HFC网络抗干扰研究

HFC网络抗干扰研究

彭琮[1]2003年在《HFC网络抗干扰研究》文中研究说明随着社会的进步和技术的飞速发展,人们对视频点播、可视电话、互联网等宽带业务的需求不断增大。这使得通信网络的宽带化成为必然。信息高速公路“最后一公里”的宽带接入技术正在迅速发展。在众多的接入技术当中HFC(Hybird Fiber/Coax)网络正以其独特的带宽优势和性价比优势得到了越来越多的关注和研究。在HFC逐渐推广的过程中,它的抗干扰能力差的弱点也渐渐的显露出来,成为了竞争对手攻击的借口,并影响到它的进一步发展,在这种背景下就需要对现有的基于DOCSIS协议的头端进行抗干扰能力方面的改进和加强。国外的企业也在这方面进行了深入的研究,实现了一些能够有效增强网络抗干扰能力的技术。其中象北电网络就推出了他们的抗噪声技术,并已经推向了市场。本论文首先对HFC网的拓扑结构、体系结构、关键设备、信道特点等方面进行了充分的研究,指出这种网络拓扑结构固有的缺点,那就是上行是多点到一点的信号汇聚。然后在对网络中不同噪声进行分析的基础上,指出了目前实际运行环境中网络受到的两种主要噪声干扰及其对网络危害的程度。同时结合了网络的拓扑结构详细的阐述了漏斗效应的形成和漏斗噪声的来源。漏斗噪声的根源就在于网络的树状拓扑结构,并指明了漏斗噪声可以对网络造成巨大的危害,严重的时候使得网络无法正常运行。如何降低噪声对网络的危害,本论文指出了两个方向,其中一个就是在调制体制上下工夫,采用S-CDMA体制,通过改变调制方式来主动的抑制噪声的影响;另一个方向就是基于现在协议提供的抗噪声干扰的机制,充分挖掘测距机制和灵活的突发配置机制的抗干扰潜力,以不影响头端设备的正常运行为前提,以它们为基础实现能自动避开强噪声干扰的频率转移。本论文在充分分析了DOCSIS协议的抗干扰措施的基础上,并且给出了具体的实现。最后对设备的实验运行进行了详细的描述,并给出了在模拟噪声影响下的实验结果。

王轶飞[2]2012年在《HFC漏斗效应及抗干扰技术研究》文中指出保定有线电视网经过多年的发展,取得了长足的进步,目前已有相当规模的城域网网络。由于网络层次不清、组网的不合理,随着业务的发展和光节点数的增加,未来业务的调度和增加将日趋困难和复杂。为了进一步提高网络的抗噪性,在深入调研有线电视网络在进行叁网融合需求的基础上,分析了有线电视HFC网络的特点、工作流程和性能指标,分析了存在于HFC网络中的白噪声、高斯白噪声和高斯噪声的特点和它们混合后噪声的干扰特点、干扰方式。对于机房等高噪声的地方,使用混入一个极低的白噪声能够很好的改善背景噪声的功率谱密度进而改善信道的载噪比。并探讨了基于HFC网络的各种抗干扰技术和工艺方式。

赵志豪[3]2013年在《有线电视接入网络双向改造技术应用分析》文中进行了进一步梳理我国有线电视网络经过20多年来的建设和发展,从模拟电视到数字电视,有线电视网络一直担当着国家重要的信息化基础设施和信息传输的媒质。随着信息技术的发展,叁网融合已进入实质性发展阶段。虽然,在近几年的数字电视整体转换工作中,用户数量有所提升,但面对各大运营商新业务的推广与发展,尤其是IPTV的疯狂铺建、网络视频的广泛传播,终端家庭正在面临着多样化收视选择,由于不便利、空间受限、内容缺乏等原因,用户对观看电视的方式正在逐渐失去兴趣,传统的单向广播式有线电视已无法满足人们日益增长的多元化需求,广播电视单向接入网传输技术已无法满足交互电视、数据、语音、VPN等多业务需求,而且电信IPTV技术新颖、接入灵活、套餐实惠,对有线电视业务带来很大的冲击。因此,在“叁网融合”的背景下,提高技术水平、提升网络效益、提高竞争力的模式已经成为广电网络公司继续生存、发展的关键,因此,尽快建成全程双向、互联互通、宽带可靠的网络平台,积极提升网络承载业务的能力是当务之急。有线电视双向网络是为用户提供综合业务的双向传输系统,实现互动业务。而双向网络改造技术种类主要有CMTS+Cable modem(CMTS:Cable modem TerminationSystems),EPON+EOC(Ethernet over COAX以太数据通过同轴电缆传输),EPON+LAN,FTTB+LAN等等,而本论文主要研究广东省内各地市所采用的接入网双向改造技术:CMTS+CM和EPON+EOC两种。首先,阐述了有线电视双向接入网络的基本原理及下一代广播电视网络的发展思路,理清思路,为未来的网络发展指明方向。其次,对CMTS+CM和EPON+EOC两种网络改造技术的技术原理、标准体系、组网应用进行分析;进而以实际应用中所关注的项目(网络投资成本、传输带宽、抗干扰能力、系统安全和系统网管)为基础,结合理想接入率的模型,对上述两种网络改造技术进行分析对比,明确CMTS+CM技术的优势。最后,结合广东汕尾网络改造的实际情况,提出了双向网改实施方案。为地市及区县等分公司提供网络改造指导意见。

花汉兵[4]2003年在《HFC-CATV网络上行通道噪声特性分析及抗干扰技术研究》文中提出论文对HFC-CATV上行信道噪声特性和抗干扰技术进行了研究。首先分析了上行信道噪声漏斗效应现象,讨论了HFC网络中噪声干扰的来源、成因和特点,其次以数学公式及物理定律为理论基础建立了上行信道噪声模型,接着研究上行信道噪声对QPSK、16QAM调制技术的影响。分析与仿真表明,冲击脉冲的出现频度越高或每个冲击脉冲的能量越大,则误码性能劣化越显着;而窄带连续波干扰的特征函数与高斯白噪声一样,所以误码曲线的形状也一样,随着比特信噪比的增大,误码率下降很快,但随着窄带连续干扰波数目的增多,误码性能明显变差。通过分析得到QPSK系统的抗干扰性能要优于16QAM。最后,采取了同步码分多址技术和非线性自适应滤波技术来抑制冲击干扰和窄带连续波干扰。

徐晓雷[5]2006年在《HFC网络双向对称传输关键技术的研究》文中研究表明在互联网高速发展的今天,互联网宽带接入技术层出不穷,其主流两大接入技术是电话线运营商采用的ADSL接入技术和广电运营商所采用的CM(cable modem,同轴电缆调制解调器)接入技术。本文侧重于研究CM的宽带接入方式的关键技术。目前对于各个运营商来说,随着竞争的加剧,所有的电信业务进一步放开,已经不能找到一种或几种能够让绝大多数人接受的业务形式,都试图用自己已有的网络进行多业务的开展,用多种业务来捆绑用户,提供用户的忠诚度。要达到以上的目标其中的两个条件是必须具备的。第一,是需要运营商有一张能够为用户提供优质服务的网络;第二,是能够在一张网络上提供数据、语音、视频等多种业务。从而实现在业务上的“叁网合一”。这样不仅能够节省运营商在网络建设以及扩容上的开销,而且对于用户来说更能够只接入一根线缆就能够解决自己所有的日常所需,减少了麻烦也节省了用户室内的空间,不需要用户在家中频繁的布放电缆。本文针对于如何进一步提高HFC(Hybrid Fiber Coax,光电混合)网络稳定性进行了研究。由于HFC固有的树型结构以及它通信的共享方式,使整个信道产生了噪声汇聚——即“漏斗效应”。为了尽量降低噪声的影响,采用S-CDMA的方式替代从前的TDMA的方式,提高CMTS(Cable Modem Terminal System,电缆调制解调器终端系统)抵抗噪声的能力,在同等信噪比的情况下具有更低的误码率,从而提高信道的利用率,增强其对噪声的抵抗能力。在HFC网络中提供QoS(Qualify of Service,服务质量)保证是本文的另一个研究要点。在CM的数据业务中从前的方式均是“尽力而为”的传递标准,并没有对相应的业务进行优先级的划分。这样就严重制约了在CM上进行多种实时业务的开展(例如:VOIP业务、IPTV业务等)。通过建立对QoS的支持以及相应的MIB(Manager Information Batabase,管理信息库)库,使CM具有区分业务等级的功能,进一步提高了CM对实时业务的支持能力。

李杰[6]2003年在《光纤同轴混合网上行信道共享技术改进方法研究》文中指出随着传统有线电视网络及其设备双向改造的完成, HFC(Hybrid fiber coax),即光纤同轴混合网已成为向用户提供双向宽带综合业务的重要途径。为了兼容传统的有线电视传输模式,HFC网络带宽首先被频分为若干个8 MHZ的频道,这些频道被统一划分为下行和上行信道。上行频带位于5-65MHZ之间,这一频带为高频(HF)和甚高频(VHF)的一部分,此频带易受噪声干扰;此外,由于从光节点到用户端为树型分支结构,同一光节点的多个用户共享同一信道,形成了漏斗效应。因此,上行信道具有频带窄,噪声大的特征,这一特征对上行信道的数据传输具有极大的影响。HFC网络下行信道采用一点对多点的广播方式,用户共享下行资源实现比较简单。上行信道是一个多点对一点的媒体共享信道。所以,目前局域网使用的媒体接入控制MAC协议如:CSMA/CD、令牌等,不适用于HFC网。因此,解决上行信道的噪声问题和上行资源共享是HFC网络能否成为一个多媒体业务通信平台的关键技术之一。目前,很多国际化组织已经针对HFC网络接入双向业务制定了一系列规范。其中最有影响的是IEEE802.14工作组制定的IEEE802.14标准和MCNS提出的DOCSIS规范。前者侧重于ATM信元的传输,提供了完善的QOS支持;后者侧重于变长IP数据包的传输,在DOCSIS V1.1中提出了QOS的概念。无论是IEEE802.14还是DOCSIS两者MAC层协议的设计重点都放在上行信道上,即上行信道的分配,服务调度以及冲突解决等。本文结合当前HFC网络中主要MAC层协议的设计思想从本质上分析了影响协议性能的关键因素,结合上行信道的利用率和数据传输延时这两方面的性能从理论上分析了 HFC网络上行信道的传输机制,并对分析结果进行了仿真。在此基础上提出基于ALOHA与S-CDMA的HFC网络上行资源共享技术,并在理论上对其①抗干扰能力、②上行信道利用率、③传输延时等方面作了详细的分析。证明了新型的基于ALOHA与S-CDMA上行资源共享技术的HFC网络的性能要优于传统的基于TDMA技术的HFC网络。

周健[7]2007年在《基于HFC网的智能小区叁网合一的设计与实现》文中研究指明近年来多功能的智能化小区越来越成为人们关注的新焦点,为了在小区内营造一个宽带的数字化传输网络,推出了一个新的理念——将计算机网络、有线电视网络与电话通信网叁网合一。目前叁网合一的历史并不长,出现了许多技术方法,它们各有优缺点,但仍处于探索阶段。利用光缆同轴电缆网(HFC)技术是当前叁网合一应用研究的一个热点。作者参与了一些智能小区叁网合一的设计开发,主持了一个智能小区叁网合一的设计,进行了一定的探索与实践,积累了一些实践经验和体会。本文在此基础上进行撰写,文中对技术方案的设计原则、网络结构的选择方法、业务频带的划分策略等给出了较详细的阐述;对网络信道的性能进行了深入的分析;对小区功能的实现进行了重点剖析。本文首先简要阐述了智能小区和叁网合一的相关基础,通过分析各网的现状,阐明了叁网合一的可能性及必要性,并在此基础上总结了叁网合一现有的技术要点。接着通过剖析各种接入网技术的特点,选择HFC网络,并将HFC双向网络的原理应用于智能小区的设计中。然后针对基于HFC技术的智能小区叁网合一的设计方案及功能实现作了详细介绍,在设计中遵循软件工程的系统开发原则,具有超前意识,使小区的技术处于先进地位。作为对基于HFC技术的智能小区叁网合一的可行性验证,论文的最后以某小区的叁网合一工程为应用实例,通过实践表明了其设计具有相当的应用价值,并获得好评。本文所设计实现的基于HFC技术的智能小区,可以实现有线电视CATV、视频点播(VOD)、计算机网络、物业管理、室内防盗、紧急求助和信息查询等功能,不仅能使小区系统的功能得到扩展,而且还节约了大量的人力和物力。本设计为智能小区的建设提供了一种新的设计方案,具有参考价值和一定的推广性。

张超[8]2008年在《数字电视信号的HFC网络传输研究》文中研究表明目前,中国有线电视数字化工程正在各个城市轰轰烈烈地开展当中。对于中国的广电技术人员来说,将面临从模拟有线电视的维护工作向维护数字电视的转变。当前中国的有线电视网络结构形式基本上都是HFC(光纤同轴混合),从模拟电视向数字电视的转变需要的仅仅是在网络的前端机房增加数字电视信号编码和调制设备和用户终端增加数字电视信号解调和解码设备(数字电视机顶盒),然后将HFC网络中传输的模拟电视信号变为数字电视信号就可以完成。但是,由于数字电视信号和模拟电视信号采用了不同的编码和调制方式,数字电视信号在原来传送模拟电视信号的HFC网络中会不会发生新的问题,仅仅从理论分析上是无法预测的。因此,结合南京广电网络公司数字电视整体转换工程开展4个月以来的数字电视业务维护工作,对HFC网络状态和数字电视(QAM)信号传输的影响进行了理论分析和实验探究。在文章中,主要模拟了HFC网络系统内部常见问题引起的数字电视信号故障,分析了典型的HFC网络系统受外界干扰引起的数字电视信号故障,并根据这两类故障的特点讨论了数字电视信号非中断故障的排查流程。

柳君明[9]2005年在《基于HFC网络的远程自动抄表系统的研究与开发》文中提出随着电力发展和电网改造的进行,目前市场对电力自动化管理系统的需求正进一步增大。但现有的系统或自动化程度不高或抗干扰能力差,不能满足实际使用的要求,因此迫切要求提高系统性能。 该课题的研究内容为HFC自动抄表系统,通过此系统来达到抄表的自动化。提出一种使用HFC宽带传输数据的方法,以求达到较高的抗干扰能力和数据传输可靠性,论文中对集中器软硬件的设计开发过程做了重点论述,对开发集中器软件用到的网络编程技术、串行通信的编程技术进行了深入的探讨。论文同时描述了智能电表采集器的原理,并对集中器与主站系统的数据传输规范作了说明。对系统管理软件的设计亦进行了简要说明。 电表数据集中器是以通用单片机为硬件基础,连入Internet网络,完成对远程数据的采集,实现其网络和串行通讯的功能。对数据集中器的开发实际上是开发一个单片机嵌入式系统。 结果表明本系统能够达到较高的抗干扰性,可达到较远的传输距离,符合自动抄表的要求。同时具有成本低廉,计量准确,工作稳定可靠等特点。与其他几种AMRS系统相比,弥补了各种缺陷,市场应用前景十分巨大。

张铭[10]2006年在《双向光纤与同轴电缆混合网络中的回传通道设计》文中进行了进一步梳理光纤与同轴电缆混合的网络(Hybrid Fibet Cable,简称HFC),是当前广播电视系统最常见的网络形式。HFC宽带接入网具有带宽资源丰富的优点,下行方向的带宽可达1000MHz,上行方向带宽可达40Mbps。另外,基于HFC网络平台传送的有线电视节目覆盖用户数量巨大,是全国覆盖面最为普及的网络之一,HFC网络具有非常广阔的发展应用前景。本文在查阅了大量中外关于回传通道设计的文献资料的基础上,论述了在回传通道的性能和与之相关的噪声源中重要的因素,讨论了用于表征回传光学系统的技术,比特误码率(BER)和噪声功率比(NPR)技术。结合自身多年的对于HFC双向网络改造实践经验,确定了HFC网络回传通道设计的四个原则:可靠性原则,开放性原则,扩展性原则,实用性原则。HFC网络的可靠性设计,重点考虑了网络设备的可靠性、关键部件热冗余备份、主干线网络的自愈能力、网管系统标准化、设备和系统安全性,以及网络建设和施工的标准规范化;开放性设计主要要求网管软件要完全满足国标并遵循开放式国际标准、应遵循SNMP协议、设备接口参数和插件接口规格要求标准化;扩展性设计主要考虑了网络的平滑升级,对选用器材的技术参数及接口提出了适应未来扩展的要求;实用性设计考虑了在遵守国标和国际标准的前提下,以最低投入,获得最佳的性能价格比。最后论文总结了回传通道设计的关键技术,结合在回传通道调试中的实践经验,给出了HFC网络回传通道切实可行的的设计方法。为HFC网络回传通道的设计提供了一个完整、可靠的解决方案。

参考文献:

[1]. HFC网络抗干扰研究[D]. 彭琮. 重庆大学. 2003

[2]. HFC漏斗效应及抗干扰技术研究[D]. 王轶飞. 华北电力大学. 2012

[3]. 有线电视接入网络双向改造技术应用分析[D]. 赵志豪. 华南理工大学. 2013

[4]. HFC-CATV网络上行通道噪声特性分析及抗干扰技术研究[D]. 花汉兵. 南京理工大学. 2003

[5]. HFC网络双向对称传输关键技术的研究[D]. 徐晓雷. 哈尔滨工程大学. 2006

[6]. 光纤同轴混合网上行信道共享技术改进方法研究[D]. 李杰. 重庆大学. 2003

[7]. 基于HFC网的智能小区叁网合一的设计与实现[D]. 周健. 苏州大学. 2007

[8]. 数字电视信号的HFC网络传输研究[D]. 张超. 电子科技大学. 2008

[9]. 基于HFC网络的远程自动抄表系统的研究与开发[D]. 柳君明. 山东科技大学. 2005

[10]. 双向光纤与同轴电缆混合网络中的回传通道设计[D]. 张铭. 大连理工大学. 2006

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