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精)双向HFC网络的技术原理ppt

浏览次数: 日期:2018-08-25 18:04

  在通信网络飞速发展的时代,手机成了人人必备的,甚至有人调侃手机已逐渐演变成“二孩”,大众对其的依赖日渐加深。在传统业务增长明显放缓的形势下,各大运营商纷纷布局4G。前不久就有报道,某运营商流量收入贡献首次超过传统业务跃升为第一大收入来源,4G快速发展助推流量增收,流量亦成为不容忽视的增长引擎。

  HFC是在单向的基础上进行双向的改造来进行传输。由于它共享一条信道,它的带宽在用户量增加的时候,会不断减少,相互的干扰过大。没有一个网络在CABLE上的用户超过5000个。目前有线电视网在带宽共享方式、网络安全、网络管理等方面依然存在缺陷。HFC方式和ADSL方式的共同特点是利用已经有的网络基础设施,它们共同的缺点是带宽进一步扩展能力有限。

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  出现这样的调查结果可以看出,多数用户对HTC的好感度已经荡然无存。为何曾经登顶的HTC在短短几年就呈现断崖式下滑呢,而如今在国内市场份额排名上早已跌出前十。出现这样的局面很大程度上跟HTC在国内的产品策略有关,产品设计过于保守,体验没有实质性创新,可价格又一味的高高在上。现在好不容易等到一个有望逆袭的HTC 10在国内又缩减核心配置,无视国内用户的情感诉求,只能说HTC是在自食苦果。

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  双向HFC网络结构 提纲 双向HFC网络的技术原理 1、有线、双向HFC网络的电平要求 3、回传汇聚噪声 4、有线、有线宽带的基本原理 各种接入技术的发展概况 “HFC有线宽带”在美国发展迅速;已占据全美67%的宽带接入市场份额,“DSL”为28% ; DSL在亚太地区发展迅速,用户数量占优; 我国上海、深圳、南京等地去有线宽带都发展的很好。 HFC有线宽带的基本原理 数据业务传送的0和1的数字基带信号,和模拟信号有很大差别,为了使数据业务也能在HFC网络中传输,就要采用数字调制技术,将0和1的数字基带信号调制在相应的射频载波上,和其他模拟信号一起传输。 HFC有线宽带可以这样理解:前端的电缆调制解调器头端系统(简称CMTS)将数字基带信号调制成相应的模拟信号送给客户端,客户端的电缆调制解调器(简称CM)解调出数字基带信号后送给客户计算机;反过来,完成逆过程。 HFC有线宽带 HFC有线宽带数据信号的传输,下行调制方式64QAM,上行调制方式QPSK/16QAM。 HFC有线宽带依据DOCSIS标准有特定的规范机制 HFC 网络数据传输系统构成 CMTS与CM CMTS:电缆调制解调器头端管理控制器,是HFC网络与 数据网(IP)的连接设备;完成数据与RF(射频)的转换。 CMTS也是管理和控制CM的设备, CM的工作参数由CMTS管理和控制,包括:上行频率、上行调制方式、上行电平等; CM :CABLE MODEM,电缆调制解调器,简称CM; CM是放在用户家中的终端设备,连接用户的PC机和HFC网络,提供用户数据接入。 CM接收从CMTS发送来的QAM调制信号并解调;在相反的方向上从PC机接收到的以太幀经调制后,通过HFC网络的上行数据通路传送给CMTS。 CMTS与CM CMTS头端的功能:对CM进行认证、配置和管理,为CM提供连接IP骨干网和Intemet的通道; 完成数据与RF(射频)的转换。就下行来说,来自路由器的数据包在CMTS中被封装成MPEG一2 TS帧的形式,经过QAM 调制后,下载给各CM;在上行方向,CMTS将接收到的经QPSK调制的数据进行解调,转换成以太网帧的形式传给路由器。 CM的功能:连接用户的计算机和HFC网络,与CMTS组成完整的数据通信系统。CM接收从CMTS发送来的QAM调制信号并解调,然后转换成MPEG一2 Ts数据帧的形式,重建传向以太网接口韵以太帧。在相反方向上,从计算机接收到的以太帧被封装在时隙中,经QPSK(或QAM)调制后,通过HFC网络的上行数据通道传送给CMTS。 系统的拓扑结构 管理认证 验证、授权和记账 AAA是验证、授权和记账(Authentication、Authorization、Accounting )三个英文单词的简称。 目前RADIUS(Remote Authentication Dial In User Service)协议是唯一的AAA标准 1、 验证(Authentication): 验证用户是否可以获得访问权限; 2、 授权(Authorization) : 授权用户可以使用哪些服务; 3、 记账(Accounting) : 记录用户使用网络资源的情况。 RADIUS协议的主要特点 RADIUS 是基于 UDP 的一种客户机/服务器协议 它的客户端最初就是网络接入服务器NAS(Network Access Server),对用户来讲为服务器端,对RADIUS服务器来讲是作为客户端。 RADIUS 协议规定了NAS与RADIUS 服务器之间如何传递用户信息和记账信息; 客户端的任务是把用户信息(用户名,口令等)传递给指定的RADIUS服务器,并负责执行返回的响应。 RADIUS的工作过程 1、用户输入用户名、密码等信息到客户端或连接到NAS; 2、客户端或NAS产生一个“接入请求(Access-Request)”报文到RADIUS服务器,其中包括用户名、口令、客户端(NAS)ID 和用户访问端口的ID。口令经过MD5算法进行加密。 3、RADIUS服务器对用户进行认证; 4、若认证成功,RADIUS服务器向客户端或NAS发送允许接入包(Access-Accept),否则发送拒绝加接 入包(Access-Reject); RADIUS的工作过程 5、若客户端或NAS接收到允许接入包,则为用户建立连接,对用户进行授权和提供服务,并转入6;若接收到拒绝接入包,则拒绝用户的连接请求,结束协商过程; 6、客户端或NAS发送计费请求包给RADIUS服务器; 7、RADIUS服务器接收到计费请求包后开始计费,并向客户端或NAS回送开始计费响应包; 8、用户断开连接,客户端或NAS发送停止计费包给RADIUS服务器; 9、RADIUS服务器接收到停止计费包后停止计费,并向客户端或NAS回送停止计费响应包,完成该用户的 一次计费,记录计费信息。 回传通道的建立 问:在同轴电缆和分支分配器等无源介质中如何实现双向传输? 频分复用/频带分配 我国有线Mhz的网络系统,频带范围5- 860Mhz 下行传输频带范围是 Mhz 至 Mhz。 上行传输频带范围是 Mhz 至 Mhz Mhz 至 Mhz是保护带。 我国1个模拟电视频道带宽是 MHz。 1个模拟频道可传输 套标清数字电视节目或 套高清(HDTV)节目 问:在放大器、光站等有源设备如何实现双向传输? 放大器的高低通滤波器 光站的双向通道 1、CM100:搜寻下行信号 握手完成 DHCP – 获取IP地址 TFTP 文件下载 CM2000测试初始化的步骤 获得网络IP细节 当一个好的系统出现问题 CM的状态显示 因CM的型号不完全相同,指示灯大致分为: POWER: 电源指示灯 CABLE/ONLINE/STATUS: 信号灯常亮表示“猫”初始化成功, 正常在线 PC: 与PC连接指示灯,常亮表示与PC连接正常 DATA:数据传送指示灯,有数据传输时该灯闪烁 STATUS: 常亮 Online: 常亮 CABLE: 常亮 上行、下行: 常亮(创维双向机顶盒) MOTO的 “猫” 提纲 2、双向HFC网络的电平要求 下行电平 为减少信号失真前端加载信号,数字电视信号电平比模拟信号低6-10dBuV 在用户端模拟信号电平一般为60~70dBuV 而数字电视信号电平为50~60dBuV较为合适。 用户端电平过低载噪比差。 用户端电平过高失真指标差。 CM收发电平设计 CMTS的接收电平则要求恒定,我们一般设置为70dBuv 回传系统的设计首先应使CM等回传发射设备在拥有一定余量的情况下工作在尽可能高的电平状态,以提高C/N。 CM发射电平的动态范围很大,一般在65-118dBuv之间;可接受的输入信号电平为45dBuv~+73dBuv; CM发射电平典型值设置为105dBuv,控制范围+5dB,即100-105dBuv ; CM接收电平控制在:50---60dBuv; (问:以dBmv表示?) 上行路径 根据国家广电总局制定的标准GY/T 180-2001《HFC网络上行传输物理通道技术规范》,在服务区内,任意用户端至前端的上行路径损耗差要求±5dB。 许多用户在室内随意串接增装终端,串接分支分配器选型不当,且安装工艺多不规范,阻抗特性变差,回传路径损耗增大,正向接收电平降低,CM的发射电平升高,容易造成CM连网上线的各种故障,这也是目前在网络维护中发现的影响用户稳定上线的较为突出的问题。 一个理想的HFC回传通道系统正常工作时,各基准点电平应为:CM输出电平为105dBuV,进入各级放大器及光站入口电平为75dBuV,进入光站回传激光器的电平为厂商给定的最佳输入功率值,经衰减混合电路进入CMTS的上行端口的电平为设定值(如70dBuV)。 上行回传通道损耗过大 讨论 问题:什么原因出现以下情况? 1、下行电平低、上行电平高; 2、下行电平正常、而上行电平偏高; 3、下行电平偏低、而上行电平正常; 常见的故障现象: 1、无源器件损坏,上行链路衰减过大 2、电缆弯折、短路,或使用劣质电缆,造成上行链路衰减过大(多发生在室内线、电缆接头虚接、绞接、短路,造成上行链路衰减过大 放大器的原理图 提纲 3、回传汇聚噪声 回传噪声产生的影响 一般情况下,双向HFC网络能否稳定运营,主要决定于两个方面的问题,一是整个系统电平是否工作在稳定的、合理的工作状态;二是回传噪声能否控制在较低的水平。 所以抑制回传通道的汇聚噪声对保证上行信号的传输质量十分关键。 回传噪声分析 回传噪声的主要因素:测试数据表明,随着用户的增加,放大器数增加,结构噪声相应提高,入侵噪声也提高了,而且入侵噪声的增加超过结构噪声的增加,成为影响回传系统的主要因素。 “漏斗效应”:回传系统因电缆网络的树枝状结构,使所有用户端的噪声都会汇聚至前端,使回传通路产生所谓的“漏斗效应”。 回传干扰噪声的如何排查? 回传干扰噪声排查原理 理想的回传通道噪声情况 噪声干扰严重 噪声干扰严重 网络维修:排查噪声 回传干扰噪声的排查 1、电缆接头制作质量不高 ,接头潮气侵入、进水,导致严重的干扰噪声。 2、野外分支器、放大器、光站等接头座与电缆内导体压接不紧,固定触点间接触不好或严重氧化,造成公共路径失真。有时使回传噪声的基底整体提升。 回传干扰噪声的排查 3、干线电缆中间开口或受损。如电缆变形、进水(特别是原来的藕芯电缆和铝管缆被压扁等) 4、野外分支器、放大器、光站等的外壳盖板没有严密的盖好 5、个别用户室内产生了强干扰,如无绳电话、微波炉、电视机中频泄露,侵入上行通道,通常的处理措施是在该户入室门头加接高通滤波棒; 6、分支分配器空余端口没有安装匹配负载 回传干扰噪声的排查 7、劣质的用户终端盒不带屏蔽 8、漏电引入的干扰。 9、供电器过饱和 。对于60V集中供电 ,不宜使用电流过大的供电器,一般为6A为宜,避免强电流干扰反向传输。 回传噪声的时间规律 上行通道侵入噪声特点 噪声分布与频率有关:在5-20MHZ,主要是短波干扰,可超过60dB,20MHZ以上一般只有30dB。 在晚上家电使用高峰时噪声最严重,白天和午夜维持在一个相对较低的水平。 与网络光节点的规模有关,光节点带的用户数越多,侵入机会越多,也与网络所用器材质量(如屏蔽性)有关。 提纲 4、有线宽带的基本检测手段 宽带上网的一些基本知识 1、TCP/IP通讯协议 : 这个协议是是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。 确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP协议、ICMP协议和其他一些协议的协议组 电脑上因特网都要作TCP/IP协议设置,显然该协议成了当今地球村“人与人”之间的“牵手协议”。 通俗而言:IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。 TCP负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。 宽带上网的一些基本知识 TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。 TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构 : 4、应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。 3、传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送,应用程序之间的通信服务,主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。 2、网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。 1、网络接口层(主机-网络层):接收IP数据报并进行传输,从网络上接收物理帧,抽取IP数据报转交给下一层,对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。 宽带上网的一些基本知识 2、网卡 网卡是工作在数据链路层的网络组件。 主要功能:1、串行/并行转换。2、缓存:由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同,因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。3、通信服务 宽带上网的一些基本知识 3、MAC地址 :也叫硬件地址或物理地址,是由48bit(比特位) ,16进制的数字组成 ,如:00:1a:ad:87:42:16 。在网络底层的物理传输过程中,是通过物理地址来识别主机的。 4、IP地址:就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址 。为了方便人们的使用,IP地址通常采用 “点分十进制表示法”,如:。 IP地址可以变化的,是属网络层的 ; MAC是全球唯一的,是属数据链路层的,数据链路层包括了硬件接口和ARP、RARP协议,这两个协议主要是用来建立送到物理层上的信息和接收从物理层上传来的信息;ARP是正向地址解析协议,通过已知的IP,寻找对应主机的MAC地址。RARP是反向地址解析协议,通过MAC地址确定IP地址。 宽带上网的一些基本知识 5、子网掩码(Subnet Msk):子网掩码主要的目的是由IP地址中也能获得网络编码,也就是说IP地址和子网掩码作和而得到网络编码 6、网关:在Internet中两个网络要通过网关实现互联。网关根据用户通信目标计算机的IP地址,决定是否将用户发出的信息送出本地网络,同时,它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来,它是一个网络与另一个网络相联的通道。 为了使TCP/IP协议能够寻址,网关被赋予一个IP地址,这个IP地址称为网关地址。 宽带上网的一些基本知识 7、动态主机配置协议(DHCP): 提供了一种动态分配IP的机制,动态分配给每个CM IP地址;并使得CM获得TFTP、TOD、网关等计算机通信必须的地址信息。 TCP/IP具有很强的灵活性,但在使用前需要进行复杂的设置;使用TCP/IP协议的节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”、一个“主机名” 、“DNS服务器IP地址” 动态主机配置协议(DHCP),可自动为客户机完成与IP有关的设置,从而减少了联网工作量; 宽带上网的一些基本知识 DHCP分为两个部份:一个是服务器端,而另一个是客户端。 DHCP服务器:提供地址池,响应CM的地址分配请求为CM分配IP地址。同时为CM提供网关地址、DNS(域名服务器)地址以及CM用来下载其配置文件的TFTP服务器的地址和配置文件名等信息。 如果CM在启动中无法与DHCP服务器通信,CM将拒绝上线,重启其注册过程。 宽带上网的一些基本知识 8、 域名解析服务器(DNS) : 域名是为了方便记忆而专门建立的一套地址转换系统。 域名解析就是将域名重新转换为IP地址。例: --- 0 宽带上网的一些基本知识 9、简单文件传输协议(TFTP): TFTP服务器:简单文件传输协议,它提供并不复杂、开销不大的文件传输服务。 CM在获得IP地址后,仅表明在网络中具有了唯一表示,但能运行还要从TFTP服务器获得配置文件,如:分配的带宽、优先权、服务类型等; TFTP服务器作用是记录着每一个CM的配置文件。 TFTP服务器提供小文件传输服务,为CM提供配置文件下载。 如果CM在启动中不能下载配置文件,CM 将拒绝上线,重启其注册过程。 系统的拓扑结构 宽带维修检测 1、观察Cable Modem的状态灯,看初始化是否成功。初始化说明成功HFC网络基本正常。 问题:初始化如果不成功的主要原因? 2、观察Cable Modem内置查看自身状态的Web页: 宽带维修检测 3、查看IP信息: ipconfig /all “开始”/“运行”---CMD :打开命令提示符窗口。 ipconfig /all :IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址 ,显示网络配置。 宽带维修检测 4、查看客户端DHCP的设置:如果没有获取到IP地址,右击“网上邻居” -右击“本地连接 属性” -“Internet协议(TCP/IP)”选项 -“自动获得IP地址” 与机房技术人员联系,请检查DHCP服务器。 宽带维修检测 5、软启动: ipconfig /release: 释放IP ipconfig /renew :重新获取IP 宽带维修检测 6、检查网卡: 检查网卡:我的电脑/属性/硬件/适配器 ping :如果不通则说明网卡驱动或者网卡自身有问题 宽带维修检测 7、Ping 本机IP,如果不通说明协议没有安装好。 8、用nslookup测试DNS解析是否正确 : 如:nslookup 宽带维修检测 9、检查IE浏览器: IE/工具/ 选项/连接 宽带维修检测 10、Ping 网关地址: 判断HFC网络质量、流量 Ping命令是测试网络连接状况以及信息包发送和接收状况非常有用的工具,是网络测试最常用的命令。Ping向目标主机(地址)发送一个回送请求数据包,要求目标主机收到请求后给予答复,从而判断网络的响应时间和本机是否与目标主机(地址)联通。 有的主机设置丢弃ICMP数据包,造成你的ping命令无法正常返回数据包,不防换个网站试试。 宽带维修检测 Ping 网关地址:Ping 54 -t: 问题:如果Ping网关丢包 ,用户反映网速慢、时断时续,原因分析? 宽带维修检测 11、ping一个互联网地址:如ping ,看是否有数据包传回,以验证与互联网的连接性。 宽带维修检测 12、 tracert IP地址或主机名: Tracert命令用来显示数据包到达目标主机所经过的路径,并显示到达每个节点的时间。命令功能同Ping类似,但它所获得的信息要比Ping命令详细得多,它把数据包所走的全部路径、节点的IP以及花费的时间都显示出来。该命令比较适用于大型网络。 宽带维修检测 13、测速: 测试各地主要网站连接速度。 网管检测 网管检测 问题讨论 1、CM下行灯闪烁不定? 2、CM上行灯闪烁不定? 3、CM上行灯闪烁不定,进户线也测试不通,但放大器测试正常? 4、放大器测试不通,但光站测试正常? 5、光站测试不通? 6、CM的上下行灯锁定,测距完成,但在线、CM已上线,初始化成功,但不能打开网页? 8、内网能够访问,但输入帐号发生错误? 9、内网及认证都正常,但互联网不能访问? 10、CM在线,但网速非常慢,ping值大,丢包多? 11、白天上网正常,每晚7-10点网速非常慢? (DHCP DNS RADIUS) 合肥有线(MHz)。 早期cmts采用美标,下行频率主要585+3(MHz),少量681+3(MHz)。 交换机 数据采集 Internet CMTS CM 数据库 HFC CM 业务处理 Web Server 网管工作站 办公网 防火墙 CM CM HFC HFC 网管工作站 CM CM 可位于任何网络连通的地方 HFC宽带网络 CMSS 数据查询 数据采集 B/S结构 B/S结构 B/S结构 管理的网络网管服务器通过SNMP协议轮询CMTS和CM的 MIB库 B/S结构:网管工作站访问服务器 回传通道的汇聚噪声 回传汇聚噪声:HFC电缆分配网被大量用户共享,使其处于一个复杂的电磁波的环境中,短波广播、家用电器干扰、工业电器的干扰、自然雷电干扰等,整个有线电视网犹如一张巨大的网状天线,各种干扰通过用户端口、电缆本身、电缆接头等渠道进入网络中,因电缆网络的树枝状结构,回传通路产生所谓的“漏斗效应”,88必发国际:所有的噪声都会汇聚至前端,形成回传汇聚噪声,使回传通道载噪比恶化,从而使误码率增加。 如果回传通道的汇聚噪声过大,回传载噪比指标劣化,会造成用户连不上网、掉线,或误码增大、丢包现象严重、网速变慢等故障现象。 噪声的产生 回传系统因电缆网络的树枝状结构使回传通路产生所谓的“漏斗效应”。 回传系统的噪声来源分为结构噪声和入侵噪声。 结构噪声以热噪声为主,且无法消除,主要来自各种有源器件。 入侵噪声,它的产生来源是脉冲干扰噪声、辐射噪声和感应噪声三种。 测试数据表明,随着用户的增加,放大器数增加,结构噪声相应提高,入侵噪声也提高了,而且入侵噪声的增加超过结构噪声的增加,成为影响回传系统的主要因素。 噪声分析 1、噪声的产生和分类: 噪声是使图象或声音遭受损害的与传输信号本身无关的各种寄生干扰的总称,在电视屏幕上的表现是杂乱无章的雪花状干扰。它不仅影响图象信号的清晰度,严重的噪声干扰信号能淹没信号,使传输无法进行。 噪声分类:按来源可分为外部噪声和内部噪声 外部噪声是由系统外部串入的各种形式的寄生干扰,如宇宙噪声、大气噪声、工业设备的射频噪声等; 内部噪声是由系统内部设备和不见产生的,它分为两种:一种是非固有噪声,如系统中各种振荡分量、电源交流声等,可以被消除。另一种是固有内部噪声,如电阻等无源器件产生的基础热噪声、由半导体器件产生的散弹噪声、分配噪声和闪烁噪声等。 CMTS 频谱仪 调制器 电视信号 下行 上行 监测 噪声 理想的回传噪声情况 图为安徽大学光节点实测的回传通道频谱情况,该节点规模约900户,上传信号为用户CM回传信号,图中纵格每格10dB,可见载噪比30dB左右, 大于26db的可靠运行保证 。 合工大回传系统噪声测试 工大宿舍区2500户,-5四屏蔽电缆入室,普通用户终端盒; 0-25MHz噪声大,基本无法使用,25MHz以上逐渐平坦; 噪声在一天内随时间变化明显,下班高峰期回传噪声波动最大。 侵入噪声 熔接点不好反射 回传激光器削波光反射不洁的接头 破损或劣质电缆 松动的,打开的或受腐蚀的损坏的外壳 劣质接头或无防潮密封 不适合的弯曲引起电缆破损 电源噪声及哼声 由于接头被腐蚀或松动引起共路交调失真 为端接的分支分配器 从分支分配器到前端之间的噪声侵入 微凸弧形绝缘体 上行频谱的特性 群延时 频段边缘(42/65MHz) 无绳电线MHz 电视机图像和伴音中频载波 33.4MHz/38.9MHz 地面民用无线电频段(ISM波段) 27MHz 各种地面杂波,入侵噪声 5---20MHz 频段特性 子带 晚间7-9点回传噪声最大 频分复用/频率配置 根据GY/T106广播电视技术规范行业标准规定: 5~65MHz为上行频率配置; 65~87MHz为过渡频率带; 85~860MHz为下行带宽。 输入均衡 级间均衡 H L 反向均衡 电平(dBμV) 频率(MHz) 76dBμV 106/100 图4放大器调试方框图(高端输入电平低于低端电平) 74 110 860 860 110 106 级间均衡值 74 输入均衡值 电平(dBμV) 频率(MHz) 电平(dBμV) 频率(MHz) 输入衰减值 860 110 输入衰减 级间衰减 输出衰减 输入衰减 灌入点 输入端测试点-20dB H L 输出端测试点-20dB 75 74 回传通道测试系统 前端测试单元 回传通道测试系统 远端收发单元 CATV信号 106dBuV 95dBuV ? 光站 正向激光发送机 反向光收 LTRNF-1 LTRNR-1 -2dbm CMTS对CM上行发射电平的控制 CM的发射电平受CMTS自动调节:从CM到CMTS再到CM构成一个闭环系统, CMTS通过自动增益控制使所有CM的输出信号到达前端电平一致,并符合CMTS的设定要求(如70dBμv)。这种上行信号的电平调节功能我们称之为长环路AGC(自动增益控制)。 CM 的初始化:CM在加电之后,必须进行初始化,才能连入网络。CM的初始化是经过与CMTS的一系列交互过程来实现的。其中包括搜索道下行通道,获取上行通道的参数、测距/校准、、获取IP地址,从TOD服务器获得CM所需的时间,或取配置文件等; 初始化完成后,状态灯常亮。 讨论 问题:已知户内终端下行电平60dbuv/上行电平112dbuv,增装二分配或FZ110后,在二分配的分配口和FZ110分支口,上下行电平各会出现什么变化? CM的初始化过程 1:搜索下行信道,与CMTS建立同步 : CM首次加电后,将连续地对下行信道进行扫描,直到发现一个有效的下行信号。 以后再加电启用, CM有一个存储器,其中存放上次的操作参数,CM将首先尝试重新获得存储的那个下行信道,如果尝试失败,再将连续地对下行信道进行扫描,直到发现一个有效的下行信号。 2:获得上行信道的传输参数: 建立同步之后,CM必须等待一个从CMTS发送出来的上行信道描述符,以获得上行信道的传输参数。 CMTS向下行通道中定时发送SYNC帧、UCD帧和MAP帧,CM接收SYNC帧以建立物理层同步、接收UCD帧以获取当前上行通道参数、接收MAP帧以搜索当前上行通道中的可用时隙 3:测距/校准 当CM搜索到上行通道中的可用时隙后,发送测距请求帧(RNG-REQ); CMTS接收和处理测距请求帧,并返回测距响应帧(RNG-RSP);CM接收和处理测距响应帧,完成测距,建立简单数据通路; CM的初始化过程 4:建立IP连接 ??? 校准完成后,CM向DHCP服务器发送DHCP请求(动态主机配置协议),从DHCP服务器上获得分配给它的IP地址。 5:建立时间 CMTS采用面向无连接的方式从TOD服务器获得CM所需的时间概念。 6:传输操作参数 ??? 接下来,CM必须使用TFTP协议从TFTP服务器上下载配置参数文件,获得所需要的各种参数 CM与CMTS的交互过程 HFC网络 DHCP服务器 TFTP服务器 TOD服务器 网管服务器 INTERNET CMTS ROUTER SWITCH FFBPM CM 1)搜索下行通道,获得同步 2)搜索上行通道描述信息 3)做测距 4)通过DHCP,获取CM IP地址、OSS服务器地址和配置文件名 5)通过TOD协议获取当前时间 6)通过TFTP下载配置文件 7)向CMTS注册 8)CM上线,正常工作 LOCKED表明DOCSIS PID被找到 CM1000完成连接后将显示主测量菜单 由主菜单上选取IP细节查看 如果检测中出现此界面,表示 DHCP 或TFTP 连接失败。 电源正常 亮 绿色 电源 POWER 以太网/USB传输数据 闪 数据传输 以太网/USB连接完毕 亮 绿色 连接 PC 射频口正在发送/接受数据 闪 绿色 射频口数据传输 Cable 尝试获得DHCP等参数 快速闪烁 绿色 上行测距 中速闪烁 绿色 扫描下行频道 慢速闪烁 绿色 Modem注册成功 常亮 绿色 连接状态 STATUS 说明 状态 颜色 功能 LED灯 大显的“猫” 上行回传系统各基准点的基准电平 设定值;从任一用户端发送同一频率的上行信号,回传至CMTS的信号功率恒定在70 dBuv; 70dBuv CMTS上行入口 5 1、按厂商提供的激光器NPR特性曲线、光站型号:江苏亿通YTF5238HB-Ⅱ 98dBuv 光站内回传激光器的注入口 CM输出信号无楼栋放大器回传放大,回传路径损耗大,进入光站端口电平较低; 71dBuv 光站直接覆盖用户的端口 CM输出信号经楼栋放大器回传放大,回传路径损耗小,进入光站端口电平较高; 79dBuv 光站带楼放的端口 光工 作站 4 1、室内CM端口至楼栋单元入室端口的反向路径损耗按10dB概算; 2、楼栋单元入室端口至回传放大器入口的反向路径损耗约20dB; 3、105-10-20=75(dBuv); 75dBuv 放大器回传入口 3 1、室内CM端口至楼栋单元入室端口的反向路径损耗按10dB概算; 2、105-10=95(dBuv); 95dBuv 楼栋单元入室端口 2 理想的设计值;使Cable Modem在拥有一定余量的情况下工作在尽可能高的电平状态,以提高CNR。 105dBuv CM输出 1 说明 基准 电平 网络节点位置 2、前端发送电平,数字信号比模拟信号低8db左右 1、为保持网络中的总功率不变,关模后因频道数减少,前端发送电平提高3dB 说明: 71(光站直接带用户的端口) 79(光站带放大器的端口) 75 90-100 100-110 上行信号 101(高频端)/95(低频端) 98(高频端)/92(低频端) 60-70 50-60 下行数字信号 109(高频端)/103(低频端) 106(高频端)/100(低频端) 70-80 60-70 下行模拟信号 光站 放大器 楼道入户端口 用户端 合肥有线网络关摸后各节点的基准电平值(单位:dBuv) 问:CM仿真测试仪在放大器检测口测试上行注入电平应为多少? 输入均衡 级间均衡 H L 反向均衡 电平(dBμV) 频率(MHz) 73dBμV 103/97 图4放大器调试方框图(高端输入电平低于低端电平) 74 110 860 860 110 106 级间均衡值 74 输入均衡值 电平(dBμV) 频率(MHz) 电平(dBμV) 频率(MHz) 输入衰减值 860 110 输入衰减 级间衰减 输出衰减 输入衰减 灌入点 输入端测试点-20dB H L 输出端测试点-20dB 75 回传噪声的“漏斗效应” 前端 * * 双向HFC网络的技术原理 宽带接入的几种方式 DSL:数字用户环路,基于普通电话双绞线;常用的ADSL为非对称数字用户环路; HFC:基于有线电视光纤同轴混合网(HFC), 简称cable modem(CM); LAN:基于五类线的高速以太网技术; EPON/GPON :基于光纤接入技术,OLT(光线路终端)、ONU(光网络单元); 无线接入技术:--WiFi(无线局域网),WiMax(无线G(无线广域网)。 数字信号的调制与解调 调制 解调 双向HFC网络的网段分解 DOCSIS标准 DOCSIS标准:DOCSIS协议(Data-Over-Cable Service Interface Specifications 电缆数据业务服务接口规范 ) 定义了Cable Modem通过HFC网络进行数据传输的接口需求,它是由美国有线电视实验室(CableLabs)推出并通过 ITU(国际电信联盟) 认证许可。 现在DOCSIS协议有四个版本: DOCSIS 1.0、 DOCSIS 1.1、 DOCSIS 2.0、 DOCSIS 3.0 欧洲也有相应的标准,即 Euro- DOCSIS,中国的标准接近Euro- DOCSIS。 上下行通道的传输机制 下行广播机制:下行通道是一种多址控制,一个CMTS能管2000个CM,这些CM都共享这一下行通道 ,CMTS以广播形通过下行通道发送多址数据信息 ,一点对多点,每个CM都拥有一唯一的地址码,CM通过下行信号中的地址码与自己的地址码进行判别是否是自己的信息; 上行时分复用(TDMA)机制:上行通道是一种汇聚式的通讯多点到一点。CMTS将上行通道划分成一个个小时隙,每个小时隙由CMTS分配给在线的CM,CM在属于自己的小时隙内发送信息。 小时隙的分配是CMTS根据在线的CM数量实行动态分配的,例如某一CM下线后,系统会将原来属于这个CM用的时隙释放出来分配给其他在线CM。 CMTS CM CM CM CM CM CM 上下行通道的传输机制 CMTS CM 操作支持系统服务器 操作支持系统服务器(OSS Server):为了实现Cable接入功能,除传统的HFC网络设备外,系统还需要有DHCP服务器、TFTP服务器、路由器以及交换机等设备。提供系统和网络的设备管理、以及系统运行所需的各种服务器支持。 数据网结构 合肥有线E采取主备冗余的方式构成城域网双核心 防火墙分别放置在电信和网通出口处,做NAT网络地址转换,同时防止来自互联网的病毒攻击 汇聚层在每个分前端机房放置一台S8505,通过两条GE链路分别接入核心NE40E,用于接入分前端各种设备以及为大客户业务提供GE专线 在每一个分前端配置一台BRAS MA5200F-2000,采用直挂的方式接入S8505,为宽带上网用户提供接入认证服务 接入层由多种网络设备构成,包括CMTS、IPQAM、L2交换机、OLT等,根据需求,需要经过认证的接入分前端BRAS,无须认证的如IPQAM、大客户专线 在总前端新增一套网管系统,接入总前端S8505,对全网进行统一管理。AAA等服务器也接入总前端S8505,为全网提供接入认证等多种服务 CM的管理认证 HFC网络 INTERNET CMTS ROUTER SWITCH FFBPM CM 接入服务器 CM 后台管理PC 上下信道技术参数 下行信道技术参数 : 频率范围 :87~860MHz 调制方式 :64QAM/256 QAM 信道带宽 :8MHz 数据率 :42 Mbit/s 载噪比要求:43/31dB 上行信道技术参数: 频率范围 :5~65MHz 调制方式 :QPSK/16QAM 信道带宽 :1.6M/3.2MHz 数据率 :320Kbps—10.24Mbps 载噪比要求:26dB

  HFC接入技术_信息与通信_工程科技_专业资料。第4章 HFC接入技术 ?学习目标: ?了解HFC概念和HFC设备构成,了解HFC网络结构 特点,HFC网络频谱分配方案,HFC网络优势与局限。 ?了解Cable Modem定义,Cable Mod

  如此看来,似乎这个46元“无限”流量卡更像是联通的一个营销推广噱头,但实际上对于多数人,尤其是那些很少出差外地长期生活工作在北京的用户来说,还是值得考虑的。毕竟每个月只需花46元就能享受到1.5GB的本地4G流量,而限速后的128Kbps也基本能保证日常的社交以及流量网页内容的需求。不过不对老用户开放确实很不厚道,尽管联通此举是为了开拓更多的4G新用户,但却无形中在情感上伤害了坚守多年的老用户。

  在当下提速降费的大背景之下,北京联通推出这一服务虽然在实际体验上还有诸多不足之处,但至少已经领先移动和电信两家迈出了第一步。有了试水就能打破格局,眼下要一步到位实现真正意义上的无限流量也不太现实,而国外很多运营商所推出的无限流量卡也都会在超额之后进行限速。最后还是希望,未来能够在降低资费改善网络体验的基础之上,移动和电信两家也能够及时跟进,并将这一项便民服务推向全国范围,让更多的用户受益其中。查看更多

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