利用HFC 网提供数据通信服务的技术挑战及其应对措施 计算机科学和技术专业

利用 HFC 网提供数据通信服务的技术挑战及其应对措施摘要：本文针对 HFC 网在提供数据通信服务中面临的两大关键技术问题，即反向通道噪声问题和媒体访问控制（MAC）协议问题，在探讨问题根源的基础上，提出了相应的解决措施，以推动 HFC 网更好地开展高速数据通信业务。关键词：HFC 网；数据通信；技术挑战；应对措施HFC 有线电视网络结构以其特有的宽带入户，节目数量多、图像质量好、频谱资源丰富、双向传输，除传输广播电视节目外，具有支持多种通信业务和连接千家万户等的优势，近几年发展非常迅速。有线电视网络向具有双向功能及交互式包括电视业务、通信业务和计算机业务在内的 HFC 宽带综合业务方向发展，构成了国家信息基础设施的重要组成部分。目前，HFC 网在提供数据通信服务中尚面临着一些关键的技术挑战，其中迫切需要解决的两个问题是：反向通道噪声问题和媒体访问控制（MAC）协议问题。一、HFC 网的数据通信标准基带局域网和宽带局域网是一样的。由美国电子电气工程师协会 IEEE802 委员会制订 IEEE802.3 规范建议的三种标准，包含了基带同轴电缆、宽带同轴电缆和对绞线 。IEEE802.3 采用的是最简单的访问控制方法就是带碰撞检测的载波侦听多址接入协议 CSMA/CD。IEEE802.3 规定的是持续算法，即数据帧必须有足够的长度，以便传输结束之前能够冲突检测。在基带 CSMA/CD 中，数据包长应大于等于两倍传输时延。在宽带 CSMA/CD 中，应大于等于四倍传输时延，否则，冲突只能在传输完成以后检测，系统性能将下降。为了在宽带系统上双向传输数据，需要双电缆，或者单电缆频分复用、频率变换器。二、反向通道噪声及其抑制措施反向通道使用 5～42MHz 的频带，这是具有良好的衰减特性的低频部分，但另一方面，由于其他服务也采用这个频带，导入的噪声成为一个严重的问题。更重要的是，反向通道共享特性产生“漏斗”效应，室内的同轴电缆好像一个巨大的天线，接收到噪声并把它们上行传送，这些噪声随信号从电缆网的支线送至干线，汇集起来，也就是说，越向上行传输，噪声汇集得越大，信号越难恢复。（一）入侵噪声的来源入侵噪声是电缆有泄漏或桥接器从外界环境中收集到的。主要包括：民用波段收音机使用的 5～42MHz 频带；户外隔离较差的电器，如微波炉、电视、收音机和电子马达，如果一个安装不牢固的 F 型连接器周围有上述电器在使用，电缆就会收集噪声并上行传送；室外的影响，如闪电、霓虹灯、车辆点火和电...