有线电视双向网络设计基础.ppt
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1、有线电视双向网络设计基础,内容安排 一:有线电视双向网络综述 二:网络改造时的设计原则 三:设计方法及思路 四:CM设计 五:EOC设计 六:对地州广电双向网改的几点建议,一、 有线电视网的基本构成 1) 概述 有线电视网是一个多媒体通信网,它由两个信道:广播信道和交互信道组成,它具有宽带城域网的共同特点。 集成性:能处理、存储、传输和显示各种信息媒体的能力; 同步性:多媒体通信终端上显示的图象、声音、文字等是以同步方式工作的; 交互性:用户对多媒体通信的全过程具有交互控制的能力。 宽带城域网上提供的多媒体信息服务是集数据、语音、文字、图象等多种媒介,具有集成性、同步性与交互性的信息服务。,有
2、线电视双向网络综述,2) 有线电视网的广播信道 有线电视网的广播信道是一个点到多点的网络,它由三大部分组成: 一个总前端和若干个分前端(通常超过三万户就应设分端); 一级和二级光纤干线网; 用户分配网(即同轴电缆分配网)。 一级光纤干线网通常采用环形网结构;二级光纤干线网一般采用星形网结构。城市范围太大时,二级光纤干线网也可由环形网组成,这时要求构建第三级光纤网,通常采用星形网结构。,3) 有线电视网的交互信道 有线电视网的交互信道也是一个点到多点的网络,从网络层面看,交互信道由核心层网络、汇聚层网络、接入层网络三大部分组成。从网络物理结构看,交互信道由一个主中心和若干个分中心、一级光纤干线网
3、和二级光纤干线网、以及城域接入网组成。 有线电视网交互信道中,主中心和若干个分中心组成的能完成核心层加汇聚层功能的构件的集合称为城域核心网;从分中心到用户数据终端之间完成接入层功能的构件的集合称为城域接入网。,一、光纤+LAN方式 特点:结构简单,单设备成本较低,主要用于光纤资源丰富,规模不是很大的单位住宅。 缺点:不易管理,大量的楼道交换机性能无法保证。安全性不高。要重新布线。,二、CMTS+CM方式 特点:作为标准技术被广泛应用于欧美国家,在HFC网络上能稳定的开展多业务。管理方便。 缺点:抗干扰能力不高对网络质量的要求严格,需要对网络进行改造,但是设备成本较高。,三、光纤+EOC方式 特
4、点:利用现有的HFC网络实现多业务,抗干扰能力较高,大大简化了对网络的改造。 缺点:在我国不是标准技术,技术应用还不够成熟,管理方面也有许多弊端。,四、EPON+EOC方式 特点:能充分利用光纤资源,解决了当今光进铜退的大趋势下光纤资源不足的问题,顺利实现了光纤到楼头,为以后光纤到户奠定了基础。 缺点:在我国EOC不是标准技术,技术应用还不够成熟,管理方面也有许多弊端。,4)双向网组网的方式,5)有线电视网的实际结构 有线电视网中的两个信道系统组成的实际网络由以下几大部分组成: 主前端、 光传输网、 分前端、 同轴分配网、 用户设备。,相关标准 GY/T121-1995 有线电视系统测量方法
5、GY/T131-1997 有线电视网中光链路系统技术要求和测量方法 GY/T106-1999 有线电视广播系统技术规范 GY/T 143-2000 有线电视系统调幅激光发送机和接收机入网技术条件和测量方法 GY/T180-2001 HFC 网络上行传输物理通道技术规范 2003.7 有线广播电视网改造指导意见 2003.7 有线数字电视频道配置指导性意见 GB 50200-1994 有线电视系统工程技术规范 GB/T17786-1999 有线电视频率配置,二、网络新装或改造时的设计原则 a)根据城市大小和用户多少确定采用一个总前端或采用一个总前端加若干个分前端的组网方案,通常超过三万户就应设分
6、端。 b)采用一个总前端的组网方案,网络结构是星型。 c)采用一个总前端加若干个分前端的组网方案,网络结构是环型。但是与星型网络不同的是,环型网络上的每一个分前端都具有双向双路由备份保护。分前端覆盖的用户数以3万户左右为宜,即100个左右的光节点。,d)分前端主要接收主前端传输下来的业务,某些分前端也可以有卫星和地面信号接收及处理系统。分前端应具备如下功能:便于单个设备的升级和业务的增减;具有配置变换的灵活性;设备与多个生产厂家的设备有较强的兼容性,开放式接口;应能提供所有服务设备的接口。分前端配置的原则: 至少两个路由的光缆出入, 用户相对集中的地方, 与数据分中心同一机房、机房留有扩展的空
7、间及机架, 分前端覆盖的光节点距离尽量控制在3km以内, 覆盖用户3万户左右。,e)每个光节点最少需要4根光纤,覆盖200400户。如果能有68根光纤,则可以使将来的升级容易实现,也使修改设计变得灵活。光节点的设备宜选用具备档次变换的灵活性,以满足运营服务的要求,为升级提供便利,同时还须具有备份路由切换功能和工作参数监测功能,具备这些功能的光节点设备只有光工作站。 f)同轴分配网设计遵循原则 有源部分是采用 光工作站 + 二级分配放大器的同轴分配网; 光工作站 + 一级分配放大器的同轴分配网; 光工作站 + 无源同轴分配网。 无源部分是采用 分配 - 分配方式(最好是集中分配方式),不采用或尽
8、量少采用分支分配方式。,这种网络设计的特点是: 1)在满足系统指标分配条件下,光纤网和同轴电缆网的设计分别进行, 2)光纤网上、下行各自独立设计, 3)同轴电缆网以上行(CM/低频EOC)设计为主要考虑因素,辅之以下行设计考虑。,1)光纤网 HFC网络光纤干线的计算十分简单,所用到的数学工具都是普通的代数公式。 但是,HFC网络光纤干线设计的关键不只是一个光链路的计算,它还涉及到前端/中心设备配置、光节点的分布安排、同轴分配网以及用户端设备的技术指标考虑等。因此,HFC网络设计是一个系统工程,只有从整个HFC网络系统的要求出发,才能设计出一个网络拓扑结构合理、优化,可以用最少的光功率和最适当的
9、光链路指标,完成经济、实用及有发展余地的光纤干线网的设计。,三、设计方法及思路,设计前的工作:做好对网络需求的调查研究,提出对建网/改网的背景需求。这些要求中,对光纤干线网设计最有用的要求是: 业务类型:如模拟电视、数字电视、宽带数据、会议电视、Internet业务、专线业务接入等; 频率安排:5550MHz、5750MHz、5860MHz; 分前端安排:个数和配置地点; 光节点:个数、每个光节点覆盖用户数、每个光节点光纤芯数; 光缆实际路由图:包括具体走向、距离等。,设计步骤: 第一步:从整个HFC网络系统要求出发,规划系统各部分的技术指标分配,由此得到光纤干线要求达到的光链路技术指标。 第
10、二步:根据光缆实际路由图设计出合适的网络拓扑结构,即在星形、树形、星-树形、环形结构中选择其中一种或两种以上的拓扑结构作为HFC网络光纤干线网的拓扑结构。 第三步:根据已选定的网络拓扑结构将光缆实际路由图变为可方便计算的光纤网络计算图,并在网络计算图上标注相关的距离及参数值。 第四步:将网络计算图上的相关数值,代入相应的计算公式,计算出相应的结果(或编程计算)。,HFC网络光纤干线设计计算公式 三个计算公式: 分光器输出端各条光链路输入光功率 Pi = li + aLc + LM + Pri (1) 分光器输出端各条光链路的分光比 Pi Ki = 100% (2) Pi (i=1、2、n) 发
11、射光功率 PT = Pi + Ls (i=1、2、n) (3) 公式中 :光缆衰减系数 li:光链路长度 a:光连接器个数 Lc:光连接器衰减损耗 LM:光链路损耗余量 Pri:光机入口光功率 Ls:分光器损耗,2)光节点及光缆干线的设计 对于光节点的覆盖户数,目前倾向认为200-400户一个光节点为标准。对于用户经济条件好、知识层次高的住宅片区,片区规划时可将光节点所带的用户数设计得少一些;对于城郊地段可将光节点所带用户数设计得多一些。随着网络系统的发展,待时机成熟时,再按每个光节点平均200-400户的规模逐渐拆分。 对于用户数较多的小区,随着多功能业务的逐渐开展,可在光站内部选择安装一个
12、甚至两至四个反向光发射模块(或EOC局端)。这样网络结构基本不变,表面上看光节点覆盖的户数不变,而实际上回传通道一分为二,不仅使反间汇聚噪声一分为二,而且反向带宽也扩展了一倍。,3)电缆干线的设计 (1)在网络的电缆干线设计时,CM方式设计时尽量采用分配器作为分路器件,以保证各支路的上行路径损耗近似相等。其代价是使正向电平有所损失,放大器间距缩小。EOC方式设计时不要求回传路径损耗相等,因此可以使用分支器。 (2)网络路由尽量设计为多级星型传输结构,因为多级星型由中心到用户的分配过程正是由各用户上行逐级汇集的过程。只要保证了对称性,回传电平一致,下行电平必然一致。,4)用户分配网的设计 用户分
13、配网在这里指楼放至用户端的分配网络,大量的实验数据表明,50干扰信号来自用户分配网,分配网的抗干扰能力很大程度上决定了整个系统抗干扰性能。 (1)采用集中分配方式。从理论上讲,楼道内采用集中分配的方式入户,既保证了各用户的下行路径损耗一致,又保证了各用户的上行路径损耗一致;同时减少了大量的电缆接头,降低了网络故障率,减少了干扰信号的侵入点,大大降低了系统中的反射,这是一种比较理想的结构。但这种方式施工难度较大,楼道内并行敷设的线路较多,户线管管径要求很粗。,集中分配方式有以下优点:1、减少了大量的接头,提高了网络的可靠性,减少从接头引入的噪声干扰。 2、分配器的接头集中在一个金属箱内,既容易做
14、到高质量的屏蔽,又方便管理和维护。 3、每个终端到双向放大器的反向链路损耗大致相等,从而提高整个系统的CNR。,(2)层间线改造为四屏蔽电缆。用户分配网的电缆线全部采用四屏蔽电缆不仅减少了上行噪声的侵入,而且可以防止空中干扰信号对系统的影响。但在网络改造中,入户线很难重新敷设,较为实际的做法是层间线改为四屏蔽电缆,而入户线暂不改变。 这样做一方向避免了重新入室敷设线路;另一方面的考虑是,假如楼内的噪声侵入环境是均匀的,从入户线侵入的噪声干扰经分路器件(如416),干扰信号将衰减 16dB;而从层间线侵入的噪声干扰经分路器件(如416),干扰信号将衰减416的插损1.5dB。可见,假如侵入相同功
15、率的噪声,层间线的侵入噪声因受到的衰减少,要比入室线的侵入噪声对回传通道的干扰大得多。将层间线更换为四屏蔽电缆实际上也就增强了层间线的抗干扰能力。,(3)在楼内分配系统。最近几年来房建部门由于对楼栋外墙体加固保温材料,使得不能在外墙铺设电缆,安装有线电视线缆时一般采取在楼道内铺设线路。这种安装方式由于电缆不像在外墙遭受风吹雨打、温度变化等原因使得网络线缆使用寿命更长而被采用。 因单元与单元之间的电缆长度较短,一般在25m左右,而单元内电缆分配几乎都为集中式分配方式,由此造成的不同单元之间的路径损耗相差不大,从而满足反向损耗需求。,CMTS+CM实现双向网,Sub Headend,Node,No
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