宽带业务常见问答

如何通过有线电视网宽带接入Internet
2011-07-06

随着Internet的迅猛发展,普通的电话Modem已不能满足人们对上网速度的要求,本文从实际出发,对目前中国覆盖率最高的有线电视网进行Internet宽带接入进行探讨,给出了较为详细的解决方案。

随着科技的发展,人们对信息服务的需求呈现多样化趋势,Internet的迅猛发展为人们需求信息提供了可能,但通过拨号上网连入Internet,普通的电话Modem只能提供几十kbit/s的传输速率,ISDN的接入也只达到128kbit/s,人们上网浏览信息十分缓慢。

大家知道,现在提供拨号上网的电信网在形成时只有一个电话业务,打电话只需64k的带宽,因此当时的设计也仅限于64k,而且其接入用户使用的是双绞线,这样“最后一公里”成为了瓶颈,限制网络速度的提高,尽管电信使用ISDN(综合业务数字网)、ADSL(非对称数字用户线路),但其昂贵的传输成本,使其在短期内还难普及,而通过有线电视接入Internet则较好地解决了这一难题。有线电视采用的是同轴电缆,其带宽很容易做到1000M,目前我们的传输网大多数己是750M了,就现在的带宽需求来说,有线电视的“最后一公里”是畅通的。

但如何利用有线电视这样的宽带进行高速数据传输呢?现在绝大多数的有线电视网采用单向的网络结构,传输的也仅仅是模拟的电视信号,即使现在开展的股票、点歌等业务也仅仅是广播式的,不能构成回路。Cable Modem系统即能很好地解决这一问题,该系统主要由系统前端、传输线路以及用户端接收三部分组成。

Cable Modem系统的前端主要是 CMTS(cable modem termination system),采用10BaseT、100BaseT或ATM OC-3等接口通过交换型HUB与外界相连,通过路由器与Internet连接,或者直接连到本地服务器,享受本地业务。CMTS主要负责从上传的信号分离出数据信号,把信号转换成数据包,并传给Internet服务器,同时还可以剥离出语音信号并传给交换机,并根据上传信号的数据请求向所指定的地址传输数据。

Cable Modem系统数据传输主要采用双向非对称性传输方式,其下行通道的频率范围为88~860MHz,每个通道的带宽为6MHz,采用64QAM(正交振幅调制)或256QAM调制方式,对应的数据传输速率为30.342Mb/s或42.884Mb/s。上行通道的频率范围为5~65MHz,每个通道的带宽可为200、400、800、1600、3200kHz,采用QPSK(四相移相键控调制)或16QAM调制方式,对应的数据传输速率为320~5120kb/s或640~10240kb/s。采用这种非对称性传输大大地提高了下行速率,满足了数以万计的客户的应用申请。

要实现这种传输方式就要求有线电视传输线路具有双向功能,即能同时上传和下载。尽管我们可以通过电话线上行,有线电视线路下传,但电话带宽毕竟有限,而且指令间的统一也很难保证,而目前我们的有线电视网是光缆和同轴电缆的混合网,即HFC网。信号由前端通过光缆传至各光节点,光节点向下通过电缆经分配进入千家万户,分配网中的放大器、分支分配器等器件只具备单向传输能力,因此有线网的双向改造势在必行。

改造现有的网络,并且要一步到位,对于像我们这样的县级台来说,确实有很大的难度,我们可以采用分阶段改造的办法来解决这一难题。首先按光纤到光节点(FTF)这一概念划分小区,按每一小区1500户设置一个光节点,节点内有一台光接收机和一台回传光发射机,光接收机以下通过3条同轴电缆支线联接6个小桥接放大器,每两个小桥接放大器各拖动325户,3条支线的上传信号汇集到光节点,由回传光发送机送回前端,这样,每台光发送机管3000户,每个光节点管1500户,这1500户共用一个上行通道;第二阶段,把原来光节点中的光接收机换成光分路器,在前3个小桥放机箱中把小桥放大器换成光接收机,这样就形成了3个光节点,每个光节点通过3个小桥放带动325个用户,上行线路仍通过原来的同轴电缆汇集到原来的回传光发送机,这样每台光发送机管1500户,每个光节点服务325个用户,这1500户共用一条上行光纤通路;第三阶段,随着回传用户有增多,这一上传通道十分拥挤,而且会发生指令碰撞,可靠性降低,为扩展上行通道,采用动态频率分配软件支持的智能调制解调器动态分配各种业务所需频率。在回传光发送机之前,把下面光节点的电信号分组上变频,比如,把原来的5~42MHz频段内的信号分组变换到5~42MHz、50~87MHz、95~132MHz和140~177MHz频段,这样使频率资源带宽由37MHz拓宽为148MHz,这些信号混合后再经过回传光发送机发送,这种分阶段实施对于我们资金不是很充裕的县级台搞双向网改造特别有用。一时难以全部到位,可以先把所有的光节点位置设计好,光纤铺设一次到位,然后让光接收机和回传光发送机逐步向用户端推进,以达到光纤到路边的规模。当然接下来还可以把上行信号的分组上变频再分别移到下面3个光接收机节点进行,这些信号混合后再通过原本的同轴电缆送到回传光发送机处进行二次分组变频,例如把原来的5~177MHz频段内的信号分组变换到5~177MHz、185~357MHz、365~537MHz和545~717MHz频段,这些信号混合后再通过回传光发送机发送。这样,就使得上行通道更加通畅,双向通信的接通率大大提高。

HFC网经过这样改造后,具有了双向传输功能,位于终端的用户只需通过Cable Modem接入。先把Cable Modem连接到墙上的电视插孔,然后把电脑和电视机连接到Cable Modem上。由于电脑的串口传输速率太慢,不支持Cable Modem这样的高速设备,因此Cable Modem通过自身的LAN口与电脑的网卡相连接,实现数据的高速传输。

21世纪将是信息化的社会,人们对信息的需求量将会大大增加,我们届时就可以通过有线电视网上Internet,尽情享受冲浪的喜悦了。