案例分析2 光纤同轴混合网

利用光纤来传输信号的优势非常显著，但要完全取代电缆将光纤接入到路边、接入到户实现全光网络，从技术和建设成本来看，还是存在一定困难的。在广播电视网中，为了适应交互式宽带业务的传输，解决通信“最后一公里”的问题，在CATV网基础上进行结构改造，形成了一种能提供交互式宽带业务、具有良好兼容性的网络HFC。

HFC英文全称是HybridFiber-Coaxial，即光纤同轴混合网。HFC把同轴电缆和光缆两种有线信道传输媒质结合应用，通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成。例如，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输，到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。与传统的CATV网络相比，HFC网络拓扑结构有如下特点：①光纤干线采用星形或环形结构。②支线和配线网络的同轴电缆部分采用树形或总线式结构。③整个网络按照光节点划分成一个服务区。这种网络结构可满足为用户提供多种业务服务的要求。

如图2-32所示为一种HFC网星/树形三层分布式结构，从上到下分为分布中心、光分布点和光节点三层。

最高层为分布中心，其数目视城市规模而定，功能是业务服务和信息交换。每个分布中心包括模拟和数字广播、通信设备（ATM交换）、频分复用/解复用器、调制解调器、用户权鉴定和目录服务等设施。其中一个分布中心设置有宽带控制器，负责整个网络管理和连接其他网，称为前端（HE）。各个分布中心用SDH环互连起来。

第二层是由分别连接到分布中心的数个光分布点构成的变形星，用以过渡连接，简化网络拓扑，这样减少了光节点至分布中心的链路数。

图2-32 星/树形结构HFC网

下层是由分别连接到光分布点的数十个光节点构成的星形结构，其功能是将分布中心送来的光信号进行光电转换、电信号的复用/解复用和调制/解调处理，并经路由选择送到用户终端。同时由于光节点利用数字调制/解调和频分复用/解复用技术来传送电话、数据、数字电视等多种业务，故光节点也控制着频带资源的分配；因为用户共享传输介质同轴电缆，所以光节点要负责实现和管理上行通道上的竞争协议；以及提供用户电话机的供电。光节点至用户终端间的连接，构成同轴电缆树形网络结构，形成一个服务区，服务数百个用户。为了提高服务质量，增加可靠性，以后的发展是大结构小服务区，因而服务区的用户数会降至100个左右，乃至更少。用户端经由用户终端设备，将用户接入到HFC网中。用户终端设备包括用户网络接口（UNI），机顶盒（STB）和电缆调制解调器（CM）。

信道除了从物理媒质上进行划分外，在通信中更多的是在频率、时间上进行划分。例如，HFC网的传输带宽接近1GHz，带宽资源非常丰富，为了更有效地利用信道资源，就将带宽划分成许多频段，不同频段用来传输不同业务，即频分复用；对于同一频段还可以进行时隙的划分，即时分复用。

HFC网最终应能提供各种类型的模拟和数字业务，包括有线或无线传输的语音、数据、图像，以及多媒体业务、事务处理业务，并共享传输媒质同轴电缆。为此，必须在HFC网上合理分配频段，实现各业务的有效接入。如图2-33所示为HFC的一种频谱分配方案。低频端5～42MHz主要用于用户到前端的上行通道的电话、数据传输。其中，5～8MHz传输状态监频信号，8～12MHz传输点播电视（VOD）信令，15～40MHz传输电话。50～550MHz频段传输现有模拟CATV信号，对带宽为6MHz的NTSC制式信号可传80路，对带宽为8MHz的PAL制式信号可传63路。550～750MHz频段主要用于前端至用户的下行通道的电话、数据以及数字CATV信号的传输。高端的750～1000MHz频段计划用于未来双向通信业务，其中的两个50MHz宽频段已明确用于传送个人通信业务（PCS），余下频段留做新业务及其他各种应用。

图2-33 HFC网频谱分配

一旦HFC部署到位，它可以很方便地被运营商扩展以满足日益增长的服务需求以及支持新型服务。总之，在目前和可预见的未来，HFC都是一种理想的、全方位的、信号分派类型的服务媒质。