1、Cable TeleVisionCable TeleVision有線電視有線電視 Hybrid Fiber/CoaxHybrid Fiber/Coax混合光纖混合光纖/ /同軸電同軸電纜網(wǎng)纜網(wǎng) 在在CATVCATV網(wǎng)中添加電纜調制解調器網(wǎng)中添加電纜調制解調器（ Cable Modem)Cable Modem)后可構成強大的數(shù)據(jù)接后可構成強大的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)，該網(wǎng)絡除實現(xiàn)傳統(tǒng)的有線電視外，還入網(wǎng)，該網(wǎng)絡除實現(xiàn)傳統(tǒng)的有線電視外，還可以提供可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務，是一種廉價數(shù)據(jù)業(yè)務，是一種廉價的接入方案。的接入方案。 為特定的業(yè)務設計為特定的業(yè)務設計 將廣播視頻業(yè)務傳送到家而優(yōu)化設計將廣播視頻業(yè)務傳送到家而優(yōu)

2、化設計 通信方式：通信方式：（下行）、廣播式（下行）、廣播式 介質：介質：電纜電纜 頻帶：頻帶：（參考范圍）（參考范圍） 每個頻道占每個頻道占 復用技術：復用技術： 傳輸方式傳輸方式組成：組成：網(wǎng)絡組成：頭端、干線網(wǎng)、配線網(wǎng)、下引線網(wǎng)絡組成：頭端、干線網(wǎng)、配線網(wǎng)、下引線 設備組成：頭端設備、放大器、分配器、分支器設備組成：頭端設備、放大器、分配器、分支器拓撲結構：拓撲結構：樹狀結構（分支結構）樹狀結構（分支結構）視頻信號視頻信號 接收機接收機 合合路路器器 信信號號分分配配器器分支器分支器單向放大器單向放大器15km15km主配線主配線1 13km3km 信號的接收與處理中心信號的接收與處理中

3、心 接收來自各種信號源的電視信號（衛(wèi)星、本地）接收來自各種信號源的電視信號（衛(wèi)星、本地） 將接收到的各路信號調制到一個將接收到的各路信號調制到一個6（8）MHz頻道頻道 通過通過FDMFDM合路器下傳到干線，最終送到千家萬戶合路器下傳到干線，最終送到千家萬戶 連接頭端和信號分配點之間的電纜與設備連接頭端和信號分配點之間的電纜與設備 距離一般為距離一般為15km 連接信號分配點之間和用戶之間的電纜與設備連接信號分配點之間和用戶之間的電纜與設備 （信號分配器、同軸纜、放大器、分支器）信號分配器、同軸纜、放大器、分支器） 距離一般為距離一般為13km：將干線信號分成幾路，覆蓋更大范圍：將干線信號分成

4、幾路，覆蓋更大范圍：連接信號分配點與分支器，中間有放大器：連接信號分配點與分支器，中間有放大器：用戶的接入點：用戶的接入點（引入線）：用戶接入線纜（引入線）：用戶接入線纜：對信號放大，使信號能達到更大的范圍：對信號放大，使信號能達到更大的范圍線纜越長，使用的放大器越多，但放大器串聯(lián)個線纜越長，使用的放大器越多，但放大器串聯(lián)個 數(shù)越多，失真越厲害，故個數(shù)有一定限制。數(shù)越多，失真越厲害，故個數(shù)有一定限制。CATV前端前端 干線 配線 引入線 放大器干線/橋接放大器去干線和配線去干線和配線分支器用戶分支器干線、配線、引入線一般均為干線、配線、引入線一般均為。直徑為直徑為12.712.722mm22m

5、m，長度為幾公里到幾，長度為幾公里到幾 十公里，每隔十公里，每隔600m600m加一干線放大器，以加一干線放大器，以 補償線路損耗。長度為補償線路損耗。長度為15km15km。直徑為直徑為9.59.511.5mm11.5mm，長度為，長度為1 13 3公里。公里。 直徑為直徑為7mm7mm，長度為十幾米到幾十米。，長度為十幾米到幾十米。：視頻：視頻：只能下行通信，不能雙向交互：只能下行通信，不能雙向交互：樹形結構，只要一個地方或：樹形結構，只要一個地方或設備故障，可能導致中斷對眾多用戶的服設備故障，可能導致中斷對眾多用戶的服務務 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的CATV已已不能滿足現(xiàn)代業(yè)務不能滿足現(xiàn)代業(yè)務（交互式

6、、綜合業(yè)務）的要求，雙向改進（交互式、綜合業(yè)務）的要求，雙向改進勢在必行。勢在必行。 、 傳統(tǒng)的傳輸媒質是傳統(tǒng)的傳輸媒質是 信號的調制方式是信號的調制方式是 結構呈結構呈分支型。分支型。 不適合網(wǎng)絡的監(jiān)控和管理。不適合網(wǎng)絡的監(jiān)控和管理。 為了克服為了克服CATV網(wǎng)絡單向的缺陷，網(wǎng)絡單向的缺陷， 加加 調調制解調器制解調器。 實現(xiàn)因特網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、電信網(wǎng)實現(xiàn)因特網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、電信網(wǎng)“”。出故障影響面出故障影響面大大業(yè)務質量不一業(yè)務質量不一致致 混合的光纖同軸電纜混合的光纖同軸電纜采用光纖到服務區(qū)，而在進入用戶的采用光纖到服務區(qū)，而在進入用戶的“最最后后1公里公里”采用同軸電纜。采用同軸電纜。

7、HFCHFC和和CATVCATV的根本區(qū)別是：的根本區(qū)別是： HFC HFC 提供雙向通信業(yè)務提供雙向通信業(yè)務 CATVCATV只提供單向業(yè)務只提供單向業(yè)務6.2.1 HFC網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡結構HFC接入網(wǎng)的拓撲結構為接入網(wǎng)的拓撲結構為“星星樹樹”型結構或型結構或“環(huán)環(huán)星星樹樹”型結構。型結構。HFC網(wǎng)絡結構用先進的光纖傳輸技術和新型的網(wǎng)絡結構用先進的光纖傳輸技術和新型的網(wǎng)絡拓撲，有效地利用數(shù)字傳輸技術增加了上網(wǎng)絡拓撲，有效地利用數(shù)字傳輸技術增加了上下行通道的承載能力，具備了承載雙向交互式下行通道的承載能力，具備了承載雙向交互式寬帶業(yè)務的能力。寬帶業(yè)務的能力。HFC網(wǎng)絡基本傳輸模式均是城市或區(qū)域有

8、線電網(wǎng)絡基本傳輸模式均是城市或區(qū)域有線電視網(wǎng)的總前端為中心的多前端傳輸模式。視網(wǎng)的總前端為中心的多前端傳輸模式。HFC通常由信號源、前端、分前端（分中心）、通常由信號源、前端、分前端（分中心）、光纖主干網(wǎng)、同軸分配網(wǎng)和用戶引入線等組成。光纖主干網(wǎng)、同軸分配網(wǎng)和用戶引入線等組成。 光纖主干網(wǎng) 線路延長放大器 線路延長放大器 分支器 去干線和配線 干線/橋 接放大器 同軸電纜 同軸電纜分配圖 服務區(qū) 引入線 光纖 光纖超 干線環(huán) 前端 分前端 分前端 分前端 光節(jié)點 TV 供電 圖6-1 典型的HFC網(wǎng)絡組成同一城市或同一區(qū)域的有線電視網(wǎng)共用一個同一城市或同一區(qū)域的有線電視網(wǎng)共用一個前端，所有信號

9、都匯集在總前端。前端，所有信號都匯集在總前端。 獨立總前端模獨立總前端模式式 有線電視 HFC 網(wǎng)總前端 光纖主干 A 光纖主干 B 光纖主干 C 同軸電纜分配網(wǎng) 同軸電纜分配網(wǎng) 同軸電纜分配網(wǎng) 用戶終端 用戶終端 用戶終端 U N I V E R S I T YU N I V E R S I T YFiber BackboneHeadendBi-directional AmplifierNeighborhoodCoaxPCServerSatelliteCable ModemFiber NodeRouterInternet 信號的接收與處理中心信號的接收與處理中心接收來自各種信號源的電視信號（

10、衛(wèi)星、本地）接收來自各種信號源的電視信號（衛(wèi)星、本地）接入到接入到PSTN、Internet電視信號電視信號電話信號電話信號數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)信號調制、合路調制、合路光節(jié)點光節(jié)點服務區(qū)用戶服務區(qū)用戶解調、分路解調、分路 頭端到服務區(qū)光節(jié)點之間的部分（光纖）頭端到服務區(qū)光節(jié)點之間的部分（光纖）拓撲結構為拓撲結構為 配線網(wǎng)和下引線完全同配線網(wǎng)和下引線完全同CATV（放大器除外）（放大器除外） 配線網(wǎng)的拓撲結構為配線網(wǎng)的拓撲結構為主干采用光纖代替同軸電纜和放大器主干采用光纖代替同軸電纜和放大器引入光節(jié)點引入光節(jié)點光纖與配線網(wǎng)的接口（光光纖與配線網(wǎng)的接口（光/ /電變換及電變換及反變換）反變換）雙向放大器代

11、替原有的單向放大器雙向放大器代替原有的單向放大器重建頭端重建頭端增加接入增加接入PSTN的設備（的設備（DLC或或PSTN交換機）交換機）增加接入增加接入Internet的設備（的設備（Router或網(wǎng)關）或網(wǎng)關）保留原視頻接收機保留原視頻接收機增加話音、數(shù)據(jù)、視頻合路和分離的設備增加話音、數(shù)據(jù)、視頻合路和分離的設備增加光發(fā)射器和光接收器增加光發(fā)射器和光接收器增加網(wǎng)絡管理設備或接口增加網(wǎng)絡管理設備或接口取消主干上的放大器，提高信號質量和可靠性取消主干上的放大器，提高信號質量和可靠性在主干上采用光纖，提高了容量，為寬帶接入奠在主干上采用光纖，提高了容量，為寬帶接入奠定了基礎定了基礎為雙向交互式通

12、信提供了網(wǎng)絡條件為雙向交互式通信提供了網(wǎng)絡條件通過通過Cable Modem可實現(xiàn)全業(yè)務通信（數(shù)、話、可實現(xiàn)全業(yè)務通信（數(shù)、話、圖）圖）上行信道上行信道CATVCATV業(yè)務業(yè)務數(shù)字下行數(shù)字下行f f下行信道下行信道數(shù)字上行數(shù)字上行個人通信個人通信 下行信道上行信道5 42 50 550 750 10006080路模擬電視數(shù)字信號頻率(MHz)保留、 從從之間電視頻道中之間電視頻道中分離出一條分離出一條6MHZ的信道用于下行傳送的信道用于下行傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 上行數(shù)據(jù)一般通過上行數(shù)據(jù)一般通過之間的一段之間的一段頻譜進行傳送，為了有效抑制上行噪音頻譜進行傳送，為了有效抑制上行噪音積累，一般選用積累

13、，一般選用調制，調制，QPSK比比64QAM更適合噪音環(huán)境，但速率較低。更適合噪音環(huán)境，但速率較低。上行速率最高可達上行速率最高可達。傳輸距離。傳輸距離達到達到甚至更遠。甚至更遠。為為。上行信道帶寬一般在。上行信道帶寬一般在 200K200K2Mbit2Mbits s之間，最高可達之間，最高可達10Mbit10Mbit s s。采用。采用QPSKQPSK調制。調制。用于用于，帶寬在，帶寬在3 3 10Mbit10Mbits s之間，最高可達之間，最高可達36Mbit36Mbits s， （采用（采用256QAM256QAM調制調制 ）。）。傳現(xiàn)在的傳現(xiàn)在的信號，信號， 每一路帶寬每一路帶寬6

14、6 8MHz8MHz，可傳送，可傳送60 60 8080 路電視信號。路電視信號。用于傳輸下行用于傳輸下行、和和信號。信號。該頻段多采用該頻段多采用QAM(QAM(正交調幅正交調幅) )調制及時分調制及時分復用技術，將多路信號時分復用后經(jīng)復用技術，將多路信號時分復用后經(jīng)QAMQAM調制和調制和MPEG-2MPEG-2圖像信號壓縮，允許一個圖像信號壓縮，允許一個6 6 8MHz8MHz的模擬信道傳約的模擬信道傳約30 30 40Mbps40Mbps速率的數(shù)字信號，即大約速率的數(shù)字信號，即大約6 6 8 8路路4Mbps4Mbps速速率的率的MPEG MPEG 2 2圖像信號。故這圖像信號。故這2

15、00MHz200MHz帶帶寬共可傳約寬共可傳約，其中其中 200 200 路用于點播電視，路用于點播電視， 200 200 路用于交互式路用于交互式業(yè)務。業(yè)務。用于各種雙向通信業(yè)務。用于各種雙向通信業(yè)務。其其中兩個中兩個50MHz頻帶可用于個人通信業(yè)務，頻帶可用于個人通信業(yè)務，其他用于未來新業(yè)務。其他用于未來新業(yè)務。 實際實際HFCHFC系統(tǒng)所用標稱頻帶為系統(tǒng)所用標稱頻帶為MHzMHz，MHzMHz和和MHzMHz，目前用，目前用得最多的是得最多的是系統(tǒng)。系統(tǒng)。雖然主干采用光纖后，減少了許多放大器雖然主干采用光纖后，減少了許多放大器但配線網(wǎng)仍有一些，一個放大器故障可能會中斷一片但配線網(wǎng)仍有一些

16、，一個放大器故障可能會中斷一片 共享介質存在安全隱患共享介質存在安全隱患必須給放大器供電必須給放大器供電一旦供電故障，可能會造成片區(qū)的服務中斷一旦供電故障，可能會造成片區(qū)的服務中斷提供完善的服務、管理和維護，提供完善的服務、管理和維護，HFCHFC營運者尚需努力營運者尚需努力 上行侵入噪聲是上行侵入噪聲是HFCHFC系統(tǒng)傳輸損傷的主要原因系統(tǒng)傳輸損傷的主要原因 連接用戶的同軸電纜將接收到的噪聲向上傳輸連接用戶的同軸電纜將接收到的噪聲向上傳輸 各分支的噪聲在主干上會聚、疊加各分支的噪聲在主干上會聚、疊加 解決上行信道的噪聲是一件十分困難的事解決上行信道的噪聲是一件十分困難的事 用戶家里（占用戶家

17、里（占70%） 用戶下引線（占用戶下引線（占25%） 同軸設備（占同軸設備（占5%） 一個服務區(qū)允許合適的用戶數(shù)量一個服務區(qū)允許合適的用戶數(shù)量 選擇采用抗干擾能力強的選擇采用抗干擾能力強的Cable ModemCable Modem（調制技術、糾錯技術等）（調制技術、糾錯技術等） 合理調整放大器的放大倍數(shù)合理調整放大器的放大倍數(shù) 安裝時確保機械接觸良好，電氣屏蔽好安裝時確保機械接觸良好，電氣屏蔽好 室內使用良好的同軸電纜和連接器室內使用良好的同軸電纜和連接器 HFCHFC接入網(wǎng)是以模擬頻分復用技術為接入網(wǎng)是以模擬頻分復用技術為基礎，綜合應用模擬和數(shù)字傳輸技術、光基礎，綜合應用模擬和數(shù)字傳輸技術

18、、光纖和同軸電纜技術、射頻技術及高度分布纖和同軸電纜技術、射頻技術及高度分布式智能技術的寬帶接入網(wǎng)絡。式智能技術的寬帶接入網(wǎng)絡。通過對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)進行雙向化改造，使通過對現(xiàn)有有線電視網(wǎng)進行雙向化改造，使得有線電視網(wǎng)除了可提供豐富、良好的電得有線電視網(wǎng)除了可提供豐富、良好的電視節(jié)目之外，還可提供電話、視節(jié)目之外，還可提供電話、InternetInternet接入接入、高速數(shù)據(jù)傳輸和多媒體等業(yè)務。、高速數(shù)據(jù)傳輸和多媒體等業(yè)務。Cable ModemCMTS 用戶房間 HFC Internet 常規(guī)模擬電視 數(shù)字電視 CMTS 本地服務器 Router 混 合 / 分 離 PC TV Phone

19、CM 寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 CMTS: Cable Modem Termination Sys.安裝在安裝在HFC網(wǎng)絡頭端網(wǎng)絡頭端用以太網(wǎng)用以太網(wǎng)/ATM接口接入計算機網(wǎng)接口接入計算機網(wǎng)/ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)與與CM通信并控制通信并控制CM CMTS完成數(shù)據(jù)到射頻完成數(shù)據(jù)到射頻RF轉換，并與有線電視的轉換，并與有線電視的視頻信號混合，送入視頻信號混合，送入HFC網(wǎng)絡中。除了與高速網(wǎng)絡連網(wǎng)絡中。除了與高速網(wǎng)絡連接外，也可以作為業(yè)務接入設備，通過接外，也可以作為業(yè)務接入設備，通過Ethernet網(wǎng)口網(wǎng)口掛接本地掛接本地服務器提供本地業(yè)務。服務器提供本地業(yè)務。 CM: Cable Modem安裝在用戶端安裝在

20、用戶端連接用戶的連接用戶的PC機和機和HFC網(wǎng)絡接入網(wǎng)絡接入PC機等機等支持支持HFC網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡中的CMTS和用戶和用戶PC之間的通信之間的通信 用戶端的用戶端的Cable Modem的基本功能就是將用戶計的基本功能就是將用戶計算機輸出的上行數(shù)字信號調制成算機輸出的上行數(shù)字信號調制成5 42 MHZ射頻信號射頻信號進入進入HFC網(wǎng)的上行通道，同時，網(wǎng)的上行通道，同時，CM還將下行的還將下行的RF信號信號解調為數(shù)字信號送給用戶計算機。解調為數(shù)字信號送給用戶計算機。 ： 在在方向，來自路由器的數(shù)據(jù)包在方向，來自路由器的數(shù)據(jù)包在CMTS中被封中被封裝成裝成MPEG2-TS幀的形式，經(jīng)過幀的形式，經(jīng)

21、過64QAM調制后調制后與有線電視模擬信號混合輸出與有線電視模擬信號混合輸出RF信號到信號到HFC網(wǎng)網(wǎng)絡，下載給各絡，下載給各CM；在在方向，方向，CMTS將接收到的經(jīng)將接收到的經(jīng)QPSK調制的數(shù)調制的數(shù)據(jù)進行解調，轉換成以太網(wǎng)幀的形式傳送給路由據(jù)進行解調，轉換成以太網(wǎng)幀的形式傳送給路由器。同時，器。同時，CMTS負責處理不同的負責處理不同的MAC程序，這程序，這些程序包括下行時隙信息的傳輸、測距管理以及些程序包括下行時隙信息的傳輸、測距管理以及給各給各CM分配分配TDMA時隙。時隙。 利用利用HFCHFC網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)接入只需在網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)接入只需在HFCHFC網(wǎng)絡前端部署電纜調制解調器端接系

22、網(wǎng)絡前端部署電纜調制解調器端接系統(tǒng)統(tǒng)就可以在網(wǎng)絡的任意地點使用就可以在網(wǎng)絡的任意地點使用CABLE MODEMCABLE MODEM寬帶接入。寬帶接入。 CMTSCMTS設備完成設備完成，通過，通過10Base-T10Base-T、100Base-T100Base-T等接口，等接口，利用交換機與因特網(wǎng)等連接?；蛘呖梢灾崩媒粨Q機與因特網(wǎng)等連接?；蛘呖梢灾苯勇?lián)到本地服務器，享受本地業(yè)務。接聯(lián)到本地服務器，享受本地業(yè)務。 CMCM是用戶端設備，放在用戶是用戶端設備，放在用戶的家中，通過的家中，通過10Base10BaseT T接口，與用戶計接口，與用戶計算機相聯(lián)。支持基于算機相聯(lián)。支持基于IPIP

23、的各種業(yè)務。的各種業(yè)務。 電纜調制解調器電纜調制解調器(Cable (Cable Modem Modem 簡稱簡稱CM)CM)，是一種，是一種將數(shù)據(jù)終端設備（計算機）連接到將數(shù)據(jù)終端設備（計算機）連接到HFCHFC，以使用戶能進行數(shù)據(jù)通信，以使用戶能進行數(shù)據(jù)通信，訪問訪問InternetInternet等信息資源的設備。等信息資源的設備。 其他ATMLLC其他LLCATMCable Modem MAC上行PHY下行PHY下行PHY上行PHY下行通路550MHz750MHz上行通路5MHz42MHz圖6-6 Cable Modem頭端分層體系結構通路MAC層物理層頭端MAC1物理層物理層數(shù)字電纜

24、系統(tǒng)的物理接口是普通的同軸電纜，數(shù)字電纜系統(tǒng)的物理接口是普通的同軸電纜，該物理層包括上行和下行通路。該物理層包括上行和下行通路。2MAC層層MAC層規(guī)范的復雜性來自共享媒質，加之需層規(guī)范的復雜性來自共享媒質，加之需要保證每個用戶應用的服務質量。要保證每個用戶應用的服務質量。Cable Modem的的MAC甚至更為復雜，甚至更為復雜，Cable Modem的的MAC必須涉及需要很大帶必須涉及需要很大帶寬并具有嚴格要求的交互式多媒體業(yè)務。寬并具有嚴格要求的交互式多媒體業(yè)務。3上層上層Cable Modem應當能操縱管理實體和應當能操縱管理實體和業(yè)務接口。業(yè)務接口。（1）IP接口接口（2）ATM本原

25、接口本原接口Cable Modem類型可以分為內置式和類型可以分為內置式和外置式，其中外置式外置式，其中外置式Cable Modem根根據(jù)接口的不同又可分為以太網(wǎng)接口和據(jù)接口的不同又可分為以太網(wǎng)接口和USB接口。接口。 Cable ModemCable Modem有兩個接口，一個用來接室內有兩個接口，一個用來接室內墻上的有線電視端口，另一個與計算機相聯(lián)。墻上的有線電視端口，另一個與計算機相聯(lián)。 Cable ModemCable Modem的功能模塊的功能模塊 1 1、調制解調部分、調制解調部分 2 2、電視接收調諧、加密解密和協(xié)議適配等、電視接收調諧、加密解密和協(xié)議適配等 3 3、提供、提供標

26、準的以太網(wǎng)接口標準的以太網(wǎng)接口，可能是一個橋接器、，可能是一個橋接器、路由器、網(wǎng)絡控制器或集線器。路由器、網(wǎng)絡控制器或集線器。 一個一個Cable ModemCable Modem要在兩個不同的方向上接收和要在兩個不同的方向上接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，把上、下行數(shù)字信號用不同的調制方式發(fā)送數(shù)據(jù)，把上、下行數(shù)字信號用不同的調制方式調制在雙向傳輸?shù)哪骋粋€調制在雙向傳輸?shù)哪骋粋€6MHz(6MHz(或或8MHz)8MHz)帶寬的電帶寬的電視頻道上。它把上行的數(shù)字信號轉換成模擬射頻信視頻道上。它把上行的數(shù)字信號轉換成模擬射頻信號，在有線電視網(wǎng)上傳送。接收下行信號時，號，在有線電視網(wǎng)上傳送。接收下行信號時，Cabl

27、e ModemCable Modem把它轉換為數(shù)字信號，以便電腦處把它轉換為數(shù)字信號，以便電腦處理。理。 Cable ModemCable Modem是實現(xiàn)是實現(xiàn)HFCHFC的關鍵技術，它的關鍵技術，它的作用與的作用與ADSL ModemADSL Modem相似，兩者的不同在于：相似，兩者的不同在于：不同用戶的不同用戶的Cable ModemCable Modem共享傳輸媒質共享傳輸媒質，而不，而不同用戶的同用戶的ADSL ModemADSL Modem是獨享傳輸媒質是獨享傳輸媒質。與。與ADSLADSL系統(tǒng)一樣，在雙向化系統(tǒng)一樣，在雙向化CATVCATV中，上、下行帶中，上、下行帶寬同樣是寬

28、同樣是不對稱的不對稱的。 CMTS: Cable Modem Termination System頭端電纜調解器頭端電纜調解器CM: Cable Modem：電纜調解器：電纜調解器InternetHFCRouterRouter 連接用戶的連接用戶的PC與與HFC網(wǎng)絡網(wǎng)絡對網(wǎng)絡和用戶數(shù)據(jù)進行調制對網(wǎng)絡和用戶數(shù)據(jù)進行調制/解調與傳輸解調與傳輸實現(xiàn)網(wǎng)絡與用戶數(shù)據(jù)的雙向交互實現(xiàn)網(wǎng)絡與用戶數(shù)據(jù)的雙向交互 連接數(shù)據(jù)網(wǎng)與連接數(shù)據(jù)網(wǎng)與HFC對數(shù)據(jù)的調制對數(shù)據(jù)的調制/解調與傳輸，對所有解調與傳輸，對所有CM的接入的接入進行控制（認證許可）進行控制（認證許可）給給CM分配帶寬并進行管理分配帶寬并進行管理 每個每個

29、CMCM都有一個都有一個IDID（4848位，制造商定）位，制造商定） CMCM發(fā)送數(shù)據(jù)前要向發(fā)送數(shù)據(jù)前要向CMTSCMTS申請帶寬（發(fā)送時隙數(shù)）申請帶寬（發(fā)送時隙數(shù)） 下行幀格式為下行幀格式為MPEG-2MPEG-2，封裝，封裝ATMATM信元或可變長以太網(wǎng)分組信元或可變長以太網(wǎng)分組 CMCM的接收器能調諧到所有的接收器能調諧到所有MM個下行信道的任何一個接收數(shù)據(jù)個下行信道的任何一個接收數(shù)據(jù) CMCM能在所有能在所有1 1n n個上行信道中的任何一個發(fā)送數(shù)據(jù)個上行信道中的任何一個發(fā)送數(shù)據(jù) 上行幀為小時隙流格式上行幀為小時隙流格式n1CM 2CM 1CM x 1 下行數(shù)字頻段下行數(shù)字頻段 上行

30、頻段上行頻段m頭頭端端Cable Modem工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，下面介紹路層，下面介紹Cable Modem在這兩在這兩層的工作原理。層的工作原理。1物理層物理層 下行采用是下行采用是64/256QAM(正交振幅調正交振幅調制制)，調制速率可達，調制速率可達36Mbit/s。上行調。上行調制采用制采用QPSK(四相移鍵控調制四相移鍵控調制)，抗干，抗干擾性能好，速率可達擾性能好，速率可達10Mbit/s。另一。另一個上行協(xié)議是個上行協(xié)議是S-CDMA(同步碼分復用同步碼分復用)。2媒體通路控制層媒體通路控制層媒體通路控制層（媒體通路控制層（MAC）和邏輯鏈接控制層）和

31、邏輯鏈接控制層（LLC），即），即OSI七層組織中的數(shù)據(jù)鏈路層。七層組織中的數(shù)據(jù)鏈路層。這兩個協(xié)議層規(guī)定了不同信號和用戶怎樣共享這兩個協(xié)議層規(guī)定了不同信號和用戶怎樣共享公共帶寬。公共帶寬。在上行方向，在上行方向，Cable Modem從計算機接收從計算機接收數(shù)據(jù)包，把它們轉換成模擬信號，傳給網(wǎng)絡前數(shù)據(jù)包，把它們轉換成模擬信號，傳給網(wǎng)絡前端設備。該設備負責分離出數(shù)據(jù)信號，把信號端設備。該設備負責分離出數(shù)據(jù)信號，把信號轉換為數(shù)據(jù)包，并傳給因特網(wǎng)服務器。同時該轉換為數(shù)據(jù)包，并傳給因特網(wǎng)服務器。同時該設備還可以剝離出語音（電話）信號并傳給交設備還可以剝離出語音（電話）信號并傳給交換機。換機。下行：下行

32、：16/64/256QAM，1036Mb/s上行：上行：QPSK/16QAM，1.510Mb/s必須有必須有MAC協(xié)議，但上協(xié)議，但上/下行協(xié)議不一樣下行協(xié)議不一樣面臨信息安全和信息保密問題面臨信息安全和信息保密問題電纜調解器標準提供了有關管理、安全的部件電纜調解器標準提供了有關管理、安全的部件4.1 網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡結構1數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn) 寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 用戶房間 HFC Internet 常規(guī)模擬電視 數(shù)字電視 CMTS 本地 服務器 Router 混 合 / 分 離 PC TV Phone CM ：Optical Access Network 光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)是指以光纖作為主要傳輸

33、介質的接入網(wǎng)是指以光纖作為主要傳輸介質的接入網(wǎng)根據(jù)光配線網(wǎng)是否采用有源或無源設備，根據(jù)光配線網(wǎng)是否采用有源或無源設備，OAN 可分為無源光接入網(wǎng)可分為無源光接入網(wǎng)PON和有源光接入網(wǎng)和有源光接入網(wǎng)AON PON: Passive Optical Network AON: Active Optical NetworkPON主要采用無源光功率分配器（耦合主要采用無源光功率分配器（耦合器）將信息送至各客戶端。較適合短距器）將信息送至各客戶端。較適合短距離使用；若傳輸距離較長，或用戶較多，離使用；若傳輸距離較長，或用戶較多，可采用光纖放大器（可采用光纖放大器（EDFA）來增加功）來增加功率。率。AON

34、采用有源的電復用器分路，將信息采用有源的電復用器分路，將信息送給用戶。其主要優(yōu)點是傳輸距離遠、送給用戶。其主要優(yōu)點是傳輸距離遠、傳輸容量大、用戶信息隔離度好、易于傳輸容量大、用戶信息隔離度好、易于擴展帶寬、網(wǎng)絡規(guī)劃和運行的靈活性大。擴展帶寬、網(wǎng)絡規(guī)劃和運行的靈活性大。 在電信網(wǎng)中引入在電信網(wǎng)中引入OAN的最基本的最基本的目標有兩條：的目標有兩條：首先首先是為了減少銅纜是為了減少銅纜網(wǎng)的網(wǎng)的維護運行費用維護運行費用和和故障率故障率。其次其次是是為了支持為了支持開發(fā)新業(yè)務開發(fā)新業(yè)務，特別是多媒體，特別是多媒體和帶寬新業(yè)務。簡言之，采用光接入和帶寬新業(yè)務。簡言之，采用光接入網(wǎng)已經(jīng)成為解網(wǎng)已經(jīng)成為解

35、決電信發(fā)展瓶頸的主要決電信發(fā)展瓶頸的主要途徑，其應用場合不僅最適合那些新途徑，其應用場合不僅最適合那些新建的用戶區(qū)，建的用戶區(qū)， 而且也是需要更新的現(xiàn)而且也是需要更新的現(xiàn)有銅纜網(wǎng)的主要代替手段。有銅纜網(wǎng)的主要代替手段。 OAN是是一個一個點對多點點對多點的光纖傳輸系統(tǒng)。的光纖傳輸系統(tǒng)。 光接入網(wǎng)的參考配置光接入網(wǎng)的參考配置 T V (PON) (AON) AN 系統(tǒng)管理功能 SN 功能 SN 功能 ONU ONU ONU ONU AF AF a UNI 用戶側 ODN ODT OLT OLT SNI 接入鏈路 網(wǎng)絡側 R/S S/R Q3 圖圖5-1 光接入網(wǎng)的參考配置光接入網(wǎng)的參考配置SNI

36、為業(yè)務節(jié)點接口，為業(yè)務節(jié)點接口，UNI為用戶網(wǎng)絡接為用戶網(wǎng)絡接口，口，Q3為網(wǎng)絡管理接口；為網(wǎng)絡管理接口；S為光發(fā)送參考為光發(fā)送參考點，與點，與ONU/OLT光發(fā)送端相鄰；光發(fā)送端相鄰；R為光為光接收參考點，與接收參考點，與ONU/OLT光接入端相鄰；光接入端相鄰；V為業(yè)務網(wǎng)絡接口參考點；為業(yè)務網(wǎng)絡接口參考點；T為用戶網(wǎng)絡接為用戶網(wǎng)絡接口參考點；口參考點；a為為AF與與ONU間的參考點。間的參考點。光接入網(wǎng)一般是一個點到多點的光傳輸系光接入網(wǎng)一般是一個點到多點的光傳輸系統(tǒng)，主要由光網(wǎng)絡單元（統(tǒng)，主要由光網(wǎng)絡單元（ONU）、光線路）、光線路終端（終端（OLT）、光配線網(wǎng)絡）、光配線網(wǎng)絡(ODN)

37、/光配光配線終端（線終端（ODT）和適配功能塊（）和適配功能塊（AF）等）等組成。組成。網(wǎng)絡側網(wǎng)絡側用戶側用戶側光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)OAN光光光光網(wǎng)絡側網(wǎng)絡側設備設備光接入光接入網(wǎng)設備網(wǎng)設備光光/ /電電用戶側用戶側設備設備光光/ /電電ONUONUONUONUODNODNOLTOLT中心局中心局設備設備光光/ /電信號電信號光纖光纖光信號光信號光纖光纖光纖光纖終端終端設備設備光光/ /電信號電信號光接入光接入網(wǎng)設備網(wǎng)設備終端終端設備設備光網(wǎng)絡單元光網(wǎng)絡單元 （Optical Network Unit） 提供用戶到接入網(wǎng)的接口（光電轉換、物理接口）提供用戶到接入網(wǎng)的接口（光電轉換、物理接口）

38、提供用戶業(yè)務適配功能（速率適配、信令轉換）提供用戶業(yè)務適配功能（速率適配、信令轉換）光分配網(wǎng)絡光分配網(wǎng)絡（Optical Distribution Network）為為OLT和和ONU之間提供光傳輸技術之間提供光傳輸技術由光連接器和光分路器由光連接器和光分路器OBD(Optical Branching device）組成）組成完成光信號功率的分配及光信號的分、復接功能完成光信號功率的分配及光信號的分、復接功能光線路終端光線路終端 （Optical Line Terminal）提供與中心局設備的接口（光電轉換、物理接口）提供與中心局設備的接口（光電轉換、物理接口）提供與提供與ODN的光接口的光接

39、口分離不同的業(yè)務分離不同的業(yè)務對眾多的對眾多的ONU進行管理和指配進行管理和指配 ODN為為OLT和和ONU提供提供以光纖為傳輸介質的物理連接。以光纖為傳輸介質的物理連接。在在PON中，它是由無源光器件組中，它是由無源光器件組成的無源光分配網(wǎng)?？捎卸喾N網(wǎng)成的無源光分配網(wǎng)?？捎卸喾N網(wǎng)絡結構，一般為絡結構，一般為點到多點連接點到多點連接，即多個即多個ONU通過通過ODN與一個與一個OLT相連。相連。 ONU提供用戶側的接口。提供用戶側的接口。具有光具有光/電轉換電轉換功能以及相應的功能以及相應的維護和監(jiān)控維護和監(jiān)控功能。功能。ONU的主要功能是終結來自的主要功能是終結來自OLT的光纖，的光纖，處理

40、光信號并為多個用戶提供業(yè)務接口。處理光信號并為多個用戶提供業(yè)務接口。它還具有它還具有對話音的數(shù)對話音的數(shù)/模轉換和復用功能模轉換和復用功能。ONU通常放在距離用戶較近的地方，其通常放在距離用戶較近的地方，其位置具有很大的靈活性。位置具有很大的靈活性。 ONU提供用戶數(shù)據(jù)、圖像和電話提供用戶數(shù)據(jù)、圖像和電話網(wǎng)絡與網(wǎng)絡與PON的接口。的接口。ONU的基本功能是的基本功能是接收光信號，并將其轉換成用戶需要的格接收光信號，并將其轉換成用戶需要的格式式(以太網(wǎng)、以太網(wǎng)、IP多播、多播、POTS、E1)。 ONU ONU AF為為ONU與用戶設備之間提與用戶設備之間提供適配功能。其具體物理實現(xiàn)既可以供適配

41、功能。其具體物理實現(xiàn)既可以包含在包含在ONU內，也可以完全獨立。內，也可以完全獨立。 AN系統(tǒng)管理模塊是光接入網(wǎng)系統(tǒng)管理模塊是光接入網(wǎng)的操作、管理與維護單元，它通過的操作、管理與維護單元，它通過Q3與電信管理網(wǎng)相連，與其進行通信并與電信管理網(wǎng)相連，與其進行通信并接受其管理。接受其管理。Active Optical Network接入網(wǎng)內含有源器件接入網(wǎng)內含有源器件是主干網(wǎng)技術的延伸是主干網(wǎng)技術的延伸SDH、PDH、ATM、等等等等Passive Optical Network接入網(wǎng)內不含有源器件接入網(wǎng)內不含有源器件是專門為接入網(wǎng)發(fā)展的技術是專門為接入網(wǎng)發(fā)展的技術基于基于ATM的的APON基于以

42、太網(wǎng)的基于以太網(wǎng)的EPON有源光網(wǎng)絡有源光網(wǎng)絡(AON) 無源光網(wǎng)絡無源光網(wǎng)絡(PON)基于基于PDHPDH 的的AONAON基于基于SDH SDH 的的AONAON基于基于ATMATM的的APONAPON基于以太網(wǎng)的基于以太網(wǎng)的EPONEPON 兩者的分路方式不同，兩者的分路方式不同，AONAON用用電復用器電復用器；可為可為PDHPDH、SDHSDH或或ATMATM，PONPON用用無源光分路器無源光分路器。光接入網(wǎng)光接入網(wǎng)( (OANOAN) )分為：分為： 光源（激光器）光源（激光器） 光接收機（光檢測器）光接收機（光檢測器） 光收發(fā)模塊光收發(fā)模塊 光放大器光放大器 光纖和光纜光纖和光

43、纜 無源光衰減器無源光衰減器 光連接器光連接器 光耦合器光耦合器 無源光分路器無源光分路器 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器 光纖接入網(wǎng)的拓撲結構，光纖接入網(wǎng)的拓撲結構，是指網(wǎng)絡的是指網(wǎng)絡的空間布局和幾何形狀空間布局和幾何形狀，表示了網(wǎng)絡中各節(jié)點，表示了網(wǎng)絡中各節(jié)點的相互位置與相互連接的情況。網(wǎng)絡的拓撲的相互位置與相互連接的情況。網(wǎng)絡的拓撲結構對結構對網(wǎng)絡功能網(wǎng)絡功能、造價造價及及可靠性可靠性等具有重要等具有重要影響。其基本的拓撲結構是影響。其基本的拓撲結構是: (a) 星型結構 (b) 樹型結構 (c) 總線型結構 (d) 環(huán)型結構 OLT 分路器 分路器 分路器 ONU ONU ONU ONU

44、 ONU ONU ONU 分路器 ONU 分路器 ONU 分路器 分路器 分路器 分路器 ONU ONU ONU OLT ONU ONU ONU OLT ONU ONU ONU 分路器 分路器 分路器 分路器 OLT ONU ONU 圖5-2 光接入網(wǎng)中的拓撲結構 有源光網(wǎng)絡的局端設備到有源光網(wǎng)絡的局端設備到用戶分配單元之間均用用戶分配單元之間均用有源光纖傳有源光纖傳輸設備輸設備，即光電轉換設備、有源光，即光電轉換設備、有源光電器件以及光纖等組成。有源光纖電器件以及光纖等組成。有源光纖網(wǎng)絡具有技術簡單、易于實現(xiàn)和組網(wǎng)絡具有技術簡單、易于實現(xiàn)和組網(wǎng)能力強的網(wǎng)能力強的特點特點，但有源電復用器，但有

45、源電復用器存在傳輸?shù)拇嬖趥鬏數(shù)摹捌款i效應瓶頸效應”，且系統(tǒng)，且系統(tǒng)成本和維護費用高。成本和維護費用高。光分配網(wǎng)光分配網(wǎng)ODN全部由有源器件組成全部由有源器件組成（光放大器（光放大器等等）可分為基于可分為基于PDH和基于和基于SDH的的AON現(xiàn)通常是基于現(xiàn)通常是基于SDH的的AON特點特點傳輸容量大：傳輸容量大：155Mb/s或或622Mb/s的接入速的接入速率率 傳輸距離遠：不加中繼器，距離為傳輸距離遠：不加中繼器，距離為70多公里多公里技術成熟：無論技術成熟：無論PDH設備還是設備還是SDH設備，都已設備，都已廣泛應用廣泛應用給有源設備供電是一件麻煩事給有源設備供電是一件麻煩事 無源光網(wǎng)絡無

46、源光網(wǎng)絡PON Passive Optical Network ，是指在，是指在OLT和和ONU之間的光分配網(wǎng)絡之間的光分配網(wǎng)絡(ODN)，沒，沒有任何有任何有源電子設備有源電子設備。實現(xiàn)。實現(xiàn)點對多點點對多點的光纖接入網(wǎng)。的光纖接入網(wǎng)。PON由早期的窄帶接由早期的窄帶接入入PON(NPON)發(fā)展到目前的寬帶發(fā)展到目前的寬帶接入接入PON(BPON)， BPON又包括又包括基于基于ATM的的APON及基于以太的及基于以太的EPON。 有源光網(wǎng)絡需要電信級機房有源光網(wǎng)絡需要電信級機房需要：供電、防雷接地、安全值守等等需要：供電、防雷接地、安全值守等等中小型用戶的高性能接入，需要無源光網(wǎng)絡中小型用

47、戶的高性能接入，需要無源光網(wǎng)絡無源光網(wǎng)絡的類型無源光網(wǎng)絡的類型APON：基于：基于ATM的的PONITU-T G.983,1-1998 FSANGPONGigabit PON，G.984-2003，用于，用于替換替換APONEPON：基于：基于Ethernet的的PONIEEE 802.3ah-2004 ，EFMPON是一種是一種純介質網(wǎng)絡純介質網(wǎng)絡避免了有源設備的電磁干擾和雷電影響避免了有源設備的電磁干擾和雷電影響無源光網(wǎng)絡設備組網(wǎng)靈活，支持多種拓撲結構。無源光網(wǎng)絡設備組網(wǎng)靈活，支持多種拓撲結構。無源光網(wǎng)絡擴容比較簡單無源光網(wǎng)絡擴容比較簡單價格低、安裝維護方便、價格低、安裝維護方便、節(jié)省了維

48、護成本；節(jié)省了維護成本；業(yè)務透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的業(yè)務透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號信號缺點缺點是一次性投入成本較高；是一次性投入成本較高；其樹型結構使保護功能成本較高；其樹型結構使保護功能成本較高；傳輸距離及容量受限。傳輸距離及容量受限。遠端設備遠端設備局端設備局端設備OLTPONONU業(yè)務業(yè)務網(wǎng)絡網(wǎng)絡SNIUNIODNNPON指速率低于指速率低于155Mbps的窄帶系統(tǒng)，的窄帶系統(tǒng)，主要指主要指N-ISDN的的BRI、PRI接口。接口。NPON的的:采用單星型拓撲結構采用單星型拓撲結構上、下行信號上、下行信號傳輸傳輸是點到多點系統(tǒng)，采用是點到多點系統(tǒng)，采

49、用技術并以技術并以廣播方式傳輸，各廣播方式傳輸，各OUN只允許在規(guī)定的只允許在規(guī)定的時隙接收屬于自己的信號。時隙接收屬于自己的信號。多點到點，采用多點到點，采用技術技術 PON的復雜性在于信號處理技術。的復雜性在于信號處理技術。 在在上，上，OLT采用采用方式，以方式，以方式發(fā)給所有的方式發(fā)給所有的ONU，ONU可以收到所可以收到所有的廣播數(shù)據(jù)，但只接受屬于自己的數(shù)據(jù)，有的廣播數(shù)據(jù)，但只接受屬于自己的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)則丟棄。其他數(shù)據(jù)則丟棄。 在在上，采用上，采用方式，各方式，各ONU按照按照OLT規(guī)定好的時間，在固定的時隙內傳規(guī)定好的時間，在固定的時隙內傳送數(shù)據(jù)。各送數(shù)據(jù)。各ONU傳送時間的安排

50、，是按照傳送時間的安排，是按照由由OLT自動測試計算出來的，統(tǒng)一由自動測試計算出來的，統(tǒng)一由OLT安安排的。各排的。各ONU發(fā)送時隙有一定間隔，以防發(fā)送時隙有一定間隔，以防止各止各ONU上傳數(shù)據(jù)時，相互沖突、重疊。上傳數(shù)據(jù)時，相互沖突、重疊。 采用采用ATM信元傳輸技術的信元傳輸技術的PON稱稱APON-ATM Passive Optical Network。 APON可以通過利用可以通過利用ATM的集中和統(tǒng)計復用，再結合無源分的集中和統(tǒng)計復用，再結合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作路器對光纖和光線路終端的共享作用，使成本可望比傳統(tǒng)的以電路交用，使成本可望比傳統(tǒng)的以電路交換為基礎的換為基礎

51、的PDH/SDH接入系統(tǒng)接入系統(tǒng)低低20%40%。 標準規(guī)范：標準規(guī)范：ITU-T的的G.983 ONU與與OLT之間傳送之間傳送ATM信元信元速率：速率：上上/下行對稱下行對稱 155.52/155.52Mbps上上/下行非對稱下行非對稱 155.52/622.08Mbps無放大器作用距離：無放大器作用距離：20km雙工方式雙工方式：雙纖，使用雙纖，使用1310nm窗口窗口單纖波分，使用單纖波分，使用1550nm/1310nm雙窗口雙窗口 （上行：（上行：1310nm區(qū)，下行：區(qū)，下行：1550nm區(qū)區(qū))傳輸技術：傳輸技術：上行采用時分多址上行采用時分多址TDMA下行采用廣播方式的時分復用下

52、行采用廣播方式的時分復用TDM寬帶化并支持所有種類和各種比特率的業(yè)務；寬帶化并支持所有種類和各種比特率的業(yè)務；采用統(tǒng)計時分復用采用統(tǒng)計時分復用動態(tài)分配帶寬動態(tài)分配帶寬網(wǎng)管能力強，安全性高且時延小網(wǎng)管能力強，安全性高且時延小傳輸穩(wěn)定可靠傳輸穩(wěn)定可靠成本與維護費用低成本與維護費用低擴容簡單方便擴容簡單方便傳輸距離遠（傳輸距離遠（20公里）公里）標準化程度高標準化程度高 安全性高安全性高 時延小時延小 存在的問題，如系統(tǒng)成本太高；系統(tǒng)容量和覆蓋存在的問題，如系統(tǒng)成本太高；系統(tǒng)容量和覆蓋范圍有限，未考慮對窄帶業(yè)務的支持及與其他技范圍有限，未考慮對窄帶業(yè)務的支持及與其他技術相結合時需解決引入線的寬帶化等

53、一系列問題術相結合時需解決引入線的寬帶化等一系列問題 。 APON綜合了綜合了ATM技術和技術和PON技技術，可提供現(xiàn)有的從窄帶到寬帶等各種業(yè)務。術，可提供現(xiàn)有的從窄帶到寬帶等各種業(yè)務。APON由由OLT、ONU和和OBD（無源光分（無源光分路器）組成。路器）組成。 OBD根據(jù)光的發(fā)送方向，將根據(jù)光的發(fā)送方向，將進來的光信號分路并分配到多條光纖上，或進來的光信號分路并分配到多條光纖上，或是組合到一條光纖上。是組合到一條光纖上。ONU主要完成業(yè)務主要完成業(yè)務的收集、接口適配、復用和傳輸功能；的收集、接口適配、復用和傳輸功能；OLT主要完成接口適配、復用和傳輸功能。主要完成接口適配、復用和傳輸功能

54、。此外，此外，OLT還向網(wǎng)元管理系統(tǒng)提供網(wǎng)管接還向網(wǎng)元管理系統(tǒng)提供網(wǎng)管接口。口。 組成：組成：OLT、ODN、ONU網(wǎng)絡側連接網(wǎng)絡側連接ATM交換機交換機拓撲：無源雙星結構拓撲：無源雙星結構用戶數(shù)：一個用戶數(shù)：一個ODN最多支持最多支持32個個ONU(即即1個個OBD支持的支持的ONU數(shù)）當數(shù)）當ONU大于大于32時，要求一個時，要求一個OLT提供多個提供多個ODN接口接口OLTOLTODNODNONU1ONU1ONU2ONU2ONUnONUnAPONAPON（傳輸（傳輸ATMATM信元流）信元流） ATM ATM 交換機交換機用戶用戶OBDOBD用戶用戶用戶用戶TDMTDMA4-328-32

55、下行：采用下行：采用TDM技術，傳輸連續(xù)信元流技術，傳輸連續(xù)信元流上行：采用上行：采用TDMA技術（動態(tài)分配）技術（動態(tài)分配） 突發(fā)傳送信元流突發(fā)傳送信元流傳輸原理：傳輸原理： ： 局端的局端的ATM 信元信元 OLT 封裝成連續(xù)時隙流下行幀封裝成連續(xù)時隙流下行幀 以廣播方式傳送以廣播方式傳送 各各ONU收到信元流，根據(jù)收到信元流，根據(jù)PVC虛連虛連接僅對相應接僅對相應VPI/VCI的信元進行處理的信元進行處理 用戶終端用戶終端： 各各ONU共享共享ODN，且數(shù)據(jù)突發(fā)性強。，且數(shù)據(jù)突發(fā)性強。 各各ONU向向OLT申請帶寬申請帶寬OLT授權授權ONU發(fā)送發(fā)送（發(fā)送時（發(fā)送時 隙、帶寬分配等）隙、

56、帶寬分配等） 獲得授權的獲得授權的ONU在指定時隙發(fā)送在指定時隙發(fā)送ATM信元以信元以APON幀格式傳輸幀格式傳輸APON采用兩種不同速率的幀結構：采用兩種不同速率的幀結構：上、下行均為上、下行均為155Mbps對稱對稱上行上行 155Mbps下行下行 622Mbps非對稱非對稱 用戶的接入速率可以從用戶的接入速率可以從64Kbps64Kbps到到155Mbps155Mbps間靈活分配。間靈活分配。 1 幀=56 個 53 字節(jié)信元 1 幀=224 個 53 字節(jié)信元 (a) 155.52 Mbit/s 下行幀結構 (b) 622.08 Mbit/s 下行幀結構 PLOAM 1 ATM 信元

57、1 ATM 信元 27 PLOAM 2 ATM 信元 28 ATM 信元 54 PLOAM 1 ATM 信元 127 PLOAM 2 ATM 信元 2854 PLOAM 8 ATM 信元 190216 圖6-12 APON系統(tǒng)下行幀結構適用場合適用場合具有綜合業(yè)務接入需求具有綜合業(yè)務接入需求對對QoS要求較高要求較高APON的推廣應用的推廣應用系統(tǒng)價格較高系統(tǒng)價格較高市場前景由于市場前景由于ATM在全球受挫而不確定在全球受挫而不確定APON技術也存在利用技術也存在利用ATM信元造成的傳輸信元造成的傳輸效率較低；帶寬受限；系統(tǒng)相對復雜、價效率較低；帶寬受限；系統(tǒng)相對復雜、價格較貴；需要進行協(xié)議之

58、間的轉換等缺點。格較貴；需要進行協(xié)議之間的轉換等缺點。 APON在傳輸質量和維護成本上在傳輸質量和維護成本上有很大優(yōu)勢，其發(fā)展目前已經(jīng)比較成熟。有很大優(yōu)勢，其發(fā)展目前已經(jīng)比較成熟。為彌補為彌補APON標準缺乏標準缺乏視頻能力視頻能力、技術復技術復雜、成本較高、帶寬有限雜、成本較高、帶寬有限等因素。等因素。用以太用以太網(wǎng)取代網(wǎng)取代ATM作為鏈路層協(xié)議，從而構成作為鏈路層協(xié)議，從而構成一個可以提供更大帶寬、更低成本和更寬一個可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業(yè)務能力的新一代光接入網(wǎng)技術業(yè)務能力的新一代光接入網(wǎng)技術EPON（Ethernet Passive Optical Network）。）。 EP

59、ON是利用是利用PON的拓的拓撲結構實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入，撲結構實現(xiàn)以太網(wǎng)的接入，是是PON與以與以太網(wǎng)技術相結合的產物。太網(wǎng)技術相結合的產物。APON概覽概覽技術思路：技術思路：90年代中期的黃金組合年代中期的黃金組合物理層：物理層：PON，技術很精致，技術很精致鏈路層：信元，基于鏈路層：信元，基于ATM技術機制技術機制受受ATM在全球受挫的牽連，未能迅速發(fā)展在全球受挫的牽連，未能迅速發(fā)展EPON概要概要技術思路技術思路物理層仍然使用現(xiàn)成的物理層仍然使用現(xiàn)成的PON技術，鏈路層換成以技術，鏈路層換成以太幀太幀IEEE802.3EFM研究組：研究組：2000年年11月月802.3ah：改換：改換A

60、PON的的MAC協(xié)議，使用以太幀協(xié)議，使用以太幀基于基于Ethernet和和PON技術技術在在PON上傳送上傳送Ethernet幀，長度可變幀，長度可變網(wǎng)絡結構與網(wǎng)絡結構與APON類似類似MAC協(xié)議與協(xié)議與APON不同不同速率：速率：下行下行 百兆百兆/千兆，廣播方式千兆，廣播方式 上行上行 百兆百兆/千兆，共享千兆，共享傳輸技術：傳輸技術：上行采用時分多址上行采用時分多址TDMA下行采用廣播方式的時分復用下行采用廣播方式的時分復用TDM 1 2 3 N 1 2 3 N 1 2 3 N 幀長 2ms 圖6-16 EPON系統(tǒng)上行幀結構 1 N 2 1 3 3 2 1 2ms 2ms 表示誤碼探