有線(xiàn)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造技術(shù)

有線(xiàn)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)

及雙向網(wǎng)改造技術(shù)中國(guó)傳媒大學(xué)寬帶網(wǎng)絡(luò)研究所金立標(biāo)博士Email：TEL：1第一局部

三網(wǎng)融合與數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)21、融合政策國(guó)辦[1999]82號(hào)文指出：“電信不得從事廣電業(yè)務(wù)，廣電不得從事通信業(yè)務(wù)〞。在“十五〞開(kāi)展綱要的定界為：“促進(jìn)電信、電視和計(jì)算機(jī)三網(wǎng)融合〞。在“十一五〞開(kāi)展綱要的定界為：“加強(qiáng)寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息根底設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)三網(wǎng)融合〞?！?號(hào)文件〞，即?國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)開(kāi)展改革委等部門(mén)關(guān)于鼓勵(lì)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)開(kāi)展假設(shè)干政策的通知?〔稱(chēng)“1號(hào)文〞〕指出：鼓勵(lì)播送電視機(jī)構(gòu)利用國(guó)家公用通信網(wǎng)和播送電視網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字電視效勞和增值電信業(yè)務(wù)；在符合國(guó)家有關(guān)投融資政策的前提下，支持包括國(guó)有電信企業(yè)在內(nèi)的國(guó)有資本參與數(shù)字電視接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和電視接收端數(shù)字化改造。32、“1號(hào)文件〞解讀鼓勵(lì)播送電視機(jī)構(gòu)利用國(guó)家公用通信網(wǎng)和播送電視網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字電視效勞和增值電信業(yè)務(wù)，包括兩個(gè)內(nèi)容：〔1〕播送電視機(jī)構(gòu)利用電信網(wǎng)開(kāi)展數(shù)字電視業(yè)務(wù)：實(shí)質(zhì)就是IPTV。但網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商往往是主導(dǎo)者，即電信。電信把IPTV作為根本業(yè)務(wù)，而不是增值業(yè)務(wù)。電視是廣電的根本業(yè)務(wù)4〔2〕播送電視機(jī)構(gòu)利用廣電網(wǎng)開(kāi)展電信增值業(yè)務(wù)：廣電能做的只是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且沒(méi)有寬帶出口。語(yǔ)音業(yè)務(wù)包括VoIP是電信的根本業(yè)務(wù)，廣電不能做；電信的增值業(yè)務(wù)只有電子郵件、語(yǔ)音信箱、互聯(lián)網(wǎng)接入、可視會(huì)議等。分析：開(kāi)放程度不同廣電開(kāi)放IP電視電信不開(kāi)放IP5“支持包括國(guó)有電信企業(yè)在內(nèi)的國(guó)有資本參與數(shù)字電視接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和電視接收端數(shù)字化改造〞IP和IP電視的根底是寬帶接入，廣電的最核心業(yè)務(wù)根底接入網(wǎng)和用戶(hù)終端也向電信企業(yè)開(kāi)放了?！叭W(wǎng)融合〞根本是站在電信立場(chǎng)上提出的，對(duì)電信業(yè)務(wù)有保護(hù)考慮，對(duì)廣電的根底業(yè)務(wù)卻缺乏措施保護(hù)。63、融合的趨勢(shì)“三網(wǎng)融合〞的實(shí)質(zhì)是業(yè)務(wù)融合，不是物理網(wǎng)絡(luò)的合并?！叭W(wǎng)融合〞是網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的替代，并不是說(shuō)以后有線(xiàn)電視就全由電信來(lái)做，或者說(shuō)電信所有的業(yè)務(wù)都由有線(xiàn)來(lái)做，這是不可能的，要發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)逐步來(lái)做。－－引自杜百川對(duì)廣電來(lái)說(shuō)，將VoIP語(yǔ)音、寬帶接入業(yè)務(wù)與數(shù)字電視業(yè)務(wù)捆綁運(yùn)營(yíng)是最正確的。7第二局部有線(xiàn)數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)8

TS

切

換

矩陣信號(hào)處理部分復(fù)用器傳輸流處理器復(fù)用器復(fù)用器復(fù)用器備份復(fù)用器

復(fù)用器加擾器備份加擾器加擾器加擾器CA系統(tǒng)SMS

交

換

機(jī)播控服務(wù)器

交

換

機(jī)節(jié)目庫(kù)視頻服務(wù)器VOD服務(wù)器SI/EPG發(fā)生器節(jié)目采編工作站數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)節(jié)目磁盤(pán)陣列系統(tǒng)管理部分信號(hào)輸出部分QAM調(diào)制器QAM調(diào)制器QAM調(diào)制器QAM調(diào)制器QAM調(diào)制器備

份QAM調(diào)制器模

擬電視頻道

混

和

器信號(hào)輸入部分

解擾器衛(wèi)星接收機(jī)備份備份MPEG-2編碼器MPEG-2編碼器MPEG-2編碼器編碼器備份DS-3適配器適配器備份SDHAVAVAVAV數(shù)字電視前端系統(tǒng)9MPEG-2編碼器為什么編碼？標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視〔SDTV〕：在ITU-R601標(biāo)準(zhǔn)中，采用10bit量化時(shí)，亮度信號(hào)的碼率為取樣頻率X量化比特?cái)?shù)=13.5MHzX10bit=135Mbps2個(gè)色差信號(hào)的碼率為2X6.75MHzX10bit=135MbpsSDTV的總碼率為亮度信號(hào)碼率+2個(gè)色差信號(hào)碼率=135Mbps+135Mbps=270Mbps10MPEG-2編碼器視頻A/D數(shù)據(jù)處理音頻A/DAVS-Video視頻編碼器打包器ESPES節(jié)目復(fù)用器音頻編碼器打包器ESPES定時(shí)/同步輸出接口單路節(jié)目TS流模擬音頻ASISPIE1E3DS3編碼結(jié)構(gòu)11MPEG-2編碼器TS流結(jié)構(gòu)包頭凈荷包頭凈荷…包頭凈荷適應(yīng)字段81113包同步誤碼指示開(kāi)始指示傳送優(yōu)先級(jí)PID加擾控制適應(yīng)字段控制連續(xù)性計(jì)數(shù)器1224可變長(zhǎng)188字節(jié)12衛(wèi)星節(jié)目接收節(jié)目速率舉例上星的節(jié)目采用QPSK調(diào)制方式，假設(shè)采用的符號(hào)率為4.42MBPS，以及RS(204，188)、3/4卷積碼、QPSK調(diào)制方式。其中4.42為符號(hào)率；由于采用QPSK，所以一個(gè)符號(hào)需要用2個(gè)比特來(lái)表示；RS編碼為〔204，188〕，表示有效數(shù)據(jù)為188個(gè)字節(jié)，有〔204－188＝16〕個(gè)字節(jié)用于冗余糾錯(cuò)。卷積碼的效率為3/4。由此可以算出節(jié)目的傳輸速率：4.42×2×3/4×188/204=6.11Mbps13衛(wèi)星節(jié)目接收星座間的距離越大，信號(hào)的抗干擾能力就越強(qiáng)，接收端判決再生時(shí)就越不容易出現(xiàn)誤碼。QPSK在一個(gè)符號(hào)內(nèi)可傳兩比特，對(duì)相同的帶寬，數(shù)碼率提高了一倍。實(shí)際上,為防止碼間干擾，要對(duì)波形進(jìn)行均衡，帶寬略有擴(kuò)展，提高不了一倍。QPSK(4QAM)星坐圖1101I軸同向軸0010Φ=45°Φ=135°Φ=225°Φ=315°Q軸正交軸14節(jié)目復(fù)用PSI信息的重構(gòu)每路TS流都有一個(gè)PAT和多個(gè)PMT，最后合成的TS流只有一個(gè)PAT和與之相對(duì)應(yīng)的多個(gè)PMT；在不同的TS流中可能定義了相同的PID：在對(duì)各路TS流進(jìn)行復(fù)用時(shí)，首先必須提取出各個(gè)節(jié)目中TS包的PID，稱(chēng)為T(mén)S包過(guò)濾；重新標(biāo)識(shí)PID，對(duì)所有TS流中的PAT和PMT進(jìn)行分析、整理，生成總的PAT和PMT，作為合成TS流的PSI信息。最后將TS包交織后輸出。15節(jié)目復(fù)用表格重復(fù)間隔序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目單位技術(shù)要求1PATms25~5002PMTms25~5003NITms25~100004SDTms25~200016節(jié)目調(diào)制調(diào)制速率16QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用4個(gè)比特來(lái)表示；64QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用6個(gè)比特來(lái)表示；256QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用8個(gè)比特來(lái)表示。64QAM的符號(hào)率在8MHz最高可以到達(dá)6.89MBps，那么最高數(shù)據(jù)傳輸速率為 6.89×6＝41.34Mbps其中有RS編碼，去掉冗余，有效傳輸數(shù)據(jù)速率為 41.34×〔188/204〕＝38.1MBps。17節(jié)目加擾加擾可以置于復(fù)用器中，也可以獨(dú)立于復(fù)用器之外。一般功能包括：對(duì)指定的節(jié)目或根本傳輸流進(jìn)行DVB加擾處理與CA有關(guān)的PSI信息和SI信息在TS流中插入EMM〔授權(quán)管理信息〕和ECM〔授權(quán)控制信息〕的數(shù)據(jù)流生成加擾控制字CW18有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)1．傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)國(guó)家干線(xiàn)網(wǎng)：北京到各省會(huì)城市環(huán)網(wǎng)+網(wǎng)狀網(wǎng)+支線(xiàn)網(wǎng)SDH+DWDM〔2.5Gb/s+4/8/16/32波分復(fù)用〕省干線(xiàn)網(wǎng)：省會(huì)到地市〔縣〕環(huán)網(wǎng)+支線(xiàn)網(wǎng)SDH2.5Gb/s地市-縣干線(xiàn)網(wǎng)SDH2.5Gb/s622Mb/s或光纖射頻副載調(diào)制接入網(wǎng)：HFC網(wǎng)－750、860MHz19有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)HFC接入網(wǎng)接入網(wǎng)省節(jié)點(diǎn)核心骨干網(wǎng)中繼網(wǎng)地市骨干網(wǎng)國(guó)家骨干網(wǎng)中央傳輸中心省節(jié)點(diǎn)省節(jié)點(diǎn)省節(jié)點(diǎn)HFC接入網(wǎng)20有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：a〕主前端/主中心+一級(jí)光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線(xiàn)網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡b〕主前端/主中心+一級(jí)光網(wǎng)+分前端/分中心+二級(jí)光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線(xiàn)網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡c〕主前端/主中心+一級(jí)光網(wǎng)+分前端/分中心+二級(jí)光網(wǎng)+三級(jí)光網(wǎng)+同軸分配網(wǎng)/雙絞線(xiàn)網(wǎng)+CM(STB)/網(wǎng)卡21有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)2、四大平臺(tái)〔1〕節(jié)目平臺(tái)：集成播出數(shù)字電視節(jié)目〔2〕傳輸平臺(tái)：負(fù)責(zé)節(jié)目傳輸〔3〕效勞平臺(tái)：直接面向最終用戶(hù)提供效勞。〔4〕監(jiān)管平臺(tái)：協(xié)調(diào)、監(jiān)管有線(xiàn)數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)秩序。22有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)3.地市—縣有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸方式通過(guò)SDH網(wǎng)傳輸64QAM載波傳輸方式

傳輸方式SDH系統(tǒng)64QAM載波傳輸占用信道45Mbps（DS3）8MHz縣前端增加設(shè)備DS3適配器、碼流分配器、QAM調(diào)制器無(wú)需增加設(shè)備傳輸距離無(wú)限制200Km價(jià)格高低23采用SDH系統(tǒng)：一個(gè)DS3信道可傳7套SDTVMPEG2編碼器衛(wèi)星接收機(jī)SDH網(wǎng)絡(luò)適配器復(fù)用、加擾網(wǎng)絡(luò)適配器地市前端SDH系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)適配器碼流分配器QAM調(diào)制器QAM調(diào)制器混合器模擬光發(fā)射機(jī)縣鄉(xiāng)村HFC網(wǎng)模擬頻道縣前端有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)2464QAM載波傳輸：將多路數(shù)字電視信號(hào)采用QAM方式調(diào)制到模擬載波上，通過(guò)頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多頻道傳輸。MPEG2編碼器衛(wèi)星接收機(jī)SDH網(wǎng)絡(luò)適配器復(fù)用、加擾QAM調(diào)制器QAM調(diào)制器混合器1550nm光發(fā)射機(jī)EDFA地市前端EDFA市縣光纖鏈路光接收機(jī)本地模擬電視混合器模擬光發(fā)射機(jī)縣前端縣鄉(xiāng)村HFC網(wǎng)有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)25有線(xiàn)數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)全數(shù)字電視信號(hào)傳輸時(shí)，系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)要求比模擬電視信號(hào)傳輸時(shí)低得多。光纖干線(xiàn)網(wǎng)的傳輸距離比模擬電視信號(hào)傳輸要遠(yuǎn)得多。指標(biāo)系統(tǒng)口標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)系統(tǒng)口設(shè)計(jì)指標(biāo)前端干線(xiàn)分配網(wǎng)C/N>=26dB>=30dB>=35dB>=32dB>=40dBMER>=24dB>=27dB>=39dB>=33dB>=32dB4、系統(tǒng)指標(biāo)分配26第三局部HFC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)27總前端IP網(wǎng)絡(luò)核心路由、交換、傳輸分前端IP匯聚路由交換光節(jié)點(diǎn)OLT/分光器/其他設(shè)備用戶(hù)電纜分配網(wǎng)CPE設(shè)備/終端設(shè)備廣播STB交互STB/PC/智能終端接入分配網(wǎng)單向HFC網(wǎng)有線(xiàn)電視雙向網(wǎng)用戶(hù)端ONU/交換機(jī)/其他設(shè)備回傳電纜網(wǎng)絡(luò)雙向光站CMTS分前端總前端廣播STB一二級(jí)傳輸網(wǎng)光節(jié)點(diǎn)用戶(hù)分配網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)用戶(hù)端有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)28一、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

HFC

Internet

常規(guī)模擬電視

數(shù)字電視

CMTS

本地服務(wù)器

Router

混

合

/

分

離

PC

TV

Phone

CM

寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)29系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)DOCSISV1.0EuroDOCSISV1.1下行上行下行上行調(diào)制方式64/256QAMQPSK16QAM64/256QAMQPSK16QAM傳輸速率（Mbit/s）27/380.32/0.64/1.282.56/5.12/10.24*38/520.32/0.64/1.282.56/5.12/10.24*信道帶寬（MHz）60.2/0.4/0.81.6/3.280.2/0.4/0.81.6/3.2/6.4*頻率響應(yīng)（奈奎斯特）濾波特性64QAMα=18%256QAMα=12%QPSKα=25%64/256QAMα=15%QPSKα=25%輸入電平（dBμV）-16~25dBmV-15~25dBmV44~8643~73（64QAM）47~77（256QAM）輸出電平（dBμV）50~61dBmV8~55dBmV（16QAM）8~58dBmV（QPSK）110~12168~115（16QAM）68~118（QPSK）30DOCSIS2.0DOCSIS1.0/1.1AdditionalCapabilitieswithDOCSIS2.0調(diào)制方式頻道帶寬(MHZ)數(shù)據(jù)速率(Kbps)調(diào)制方式頻道帶寬(MHZ)數(shù)據(jù)速率(Kbps)QPSK16QAMQPSK16QAM1.61.63.23.22,25605,1205,12010,24032QAM64QAM16QAM32QAM64QAM3.23.26.46.46.412,80015,36020,48025,60030,72031DOCSIS2.0回傳噪聲抑制技術(shù)DOCSIS2.0是專(zhuān)門(mén)針對(duì)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)所關(guān)注的受容量限制和易受噪聲侵害的上行而設(shè)計(jì)的。它根本上是建立在DOCSIS1.1的根底之上，通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種物理層(PHY)技術(shù)的支持而完成的，這兩種技術(shù)分別是同步碼分復(fù)用(S-CDMA)和高級(jí)時(shí)分復(fù)用(A—TDMA)。S-CDMA和A—TDMA都提供大體上相同的數(shù)據(jù)速率，但是它們?cè)谔幚頂?shù)據(jù)的方式和降低噪聲干擾方面采用了不同的方法。32DOCSIS3.0DOCSIS3.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定綁定在一起的頻道不能低于4個(gè)，DOCSIS3.0的下行速率起點(diǎn)規(guī)定為160Mbps，而上行速率為120Mbps，并且還可以通過(guò)增加綁定的頻道數(shù)量來(lái)提高上、下行的傳輸速率。33CMTS設(shè)計(jì)考慮問(wèn)題：CMTS調(diào)制方式：64QAM、256QAM提供給用戶(hù)的帶寬，是否高于A(yíng)DSL上網(wǎng)用戶(hù)比例〔同時(shí)上網(wǎng)〕；網(wǎng)絡(luò)使用比例〔同時(shí)下載〕34舉例：下行每信道8M帶寬，采用64QAM調(diào)制方式，每個(gè)下行信道實(shí)際數(shù)據(jù)率36Mbps；預(yù)計(jì)提供給用戶(hù)的最低并發(fā)數(shù)據(jù)速率BW在1Mbps以上；使用情況以頂峰期上網(wǎng)用戶(hù)比例RB為50%，網(wǎng)絡(luò)使用比例UF為20%預(yù)計(jì)。按照1000戶(hù)計(jì)算：1000*50%*20%*1Mbps/36Mbps＝2.7,即需要3臺(tái)CMTS；假設(shè)提供400kbps的速率，那么需1臺(tái)CMTS。352、HFC光鏈路設(shè)計(jì)HFC網(wǎng)絡(luò)光鏈路中的光纖都采用G.652單?！睸M〕光纖，光鏈路的工作波長(zhǎng)有1550nm和1310nm兩種波長(zhǎng)可供選擇。第二、三級(jí)光鏈路中應(yīng)采用1310nm波長(zhǎng)，在第一級(jí)光鏈路中可采用1550nm或1310nm波長(zhǎng)；在地域覆蓋較大的城市可優(yōu)先采用1550nm波長(zhǎng)，在地域覆蓋較小的城市可優(yōu)先采用1310nm波長(zhǎng)。363、HFC光節(jié)點(diǎn)規(guī)模為了更好地開(kāi)展交互業(yè)務(wù)，建議新建網(wǎng)絡(luò)可采用500或250戶(hù)建立一個(gè)光節(jié)點(diǎn)。如果仍采用2000戶(hù)建立一個(gè)光節(jié)點(diǎn)，采用多端電輸出口，采用星形分配，每個(gè)電平輸出口效勞用戶(hù)數(shù)盡量相等，以方便今后平滑升級(jí)到每光節(jié)點(diǎn)500或250戶(hù)。這樣做一方面可以減少反向噪聲的會(huì)聚，另一方面也可以增加每個(gè)用戶(hù)的平均可用帶寬。374、HFC電纜分配網(wǎng)結(jié)構(gòu)建議光節(jié)點(diǎn)用戶(hù)數(shù)在200至300戶(hù)的采用光節(jié)點(diǎn)輸出高電平的電信號(hào)，然后通過(guò)分支、分配器無(wú)源送到用戶(hù)。但是，要注意采用相應(yīng)方式將回傳電平損耗控制在一定范圍之內(nèi)，如30dB以?xún)?nèi)，以保障回傳通道滿(mǎn)足要求。也可以采用低輸出電平的電信號(hào)，再加上1至2級(jí)分配放大器送到用戶(hù)。385、數(shù)字電視與HFC網(wǎng)絡(luò)HFC網(wǎng)是光電纜混合的單向播送傳輸網(wǎng)，主要是為模擬射頻信號(hào)的傳輸設(shè)計(jì)的，它的主要技術(shù)指標(biāo)是C/N、CSO、CTB。這三大指標(biāo)是衡量網(wǎng)絡(luò)能否傳好模擬信號(hào)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而數(shù)字電視的指標(biāo)那么不同。數(shù)字電視信號(hào)是離散的信號(hào)，衡量其質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)只能用被傳送數(shù)字電視信號(hào)的取值〔或狀態(tài)〕判斷的正確與否來(lái)評(píng)價(jià)，因此把誤碼率、載噪比、MER等指標(biāo)作為系統(tǒng)的主要指標(biāo)。不會(huì)形成象模擬頻道之間的CSO、CTB。而是呈白噪聲性質(zhì)，在被干擾的頻道內(nèi)彌散分布。由于數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)本質(zhì)上的區(qū)別，在HFC模擬傳輸網(wǎng)中傳輸數(shù)字信號(hào)就出現(xiàn)了不匹配的問(wèn)題，它表現(xiàn)在：〔1〕技術(shù)指標(biāo)39序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)要求備注1數(shù)字頻道輸出電平dBμV50～75建議一般不超過(guò)65dBμV。2頻道間電平差任意數(shù)字頻道間dB≤10相鄰數(shù)字頻道間dB≤33數(shù)字頻道與模擬頻道電平差dB-10～0見(jiàn)GY/T170-20014調(diào)制誤差率（MER）dB≥24（64QAM，均衡關(guān)閉）5誤碼率(BER)--≤1×10E-11(24h，RS解碼后)短期測(cè)量可采用15min，應(yīng)不出現(xiàn)誤碼6數(shù)字射頻信號(hào)與噪聲功率比（SD,RF/N）dB≥26（64QAM）7載波復(fù)合三次差拍比(CTB)dB≥54見(jiàn)GY/T106-19998載波復(fù)合二次差拍比(CSO)dB≥54見(jiàn)GY/T106-199940〔2〕HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象也不同模擬信號(hào)的故障，一般是雪花點(diǎn)，網(wǎng)紋干擾等。數(shù)字信號(hào)出現(xiàn)的故障是碼賽克或黑屏。有時(shí)模擬信號(hào)還可以看，而數(shù)字信號(hào)是黑屏。造成這種現(xiàn)象的主要原因是，HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)反射波，時(shí)延、抖動(dòng)等引起數(shù)字信號(hào)嚴(yán)重誤碼，C/N下降產(chǎn)生黑屏。這些故障對(duì)模擬信號(hào)影響不大，對(duì)于數(shù)字信號(hào)那么影響比較大，且查找起來(lái)很困難。416、回傳電平設(shè)計(jì)所有CableModem的信號(hào)必須以相同的信號(hào)電平到達(dá)前端。如果其電平差異過(guò)大，即使管理CableModem的CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令，試圖使CableModem受控地調(diào)整輸出電平，也難以使各用戶(hù)電平上行到CMTS時(shí)一致，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)某些用戶(hù)上行信號(hào)C／N很低，而另一些用戶(hù)上行信號(hào)產(chǎn)生過(guò)載失真。為保證各支路上行路徑的總損耗近似相等，要求從各用戶(hù)端至光節(jié)點(diǎn)的回傳路徑損耗差值小于±5dB。42光接收機(jī)回傳輸入電平設(shè)計(jì)每HZ固定功率法：首先分析激光器上到底可以加上多大的射頻功率，然后將總功率分配給各個(gè)信道；回傳激光機(jī)在滿(mǎn)載時(shí)〔一般為60MHZ帶寬〕所能加載的總功率電平往往都由廠(chǎng)家提供的，我們以廠(chǎng)家提供的這個(gè)參數(shù)，再根據(jù)每個(gè)信道所要求的帶寬將總功率分配給各個(gè)數(shù)據(jù)信道。首先把廠(chǎng)家給出的總功率以1HZ的步長(zhǎng)劃分，然后以各自信道的占有帶寬分配功率。每HZ的步長(zhǎng)電平算法如下：激光器輸入的總功率-10Lg[總帶寬]43以SG2000為例，根據(jù)SG2000設(shè)備手冊(cè)，它的回傳光發(fā)射模塊為SG2-IFPT/DFBT，建議的總輸入功率為15dBmV。對(duì)于回傳通道，頻率范圍為0~65MHz：每Hz功率＝15－10lg〔60MHz〕＝－63dBmV/Hz假設(shè)目前開(kāi)展的CM業(yè)務(wù)的信號(hào)帶寬為3.2MHz，那么該業(yè)務(wù)對(duì)于回傳激光器的輸入功率為：－63dBmV/Hz+10lg〔3.2MHz〕＝2dBmV447、HFC回傳鏈路損耗45A塊：CM至樓放輸出口，反向損耗一般設(shè)定為25±5db。B塊：電纜干線(xiàn)網(wǎng)局部〔包括干放、延放與樓放〕至光站〔具有雙向傳輸功能的光節(jié)點(diǎn)〕的輸出端口，反向損耗設(shè)定0db〔采用單位增益設(shè)計(jì)〕。46C塊：光站至光接收機(jī)局部，損耗與光設(shè)備的選擇有關(guān)，一但光設(shè)備選定了，損耗也就確定了。D塊：光接收機(jī)輸出端至CMTS的輸入端口局部，這塊的作用是將多條光鏈路輸出的信號(hào)混合成一路輸入CMTS，此塊的插入損耗按下公式計(jì)算：插入損耗＝〔業(yè)務(wù)帶寬×上行通道的每Hz功率〕－CMTS要求的輸入電平值47假設(shè)CM的工作帶寬為3.2MHz，并且接收機(jī)輸出口的總功率為108dBuV。根據(jù)每Hz功率法的公式，此時(shí)CM的實(shí)際工作電平應(yīng)該為108dBuV–10log(60MHz/3.2MHz)=95dBuV一般將CMTS的端口接收電平設(shè)為0dBmV即60dBuV。這樣從上行接收機(jī)的輸出到CMTS上行端口的總衰減應(yīng)控制為精確等于95dBuV–60dBuV=35dB488、上行信號(hào)調(diào)整用戶(hù)回傳上行信號(hào)時(shí)，由于路由各不相同，各路由的上行傳輸損耗各不相同，必然出現(xiàn)不同用戶(hù)信號(hào)上行到各級(jí)會(huì)聚點(diǎn)的電平不一致。如果其電平差異過(guò)大，即使管理CM的CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令試圖使CM受控調(diào)整輸出電平，也難以到達(dá)各用戶(hù)電平上行到中心一致的目的。這就要求對(duì)上行信號(hào)電平進(jìn)行會(huì)聚均衡。49傳統(tǒng)有線(xiàn)電視系統(tǒng)是按下向需求設(shè)計(jì)的。下行信號(hào)電平：A100dBμVB73dBμV：73=100-27〔27為分支損耗〕C75dBμV：75=100-5-20D74dBμV：74=100-5-7-14E73dBμV：73=100-5-7-11-4結(jié)論:下行設(shè)計(jì)合理50對(duì)于上行信號(hào)，如果每個(gè)CM輸出電平為100dBμV。上行頻率的衰減分別為1.2、1.6和2.5dB。那么：BA100-27=73dBμVCA100-20-1.2=78.8dBμVDA100-14-1.6-1.2=83.2dBμVEA100-4-2.5-1.6-1.2=90.7dBμV結(jié)果:B、C、D、E到達(dá)A的電平差最大為17.7dB51

考慮CMTS-CM測(cè)距自動(dòng)確定CM發(fā)射電平，假設(shè)A點(diǎn)會(huì)聚電平均衡為75dB，那么有:BA75+27=102dBμVCA75+1.2+20=96.2dBμVDA75+1.2+1.6+14=91.8dBμVEA75+1.2+1.6+2.5+4=84.3dBμVCM發(fā)射電平差有17.7dB，那么E點(diǎn)到達(dá)A點(diǎn)的CNR將會(huì)下降17.7dB52上行均衡離A越遠(yuǎn)，上行損耗越低。按正向電纜損耗值各分支端加衰減器，稱(chēng)為會(huì)聚均衡或各分支端口路徑損耗歸一化。

BA75+27=102dBμVCA75+1.2+20＋6=102.2dBμVDA75+1.2+1.6+14+10=101.8dBμVEA75+1.2+1.6+2.5+4+18=102.3dBμV結(jié)論:會(huì)聚電平差僅0.5dB53樹(shù)型分配結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1、樓棟電纜出線(xiàn)少.2、節(jié)省入戶(hù)電纜.缺點(diǎn):1、接頭太多，器材管理困難.2、回傳電平差大,不易均衡,系統(tǒng)CNR低54集中分配＋高通采用大小分配器搭配，可以有效地堵塞用戶(hù)噪聲，大量節(jié)省高通濾波器55集中分配集中分配方式有以下優(yōu)點(diǎn)：1、減少了大量的接頭，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，減少?gòu)慕宇^引入的噪聲干擾。2、分配器的接頭集中在一個(gè)金屬箱內(nèi)，既容易做到高質(zhì)量的屏蔽，又方便管理和維護(hù)。3、每個(gè)終端到雙向放大器的反向鏈路損耗大致相等，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的CNR。569、上行鏈路調(diào)試〔1〕往返信使法首先應(yīng)準(zhǔn)備一個(gè)多路信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生均勻分布在整個(gè)上行頻帶內(nèi)的多個(gè)等幅的載波；將該“多路信號(hào)〞注入到系統(tǒng)中，信號(hào)注入到了位于光站的端口的上行信號(hào)注入點(diǎn)。該多路信號(hào)會(huì)沿著上行通路返回到前端的光接收機(jī)，并轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號(hào)。此處可用一個(gè)頻譜儀測(cè)量上行回來(lái)的多路信號(hào)，并在屏幕上顯示出其電平和平坦度。頻譜儀的顯示可以由其背后的video輸出到一臺(tái)設(shè)置在空閑可用頻道上的調(diào)制器上，并沿下行通道發(fā)送下去。在現(xiàn)場(chǎng)的工程師可以用一臺(tái)普通的電視機(jī)觀(guān)看到頻譜儀的顯示。現(xiàn)場(chǎng)工程師根據(jù)電視機(jī)屏幕〔同時(shí)也是頻譜儀的顯示〕，進(jìn)行上行通路的調(diào)試。這樣的調(diào)試方法被稱(chēng)為“往返信使法〞。579、上行鏈路調(diào)試〔2〕調(diào)試要點(diǎn)在上行通道的調(diào)整中，應(yīng)遵循上行光接收機(jī)上行光發(fā)射機(jī)光站橋接放大器延長(zhǎng)放大器樓棟放大器的順序原那么。主要包括以下幾點(diǎn)：上行光鏈路的調(diào)整。電纜線(xiàn)路的上行通道調(diào)整。上行光接收機(jī)到CMTS之間的調(diào)整589.1、上行光鏈路的調(diào)試〔1〕確定參考鏈路將本區(qū)域的所有光鏈路的長(zhǎng)度列出來(lái)，比方最近的為2km，最遠(yuǎn)的為15km。采用的是1310nm的上行發(fā)射機(jī)，所以鏈路損耗為最小~0.8dB，最大~6dB。選取中間偏遠(yuǎn)的長(zhǎng)度為參考鏈路，例如選擇10km，即4dB的鏈路作為參考。另外考慮到光接頭的損耗，我們選擇以5dB為參考鏈路的總損耗。59以常用的SG2-IFPT上行發(fā)射模塊為例，參照下表得到參考鏈路在接收機(jī)的輸出電平為48dBmV，即108dBuV為統(tǒng)一的上行光接收機(jī)輸出電平〔該值是總功率〕。609.1、上行光鏈路的調(diào)試〔2〕給上行光發(fā)模塊注入信號(hào)按照廠(chǎng)家給定值注入。下面是Motorola的各種上行光發(fā)射模塊所要求的注入電平〔總功率〕。619.1、上行光鏈路的調(diào)試上行調(diào)試時(shí)，應(yīng)該按照上面所要求的電平值注入到上行光發(fā)射模塊中，進(jìn)行上行光鏈路的調(diào)測(cè)。注意到在上文中提到的多路信號(hào)發(fā)生器同時(shí)發(fā)射多個(gè)載波的信號(hào)，因此該多路信號(hào)的總功率為：多路信號(hào)總功率=單路信號(hào)電平+10logN其中N為載波數(shù)量。中選用的是6載波發(fā)生器時(shí)，10logN=8dB。將單路載波電平67dBuV的6載波信號(hào)〔即總功率為75dBuV〕注入到SG-IFPT激光模塊中，才能對(duì)上行光鏈路進(jìn)行下一步的調(diào)整。629.1、上行光鏈路的調(diào)試〔3〕節(jié)點(diǎn)內(nèi)部增益調(diào)整光站外殼的端口也叫做“單位增益點(diǎn)〞，其電平應(yīng)該統(tǒng)一為88dBuV。將光站端口的“單位增益點(diǎn)電平〞轉(zhuǎn)換成上行光發(fā)射模塊的“驅(qū)動(dòng)電平〞，節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的電路或者提供適宜的衰減，或者提供適宜的增益，這叫做“節(jié)點(diǎn)內(nèi)部增益〞的調(diào)整。639.1、上行光鏈路的調(diào)試?yán)鐚?duì)于SG2000和SG1000型光站而言，由于不能直接給上行光發(fā)射模塊進(jìn)行信號(hào)的注入，所以應(yīng)首先進(jìn)行節(jié)點(diǎn)內(nèi)部增益的調(diào)整。從光站端口〔一般選擇右上角的主端口〕注入88dBuV的上行測(cè)試多路信號(hào)，驗(yàn)證在發(fā)射模塊前的信號(hào)是不是所要求的75dBuV，如果不符，更換發(fā)射模塊之前的衰減器以得到正確的驅(qū)動(dòng)電平。649.1、上行光鏈路的調(diào)試〔4〕調(diào)整光鏈路在上行光接收機(jī)的RF輸出端接上頻譜儀測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)傳回的多路信號(hào)，調(diào)整接收機(jī)的內(nèi)部增益，得到所期望的108dBuV總功率的輸出。注意：由于108dBuV指的是多路信號(hào)的總功率，所以每一單個(gè)載波的幅度應(yīng)該為100dBuV。659.2、上行放大器的調(diào)試上行光接收機(jī)與光站調(diào)整好后，上行光接收機(jī)的輸出電平將不再做任何調(diào)整。放大器的調(diào)試必須按照從光站到樓放的順序依次而行，絕不允許中間跳過(guò)任何一個(gè)放大器。每一個(gè)上行放大器的調(diào)整方法完全相同，上行調(diào)試的目的是實(shí)現(xiàn)上行通道的單位增益。由于當(dāng)前所調(diào)試的站點(diǎn)和它的前一級(jí)站點(diǎn)之間存在著電纜和許多無(wú)源的器件，所以帶來(lái)一定的損耗和斜率。對(duì)放大器的上行進(jìn)行調(diào)試的目的就是要對(duì)站點(diǎn)之間的損耗和斜率進(jìn)行適宜的補(bǔ)償。669.2、上行放大器的調(diào)試正向系統(tǒng)中

放大器的增益G=前一段鏈路損耗L+放大器輸入衰減R所以，衰減器R放在正向放大器的輸入端反向系統(tǒng)中

反向放大器增益G=反向鏈路損耗L+輸出衰減器R所以，衰減器R放在反向放大器的輸出端67正向系統(tǒng)單位增益原理放大器G2的輸入端只對(duì)應(yīng)一個(gè)路徑L1；放大器G2輸出端那么對(duì)應(yīng)兩個(gè)路徑L2、L3。所以，放大器的增益是補(bǔ)償上一段鏈路的傳輸和分配損耗，其衰減器、均衡器的位置是在放大器的輸入端。調(diào)整放大器G2的衰減器、均衡器即可補(bǔ)償鏈路L1的損耗；而將衰減器、均衡器加在放大器的輸出端，就無(wú)法同時(shí)補(bǔ)償鏈路L2、L3的損耗。68反向系統(tǒng)單位增益反向放大器G2的輸出端只有唯一的路徑L1；而輸入端那么來(lái)自?xún)蓚€(gè)路徑L2、L3，所以,放大器的衰減器、均衡器的位置應(yīng)該在其輸出端，用來(lái)補(bǔ)償、均衡鏈路L1的損耗。69假設(shè)反向放大器的增益為20dB，L1鏈路反向損耗為10dB、L2鏈路反向損耗5dB，那么放大器G2的衰減器R2應(yīng)該調(diào)整為10dB，放大器G3的衰減器R3應(yīng)該調(diào)整為15dB，兩個(gè)反向放大器的輸入電平都是17dBmV，輸出電平都是37dBmV，如果放大器的噪聲系數(shù)為8dB，那么對(duì)于3.2MHz的上行帶寬來(lái)說(shuō)，兩個(gè)放大器的CNR都為：CNR=Vi-NF-NB=17dBmV〔輸入電平〕－8dB〔噪聲系數(shù)〕－〔－60dBmV〕〔3.2MHz帶寬的根底熱噪聲〕=69dB。兩級(jí)放大器的合成CNR為69dB。70如果將反向衰減器加在反向放大模塊輸入端：為了保持端口的單位增益點(diǎn)17dBmV不變，放大器G2的衰減器仍然為10dB，放大器G3的衰減器仍然為15dB，那么放大器G2的輸入電平為：Vo2=17dBmV－10dB=7dBmV載噪比為：CNRG2=7dBmV〔輸入電平〕－8dB〔噪聲系數(shù)〕－〔－60dBmV〕=59dB放大器G3的輸入電平為：Vo3=17dBmV－15dB=2dBmV，載噪比為：CNRG3=2dBmV〔輸入電平〕－8dB〔噪聲系數(shù)〕－〔－60dBmV〕=54dB兩個(gè)放大器的合成載噪比為CNR總=52.8dB，比前一種情況低了16.2dB。719.3、上行光接收機(jī)到CMTS的調(diào)試假設(shè)CM的工作帶寬為3.2MHz，并且接收機(jī)輸出口的總功率為108dBuV。根據(jù)每Hz功率法的公式，此時(shí)CM的實(shí)際工作電平應(yīng)該為108dBuV–10log(60MHz/3.2MHz)=95dBuV一般將CMTS的端口接收電平設(shè)為0dBmV即60dBuV。這樣從上行接收機(jī)的輸出到CMTS上行端口的總衰減應(yīng)控制為精確等于95dBuV–60dBuV=35dB7210、CM常見(jiàn)故障處理1.用戶(hù)不能上網(wǎng)〔1〕CM工作不正?！半娫川暊顟B(tài)燈熄滅，我們要檢查電源適配器、電源插頭等?！敖邮炸暊顟B(tài)燈一直閃爍，檢查同軸電纜線(xiàn)的連接、分支分配器、用場(chǎng)強(qiáng)儀檢查CMTS下行信號(hào)是否正常?！鞍l(fā)送〞狀態(tài)燈一直閃爍表示上行鏈路有問(wèn)題，要檢查用戶(hù)同軸電纜線(xiàn)的連接、分支分配器。“在線(xiàn)〞狀態(tài)燈一直閃爍表示DHCP/TFTP有問(wèn)題，需要檢查DHCP效勞器、上行鏈路的SNR。〔2〕網(wǎng)絡(luò)連接不正常CM的PC/Active燈不亮，表示網(wǎng)絡(luò)連接不正常。需要檢查網(wǎng)線(xiàn)的連接是否松動(dòng)、計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡是否被禁用7310、CM常見(jiàn)故障處理2.上網(wǎng)速率低上網(wǎng)速率問(wèn)題是非常復(fù)雜的問(wèn)題，從用戶(hù)端到Internet的效勞器，中間的設(shè)備、故障點(diǎn)可能出現(xiàn)的環(huán)節(jié)非常多。判斷時(shí)我們分為三步：判斷用戶(hù)計(jì)算機(jī)問(wèn)題；判斷用戶(hù)端到CMTS的問(wèn)題；判斷CMTS與上聯(lián)出口問(wèn)題7410、CM常見(jiàn)故障處理〔1〕用戶(hù)計(jì)算機(jī)問(wèn)題計(jì)算機(jī)中了病毒或木馬；系統(tǒng)本身的問(wèn)題；我們維護(hù)時(shí)可以自己帶一臺(tái)“沒(méi)有問(wèn)題〞的筆記本電腦，采用替代法判斷是否計(jì)算機(jī)有問(wèn)題?！?〕用戶(hù)端到CMTS的問(wèn)題判斷：通過(guò)PingCMTS設(shè)備的地址，看丟包的情況以及時(shí)延。如果有丟包現(xiàn)象或時(shí)延比較大〔正常的時(shí)延應(yīng)該在20ms以?xún)?nèi)〕表示用戶(hù)端到CMTS有問(wèn)題。有條件的情況下，可以在CMTS的以太網(wǎng)口接一臺(tái)內(nèi)網(wǎng)測(cè)試效勞器，通過(guò)在這臺(tái)效勞器上上傳、下載文件的速度判斷用戶(hù)端到CMTS是否有問(wèn)題。7510、CM常見(jiàn)故障處理原因分析：CM的CNR/SNR偏低。CM要正常調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)，下行的CNR和上行的SNR必須到達(dá)一定的要求，上下行功率電平也必須在其正常范圍內(nèi)。CMTS的利用率過(guò)高。如果CMTS的上、下行利用率超過(guò)100%，那么CMTS會(huì)按照一定的規(guī)那么丟掉一些數(shù)據(jù)包。建議在實(shí)際運(yùn)營(yíng)時(shí)要限制每個(gè)用戶(hù)的帶寬，當(dāng)上行或下行的利用率如果超過(guò)80％時(shí)，需要增加帶寬或?qū)⒄{(diào)制方式改得更高。網(wǎng)絡(luò)中病毒的影響。如果按照前面的檢測(cè)步驟判斷CM和CMTS的工作都正常，只是網(wǎng)絡(luò)中IP數(shù)據(jù)包的擁塞，有可能是網(wǎng)絡(luò)中病毒造成的影響。我們需要在CMTS上通過(guò)ACL或其它命令限制病毒對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成影響。7610、CM常見(jiàn)故障處理〔3〕CMTS與上聯(lián)出口問(wèn)題CMTS與上聯(lián)出口問(wèn)題最主要表現(xiàn)在時(shí)延比較大。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)游戲、語(yǔ)音、視頻等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，除了對(duì)帶寬的要求以外，還對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延有要求。判斷：通過(guò)下載上傳文件，判斷下載上傳的速率。如果下載上傳速率比較快，只是網(wǎng)絡(luò)游戲比較慢、游戲常常掉線(xiàn)等，表示網(wǎng)絡(luò)時(shí)延比較大。7710、CM常見(jiàn)故障處理3.上行通道低端干擾大上行通道低端干擾大是雙向HFC網(wǎng)絡(luò)常見(jiàn)的問(wèn)題，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定5～20Mhz不用作上行寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以用作HFC網(wǎng)管等業(yè)務(wù)。問(wèn)題判斷：上行通道低端干擾大可能會(huì)造成用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)好時(shí)壞，在前端可以用頻譜儀看到。解決方法：可以在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的時(shí)候每個(gè)用戶(hù)加一個(gè)濾波器慮掉20M以下的信號(hào)。7810、CM常見(jiàn)故障處理4.白天正常，晚上掉線(xiàn)由于晚上家電設(shè)備的大量開(kāi)啟，造成了網(wǎng)絡(luò)的信噪比的下降。上行的信噪比晚上要比白天低3～6dB，如果配置CMTS時(shí)沒(méi)有考慮這些情況，并保存一定的余量，就容易出現(xiàn)白天正常、晚上掉線(xiàn)的情況。解決方法：使用FEC更大的Modulation-profile，提高對(duì)數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)能力。降低調(diào)制方式，每降低一個(gè)調(diào)制級(jí)別可以降低3dB的信噪比要求。79第四局部：EPON技術(shù)80概述光纖的理論帶寬幾乎是無(wú)限的單個(gè)波長(zhǎng)上的傳輸速率可以到達(dá)10Gbps；假設(shè)采用WDM技術(shù)，在一根光纖上承載64個(gè)波長(zhǎng)，傳輸速率可以到達(dá)64×10Gbps；假設(shè)采用DWDM技術(shù)，40個(gè)波長(zhǎng)和1Tbps的DWDM已經(jīng)商用；實(shí)驗(yàn)室最高水平目前可以做到256個(gè)波長(zhǎng)，傳輸速率可以到達(dá)10Tbps。光纖中信號(hào)傳輸時(shí)衰減很小。81一、FTTX光纖通信最先用于核心網(wǎng)：長(zhǎng)途網(wǎng)和城域網(wǎng)；直到現(xiàn)在開(kāi)展到接入網(wǎng)。接入光纖需要用到光網(wǎng)絡(luò)單元ONU來(lái)完成光電轉(zhuǎn)換和分接功能。FTTX是指光纖在接入網(wǎng)中的推進(jìn)程度或使用策略，不是具體的接入技術(shù)。根據(jù)ONU〔光網(wǎng)絡(luò)單元〕的具體位置，可以分成四種根本類(lèi)型：FTTC/FTTB/FTTO/FTTH82二、光接入網(wǎng)根底組成：由一個(gè)光線(xiàn)路終端〔OLT〕、至少一個(gè)光分配網(wǎng)〔ODN〕、至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元〔ONU〕及適配設(shè)施〔AF〕組成。根據(jù)OLT到ONU之間是否存在有源設(shè)備，光接入網(wǎng)分為：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)〔PON〕：無(wú)源光分路器有源光網(wǎng)絡(luò)〔AON〕：有源電復(fù)用器83OLT：為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的接口，經(jīng)過(guò)ODN與用戶(hù)側(cè)的ONU進(jìn)行通信。OLT與ONU為主從通信關(guān)系。ODN：為OLT和ONU之間提供光傳輸手段，其主要作用是完成光信號(hào)的功率分配。ODN是由光纜、無(wú)源光器件〔光連接器、光分路器等〕組成的無(wú)源光纖配線(xiàn)網(wǎng)，一般呈樹(shù)形分支結(jié)構(gòu)。ONU為光接入網(wǎng)提供用戶(hù)側(cè)接口，位于ODN的用戶(hù)側(cè)；其主要作用是接收來(lái)自O(shè)DN的光信號(hào)并進(jìn)行處理，為用戶(hù)提供業(yè)務(wù)接口。84〔1〕.空分復(fù)用上下行雙向通信各使用一根光纖。性能最正確，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。光傳輸設(shè)備和線(xiàn)纜雙倍，本錢(qián)高。通信復(fù)用方式85分路器User1User2User322132213221322133221OLT局端ONU1ONU2ONU3下行傳輸主要特征點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)廣播式傳輸端口地址被用作數(shù)據(jù)包ID用戶(hù)只能獲取屬于自己的數(shù)據(jù)包〔2〕.時(shí)分復(fù)用在同一光載波波長(zhǎng)上，把時(shí)間分成周期性的幀，每一個(gè)幀再分成假設(shè)干時(shí)隙。每個(gè)ONU分配一個(gè)固定時(shí)隙。每個(gè)ONU在每幀內(nèi)只能在所分配的固定時(shí)隙內(nèi)向OLT上傳數(shù)據(jù)。86分路器User1User2User332212111222311222TimeSlot3OLT局端ONU2ONU3ONU1上行傳輸主要特征時(shí)分復(fù)用(TDMA)數(shù)據(jù)在屬于自己的時(shí)隙里傳輸光信號(hào)在分光器處進(jìn)行耦合沖突檢測(cè)與避免87〔3〕.波分復(fù)用不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳送，每個(gè)波長(zhǎng)作為一個(gè)獨(dú)立的通道傳輸一種預(yù)定波長(zhǎng)的光信號(hào)。WDM：不同窗口的光波進(jìn)行復(fù)用。DWDM：同一窗口的光波進(jìn)行復(fù)用。88三、GPON1.GPON特點(diǎn)上下行速率不對(duì)稱(chēng)下行1.244Gbps~2.488Gbps上行155.520Mbps～1.244Gbps傳輸距離至少達(dá)20KM。系統(tǒng)分路比可以為1:16、1:32,1:64乃至1:128。892.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)OLT位于中心機(jī)房，向上提供廣域網(wǎng)接口，包括GE、ATM、DS-3等；ONU放在用戶(hù)端，提供10/100Base－T等接口；WDM和網(wǎng)絡(luò)單元NE為可選項(xiàng)，用于在OLT和ONU之間采用另外的工作波長(zhǎng)傳輸業(yè)務(wù)。ONUOBDOLTWDMNEWDMNE廣域網(wǎng)接口903、基于GPON的FTTH/FTTB〔中國(guó)傳媒大學(xué)家屬區(qū)案例〕概況：為1#樓實(shí)現(xiàn)FTTH，共64戶(hù)；2#樓～9#樓共8棟樓實(shí)現(xiàn)FTTB。1#樓共64戶(hù)，那么需64個(gè)ONU，每個(gè)OLT按照32分路比，那么需2臺(tái)OLT。2#～9#樓8棟樓，根據(jù)ONU輸出電平為90dB，計(jì)算出每個(gè)樓需4臺(tái)ONU，那么共32個(gè)，需1臺(tái)OLT。91〔1〕設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)型號(hào):flexlightONU/ONT輸入光功率：－6~2dBONU/ONT輸出射頻電平：80~96dBuv，典型值90dBuv。〔2〕波長(zhǎng)分配TV信號(hào)：1550nm數(shù)據(jù)信號(hào):上行1310nm,下行1490nm92〔3〕光鏈路損耗光纖損耗：0.2dB/km〔1550nm〕，5km為1dB。光分損耗：17.5dB〔1:32〕OLT損耗：3.5dB總的損耗為22dB對(duì)于FTTH的ONU輸入光功率為－6dB〔輸出電平為80dB〕，那么OLT的輸入光功率為16dB。對(duì)于FTTB的ONU輸入光功率為2dB〔輸出電平96dB〕，那么輸入OLT的輸入光功率為24dB。93〔4〕光發(fā)射機(jī)選用1550nm的光發(fā)射機(jī)；輸出光功率為0~10dB；輸出經(jīng)二光分送往兩臺(tái)EDFA。〔5〕光放大〔EDFA〕需兩臺(tái)EDFA一臺(tái)輸出光功率為24dB，供FTTB的OLT使用。另一臺(tái)輸出光功率為20dB，然后進(jìn)行二光分〔輸出16.5dB〕，供FTTH的2臺(tái)OLT使用。94校園骨干網(wǎng)分光網(wǎng)絡(luò)分光網(wǎng)絡(luò)分光網(wǎng)絡(luò)CATV信號(hào)FTTH單元1FTTH單元2FTTH單元3FTTH單元4FTTBFTTBOLT95四、EPON概述1.開(kāi)展背景由APON技術(shù)思路開(kāi)展而來(lái)；2004年4月通過(guò)了IEEE802.3ah標(biāo)準(zhǔn)。兩種EPON光接口1000Base－PX10-U/D1000Base－PX20-U/D分別工作在10KM范圍和20KM范圍的光接口。96一套典型的EPON

系統(tǒng)由硬件和軟件兩大局部構(gòu)成：硬件局部主要包括有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和無(wú)源光分配網(wǎng)兩大局部。有源設(shè)備包括：光線(xiàn)路終端OLT，光網(wǎng)絡(luò)單元/光網(wǎng)絡(luò)終端ONU/ONT。由局端到用戶(hù)端的光纖和無(wú)源光分配器的無(wú)源光分配網(wǎng)：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)/光分配網(wǎng)PON/ODN。972、EPON特點(diǎn)兼容現(xiàn)有以太網(wǎng)傳輸距離和ODN：兩種格式OLT和ONU之間最大傳輸距離10KM，支持的最大分路比至少為1:32;OLT和ONU之間最大傳輸距離20KM，支持的最大分路比至少為1:16;傳輸速率：上下行速率均為1.25Gbps單纖雙向系統(tǒng)：上行使用1260~1360nm波長(zhǎng)；下行使用1480~1500nm波長(zhǎng)；如果實(shí)現(xiàn)CATV，應(yīng)使用1540~1560nm波長(zhǎng)。983.EPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)〔1〕樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)〔采用1×N分路器〕〔2〕總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)〔采用1×2分接耦合器〕99〔3〕環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)〔采用2×2分接耦合器〕1004、ONU的類(lèi)型〔1〕SFU〔單住戶(hù)單元〕型ONU主要用于單獨(dú)家庭用戶(hù)，僅支持寬帶接入終端功能；有1或4個(gè)以太網(wǎng)接口，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)，可以支持VoIP業(yè)務(wù)或CATV業(yè)務(wù)；主要應(yīng)用于FTTH的場(chǎng)合〔可與家庭網(wǎng)關(guān)配合使用，以提供更強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力〕。根據(jù)ONU的業(yè)務(wù)種類(lèi)和端口數(shù)量上的區(qū)別，SFU型ONU的4種具體形態(tài)見(jiàn)表101序號(hào)以太網(wǎng)口數(shù)量POTS口數(shù)量CATVRF口SFU-11(GE/FE)0可選SFU-24(FE）0可選SFU-31(GE/FE）2可選SFU-44(FE）2可選102〔2〕HGU〔家庭網(wǎng)關(guān)單元〕型ONU主要用于單獨(dú)家庭用戶(hù)，具有家庭網(wǎng)關(guān)功能，相當(dāng)于帶EPON上聯(lián)接口的家庭網(wǎng)關(guān)；具有4個(gè)以太網(wǎng)接口、1個(gè)WLAN接口和至少1個(gè)USB接口，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)，可以支持VoIP業(yè)務(wù)或CATV業(yè)務(wù)。主要應(yīng)用于FTTH的場(chǎng)合。序號(hào)以太網(wǎng)口數(shù)量POTs口數(shù)量WLAN口數(shù)量USB口數(shù)量CATVRF口HGU14（FE）011可選HGU24（FE）211可選103〔3〕MDU〔多住戶(hù)單元〕型ONU主要用于多個(gè)住宅用戶(hù)，具有寬帶接入終端功能，具有多個(gè)用戶(hù)側(cè)接口〔包括以太網(wǎng)接口〔至少8個(gè)〕、ADSL接口或VDSL接口〔至少24個(gè)〕〕，提供以太網(wǎng)/IP業(yè)務(wù)、可以支持VoIP業(yè)務(wù)或CATV業(yè)務(wù)，主要應(yīng)用于FTTB/FTTC/FTTCab的場(chǎng)合。序號(hào)以太網(wǎng)口數(shù)量ADSL+/VDSL接口數(shù)量POTS口數(shù)量CATVRF口MDU-18/16/2400可選MDU-28/16/2408/16/24可選MDU-3024/32/48/64/72/96001045、EPON的保護(hù)倒換PON系統(tǒng)的保護(hù)包括饋線(xiàn)光纖保護(hù)、OLT保護(hù)和全保護(hù)三種方式。在OLT和ONU設(shè)備支持的前提下，可以根據(jù)實(shí)際需要采用相應(yīng)的保護(hù)方式。對(duì)于普通用戶(hù)，一般不考慮系統(tǒng)保護(hù)。全保護(hù)的本錢(qián)較高，宜只對(duì)重要用戶(hù)采用。105〔1〕饋線(xiàn)光纖保護(hù)就是采用1:N或2:N光分路器，在分路器和OLT之間建立2條獨(dú)立的、互相備份的光纖鏈路，一旦主用饋線(xiàn)光纖發(fā)生故障，通過(guò)人工改接的方式，在備用光纖鏈路可用的情況下切換至備用光纖的保護(hù)方式。106〔2〕OLT保護(hù)就是采用2:N的光分路器，在分路器和2個(gè)互為備份的OLT之間建立2條獨(dú)立的光纖鏈路，一旦主用饋線(xiàn)光纖或OLT發(fā)生故障，在備用光纖鏈路和備用OLT可用的情況下自動(dòng)切換至備用OLT的保護(hù)方式。107〔3〕全保護(hù)就是PON系統(tǒng)對(duì)OLT、ODN、ONU均提供備份的保護(hù)方式，屬于采用互為熱備份保護(hù)方式。108光纖保護(hù)倒換準(zhǔn)那么EPON系統(tǒng)中，對(duì)以上三種光纖保護(hù)類(lèi)型，當(dāng)發(fā)生以下條件之一時(shí)，必須進(jìn)行光纖保護(hù)倒換：1〕輸入光信號(hào)喪失〔LOS〕；2〕輸入通道信道劣化：輸入光信號(hào)功率過(guò)高或過(guò)低；誤碼率越限；109光纖保護(hù)倒換時(shí)間EPON系統(tǒng)中，對(duì)不同類(lèi)型光纖保護(hù)類(lèi)型，當(dāng)進(jìn)行光纖保護(hù)倒換時(shí)，光通道倒換時(shí)間應(yīng)分別滿(mǎn)足以下要求：1〕類(lèi)型〔1〕：小于50ms〔暫定〕；2〕類(lèi)型〔2〕：小于100ms〔暫定〕；3〕類(lèi)型〔3〕：小于100ms〔暫定〕；1101.根本原理下行方向OLT位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)，采用以太網(wǎng)協(xié)議，連接路由器或交換機(jī)。提供網(wǎng)絡(luò)接入，完成光電轉(zhuǎn)換、帶寬分配等功能。OLT將數(shù)據(jù)以可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包播送傳輸給所有在EPON上的ONU；每個(gè)包攜帶一個(gè)具有傳輸?shù)侥康牡豋NU標(biāo)識(shí)的信頭。數(shù)據(jù)到達(dá)ONU時(shí)，由ONU進(jìn)行地址解析，提取出自己的數(shù)據(jù)包，丟棄其他的數(shù)據(jù)包。五、EPON工作原理111上行方向ONU位于用戶(hù)側(cè)，采用以太網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)第二層和第三層的交換路由功能。上行為點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)，ONU發(fā)送的信息只會(huì)到達(dá)OLT，不會(huì)到達(dá)其他的ONU。為防止數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用率，上行采用

TDMA多址接入方式。多個(gè)ONU的上行信息組成一個(gè)TDM信息流傳送到OLT。1122.EPON幀結(jié)構(gòu)幀格式與以太數(shù)據(jù)幀格式兼容。下行幀每幀固定時(shí)長(zhǎng)2ms，傳輸速率為1.25Gbps。每幀攜帶多個(gè)可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包〔時(shí)隙〕。每幀的開(kāi)頭是同步標(biāo)識(shí)符，占1個(gè)字節(jié)，攜帶時(shí)鐘信息，用于ONU和OLT的同步，每2ms發(fā)送一次。數(shù)據(jù)包格式遵循IEEE802.3協(xié)議，長(zhǎng)度可變，每個(gè)ONU分配一個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包由信頭、可變長(zhǎng)度凈荷和誤碼檢測(cè)域組成。12N2ms（一幀）凈荷誤碼檢測(cè)域信頭113上行幀各個(gè)ONU發(fā)出的上行信息通過(guò)光耦合器進(jìn)入共用光纖，以TDM的方式復(fù)合成一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流以幀的形式組成，幀長(zhǎng)同下行幀〔2ms〕。每幀一個(gè)幀頭，表示該幀的開(kāi)始。每幀進(jìn)一步分割成可變長(zhǎng)度的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙分配一個(gè)ONU，用于發(fā)送OLT的上行數(shù)據(jù)。1143、測(cè)距技術(shù)為什么要測(cè)距？各ONU到OLT的物理距離各不相同：導(dǎo)致不同ONU發(fā)出的信息到達(dá)OLT的時(shí)間不同步，具有一定的時(shí)延差異。時(shí)延差異造成各個(gè)ONU上行時(shí)隙重疊，從而發(fā)生碰撞。為了保證各個(gè)ONU的發(fā)送時(shí)隙在經(jīng)過(guò)光合路器后在時(shí)間上互不重疊的復(fù)用在一起，需要知道各個(gè)ONU上行發(fā)送的起止時(shí)刻，以及各個(gè)ONU至OLT的時(shí)延，也就是距離，然后對(duì)時(shí)延差異進(jìn)行補(bǔ)償，使所有ONU到OLT具有相等的邏輯距離，從而確保不同ONU所發(fā)出的信號(hào)能夠在OLT處準(zhǔn)確的復(fù)用到一起，防止碰撞。這種測(cè)量ONU到OLT時(shí)延或者說(shuō)距離的過(guò)程就稱(chēng)為測(cè)距。115測(cè)距的根本思想：測(cè)量出各個(gè)ONU到OLT的信號(hào)環(huán)路延遲時(shí)間，然后為每個(gè)ONU插入一個(gè)特定的均衡時(shí)延Td，使得所有的ONU在插入Td后的環(huán)路延遲時(shí)間都相等，也就是使每個(gè)ONU都移到與OLT相同的邏輯距離處。測(cè)距的過(guò)程：第一步，是在ONU安裝調(diào)測(cè)階段進(jìn)行靜態(tài)粗測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理距離差異進(jìn)行的固定時(shí)延補(bǔ)償。在此階段ONU沒(méi)有傳輸用戶(hù)業(yè)務(wù)。第二步，是在ONU通信過(guò)程中進(jìn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)精測(cè)，以校正由于環(huán)境溫度變化和器件老化等因素引起的動(dòng)態(tài)時(shí)延漂移。這種時(shí)延變化一般是慢變化的、微小的，因此一般動(dòng)態(tài)調(diào)整值都不大。1164、帶寬分配〔1〕靜態(tài)帶寬分配靜態(tài)帶寬分配對(duì)帶寬采取固定配置，OLT按照ONU預(yù)定的帶寬進(jìn)行初始配置，運(yùn)行期間保持不變。靜態(tài)帶寬分配有兩種分配準(zhǔn)那么：一種是以各ONU的峰值速率為基準(zhǔn)進(jìn)行帶寬分配，這樣能夠保證系統(tǒng)的傳輸性能。但是由于各ONU的數(shù)據(jù)流往往不是同時(shí)處于峰值速率，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)帶寬沒(méi)有被充分利用，系統(tǒng)資源利用率大大降低。第二種是以各ONU的平均速率為基準(zhǔn)進(jìn)行帶寬分配，這樣在一定程度上能夠提高帶寬的利用率。但是常常會(huì)出現(xiàn)當(dāng)一些ONU有大的突發(fā)數(shù)據(jù)分組到來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)不能及時(shí)的發(fā)送出去，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟包率和時(shí)延增加。另外，如果大多數(shù)ONU的數(shù)據(jù)量都小于平均速率，系統(tǒng)的資源也沒(méi)有被充分利用。117〔2〕動(dòng)態(tài)帶寬分配對(duì)帶寬采取實(shí)時(shí)調(diào)度方式，OLT根據(jù)ONU的需求情況，實(shí)時(shí)的改變授權(quán)給ONU的時(shí)隙大小〔帶寬多少〕。一般PON系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配功能包括四個(gè)局部：OLT和ONU檢測(cè)帶寬需求情況，或者報(bào)告網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況；ONU報(bào)告帶寬請(qǐng)求和擁塞狀況給OLT；OLT根據(jù)帶寬請(qǐng)求更新帶寬分配；OLT根據(jù)更新后的帶寬發(fā)送授權(quán)。1185、ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)新ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)，不需要人工干預(yù)；新ONU的參加不影響運(yùn)行中的ONU；根據(jù)ONU距OLT最遠(yuǎn)距離優(yōu)化ONU自動(dòng)參加參數(shù)，支持最遠(yuǎn)距離為30km的ONU的自動(dòng)參加?！?〕ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)參加過(guò)程如下：OLT向各ONU播送注冊(cè)授權(quán)幀，并根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)距離最遠(yuǎn)的ONU確定授權(quán)大小。119新的ONU收到注冊(cè)受權(quán)后，在授權(quán)分配的時(shí)間內(nèi)向OLT發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求幀，并等待接收OLT發(fā)送的注冊(cè)幀。如果ONU在發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求幀一段時(shí)間后〔比方100ms〕還沒(méi)有收到OLT發(fā)出的注冊(cè)幀，那么認(rèn)為注冊(cè)沖突，自動(dòng)延遲一段時(shí)間后，等待新的注冊(cè)授權(quán)信息。OLT接受到ONU發(fā)出的注冊(cè)請(qǐng)求幀后，為該ONU分配ONUID，然后以播送LLID向該ONU發(fā)送注冊(cè)幀，目的MAC地址指向該ONU。當(dāng)OLU在同一個(gè)注冊(cè)窗內(nèi)收到多個(gè)ONU的沒(méi)有混疊的注冊(cè)請(qǐng)求幀時(shí)，OLT不做任何處理。只有收到唯一一個(gè)注冊(cè)請(qǐng)求幀時(shí)，才進(jìn)行處理。120在發(fā)送注冊(cè)幀后，OLT給該ONU發(fā)送授權(quán)以使該ONU發(fā)送注冊(cè)確認(rèn)幀，并等待改ONU發(fā)出的注冊(cè)確認(rèn)幀，該授權(quán)在OLT認(rèn)為ONU注冊(cè)失敗前始終有效。新ONU收到注冊(cè)幀后，用新分配的ONUID覆蓋原來(lái)的ID，同時(shí)等待OLT的注冊(cè)確認(rèn)幀授權(quán)以發(fā)送注冊(cè)確認(rèn)幀，通知OLT新ONUID刷新成功，同時(shí)等待帶寬授權(quán)。OLT在發(fā)送注冊(cè)確認(rèn)幀授權(quán)后一段時(shí)間內(nèi)收到ONU的注冊(cè)確認(rèn)幀，那么OLT認(rèn)為該ONU注冊(cè)成功。121〔2〕兩個(gè)或兩個(gè)以上ONU同時(shí)注冊(cè)造成的沖突。有兩種解決方案：隨機(jī)延遲時(shí)間：發(fā)生注冊(cè)沖突時(shí)，發(fā)生沖突的ONU仍然每次都響應(yīng)注冊(cè)授權(quán)，但是在響應(yīng)開(kāi)窗時(shí)隨機(jī)延遲一定時(shí)間。該方法可以縮短O(píng)NU參加系統(tǒng)的時(shí)間，但是需要增大注冊(cè)開(kāi)窗的長(zhǎng)度。隨機(jī)跳過(guò)開(kāi)窗：發(fā)生注冊(cè)沖突時(shí)，發(fā)生沖突的ONU隨機(jī)跳過(guò)假設(shè)干個(gè)注冊(cè)授權(quán)后才重新響應(yīng)。如果授權(quán)周期為1s，那么發(fā)生沖突的ONU可隨機(jī)延時(shí)1s～8s〔系統(tǒng)可配置〕，然后等待注冊(cè)授權(quán)。122六、EPON系統(tǒng)及組網(wǎng)方案1.傳輸方式系統(tǒng)采用單光纖3個(gè)波長(zhǎng)來(lái)傳輸全業(yè)務(wù)，EPON中OLT兩個(gè)上/下行波〔1310/1490nm〕通過(guò)波分復(fù)用，用于傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和IP交換的數(shù)字視頻〔IP-SDV〕，第三個(gè)波長(zhǎng)〔1550nm〕用于下行CATV射頻的傳輸。采用這種設(shè)計(jì)，PON可以覆蓋20km以?xún)?nèi)16個(gè)以上的光節(jié)點(diǎn)。電視信號(hào)通過(guò)HFC網(wǎng)絡(luò)播送來(lái)實(shí)現(xiàn)，IP、話(huà)音、視頻點(diǎn)播等雙向業(yè)務(wù)通過(guò)EPON來(lái)運(yùn)行。123〔1〕單纖三波124〔2〕雙纖獨(dú)立傳輸125舉例：假設(shè)某小區(qū)有1200用戶(hù)〔1〕OLT設(shè)計(jì)：將OLT放在中心機(jī)房，分路器放在中心機(jī)房ODF架中，采用1:32分路比，那么需要1200/32=38臺(tái)。根據(jù)數(shù)據(jù)速率實(shí)際要求，OLT可以通過(guò)交換機(jī)連接到千兆以太網(wǎng)。〔2〕ONU設(shè)計(jì)：1200個(gè)ONU。對(duì)于光纖接頭的類(lèi)型，從OLT到ONU，建議全程采用SC/APC接頭，以確保ODN網(wǎng)絡(luò)具有良好的反射特性。2、基于EPON的FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)126〔3〕光功率預(yù)算假設(shè)該小區(qū)的主干光纜長(zhǎng)度為8公里。A：計(jì)算依據(jù)1.OLT光發(fā)送功率:0～4dbm(1490nm)；2.OLT光接收功率:－24~－8dbm(1310nm)；3.ONU光發(fā)送功率:－1~4dbm〔1310nm〕；4.ONU光接收功率:－24~－3dbm〔1490nm〕；5.建議的光通道衰耗〔10公里〕：10～22db之間；6.G.652單模光纖衰耗：≤0.36dB/km〔1310nm〕；7.法蘭盤(pán)插入損耗：≤0.4db；8.1：32雙窗口單模光纖樹(shù)型耦合器的插入衰耗：≤16.5db；127B：計(jì)算原那么1.按照最壞值法計(jì)算；2.光纖衰耗按照衰耗大的1310nm光信號(hào)計(jì)算；3.主干光纜按照8km共3盤(pán)計(jì)算，從小區(qū)機(jī)房到用戶(hù)家中按照0.5km計(jì)算；4.從OLT的PON口到ONU的PON口計(jì)算，有5個(gè)法蘭盤(pán)；1283〕帶寬考慮OLT每千兆端口可帶用戶(hù)數(shù)OLT既是一個(gè)交換機(jī)或一個(gè)路由器，又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)，它為PON提供光纖接口，根據(jù)以太網(wǎng)向城域網(wǎng)及廣域網(wǎng)開(kāi)展的態(tài)勢(shì)，OLT在提供常用接口的同時(shí)還將提供多個(gè)Gbit/s和10Gbit/s的以太網(wǎng)接口。在目前的運(yùn)用中，多數(shù)情況下，每個(gè)OLT提供2--4個(gè)千兆光口。通過(guò)如下計(jì)算可以得到每個(gè)千兆口可帶的標(biāo)清IPTV用戶(hù)數(shù)為：129每個(gè)用戶(hù)的業(yè)務(wù)量和帶寬：媒體流數(shù)據(jù)量=VOD視頻流〔2Mbps〕+VOD音頻流〔64kbps〕+編碼器編碼誤差〔100kbps〕=2.15Mbps；媒體流輸出帶寬=媒體流數(shù)據(jù)量+MPEG的PS流封裝報(bào)文頭和PES開(kāi)銷(xiāo)〔平均150kbps〕=2.3Mbps；業(yè)務(wù)流網(wǎng)絡(luò)帶寬=媒體流輸出帶寬×〔1+網(wǎng)絡(luò)協(xié)議封裝開(kāi)銷(xiāo)〔5%〕〕=2.4Mbps；網(wǎng)絡(luò)總流量=業(yè)務(wù)流網(wǎng)絡(luò)帶寬×〔1+網(wǎng)絡(luò)流量平均抖動(dòng)〔5%〕〕=2.5Mbps。根據(jù)以上計(jì)算，如果再加上其它網(wǎng)絡(luò)傳輸開(kāi)銷(xiāo)，每用戶(hù)所需帶寬為3Mbps。除IPTV業(yè)務(wù)，如果再加上互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，每用戶(hù)所需帶寬為4Mbps。130假設(shè)下行帶寬利用率為95%，那么每千兆端口可帶250個(gè)用戶(hù)。按20%的安裝率可覆蓋用戶(hù)1250戶(hù)。按每樓棟〔6層、4單元、一層2戶(hù)〕50戶(hù)計(jì)算可覆蓋25棟樓。如果考慮同時(shí)上線(xiàn)率其覆蓋范圍還將擴(kuò)大。此數(shù)據(jù)對(duì)于我們合理設(shè)計(jì)ODN結(jié)構(gòu)和ONU的數(shù)量是非常必要的。1313、ODN網(wǎng)絡(luò)覆蓋對(duì)PON來(lái)說(shuō)，在選擇光分路器的位置時(shí)必須考慮OLT和ONU之間的最大距離限制。假設(shè)ONU離OLT的最遠(yuǎn)距離20km，光分路器到OLT的距離決定了ONU到分路器的距離。二者之和不能超過(guò)20km。假設(shè)分路器距離OLT19km，那么其效勞半徑只有1km；如果分路器距離OLT10km，那么其效勞半徑為10km。在兩個(gè)效勞區(qū)域內(nèi)可以都有32個(gè)ONU。132如果在ONU的效勞半徑內(nèi)少于32個(gè)用戶(hù)，每用戶(hù)分?jǐn)偟腛LT本錢(qián)就很高。如果在ONU的效勞半徑內(nèi)多于32個(gè)用戶(hù)，僅僅為了支持第33個(gè)用戶(hù)，就需要增加OLT端口，結(jié)果導(dǎo)致每用戶(hù)分?jǐn)偟腛LT本錢(qián)陡增。如果在現(xiàn)有的ONU效勞半徑外有新用戶(hù)，就要增加一個(gè)OLT端口，結(jié)果導(dǎo)致每用戶(hù)分?jǐn)偟腛LT本錢(qián)非常高。如果在OLT的20km效勞半徑以外有新客戶(hù)，就需要在一個(gè)新地點(diǎn)安裝一個(gè)完整的OLT設(shè)備，結(jié)果導(dǎo)致每用戶(hù)分?jǐn)偟腛LT本錢(qián)非常高。在規(guī)劃設(shè)計(jì)EPON網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，一定要預(yù)先將網(wǎng)絡(luò)覆蓋的用戶(hù)合理地按1：32/64進(jìn)行分配，使其不出現(xiàn)上述情況。

133應(yīng)用舉例第一個(gè)例子：需覆蓋的小區(qū)數(shù)量在2個(gè)以上，小區(qū)較大，且分散。例如，4個(gè)小區(qū)，每小區(qū)16棟樓，各小區(qū)相距最大距離2KM。可采用以下光分路器級(jí)聯(lián)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于光分路器的級(jí)聯(lián)與其級(jí)數(shù)無(wú)關(guān)，而與整個(gè)ODN系統(tǒng)的損耗有關(guān)。4個(gè)小區(qū)，每小區(qū)16棟樓共計(jì)64棟樓，可用2個(gè)PON口進(jìn)行覆蓋即可，如以下圖：134135此設(shè)計(jì)方案可大量節(jié)省光纖，使布線(xiàn)更加靈活，減少了布線(xiàn)過(guò)程中所遇到的各種麻煩。其鏈路損耗如下：1×4光分路器衰耗：6dB，1×16光分路器衰耗：12dB，光纖衰耗：0.3dB/Km，鏈路總損耗為：6+12+7.3×0.3=20.19dB。如果OLT發(fā)射功率為0dBm，ONU接收光功率為－26dBm，0-(-26)=26dB>20.19dB鏈路總損耗滿(mǎn)足要求。136第二個(gè)例子：需覆蓋的小區(qū)數(shù)量在2個(gè)以上，小區(qū)較小，且集中。例如，16個(gè)小區(qū)，每小區(qū)4棟樓，各小區(qū)相距0.5KM，設(shè)計(jì)方案如以下圖。此方案雖然形式上看與方案1有區(qū)別，但其設(shè)計(jì)理念及出發(fā)點(diǎn)卻是相同的，即在節(jié)約大量光纖的同時(shí)減少了施工中遇到的麻煩。137光分路器配置原那么光分路器〔OBD〕常用的光分路比為：1:2、1:4、1:8、1:16、1:32五種，需要時(shí)也可以選用2:N光分路器或非均分光分路器。ODN總分光比應(yīng)根據(jù)用戶(hù)帶寬要求、光鏈路衰減等因素確定。光分路器〔OBD〕的級(jí)聯(lián)不應(yīng)超過(guò)二級(jí)。當(dāng)采用EPON時(shí)，第一級(jí)和第二級(jí)光分路器〔OBD〕的分路比乘積不宜大于總分路比，下表為光分路器〔OBD〕常用組合〔非均分光分路器除外〕：138設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮設(shè)備〔OLT〕每個(gè)PON口和光分路器〔OBD〕的最大利用率，應(yīng)根據(jù)用戶(hù)分布密度及分布形式，選擇最優(yōu)化的光分路器組合方式和適宜的安裝位置。139光通道功率減計(jì)算ODN的光功率衰減與OBD的分路比、活動(dòng)連接數(shù)量、光纜線(xiàn)路長(zhǎng)度等有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)必須控制ODN中最大的衰減值，使其符合系統(tǒng)設(shè)備OLT和ONUPON口的光功率預(yù)算要求。140ODN光通道衰減所允許的衰減定義為S/R和R/S參考點(diǎn)之間的光衰減，以dB表示。包括光纖、光分路器、光活動(dòng)連接器、光纖熔接接頭所引入的衰減總和。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)中最遠(yuǎn)用戶(hù)終端的光通道衰減核算，采用最壞值法進(jìn)行ODN光通道衰減核算，以下圖為ODN光通道模型。141142143計(jì)算時(shí)相關(guān)參數(shù)取定：1)光纖衰減取定：1310nm波長(zhǎng)時(shí)取0.4dB/km，1490nm波長(zhǎng)時(shí)取0.25dB/km2)光活動(dòng)連接器插入衰減取定：0.5dB/個(gè)3)光纖熔接接頭衰減取定：0.1dB/個(gè)；4)光分路器插入衰減參數(shù)取定見(jiàn)表144光纖充裕度Mc1)當(dāng)傳輸距離≤5公里時(shí)，光纖充裕度不少于1dB；2)當(dāng)傳輸距離≤10公里時(shí)，光纖充裕度不少于2dB；3)當(dāng)傳輸距離＞10公里時(shí)，光纖充裕度不少于3dB；1454、帶寬測(cè)算典型業(yè)務(wù)帶寬需求的參考模型146EPON系統(tǒng)可用帶寬147FTTH網(wǎng)絡(luò)的帶寬測(cè)算包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：?jiǎn)蝹€(gè)PON系統(tǒng)內(nèi)的帶寬測(cè)算OLT上聯(lián)的帶寬測(cè)算對(duì)單個(gè)PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬測(cè)算，應(yīng)考慮該P(yáng)ON系統(tǒng)內(nèi)所有ONU所產(chǎn)生的流量是否滿(mǎn)足系統(tǒng)要求，對(duì)OLT上聯(lián)的帶寬測(cè)算，需要考慮所有PON口所帶的全部ONU所產(chǎn)生的流量〔一般OLT包括多個(gè)PON口〕。計(jì)算公式如下：Σ〔業(yè)務(wù)分配帶寬×業(yè)務(wù)用戶(hù)比率×集中比×流量占空比〕×總用戶(hù)數(shù)/帶寬冗余系數(shù)148業(yè)務(wù)分配帶寬參照前面表；業(yè)務(wù)用戶(hù)比率、總用戶(hù)數(shù)：OLT上聯(lián)帶寬測(cè)算時(shí)對(duì)應(yīng)OLT帶的所有用戶(hù)；PON系統(tǒng)內(nèi)帶寬測(cè)算時(shí)對(duì)應(yīng)于該P(yáng)ON口所帶的所有用戶(hù)。集中比：可根據(jù)不同地區(qū)、不同客戶(hù)群實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，可取1/2。對(duì)于FTTH用戶(hù)，集中比算在OLT上；對(duì)于FTTB用戶(hù)，集中比算在LAN交換機(jī)上。流量占空比：一般可取50%帶寬冗余系數(shù)：建議PON系統(tǒng)內(nèi)取90%，OLT上聯(lián)取65%149第五局部EOC接入技術(shù)150一、EPON＋EOC技術(shù)1.概述EoC是“EthernetoverCoax〞的縮寫(xiě)，也就是以太網(wǎng)信號(hào)在同軸電纜上的一種傳輸技術(shù)，原有以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的幀格式?jīng)]有改變。EOC〔EthernetOverCable〕主要可分為基帶傳輸〔也稱(chēng)無(wú)源EOC〕、調(diào)制傳輸〔有源EOC〕、2.4GHz擴(kuò)展應(yīng)用三類(lèi)，其中又可細(xì)分出很多具體的標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。目前這類(lèi)技術(shù)主要有以下四種：HomePNAoverCoax、HomePlugoverCoax、WiFioverCoax、MoCA-MultimediaoverCoaxAlliance，一般把這些技術(shù)稱(chēng)為“有源EoC〞。151同軸電纜帶內(nèi)頻率是0～1000MHz，有線(xiàn)電視系統(tǒng)工作于5～860MHz，其中，5～65MHz用于上行通道。而在實(shí)際的應(yīng)用中，5～20MHz頻帶由于雜散信號(hào)干擾嚴(yán)重，無(wú)法被采用頻帶傳輸方式的CMTS/CM通信系統(tǒng)所使用。以太網(wǎng)是基帶傳輸系統(tǒng)，以10Mbit/s速率傳輸時(shí)，以太網(wǎng)信號(hào)的功率譜主要集中在0.5～15MHz范圍內(nèi)。1522.技術(shù)原理利用有線(xiàn)電視信號(hào)在111～860MHz頻率傳輸，基帶數(shù)據(jù)信號(hào)在0－20MHz頻率傳輸?shù)奶匦?，可以使兩者在一根同軸電纜中傳輸而互不影響。把電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)合路器，利用有線(xiàn)電視網(wǎng)送至用戶(hù)。在用戶(hù)端，通過(guò)別離器將電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)別離開(kāi)來(lái)，接入相應(yīng)的終端設(shè)備。采用基帶傳輸，無(wú)需調(diào)制解調(diào)技術(shù)，樓道端、用戶(hù)端設(shè)備均是無(wú)源設(shè)備。1533.技術(shù)實(shí)現(xiàn)〔EPON＋EOC〕154二、EPON＋HiNOC技術(shù)1.概述HiNOC〔HighperformanceNetworkOverCoax〕，HiNOC用戶(hù)接入技術(shù)一種基于同軸電纜的射頻調(diào)制技術(shù)。HiNOC使用860MHz以上的空余頻段進(jìn)行以IP為主的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。HiNOC采用16MHz頻帶作為一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸信道。且采用QAM的調(diào)制方法，并可根據(jù)電纜的噪聲、衰減等情況自適應(yīng)使用BPSK到256QAM的調(diào)制技術(shù)。155二、EPON＋HiNOC技術(shù)2.所需設(shè)備頭端設(shè)備只支持一個(gè)信道的HiNOCBridge〔HB〕：將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)制到單個(gè)信道上。支持多個(gè)信道集成的HiNOCSwitch〔HS〕：將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)制到多個(gè)信道上，在同一根Cable上傳輸，相當(dāng)于多個(gè)HB的集合。用戶(hù)端設(shè)備：HM，為單信道HiNOC調(diào)制解調(diào)器156二、EPON＋HiNOC技術(shù)HB與PON終端ONU的端口連接，使以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)HB進(jìn)入樓內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)，并被調(diào)制到電纜的一個(gè)可用信道；經(jīng)分配網(wǎng)絡(luò)到達(dá)HiNOC調(diào)制器〔HM〕，經(jīng)HM解調(diào)后傳送到終端設(shè)備〔PC或STB〕。157三、EPON＋HomePNA技術(shù)1.概述PNA是HomePhonelineNetworkingAlliance(家庭線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)的簡(jiǎn)稱(chēng)，該組織于1998年成立，其創(chuàng)始會(huì)員包括Intel、IBM、HP、AMD、Lucent、Broadcom及3Com等知名公司。該組織共發(fā)布了三個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：1998年秋天發(fā)布HomePNAV1.0版本，傳輸速度為1.0Mbit/s，傳輸距離為150米；1999年9月發(fā)布V2.0版本，并可兼容V1.0版本，HomePNA2.0傳輸速度為10Mbit/s，傳輸距離為300米。2003年所推出的3.0版規(guī)格(2005年成為世界標(biāo)準(zhǔn)—ITUG.9954)，將傳輸速率大幅提升到128Mbps，且還可擴(kuò)充到240Mbps。158四、EPON＋HomePNA技術(shù)2.技術(shù)原理HomePNA采用4-28MHz頻段，其對(duì)低頻段的噪聲依然比較敏感，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁坑休^大的影響。特別是