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通信

宽带网络的“窄”问题

出处:通信网 作者:蔡晓栋 2004-10-27 14:54 评论
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目前有线电视网络正朝着业务综合化、数字化发展,其中双向数据通信越来越多,作为现代通信领域的重要技术之一的CRC算法,目前除了在计算机网络、电信网中应用。

  目前有线电视网络正朝着业务综合化、数字化发展,其中双向数据通信越来越多,作为现代通信领域的重要技术之一的CRC算法,目前除了在计算机网络、电信网中应用,还可以在HFC网络的软硬件通信设备中得到充分的应用。CRC自身机制确保有效克服恶劣的网络通信环境的干扰,有效降低通信误码率,实现信号的正确传输,保障了网络业务的开展,因此,CRC数据校验技术作为提高数据传输质量、高效检错的有力手段,将在HFC中大有用武之地。

  传统意义上,我们将有线电视HFC网络定义为宽带网络,是信息高速公路的“最后1 km”,而将电信的固话网络定义为窄带网络,因为它仅能提供简单的语音和低速的数据服务。但从多年的发展和运营来看,HFC网络的宽带特性并不明显,业务的发展远落后于固话网络的一次又一次变革,尤其是在固话网络xDSL技术不断发展的今天,HFC网络承受着巨大的挑战,宽带的优势正在面临着严重的威胁。究其原因,是HFC的宽带特性在实际应用上和我们的预期有些出入,HFC并不是完全意义上的宽带网络,它也有其一定的局限性和弱点,各种不可回避的问题,使HFC网络变“窄”了。

  1HFC网络拓扑结构使其成为一个“窄带”的网络

  我们将HFC网络定义为宽带网络,是从光缆和电缆的特性而言的。毫无疑问,从带宽特性来说,光缆是宽带网络使用最广泛的干线、超干线传输媒介,是被各个通信运营商用得最为广泛的宽带传输媒介,HFC网络被称为“宽带”网络的根本原因在于采用了同轴电缆作为最终的入户媒介。单纯地从传输媒介而言,相对于固话网络双绞线,同轴电缆的频带特性确实称得上是“宽带”,但这是仅就电缆本身特性得出的结论,并不能就此说HFC网络就是完全意义上的宽带网络。

  我们熟知的传统HFC网络采用的都是星树型的拓扑结构,前端提供所有的信号源并经光电转换,从前端发送光信号到各个光节点,各个光节点往下全部采用同轴电缆进行电信号的分配,可以看出,所有的用户分享的是前端的带宽。所以,对于1个550 MHz或750 MHz的系统,真正平均到每个用户的带宽有限,前端覆盖的范围越大,服务的用户越多,实际的网络带宽越“窄”。

  过去,我们经常这样对比:HFC网络是个550 MHz或750 MHz的宽带网路,而固话网络只是传输3.4 kHz语音的窄带网络。这种对比其实还仅仅是对电缆传输特性的对比,而并未从网络的整体考虑,事实上,所谓的固话网络3.4 kHz是单个用户的带宽,而HFC的550 MHz或750 MHz是网络的总体带宽,两者并不完全可比。过分强调这样的对比,只能影响我们对网络发展的思考。 2噪声的存在使HFC网络变“窄”

  我们可以将HFC网络上的噪声简单划分为内部噪声和外部噪声。内部噪声包括放大器中的热噪声、散粒噪声,光设备的量子噪声等。外部噪声主要分为两部分,一部分是来自于用户终端的噪声,这部分噪声和信号混叠在一起,当它们落在同一个频带内,很难进行控制;另一部分是来自于传输线路的侵入噪声,如各种电器设备产生的瞬时脉冲、各种无线通信设备产生的持续的电磁干扰等。外部噪声是不可预知、不可控的,而内部噪声中,传输器件的噪声是可预知的,而来自用户终端的噪声也有很多的未知性。

  HFC网络结构不同于固话网络,固话网的传输线路是平衡传输,有较强的抵御外部干扰的能力,而同轴电缆采用的是非平衡的传输方式,抗干扰能力弱,当屏蔽层导体接地不良时,问题更加突出。对于HFC网络的星树型拓扑结构,在上行信道上是个汇聚的网络,带来的问题就是噪声的叠加,同轴电缆的传输长度越长,噪声控制能力越差。按照当前的频谱规划,5~65 M为上行频带,事实上,在很多地方,由于大量噪声的存在,5~30 M基本不能被使用,30 M以上也仅部分可用,这就使得可用带宽被大大缩减;另一方面,也正因为噪声的存在,使得调制方式受到限制,例如,在很多的运营网络中,上行只能采取QPSK等低效率的调制方式,下行一般只能采用64QAM,所以,不仅HFC的可用带宽受到了限制,传输速率也受到了限制。

  3信息的有效性使HFC网络变“窄”

  宽与窄,是相对于业务方式而言的。传统上,我们将电视业务看作是宽带业务。就模拟电视而言,1套电视占用8 MHz的频带,即便数字电视,一套节目的码率基本也大于4 Mbps,要用固话的双绞线同时传送数十套电视节目,显然是不行的。所以,我们自然将HFC网络定义为宽带网络。

  但我们必须看到,尽管电视业务是宽带业务,但它的业务特征是广播,所有的用户接收相同的信号,这些信号携带了大量的信息,但这些信息并不都是用户需要的或能够被用户使用的。信息的价值在于它的可用性或者有效性,虽然传统的广播电视也携带了大量的信息,但对单个具体的用户而言,并不是到达用户的所有的信号都被使用了,用户也并不是总能接收全部信息。事实上,对于用户而言,用户感兴趣的或者能被用户利用的信息只是其中很小的一部分。

  对于网络来说,因为对相同的信息只需发送并且传输一次,网络的效率提高了,但对于用户来说,却是大量的无用信号占用了信道,大量的广播式业务的应用,使HFC可被利用的信道变“窄”了。

  而现在的宽带网络,,是基于互联网基础的计算机信息网络,在该网络上,有价值的信息在信号中的百分比提高了,只有被用户选中的信息才会以信号的方式传送到用户端,即用户参与到了信号的传送中而不再只是被动地接收——最多就是和电视机的互动,信道的利用率被大大提高了,信息的时效性也明显提高。当然,在宽带网络上也流动着大量的无用信息,如垃圾邮件,病毒等,但这些都是人为因素,不是技术因素。

  所以,从信息的有效性看,HFC网络是个信号的宽带网络而并不总是信息的宽带网络,所以当前即便是HFC网络的看家业务——广播电视业务本身也在遭受着宽带网络的冲击。

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