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、车辆点火和电线的干扰；用户终端的数字信号输出，有时，电缆调制解调器或数字机顶盒本身就是噪声源；用户的F型接头松动；反向信号完整性下降，腐蚀引起的干线电缆性能下降，接头的设计寿命为15年，但实际上街道的接头只能维持5年，土壤中的酸性物质会侵蚀电缆和接头之间的绝缘层。反向通道中的大部分噪声来源于用户室内的设备，而这恰好是营运商无法管理的，问题是电缆网络是个共享媒体，很难确定噪声源。（二）反向通道噪声的抑制措施目前为克服反向通道噪声而采取的措施包括：1、提高同轴电缆分配网的屏蔽能力，以防止干扰入侵。经营者认为，大约70%的入侵杂波来源于家庭，同时也说明提高同轴电缆分配网的屏蔽能力是防止干扰入侵的根本手段。对反向通道噪声电平的测试结果表明，在5～20MHz频段的噪声电平明显较高。选用屏蔽特性优秀的同轴电缆，以消除各种从空间耦合进电缆的杂波干扰。直线电缆可采用铝管密封的物理发泡电缆，入户电缆采用四屏蔽的物理发泡电缆。要选用连接特性好的无电磁波泄漏的电缆连接头，以消除因连接泄漏而引入的噪声。接头应在5～1000MHz的频率范围内提供80dB或更好的屏蔽衰减，线路上的F头全部采用卡接式的，要及时更换接触不良或锈蚀的电缆接头。分配器、分支器和其他无源器件在带宽为5～1000MHz的范围内提供110dB的电磁干扰屏蔽衰减，必须选用具有良好屏蔽功能和较高隔离度的用户终端，用户盒带有屏蔽压条或压铸封闭成型，每个无源器件应带有机械F端口，在端口上可刻上深螺纹，用于各种高级接头的连接。在分支分配器中采用滤波器封闭尚无反向业务的用户和支路。要选用优质器材，不能为了降低造价而采用劣质器材，否则会得不偿失。同轴电缆分配网要具有良好的接地系统。对采用集中供...
