傳輸質(zhì)量。其傳輸方式目前主要有兩種：（1）空分復(fù)用技術(shù)：其基本過(guò)程是用不同的線路分別傳輸上行信道信號(hào)和下行信道信號(hào)，這是技術(shù)上實(shí)現(xiàn)HFC雙向傳輸最簡(jiǎn)單的方式，這種一種已經(jīng)淘汰的技術(shù)，成本高。廣電運(yùn)營(yíng)商基本淘汰這種傳輸方式。（2）頻分復(fù)用技術(shù)：利用不同的上行頻帶和下行頻帶，中間留一個(gè)保護(hù)頻帶，以保證上行頻帶和下行頻帶不互相影響，這是目前廣電HFC網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸所采用的主要方式。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)上行信道在低頻段上傳輸，下行信道在高頻段傳輸，上行頻道和下行頻段的頻率的如何劃分高低，主要看HFC雙向網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能和其承載的業(yè)務(wù)量。

3 關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

HFC雙向網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題主要有，數(shù)字壓縮技術(shù)、寬帶交換技術(shù)、條件接受系統(tǒng)和雙向HFC局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)。（1）數(shù)字壓縮技術(shù)：帶寬問(wèn)題一直是所有傳輸網(wǎng)絡(luò)面對(duì)的主要問(wèn)題，HFC雙向網(wǎng)絡(luò)針對(duì)大量的視頻信息和圖片信息的傳輸同樣存在帶寬不足的問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題就得用到數(shù)字電視壓縮技術(shù)，通過(guò)一定算法去除要傳輸數(shù)據(jù)的冗余數(shù)據(jù)，減少和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，有效利用有有限的帶寬資源。一般采用的壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：JPEG、PX64、MPEG。（2）寬帶交換技術(shù)：雙向式寬帶業(yè)務(wù)眾多，而且要求互動(dòng)交換速率高。為解決這個(gè)問(wèn)題，CCITT設(shè)計(jì)了一種新的數(shù)據(jù)交換方式，具備及時(shí)性特征，這就是 ATM技術(shù)，解決了數(shù)據(jù)交換的延時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的及時(shí)性。（3）條件接收：是根據(jù)用戶被授予的權(quán)限，對(duì)用戶端包括機(jī)頂盒或者CM進(jìn)行控制、這里涉及到CAS（條件接收系統(tǒng)）。目前對(duì)機(jī)頂盒采用提智能卡加密方式控制；對(duì)CM采用的是識(shí)別CM的MAC地址的方式進(jìn)行有效的控制。（4）HFC 局域網(wǎng)互聯(lián)：在IT技術(shù)已經(jīng)成熟的今天，實(shí)現(xiàn)HFC局域網(wǎng)的互聯(lián)，已經(jīng)變得非常簡(jiǎn)單。根據(jù)ISO/OSI模型，物理層是解決底層連接的電氣特性問(wèn)題，CM技術(shù)已經(jīng)成熟，HFC局域網(wǎng)互聯(lián)問(wèn)題已經(jīng)得到成功的解決。

4 HFC雙向網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸挿峙浜驮肼?/h2>

（1）帶寬分配：HFC接入網(wǎng)的頻段分配如下：上行通道使用5-42MHz頻段，用來(lái)傳送上行用戶請(qǐng)求/控制信號(hào)；下行通道（Downstream Channel）使用50-1000MHz頻段，其中50-550MHz頻段用來(lái)傳送數(shù)字電視，750-1000MHz頻段預(yù)留用來(lái)傳送雙向通信業(yè)務(wù)，HFC網(wǎng)中的頻帶資源是由接在同一個(gè)光機(jī)上（光節(jié)點(diǎn)）的所有終端共同占用，為了使每個(gè)用戶終端有足夠的帶寬資源，滿足不同用戶的業(yè)務(wù)需求，一般采用光纖到樓棟，可以減少一個(gè)光節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)，或者提前傳輸效率。（2）上行噪聲：在上行信道中，所有用戶終端接入到HFC雙向網(wǎng)中，都會(huì)帶來(lái)或多或少的噪聲，并且HFC本身網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，包括所有反向放大器、光機(jī)、分配器等有源器件也會(huì)產(chǎn)生噪聲，最后鏈路上所有噪聲都匯聚在光節(jié)點(diǎn)和前端，叫做“漏斗效應(yīng)”。（3）解決上行噪聲問(wèn)題：設(shè)計(jì)HF網(wǎng)絡(luò)時(shí)，盡量采用光節(jié)點(diǎn)到樓棟，以減少相應(yīng)光節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)；加接濾波器或網(wǎng)絡(luò)接口模塊濾除用戶設(shè)備引入的噪聲；在上行通道中采用CDMA碼分多址復(fù)用提高系統(tǒng)的抗干擾性能；根據(jù)香農(nóng)公式，增加信道帶寬，可以使系統(tǒng)降低對(duì)信噪比的要求，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。

5 結(jié)語(yǔ)

在各通信運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)中，主要問(wèn)題帶寬大小的競(jìng)爭(zhēng)，高帶寬占有優(yōu)勢(shì)，隨著HFC雙向網(wǎng)光纖到樓棟的問(wèn)題解決，HFC雙向網(wǎng)將給廣電帶來(lái)巨大的市場(chǎng)，給廣電運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)遇。