S-CDMA 技術應用于HFC網絡

2019-11-03 09:20:23

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供稿：網友

　　河南省濮陽有線電視臺高級工程師李軍

　　河南省濮陽有線電視臺工程師劉道甫

　　關鍵字：S-CDMA技術、回穿噪聲不漏斗效應、傳輸速率

　　我國的有線電視用戶以達8000多萬戶，并在以每年500萬戶速度增長，有線電視戶數已穩居世界第一位。有線電視成為我國家庭入戶率最高的信息工具。1995年，原廣播電影電視部在各省有線電視網絡的基礎上制定了全國有線電視聯網規劃，1996年開始實施。目前已鋪設干線光纜1.4萬公里，成為我國通信三大骨干網之一。在技術進步及市場需求的二大強力推拉作用下，將目前的單向單一業務的有線電視網改造雙向的綜合業務寬帶網呼之欲出。目前我國有線電視網大部分為HFC網絡，該接入網以成為用戶進入信息高速公路的“瓶頸”，為了實現雙向數據、交互式綜合業務的開展，關鍵問題是解決HFC網絡的回傳噪聲的“漏斗”效應及傳輸速率。當前作為移動通信流行技術的CDMA技術，可以有效克服這二個問題。本文將基于CDMA的S-CDMA(Ssynchronous-division-multiple-access

　　同步碼分多址技術簡要闡述。

　　一、回傳噪聲的“漏斗效應”

　　在有線電視頻譜分配中，將5-56MHZ頻段作為上行通道，在這一信道中，由于外界和內在的諸多因素，充滿了入侵噪聲、脈沖噪聲、窄代干擾、寬帶高斯噪聲、失調和非線性損傷等等。這些噪聲分布在有線電視網絡的各個終端，最后都疊加聚在前端，形成“漏斗效應”，淹沒有用信號，使高速數據的回傳困難。

　　二、S-CDMA技術的基本原理

　　S-CDMA同步碼分多址技術是根據仙農(shannon)信道容量公式C=wlog21+s/n，在速率c不變的條件下，頻帶寬度cw與信噪比s/n的關系是相反的，即在頻帶寬度w增加的情況下，可以在較低的信噪比下，以不變的傳輸速率傳遞信息，甚至頻寬足夠大時，在信號幾乎被淹沒的情況下，也能可靠的通信。這是擴頻和常規通信的主要區別。擴頻信號具有與噪聲類似的特性，故可與常規設備同用一個頻段，而且干擾極小。常規擴頻技術有兩種：直接序列擴頻技術(ds)和跳頻擴頻技術(FH)，其中前者較為常用。S-CDMA采用的是直接序列擴頻，就是用具有高碼率的擴頻序列在發端擴展信號的頻譜，而在收段用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號，故而，多個擴頻設備可共用各自獨的擴展碼，這就產生了碼分多址(CDMA).S-CDMA通過測距和均衡兩個過程使頻譜擴展碼正交，減少用戶間的相互干擾，并提高信息容量。擴頻技術因其在價格和技術性能上的強大競爭力，受到專業人士的很大關注，在局域網(LAN)、、個人通信網（PCN）、用戶交換機（PBX)等方面得以日益廣泛的應用。擴頻通信是一種新的通信體制，是通信領域中的一個重要發展方向，是符合我國國情的經濟實用的遠程數據通信方式，尤其在多個局域網間聯網方面與其他聯網方式，比如遠程訪問服務器方式、點對點通訊方式、異步遠程聯網方式相比，起速率（2MBPS)更能滿足通信的實用性.

　　傳統的技術TDMA（時分多址）和FDMA（頻分多址），為了避免噪聲干擾，進行了大量的技術革新，如使用了頻率速變機制，還是不能很好地勝任HFC雙向、高速通信的重任。大容量、高速率和非凡的抗干擾能力，使S-CDMA技術在HFC網絡中顯示英雄魅力。

　　三、S-CDMA技術應用于HFC網絡

　　同步碼分多址擴展頻譜技術是個傳輸系統，是通過Cable modem系統來實現的。S-CDMA技術允許在低于20mhz并存在高噪聲的頻段內展開服務。一個高效的數據傳輸網絡必須要由電纜調制解調器系統，國際互聯網路由器，在加支持遠端分配的集成器和前端系統集中放置的其它網絡服務器。如圖示：

　　

　　四、基于S-CDMA技術的傳輸系統在傳輸速率的優越性同步碼分多址技術（S-CDMA）解決了HFC網絡系統雙向上行通道中主要的噪聲和容量問題。S-CDMA通過HFC提供了非常可靠的傳輸。利用上行和下行的對稱6MHZ帶寬通道，提供了高達14mb/s的速率。美國聯邦通信委員會在1999年10月，有FFC主任發布了由有線電視局編制的文件“今日帶寬”中，評述了幾種帶寬接入方式的技術性能，以應用最多的電話網和有線電視網為重點，其中一份FCC在當年的10月，有FCC10兆字節的文件（相當于10-20分鐘影片）所需時間，比較性能如下表：

　　五、總結

　　有線電視網絡運營者開展交互式數字業務的方案有很多，例如可以IP overoptical，為商業用戶提供專用網，

　　但基于HFC網絡的雙向系統，沒有cable modem的接入是不健全的系統，而采用S-CDMA技術的cable modem系統既是

　　理想的傳輸系統，它使有有線電視網絡運營者不必花巨資改造原有網絡，就可以成功的“接入”寬帶，提供雙向

　　數據業務，實現INTERNET接入、IP電話、IP可視桌面系統、局域網互聯、電視會議、遠程醫療和教學等諸多功能，

　　并具有性能穩、保密性好的特點。

摘自濮陽廣電信息網絡中心

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