广电宽带城域网内部培训资料.doc

广电宽带城域网一、运营和开发“高速公路”业务设想一下我们未来的生活方式会是如何一个场景？当你早上醒来起床的时候，所设置的感应器会检测到你起床的信息，感应器生成的信号随即会通过网络传输通道及已经链接的智能化设备自动发起一系列事件：你所到之处的灯光会自动开启，窗帘会自动打开；当你洗漱完毕坐到餐桌旁时，提前预订的牛奶可能已经热好了。你出门开车上班，会有短信或通过其它方式告诉你当天的天气状况以及电脑已经为你选好的上班最便捷的路径和所需时间。工作余暇，你可以通过电脑、电视或手机等终端远程查看家中的各种环境参数以及安防视频监控等状况，如有意外，系统会在通知你的同时自动链接保安等有关部门。下班到超市采购食物，联网的冰箱会通知你需要或不需要什么并根据你的嗜好为你量身定做适合你身体健康状况的食谱。当你回到家的时候，空调已设置好了室内温度，浴室也已准备就绪，你无须浪费时间就可以轻松进入自己惬意的私人生活空间。这不是空想，而是信息化社会物联网时代的现实生活场景。中国工程院院士邬江兴在2010年所作的NGB战略研究报告中指出：物联网特别是家庭物联网是NGB的内在自然属性，从“数字电视”延伸到“数字家庭”、“智慧家庭”和“家庭物联网”。终端从机顶盒向家庭网关发展，逐渐把家中的各类娱乐设施、各类电器、电子产品，通过“新型宽带无线接入技术”连接起来，形成家庭互联网。而有线网络独有的高带宽、高清呈现、安全稳定等特点无疑在NGB向家庭物联网的发展中具备了一定的优势。物联网是物物相连的互联网，同时解决物与物、人与物、人与人之间的智能化连接，其范畴涵盖了今天我们已经熟悉的互联网。对我们的生活、工作方式以及各行各业的发展都会产生重大的影响。我们暂不讨论物联网或互联网的问题，我们只需要了解有关的名词：信息、信号、信道（通道）和网络等。“信息高速公路”这个词对我们来说已经非常熟悉，这是一个非常恰当的比喻。结合有线电视宽带网络和高速公路的概念，我们可以做如下类比性描述：信息是真正最重要的东西，只有信息具有具体的内容和含义。比如电视节目、数据广播以及网页的具体内容，或可理解为处于高速公路上的具体人和有价值的物品。信息的好坏、质量取决于个人的价值判断，与网络本身无关。信号是信息的载体。在网络系统即载负信息的电流、电压等电信号。信号分模拟信号和数字信号。视、音频信号为模拟信号，视、音频信号经采样、量化、编码后成为数字信号。模拟信号载负的信息以波形表示，在时间、幅度上是连续的；数字信号的信息包含在码元的组合之中，波形特点是离散的、不连续的脉冲信号。计算机、交换机、QAM调制器等数字设备输入、输出的都是数字信号。信号可以采用基带传输和频带传输的方式。基本上可以理解为高速路上运载人和物的各种工具。信号是网络传输中最重要的内容，信号质量等同于网络质量，直接关系到网络的业务开展与市场竞争力。衡量信号的指标包括载波电平、载噪比、非线性失真指标、比特误码率、调制误差率等。信道是传输信号的通道。可分为有线和无线通道，可以是广播式单向通道、半双工通道（对讲机、EOC系统）、全双工通道（电话通信）。在有线电视系统中通道即按照国家有线电视频率配置的从5M1GHz的频带范围。一般为：87860MHz为下行通道，以8MHz设置各频道（子信道）带宽；565MHz为上行通道。在DOCSIS标准中，根据不同的符号率和信道传输速率的需求，可分别设置第 1 页 共 81 页广电宽带城域网从200K3.2MHz的子信道载波带宽可分别对应不同的传输速率。此类于高速路的上、下行通道，子信道即通道不同的行车道。信道是网络质量的重要衡量指标，信道的具体指标主要是带宽。需要注意的是“带宽”的概念，带宽是描述一个传输系统信道信息传递的量度的概念。在模拟系统中，带宽是以每秒的周期度量的，单位是赫兹即Hz，指的是信道所能传送信号的最高频率与最低频率的差值。在数字系统中，带宽指的是传输速率，即信道每秒传送和提供数据或符号的速度，以比特率或波特率表示，单位bps或Bit。数字信道带宽即速率和载波带宽之间的具体关系和数字系统所采用的调制方式和符号率有关。采用64QAM的调制时，一个8MHz的模拟频带带宽内传输的速率带宽是38Mbps。数字电视系统即此方式，采用MPEG-2编码，每套节目被压缩为6Mbps，所以原来的一个模拟频道现在可以同时传输6套标清数字电视节目。高清节目的的带宽通常是28 Mbps，视具体的压缩比一个模拟频道只能传12套；互动电视的节目流一般以IPQAM来传送，同样以MPEG-2编码但压缩成3.75或2.375Mbps带宽的码流，则在一个8MHz内可同时传送16或15个套（码流）的电视节目。网络同样有有线网络和无线网络之别。有线网络即是由光、电缆等传输介质和中间设备共同搭建的物理传输通道或信道的物理承载体。传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤，中间设备包括有源和无源设备等。网络的衡量除传输介质、设备和所采用的技术等因素外，主要有信道带宽、网络的稳定度和可靠性。信道带宽比如有550MHz、750MHz和现在的860MHz带宽网络，网络的稳定度和可靠性在很大程度上取决于网络的传输方式和拓扑结构，例如，光纤到小区、光纤到楼、光纤到户等接入网方式，网络的树形、星形结构，环形自愈结构，双星型或网格型结构则可以实现主要节点的交叉保护和无缝切换功能等。信息和信号的区别目前对我们来说并不重要，网络要做的是保证信号的正常传输，为用户提供良好的信息服务。比如用场强仪测量电平，其实测出的是信号功率，与信息基本无关。其差别在于，只要调制器正常工作，就可以测量到信号功率，而信号中未必包含信息内容，或许是因为调制器没有视音频信息（信号）的输入而已。信道和网络的关系。信号传输通道之信道首先是频带传输的信道，以下行传输而言其可以是一个8MHz频道（子信道），而有线网络搭建的是全部8MHz带宽频道载波频段传输的物理传输通道，比如48.5MHz958MHz的全部68个标准频道和增补频道以及广播频段等。继而是媒介传输通道，例如光、电缆等物理载体搭建的传输网络。所以，规划和架设有线宽带网络，修的是“信息高速公路”，“进、出口”则是“信息商家”和用户家门口，经营的是“信号（信息）运输”业务。目前面临的“业务”问题主要有三个：1、如何使网络的上、下行通道更宽阔、畅通，使信号能够稳定、安全、高效传输，这主要是网络的规划、设计和建设施工的问题。2、如何确保网络稳定、可靠运行，为用户提供良好的接入和售后服务，这主要是网络维护、维修等运维服务的问题。这也是编写此手册的意义所在。3、如何为用户提供更多的信息服务。目前能够为用户提供的仅仅是百余套广播电视节目、视频点播和数据广播等有限的信息内容，连接更多的“信息商家”或自己“生产信息”即有线电视网络如何从媒介向媒体过渡，从单纯的为用户提供接入业务向为用户提供多媒体综合信息服务方向发展，即网络运营商（ISP）向虚拟运营商(ICP)的转型，这是网络运营策略的问题。第 2 页 共 81 页广电宽带城域网二、网络之钥在讨论关于网络的规划、设计和施工、维护等技术性原理问题之前，先复习和了解一部分相关的概念和基础知识，以便于更好地理解所要讨论的问题。这部分内容比较单调和枯燥，先不求甚解，在后面涉及到时回头查看即可。1、信号。适合信道传输的信息载体。即传输网络中载负信息的电流、电压等电信号，经不同的频率变换、调制或编码成适当的形式后于不同的信道中传输。信号有两种不同的类型，模拟信号和数字信号。模拟信号。“模拟”方式是指把某一个量用与它向对应的连续的物理量来表示。模拟信号的特点是它连续地“模拟”信息的变化，信号的波形在时间上是连续的。用模拟信号传输信息的通信系统称为模拟通信。数字信号。“数字”方式是指把某一个量用与它相当的离散的（不连续的）数字来表示。数字信号在时间上是离散的，在幅值上是经过量化的，它一般是由二进制代码0，1组成的数字序列。数字信号是数字形式的信号，特点是离散的、不连续的。用数字信号传送信息的通信称数字通信。计算机输入、输出以及所处理的信号都是速率非常高的数字信号。数字通信可以传送字符、数字、数据等数字信号，也可以传送经数字化处理后的语音、图像等模拟信号。数字电视机顶盒的基本作用就是将数字化传送的电视信号还原为模拟音、视频信号。2、信道。传输信息、信号的通道。在有线网络系统中可以是，以Hz为单位的频带通道，同时也指光、电缆等媒介物。3、基带传输。所谓基带信号是指从信源输出的未经调制和变换的信号。模拟的音频信号的基带频率范围是 20Hz20kHz，模拟视频信号的基带频率范围是06MHz，数字信号的基带频率范围是0 至数千兆赫，由传输速率所决定。利用数据传输系统直接传送基带信号而不经调制、频谱搬移时，称之为基带传输，这种数据传输系统称之为基带传输系统。平时所说的视、音频信号，在各种编辑机、VCD、调音台上的传输，属于模拟信号基带传输；局域网所使用的五类线连接各个计算机、HUB、交换机等属于数字信号的基带传输。4、频带传输。就是对基带的模拟、数字信号进行各种方式的调制，转变为射频信号进行传输，到接收端后，经解调将信号还原成为原样，这种传输方式称为频带传输。它可以实现信号复用、增大传输距离、改变传输介质等。5、信号复用。为了提高信道的利用率，使多个信号沿着同一个信道传输而互不干扰的方法，叫做信号复用。信号复用的方式有频分复用、时分复用和波分复用等。频分复用FDM。将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。时分复用TDM：采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也达到多路传输的目的。时分多路复用以时间为信号分割的参量，各路信号在时间轴上互不重叠。波分复用（FDM）：利用光辐射的高频特性即光纤宽频带、低损耗的特点，用一根光纤同时传输第 3 页 共 81 页广电宽带城域网几个不同波长的光，每个波长的光载用不同的电信号。在发射端每个信道的电信号对相应的光发射机进行光强度调制（E/O），形成不同的光载信号，用光合波器将这些信号合成一路输出，用光缆传输到终端用户。在接收端，用光分波器把输入多路的光载波信号分成单一波长的光载波信号，馈送给相应波长的光接收机。经接收机解调（O/E）后，输出相应频道的电信号。波分复用实际上是在光波长上进行频分复用。这种复用技术，不但使用了光合波器和光分波器，而且每个信道都需要一部光发射机和光接收机。目前最新波分复用方式是采用密集波分复用（DWDM）技术，在今后广电宽带城域网中将会发挥不可估量的作用。正交频分复用(OFDM)。多载波调制的一种。其主要思想是，将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。EOC所采用的调制技术，一般是将以太网的信号调制在5MHz65MHz的频率范围内的，在这段频率范围内完成数据信号的上行和下行传输。OFDM技术在相同的时间内用不同的频率对多路载波上的数据进行调制（共可使用近一千个子载波），每个载波具有独立的功率电平输出和调制方式，信号能够根据网络在不同信噪比的环境下选择相应的调制方式保证信号连接。由于进行了子信道分割，每个信道传输的速率低，能有效减少码间干扰，信道均衡性好，抗干扰能力强。每个信道可根据SNR自动调整工作状态（开或关），当某个或多个信号干扰较大时，就少送或不送信号流，而好的信道则多送。上行通道的复用方式为了提高上行信号的误码率指标，上行信号可以采用纠错处理，但上行通道的调制方式与复用方式对误码率的影响也是不同的。上行通道的复用方式，大致可分为三类复用方式：时分多址TDMA：基本特征是将一条线路上的时间被分割成周期性的时隙，每个时隙给不同的用户使用，不同的用户对应不同的时间位置。如多台CM在同一射频信道内通过时隙的动态分配传输数据。频分多址FDMA：是一种用户被分配不同的频段的多载波调制方案。在上行带宽内划分多个射频信道，一台CM只在某个射频窄带通道上传输数据。由于数据非常容易受到窄带干扰的攻击，FDMA系统常用频率再分配技术尽力避免噪声，将噪声通道内的数据转移到频段的另一部分。因为干扰的动态性，用不断的移动通道来避免噪声。码分多址CDMA：是一种利用相关检测技术来识别不同用户的信息的扩频通信方式。扩频是指发送信号所占频谱远大于信号本身所需的最小带宽。按香农定理，在信道容量不变的条件下，只要信道带宽足够大，即使在很低的信噪比情况下，也可实现无差错传输，即足够带宽的传输带宽可以换取足够低的误码率。扩频通信将信号频谱扩展100倍以上，各信号叠加在一起，利用相关检测技术，不同用户是靠使用不同的地址码识别和区分。在双向 HFC系统中，CM 与 CMTS 的通信同时使用了时分复用和频分复用两种技术。在同一条同轴电缆中，85MHz86OMHz 用于下行， 5MHz65MHz 用于上行，上行系统又被分为多个子信道，这种复用方式是频分复用；在一个上行的子信道中，又分为多个时隙，每个CM被分配到不同的时隙向CMTS传送信息，这种复用方式为时分复用。6、数字信号的调制。数字调制的目的是频带搬移和频带压缩。频带搬移同模拟调制一样用基带第 4 页 共 81 页广电宽带城域网信号对正弦载波信号的某些参量（幅度、频率、相位）进行控制，使其随基带信号的变化而变化，从而实现在频带通信信道中传输。频带压缩是根据需要将频带利用率从2bps/Hz提高到6bps/Hz以控制传输效率，这相当于提供了26倍的压缩。常用的调制方法：幅度键控、频移键控、相移键控，它们分别利用 (载频)正弦波的幅度、频率、相位来传递数字基带信号。QPSK 是四相相移键控，即用载波的相位变化来表示数字信号，用载波的四种相位/4、3/4、5/4、7/4 分别来表示两个码元的四种组合 (00，01，10，11 )的数字信息，所以QPSK的数据率是符号率的两倍。QAM 是一个既被幅度调制（AM）又被相位调制（PM）了的信号。可以认为 QPSK是只有相位而没有幅度调制的QAM调制为 QAM 的一种特殊情况。所以只要实现了QAM调制就一定能实现QPSK调制。QAM 信号可以通过独立的调制两个相位相差 /2 的载波得到，这样就必定有一个同相载波成分 I (in-phase)和一个与之有 90 度相移的正交载波成分Q (quadrature)，I信号和 Q信号相加就得到某一载波频率的QAM信号。频谱效率通信系统的有效性是调制信号的频谱效率来描述的。频谱效率代表每赫兹（Hz）带宽的传输频道上可以传输比特率为多少的数字信息，单位是bit/s/Hz。频谱效率主要用于衡量各种数字调制技术的效率，在数量上等效于每个调制符号所映射的比特数。对于BPSK或2ASK等低容量调制技术，所能够实现的理论最高频谱效率为1bit/s/Hz；而QPSK所能够实现的理论最高频谱效率为2 bit/s/Hz；对于64QAM这样的高容量调制技术，所能够实现的理论最高频谱效率为6bit/s/Hz。频谱效率越高，在相同的带宽、相同的时间内可以传输的数字信息就越多。现代最新的数字调制技术可以实现的频谱效率已高达1011 bit/s/Hz。这里所说的“理论最高频谱效率”是指当传输信号的频谱为理想低通频谱时所实现的频谱效率，但在实际应用中是达不到这一理论效率的。7、信噪比SNR。是指传输信号的平均功率与噪声的平均功率之比。在数字基带系统传输中，噪声的平均功率是以误差矢量的均方值来计算的。8、载噪比CNR（C/N）。是指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比，它反映了噪声干扰相对于调制信号的强弱程度。载噪比中的已调制信号功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率，而信噪比中仅包括传输信号的功率，因此在调制传输系统中，通常采用载噪比指标描述和衡量传输的可靠性，而在基带传输系统中，则采用信噪比。9、传输速率。即常说的“带宽”，有比特率和波特率两种定义。比特率。指二元数字码流的信息传输速率，单位是bps(bit/或b/s)，表示每秒可传输多少个二元比特。波特率（符号传输速率）。是指单位时间内传输的码元数目，它的单位是波特。码元可以是二进制的，也可以是多进制的。比特率和波特率之间的关系为：Rb=RBxlg2MbpsRb表示单位时间可能传输的信息量（比特率）,RB 表示符号传输即波特率，单位是波特/秒（波特率），M 表示每个二进制代码元的可能状态数，M 越大，每个二进制码元可能携带的信息量也越大。对于二进制编码信号（M=2），比特率和波特率在数值上是相等的；当M>2时，比特率大于波特率。第 5 页 共 81 页广电宽带城域网10、比特误码率（BER）。信号在传输过程中，由于信道不理想以及噪声的干扰，以至在接收端判决再生后的码元可能出现错误，这种情况叫误码。误码的多少用误码率来衡量，误码率是数字通信系统中单位时间内错误码元数与发送总码元数之比。BER通常以科学计数法表示，如误码率为3E-7，表示在10的7次方个传送位中有3个误码，此比率是采用少数的实际传送码来实际分析并统计而推估的值，越低的BER代表越好的信号质量。BER（Pre-FEC）纠错前误码率BER（Post-FEC）纠错后误码率在信号质量很好的情况下，纠错前与纠错后的误码率数值相同的，存在干扰时纠错前与纠错后的误码率就不同，纠错后误码率要更低。典型目标值为1E-09，对于数字电视而言，效果清晰、流畅；准无误码为BER为2E-04，偶然开始出现局部马赛克，还可以观看；临界BER为1E-03，大量马赛克出现，图像播放出现断续；BER大于1E-03完全不能观看。尽管较差的BER表示信号品质较差，但BER指标只具有参考价值，并不完全表征网络设备状况。11、调制误差率（MER）。指调制信号的平均功率与误差功率的比值。是衡量数字载波的重要指标。MER的经验门限值对于64QAM为23.5dB，对于256QAM为28.5dB，低于此值，星座图将无法锁定。在数字电视原理中对于网络不同部分的MER指标也存有不同的经验值：64QAM在前端要求38dB，分前端36dB，光节点34dB，用户端26dB。MER可以被认为是信噪比测量的一种形式，它将精确表明接收机对信号的解调能力。MER可以为接收机对传输信号进行正确解码的能力提供一个早期预警。当信号质量降低时，MER将会减小。随着噪声和干扰的增大,MER逐渐降低，而BER仍保持不变，只有当干扰增加到一定程度，MER继续下降，BER才开始恶化。12、DHCP协议。DHCP协议（Dynamic host configuration Protocol），中文名为动态主机配置协议，它的前身是BOOTP，它工作在OSI的应用层，是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获取它们的配置信息的自举协议。DHCP使用客户端/服务器模式，请求配置信息的计算机叫做DHCP客户端，而提供信息的叫做DHCP服务器。DHCP为客户端分配地址的方法有三种：手工配置、自动配置、动态配置。13、PPPoE。PPPoE是Point to Point Protocol ovey Etheynet的简称，可以使以太网的主机通过一个简单的桥接设备连接到一个远端的接入集中器上。通过PPPoE协议，远端接入设备能够实现对每个接入用户的控制和计费。与传统的接入方式相比，PPPoE具有较高的性能价格比，它包括小区组网建设等一系列应用中被广泛采用，目前流行的宽带接入方式ADSL就使用了PPPoE协议。14、MAC地址。MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。IP地址与MAC地址在计算机里都是以二进制表示的，IP地址是32位的，而MAC地址是48位（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数（即0-9.a-f）之间用冒号隔开，如：08：00：20：0A：8C：6D就是一个MAC地址，其中前6位16进制数08：00：20代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE分配，而后3位16进制数0A：8C：6D代表该制造商所制造的某个网络产品（例如网卡）的系列号。15、FDDI。FDDI（光纤分布式数据接口）是由美国国家标准化组织（SNSI）制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。FDDI使用双环令牌，传输速率可以达到100Mbps。由于支持高带宽和远距第 6 页 共 81 页广电宽带城域网离通信网络，FDDI通常用作骨干网。16、ATM。ATM是一种异步转移模式。异步是指ATM统计复用的性质，转移模式是指网络中采用的复用、交换、传输技术，即信息从一地转移到另一地所用的传递方式。在这种转移模式中，信息被组织成信元（CELL），来自某用户信息的各个信元不需要周期性地出现。因此，ATM就是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技术。17、NAT。NAT的全称是Network Address Translation，即网络地址转换。它是一个IETF标准，允许一个机构以一个地址出现在Internet上。NAT将每一局域网节点的地址转换成一个IP地址，反之亦然。它也可以应用到防火墙技术里，把个别IP地址影藏起来不被外界，使外界无法直接访问内部网络设备，同时，它还帮助网络可以超越地址的限制，从而合理的安排网络中的公有Internet地址和私有IP地址的有效使用。NAT技术能帮助解决令人头痛的IP地址紧缺问题，而且能使得内外网络隔离，提供一定的网络安全保障。NAT有三种类型：静态NAT（Static NAT）、动态地址NAT（Pooled NAT）网络地址端口转换NAPT（PortLevel NAT）。18、SNMP协议。SNMP，即简单网络管理协议，是目前TCP/IP网络中应用最为广泛的网络管理协议。SNMP最最重要的指导思想就是要尽可能简单，以便缩短研发周期。SNMP的基本功能包括监视网络性能、检测分析网络差错和配置网络设备等。在网络正常工作时，SNMP可实现统计、配置和测试等功能。当网络出故障时，可实现各种差错检测和恢复功能。虽然SNMP是在TCP/IP基础上的网络管理协议，但也可以扩展到其它类型的网络设备上。19、FTP协议。FTP是文件传输协议的简称，用于管理计算机之间的文件传送。FTP是Internet上使用非常广泛的一种通信协议，它是由支持Internet文件传输的各种规则所组成的集合，这些规则使Internet用户可以把文件从一个主机拷贝到另一个主机上，因而为用户提供了极大的方便和效率。FTP通常也表示用户执行这个协议所使用的应用程序，从而获取所需的信息资料。20、Telnet协议。Telnet协议是TCP/IP协议族中的一员，是TCP/IP网络的登录和仿真程序，它最初是由ARPANET开发的，现在它主要用于Internet会话。21、DNS。DNS是域名管理系统的简称，该系统用于命名组织到域层次结构中的计算机和网络服务。DNS命名用于Internet等TCP/IP网络中，通过用户友好的名称查找计算机和服务。当用户在应用程序中输入DNS名称时，DNS服务可以将此名称解析为之相关的其它信息，如IP地址。22、VLAN。VLAN即“虚拟局域网”，是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。VLAN与普通局域网从原理上讲没有什么不同，但从用户使用和网络管理的角度来看，VLAN与普通局域网最基本的差异体现在：VLAN并不局限于某一个网络或物理范围，VLAN中的用户可以位于一个园区的任意位置，甚至位于不同的国家。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其它VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。VLAN网络可以由混合的网络设备组成，比如10M以太网、100M以太网、令牌网、FDDI、CDDI等等，也可以是有工作站、服务器、集线器、网络上行主干等等组成。第 7 页 共 81 页广电宽带城域网23、WLAN。WLAN（Wireless Local Area Networks）即无线局域网络，是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，客户可通过笔记本电脑、PDA等终端以WLAN方式随时随地接入互联网和企业网，获取信息、娱乐或进行办公。24、VoIP。VoIP（Voice over Internet Protocol）直译为通过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，间而言之就是将模拟声音讯号（Voice）数字化，以数据封包（Date Packet）的形式在IP数据网络（IP Network）上做实时传递。VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互联的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。VoIP可以在IP网络上便宜的地传送语音、传真、视频和数据等业务，如统一消息，虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务，Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等等。25、NGB。为下一代广播电视网络，即同时采用双向交互、组播、推送播存、广播四种模式并存工作的网络。主要特征：1、网络。全程全网、扁平汇聚、混合传输、家庭网络；2、业务。互联互通、开放共享、个性互动、智能提供；3、管控。内容管控、业务可控、网络可控、服务可靠；4、终端。智慧家庭、高清呈现、智能交互、透明计算。26、NGN。下一代通信网络，即采用IP技术，能够提供通信业务的基于分组的网络，主要特点：1、业务层与控制层和网络层分离，可以支持业务多样化，并提供开放的业务接口，对未来的新业务演进提供良好的支持；2、系统运维采用统一平台，统一管理，具有方便的管理制度和维护机制；3、保证高质量网络和有足够的安全性和可靠性的承载。27、同轴电缆衰减表：三、从有线电视网到广电宽带城域网国内有线电视网络有了近20年的发展，从公用天线到闭路电视，从隔频到邻频传输系统，从300MHz带宽到450MHz、750MHz以及更高的860MHz或1GHz带宽，网络介质由电缆到光、电缆混合第 8 页 共 81 页广电宽带城域网HFC网络，从模拟传输到数字传输，从单向网络向双向HFC宽带网过渡，发展速度不可谓之慢，但相比通信技术、通信网络的建设发展而言，犹显不足。随着互联网在国内的出现，有线电视网络最早提出采用Cable方式实现“宽带”接入的概念。所谓宽带，是相对于窄带接入而言，早期通常是把速率超过1Mbps的接入称为宽带。当时国内通信网络一般只提供64Kbps或者ISDN128Kbps带宽的互联网接入。国内的ADSL改造始于2002年前后。时过境迁，今非昔比。通信网络的建设和有线网络的发展已不可同日而语。在有线网络还在争论一个光节点覆盖多少用户的时候，通信网络大面积改造双绞线实现了ADSL的1M或2Mbps接入；当有线网络在讨论是采用EPON或CM技术的时候，通信网络已将五类线（网线）铺设至用户家门口提供2M、4M甚至10Mbps接入；在有线网络决定加快数字化、双向化、网络化升级改造之日，通信网络提出了“城市光网计划”，拟五年内实现光纤入户并正式列入“十二五”规划。对应通信网络运营商咄咄逼人的气势和NGN（基于软交换的下一代通信网络）规划，广电行业及时跟进制定了NGB方案，终于使有线网络再次有了和通信网络同台竞技的机会，在某种程度上可以说又站在了同一起跑线上。根据国务院推进三网融合的总体方案的精神，由中国电信在武汉作试点，实现由通信网向三网融合过渡，目前已经覆盖了50万户的百兆接入；由广电网络在上海作试点，从有线网络向三网融合过渡，已经覆盖了100万户的百兆接入。同轴电缆现已实现1Gbps接入技术，而在实验室可以实现4.9G的带宽接入，完全可以与光纤入户一较高下。所以，一定要重视有线双向、宽带网络的升级改造，积极建设双向化、数字化、光纤化、业务综合化、服务个性化的广电有线宽带网，借助“三网融合”的契机融入国家信息化高速公路的建设当中，努力发展成为全业务的综合信息服务运营商，加速形成与通信网公平竞争的态势。首先引入两个新的概念宽带城域网和接入网。传统的有线电视网络由前端、干线、用户分配网构成，是基于信号分配的单向网络。在升级改造成为双向网络之后，干线由单向变双向传输但还是干线，原先前端和分配网的概念则不能直接拿来用。在双向网中，没有所谓的前端和分配，只有交换、汇聚和接入等基于双工通信按“层级”划分的概念，同时借用了计算机网络“城域网”的名称，冠以宽带则有了“宽带城域网”。“接入网”概念则是直接引用通信网络，从有线电视网络前端或分前端到用户端的信号不再是单向分配而是双向接入，这一段网络就是所谓的“接入层”即“接入网”。交换和汇聚层的设备一般同置于有线电视网络的前端或分前端。于是，通常所说的数据网有了一个漂亮的名称广电有线电视宽带城域网络。所以，有线电视数据网、有线电视宽带城域网或广电城域宽带网络都是一个意思，即广电有线电视宽带城域网络。 广电宽带城域网参照有线电视广播系统技术规范中有线电视的基本定义，同时采用了计算机城域网和宽带通信网的相关概念，在2001年中国广播电视学会技术研究委员会和国家广电总局信息网络中心正式公布的“关于广电有线电视城域宽带网络建设的意见”的建议书中对广电宽带城域网的描述为：1、广电宽带城域网是由广播、交互两个信道组成的用射频电缆、光缆、微波、数据电缆及其组第 9 页 共 81 页广电宽带城域网合来传输、分配和交换图像、声音及数据信号的城域宽带、多业务有线广播电视网络。2、广电宽带城域网系统结构模型中，在网络运营商和用户之间建立了两种信道：广播信道（BC）和交互信道（IC），利用广播信道构建的传输信道成为广播信道，利用交互信道构建的传输信道称为交互信道。可见，广电宽带城域网是以双向HFC为主要物理承载媒介的多媒体综合信息网络，具备如下特征： 信道构成具有广播和交互两个信道，分别用于完成广播式和交互式业务；物理媒介可采用射频电缆、光缆、微波、数据电缆或及其组合多种传输介质；作业任务对广播式和交互式业务进行传输、分配和交换三种作业；处理对象图像、声音、数据信号；功能特点覆盖整个城域范围，具有宽带通信网的特性，可开展多种业务。 广电宽带城域网的三层结构广电宽带城域网概念是由计算机网络演化而来，是一个可以覆盖整座城市及郊县范围，将多个局域网连接起来，可传输数据、语音、图像和视频等综合信息，支持信息高速传输与交换的宽带多媒体通信网络。是国家或省宽带骨干网络在城市范围的延伸，负责承载本区域内的各种多媒体业务并为用户提供多种接入方式以满足用户需求。城域网的范围大致在80KM内。按照网络结构来分，可分为核心层、汇聚层、接入层三层结构，各个层次的作用和要求是：核心层提供高宽带的IP业务承载和交换通道，负责数据的快速转发，通过省级网络与全国互联，提供城市的高速IP数据出口，同时具有城域网的网络管理、接入、计费和认证等功能。须具备线速的交换能力、高带宽、高可靠性、良好的扩展能力、清晰的网络结构、多业务支持能力包括QoS保证等。汇聚层负责汇聚分散的接入点，实现数据大容量，线速无阻塞的汇聚交换，并提供流量控制和用户管理功能。主要完成的操作是给业务接入节点提供业务的汇聚、管理和分发处理。由于接入层的带宽较小、而核心层带宽很宽，汇聚层可在接入层和核心层之间将用户数据和宽带从小到大、网络拓扑从简单到复杂进行过渡。须具备高性能、高容量、多技术支持、多种接入方式、流量管理、多业务支持、计费管理等。接入层负责提供各种用户的接入。主要利用光纤、五类线、同轴电缆等多种业务接入技术，迅速覆盖用户，进行带宽和业务分配，实现用户的接入。须具备高端口密度、高安全性、多业务支持、用户管理能力等。 广电宽带城域网的广播信道基本结构模型广电宽带城域网的广播信道主要用于开展模拟电视、数字电视、调频立体声广播，以及新的增值业务数据广播等。因此，广电城域网它是一个点到多点的广播式网络，其基本结构是由一个总前端和若干分前端、一级和二级光链路干线、用户分配网络三大部分组成。如图3.1所示城域网广播信道基本结构模型图。第 10 页 共 81 页广电宽带城域网3.1 城域网广播信道基本结构模型图广播信道中信号的传输，对于模拟电视信号采用残留边带调幅方式(VSBAM)将视频、音频信号调制到设定的射频载波上，然后将该已调射频载波与多个已调制的射频载波以频分复用(FDM)方式合成宽带射频信号。再将此FDM信号对光波进行强度调制(IM)后发射到光纤链路中传输。因此，从模拟的视音频信号到光信号采用的是VSBAM FDMIM调制方式。用文字描述为“残留边带调幅一频分复用/光强度调制”。对于数字电视和数据信号采用正交振幅调制（QAM)将数字电视或数据信号调制到设定的射频载波上，然后将已调制的QAM射频载波与VSBAM射频载波以频分复用方式复合成宽带射频信号，然后对光波进行强度调制后发射到光纤中传输。所以从数字电视和数据信号到光信号采用的是QAM FDM/IM调制方式，可称之为“正交振幅调制频分复用/光强度调制”。 交互信道中的骨干网和接入网与广电宽带城域网广播信道相对应，城域网的交互信道通常由一个主中心和若干个分中心、一级和二级光链路干线、城域接入网三大部分组成。如图3.2所示城域网交互信道结构模型图。无线接入 无线接入（公众用户）HFC接入（公众用户） 核心网络 LAN接入（集团用户） 信息中心路由器 交换机 LAN接入 （公众用户）MC：主中心 SC：分中心 CM：线缆调制解调器 OU：光接收单元3.2 城域网交互信道结构模型图 第 11 页 共 81 页广电宽带城域网IP业务是交互信道的核心业务。宽带IP网采用由核心层网络、汇聚层网络和接入层网络三层网络结构组成，以有效地隔离开各个层次的网络，避免它们之间相互影响，为每个层次的需求实现优化设计，提高整个网络的灵活性、扩展性、有效性和可靠性。宽带城域骨干网指的是核心层网络和汇聚层网络。阳泉宽带城域网的核心层对应的主中心是广电大楼中心机房，汇聚层网络对应的是分中心各分前端。城域网交互信道中的主中心和多个分中心组成的能完成核心层和汇聚层功能的构件的集合称为城域骨干网。从分中心到用户数据终端之间完成接入层功能构件的集合称为城域接入网。城域网交互信道的接入网有多种技术方案可以采用，主要有光纤接入、HFC接入、PON+EOC接入、以太网接入以及无线接入等。 “融合”后的有线电视HFC网络广播信道与交互信道同在，模拟信道和数字信道共存，对于广电宽带城域网而言，又岂是“双剑合璧”所能形容。广电宽带城域网，主要由总前端/主中心信源设备、前端设备；光传输系统（含一级和二级光链路干线）；分前端/分中心设备；同轴接入网和用户终端