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结合PON88必发国际:技术的HFC双向光网络

浏览次数: 日期:2018-11-08 22:43

  自由空间光通信(FSO)是光通信与无线通信的结合。它以激光(~THz) 为载波、大气为传输介质实现大容量信息(155M~2. 5 G) 的传递,也称无线光网(WON )系统或光无线系统。FSO 是一项视距传输技术,只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,通信就可以进行。FSO系统一般采用红外激光作为载波,这种红外光不伤眼睛,其传输距离受气候条件影响,从几百米到几公里不等。

  HFC网络基础知识 唐明光 2003.2 HFC网络的发展 1、有线年以前—同轴干线年以后—光纤干线网和同轴分配网,即HFC网 2、HFC网 1990—1993年 FTF结构 1993年提出 FTF升级成“全业务”接入网 3、FTF结构的特点 广播式 大覆盖 5000户/光节点 4、HFC“全业务”接入网 交互式 小覆盖 500户/光节点 国际上标准化组织对HFC网的建议 1、DVB组织的建议 特点:HFC网为单向分配系统 传输MPEG-2传送数据流(TS) OAN组成(G.982): OLT 光线路终端 ODN 光配线网 ONU 光网络单元 AF 适配设备 Q3 网管接口 DVB-HFC系统组成: OLT 前端设备 FN 光纤节点 NT 网络终端 NIU 网络接口单元 STB 机顶盒 QAN 网管接口 2、DAVIC组织建议 分类:基于MPEG-2的HFC网络 基于ATM的HFC网络 特点:双向HFC网络 以MPEG-2为基础的HFC网络 功能:实现接入网上传输会聚(TC)数字 部分的功能。 组成:与DVB下行相比,增加(1)ATM 接口VB5;(2)ATM/MPEG-2互通。 特点:(1)上行和下行都以MPEG-2 传送流为基本传输流; (2)提供双向交互业务 下行 QAM-TDM 上行 QPSK-TDMA 以ATM为基础的HFC网络 功能:利用ATM方式完成接入网上传输会 聚数字部分的功能。 组成:与DVB建议相比,增加了ATM接口。 特点:传送的数字基本单元为ATM信元; 不需要ATM/MPEG-2互通功能; 基于MPEG-2的数字电视由不同频 道承载。 3、MCNS组织建议 有线电视系统数据传输业务接口规范 DOCSIS——ITU-T J.112 功能:通过HFC网络实现前端和用户之间的IP 透明传输。 组成:前端设备CMTS和用户终端设备CM以 及设置于前端/分前端的各种服务器、控制器。 特点:(1)双向传输IP数据包; (2)CMTS和最远的CM最大距离 160km; (3)离CMTS最近和最远的CM与 CMTS之间的最大距离差为160km; (4)所有的CM通信都通过CMTS 进行; (5)基于IP协议实现通信。 HFC网络频谱安排 5—42MHz/5—65MHz 上行数据业务 50—550MHz 模拟电视(下行) 550—750MHz 下行数字电视、数据 750—1000MHz 未来双向通信业务 HFC网络基本的传输模式 集总式HFC网络 分布式HFC网络 HFC网络基本的拓扑结构 星形拓扑 树形拓扑 星形—树形混合拓扑 环形拓扑 广播交互信道在HFC网上的融合 信源及前端设备 光纤链路系统 同轴分配网系统 用户终端设备 HFC网络的发展 FTF FTTC或FTTZ FTLA 城域网接入方案 接入方案一:PSTN+模拟双绞线 二:ISDN+数字双绞线 三:ISDN+数字光纤接入+数字双 绞线 四:ISDN+准HFC+数字双绞线 五:ISDN+标准HFC 六:ATM+标准HFC 七:IP+标准HFC HFC网络光纤干线 HFC网络光纤干线、设计思路:按系统工程观点进行设计 2、设计依据:业务类型 频率计划 光节点配置 光缆实际路由 3、计算中输入技术参数: 工作光波长 光纤损耗系数 光连接器数量及插损 分光器的总插入损耗 光接收机平均接收光功率 光链路预留的损耗余量 4、计算结果输出技术参数: 光发射机输出光功率 掺铒光纤放大器(EDFA)输出光功率 分光器的分光比 光链路的技术指标验算结果是否符合要求 HFC网络的技术指标分配 1、三个技术指标:CNR、CSO、CTB 2、国家规定标准: CNR大于等于43dB CSO小于等于-54dBc CTB小于等于-54dBc 3、设计值: CNR大于等于44dB CSO小于等于-55dBc CTB小于等于-55dBc 4、系统各部分指标的分配系数k,各部分 指标为: CNR=44-10lgk CSO=-55+10lgk CTB= -55+20lgk HFC光纤干线计算图 如何从实际路由图变换成计算图 星形干线计算图 树形干线计算图 星-树形干线计算图 环形干线计算图 HFC网络光纤干线) HFC网计算公式中的参数选择 工作波长:1310nm、1550nm 光纤损耗系数:1310nm 0.4dB/km 1550nm 0.25 dB/km 光纤连接器损耗:0.5 dB 光纤连接器个数:1—2 分光器总插入损耗 光链路预留余量:0.3—0.5 dB

  创智成NEW RUGGED R30拥有超强续航能力,凭借其集成式备用电池,能轻松应对长时间检测作业。可以使设备连续工作不影响工作效率,受到现场工作人员的赞扬。

  尽管韩国一直在努力向海外推广T-DMB技术,但是目前T-DMB的主要市场还是在韩国。根据有关机构预测,终端市场2005年能达到约100万台,到2008年可以达到l 300万部的规模。在业务市场规模方面,2005年的市场规模约为5200万美元,预计2008年能够达到4亿美元的市场规模。

  从2004年起,世界各地的移动运营商纷纷推出了基于蜂窝网络的手机电视业务,他们利用GPRS或者cdma2000lx网络提供流媒体方式的手机电视业务。从业务内容看,SKT公司的基于1xEVDO网络的手机视频业务可以直接转播电视节目,而其他运营商则主要提供手机短片MTV等非实时的视频业务。

  多址复用方式:MMDS/LMDS下行链路采用TDM或FDM复用,以点到多点的方式向相应扇区广播信号,各扇区相应用户在自己的频段或时隙内接收信号。MMDS/LMDS一般采用上行多址接入方式为TDMAFDMA,以点到点方式向基站发送信号。采用TDMA方式时,在同一频段内的远端站可以在不同时隙向基站发送信号,从而可以有效支持突发性强的数据业务,适于支持多个突发性或低速率数据用户的接入。采用FMDA方式时,位于同一扇区的不同远端站在不同频段上向基站发送信号,彼此互不干扰。FDMA对干大量的连续非突发性数据接入较为合适。实际应用中,可以根据用户业务的特点及分布来选取适合的多址方式。

  长久以来,加固笔记本产品主要助力军警等特种行业用户开展工作。由于相关行业用户的需求特点,同时受制于开发周期、散热等问题的制约,使得加固笔记本相对于商用和消费笔记本产品来说在平台性能上存在着较大的差距。国内大部分加固电脑厂商,所生产的加固笔记本产品,无论在平台、CPU显卡,还是在内存硬盘的性能配置上,都要比商用和消费产品滞后1-2年。

  目前,butterfly结构[4]及其他一些相似的结构都广泛应用于信息处理领域中,如数字信号处理中的快速傅里叶变换(fft)等,图1(a而)中给出了8-bit输入的butterfly结构,图1(b)中给出了相应的inverse butterfly结构。

  (原标题:创智成 New Rugged R30全加固笔记本电脑在汽车制造中的应用)

  ·发射功率受限,为了防止激光对人眼造成伤害,FSO系统发射功率不能超过一定的限制范围,这也影响了FSO系统通信质量的提高。

  两死对头合作,共谋DVB-H移动电视互通性(9.14 9:40)·

  ·不需要频率许可证,FSO系统工作频段在THz以上,没有信号间的相互干扰,故不需要频率许可证。

  HFC(Hybrid Fiber Coaxial)网络是由光纤和同轴电缆网络混合组成的,以星型或者树形拓扑结构为特点。从前端(Headend)到光节点采用光纤传输,如果要构成双向网络,则每个光节点另外单独需要1根光纤来实现双向通信; 当然,如果采用波分复用(WDM)技术,上行就必须采用1310nm波长,下行采用1550nm波长。但是要引入光放大器提升下行总功率,需要采用高隔离度的波分复用器件。所以,如果构建双向HFC网络,开展宽带接入业务,实现回传则需要很多根光纤,而且光信号到了前端后,前端需要很多回传光接收机,同时汇聚噪声会十分明显。例如: 一个HFC网络,采用星型结构,有n个光节点,那么下行需要n根光纤,上行还需要n根光纤,前端再需要n个回传光接收机,而且这n个光节点的回传噪声将会在前端的CMTS(Cable Modem Terminal System)汇聚,劣化回传信号的载噪比,甚至导致回传系统无法正常工作。所以如何低成本地构建高质量、宽带的双向HFC网络是广电实现宽带接入的关键点。

  无源光网络(Passive Optical Network,PON)技术,是一种采用无源光网络(前端和光节点之间没有有源设备、器件)的技术,是一种新兴的透明的宽带接入技术。它的参考结构如图1所示。PON网络起始于前端的线路终端(OLT),终止于光节点的光网络单元(ONU)。中间使用普通光分路器进行光能量分路。

  信号从前端的OLT到用户端的ONU称为“下行”; 信号从ONU到OLT称为“上行”。从这些特点来看,PON和我们的HFC网络具有很多相似之处。

  PON采用树形、星型分支结构,多个ONU共享光纤和前端OLT的回传光接收机。PON下行采用时分复用(TDM)方式,信号广播式下发,和我们的HFC网络的下行完全一样,是“一发多收”;但是,信号的上行方式却不一样,各个ONU或者说光节点共用一根光纤进行回传,回传采用时分多址(TDMA)技术,“多发一收”,前端只设置一个回传光接收机,在任意一个时刻只有一个ONU发送信号,各个ONU单元轮流发送信号,实现光纤和回传光接收机的资源共享。

  同HFC网络一样,PON网络也有总线型、树形、星型等拓扑结构,见图2。PON系统一般采用无源单(双)星形拓扑,分路比可以达到1∶16~1∶32,每个光节点可与数十个到数百个用户端设备(CPE)相连。

  PON本身是一种多用户共享系统,即多个用户共享同一前端设备、同一光缆和一个光分路器,成本较低,其安装、开通和维护运营成本也相对较低。加之PON能够提供透明宽带的传送能力,因此接入网正在大量应用PON技术。国内外的标准化组织也已经制定了相关标准。

  目前主要有两种比较有前途的技术: A-PON和E-PON,即ATM-PON和Ethernet-PON。其中,A-PON的上、下行方向的信息传输都采用ATM传输方案,下行速率为622Mb/s或155Mb/s,上行速率为155Mb/s。光节点到前端的距离可长达10~20km,或者更长。

  当必须保证服务质量(QoS)时,A-PON设备就成为首选的设备。A-PON的综合接入系统具有ATM技术所特有的统计复用功能,可以充分利用带宽资源,获得节约带宽的效果。

  目前的G.983.x系列建议规定A-PON中数字信号的标称比特率有两种: 一种是上、下行对称的155.52Mb/s;另一种是非对称的下行622.08Mb/s,上行155.52Mb/s速率。其双向传输方法主要有两种,第一种采用单纤波分复用方式,两个波长分别工作在下行1550nm区和上行1310nm区; 第二种采用单向双纤空分复用方式,工作在1310nm区,以便充分利用低成本的光源。

  E-PON除帧结构和传输速率与A-PON的不同外,其余所用的技术与A-PON所采用的许多技术类似,E-PON的体系结构也符合G.983.x系列标准的要求。

  E-PON和A-PON的主要区别是: 在E-PON中,根据IEEE802.3以太网协议,传送的是可变长度的数据包,最长可为65535个字节。而在A-PON中,根据ATM协议的规定,传送的是53个字节的固定长度信元。所以,A-PON系统不能直接用来传送IP业务信息,如果要传送IP业务,就必须把IP包拆分,构成一个个ATM信元。这个过程除费时外,还增加了OLT和ONU的成本,而且ATM的信头也是对带宽的一种浪费; 与此相反,以太网适合携带IP业务,与ATM相比,极大地减少了开销。E-PON的下行速率为1000Mb/s或者100Mb/s,上行为100Mb/s。

  结合HFC双向光网络的功能特点,我们提出了“结合PON技术的HFC网络双向化光网络”的设计。即采用PON网络技术构建双向HFC光网络,下行仍采用原有的光端机,广播式下行占用一根光纤(如果是环网,则加倍),所有光节点的业务回传占用一根光纤(如图2所示)。当然,如果采用波分复用(WDM)方式,可以1550nm波长光发射机下行,所有光节点用1310nm的FP激光器进行回传,再用若干1310/1550波分复用器即可。

  系统采用无源光分路技术,网络可以进行多级无源光分支,前端与光节点可以星型、树型、总线型三种基本拓扑结构组网,分别适用于不同地域和应用场合(如图2所示)。

  双向HFC网络目前开展的主要业务是IP业务,所以采用E-PON技术是最合适的,它不需任何复杂的协议,光信号就能精确地下行传输到ONU; 来自光节点ONU的数据也能被集中传送到前端。在物理层,可以使用1000Base的以太PHY; 同时,增加MAC控制命令进行控制和优化各ONU与前端OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信。在协议的第二层,可以采用成熟的全双工以太网技术,使用TDM技术后,ONU在自己的时隙内发送数据报,网络中没有碰撞,所以不需CSMA/CD,从而充分利用带宽。另外,E-PON技术通过在MAC层中实现802.1p以及动态带宽分配(DBA)技术来提供与A-PON类似的QoS。

  下行设计采用QAM调制器,将数据信号调制到电视信号的空闲频带内,和下行TV信号混合后送入下行的光发射机。下行的数据信号除了净荷外还要加上管理开销。在光节点将光信号转化为电信号,TV信号送到用户,QAM信号被解调,根据TDM时隙分配,解出各个光节点本地的信号; 回传可以采用价格便宜的1310nm的FP激光器,甚至LED,回传调制是采用我们已经研发成功的“突发模式(Burst-Mode)”数字光发射电路。回传信号以数字调制的形式,在前端分配给自己的时隙内将信号回传到前端。这样,前端仅仅使用一台回传数字光接收机就可以接收所有光节点的信号,而且克服了回传噪声的影响。

  DBA技术保证各个光节点回传信号的带宽能够按照业务需求实现动态带宽分配,带宽的分配可以很细密的方式进行,最小颗粒可以为64kb/s,这点和其他一些接入的呆板方式完全不同。PON技术体系中的“硬件搅动”技术可以保证网络中数据的安全性。

  综上所述,构建结合PON技术的HFC网络是解决目前HFC实现宽带业务接入的行之有效的方法。

  首先,关键技术主要集中在IP等业务信号在HFC网络下行信道的适配、映射和QAM调制,由于下行信道质量较高(CNR51dB),所以可以采用256QAM调制以降低带宽占用。

  其次,将PON中的成熟技术应用到HFC网络中,比如测距技术、动态带宽分配技术、突发发射、突发同步和硬件搅动扰码技术等。

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