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第35章 通信网络系统设计与施工(6)

具体计算步骤如下:

①系统话务总量:0.03×60=1.8爱尔兰

②无线频道呼损率:10%

③系统结构:4频道的天线可用3dB定向耦合。4个频道选择无三阶互调的频率F1、F2、F5和F7。专用交换机经中继线与有线电话网相连。

⑤系统余量:根据要求的服务区边缘的通信概率为50%,故系统余量为0。

⑥系统增益:SG=SL+SM=151+0=151dBw

⑦发射机输出功率由公式(5-5)得

Pt=SG-GR-GT+Pmin=151-6-2+(-143+7.5)=7.5dBw(5.6dBw)

由于从基站到移动台和从移动台到基站的中值路径损耗被认为相同,基站接收和移动台接收的恶化量D,在本例规定条件下也近似相同,故移动台和基站的的发信机输出功率均为5.6W,即可满足设计需要。

5.4.6小容量移动通信系统组网实例

由于智能小区面积较小,故选用小容量移动通信系统.本系统采用大区制结构,以小区内最高某建筑物的制高点为中心,覆盖半径25~40Km的区域,构成单一服务区,可以通过用户线方式接入有线电话网,这样小容量系统,结构简单,架设方便。下面两种小容量系统。

1.模拟信令方式的小容量系统

1)网络组成

现以国产的YDH-2小容量通信系统说明组网过程。整个系统分成三个主要部分,移动用户端是一套全双工的无线电台,配有专用的终端控制设备。基站包括若干套全双工的收发信机、终端控制设备和天线共用装置。交换机终端设备是一个无线用户集线器,M个移动用户通过N各无线频道与有线电话自动网自动接续。用户线可以接至最近的电话局,也可以接至用户小交换机。

移动台只有在该基站覆盖范围内才能通话。

2)系统设计时考虑的问题

(1)在选择频道方式上,采用“循环不定位”方式,即所有移动用户常时循环扫描;当一个移动用户呼叫时,它将从一空闲频道上起呼,并在该频道上接续通话;另外,当基站呼叫一个移动用户时,将占有一个空闲频道,除被叫用户在该频道应答外,其余用户继续扫描。

(2)系统容量:M=60,N=8,当呼损为5%时,系统话误量为4.543Erl。这相当于:每天呼叫9~10次,忙时呼叫率1/6。

(3)编号计划:小容量系统编号,对外完全与市话网或与小交换机用户号码一致,单作为内部呼叫时,对于60个用户的系统取两位数作为本机号码。该两位数与市话网用户号无关。

(4)信令方式:采用模拟音频时序信令音,这些信令包括:

移动→固定:频道控制信号(摘机、应答、清除)移动台本机号码

拨号信号

号毕信号

固定→移动:频道控制信号(视闲、清除)

选呼信号(包括本机识别号)

3)需要注重的几个问题

(1)号毕信号:为了使该移动通信系统能适应号码数不同的市话局,甚至能与用户小交换机相配,增设了号毕信号。当移动台主叫时,拨完被叫市内电话的号码后,用户按下号毕键,发出号毕信号,表示号码已发完。无线用户集中器中的收号设备一律以收到号毕信号表示其号长。这样可使移动交换机终端设备适应的范围广。

(2)功率控制:为了克服大区制结构的“远近效应”造成的干扰,在系统中,对移动台发信机采用功率控制。当移动台靠近基站时,利用基站发出的场强,去控制移动台的发信功率,使其自动降低15±5dB,以防止对基站造成干扰。

5.5有线电视(HFC)宽带网络通信系统

我国的有线电网络视经过30多年的建设,已经得到迅速的发展,现在的用户数量接近8000万,数量上已经超过美国,成为全球用户数量最大的有线电视网络。因此,有线电视网络通信作为一种独立的宽带传输平台,在智能住宅小区中得到了越来越多的应用。

有线电视网络大体有4部分组成:前端设备、骨干传输网络、接入网络和用户终端设备。经常说的有线电视网络指的是传输网,它由传输网和接入网组成。而骨干网,一般指国家-省-市的传播网,各市以下则是接入网。现在的骨干网正在向高速、宽带的SDH、ATM、高速路由技术发展。还有采用微波和卫星作为骨干传输的。这些传输手段先进成熟、稳定可靠。但是,必须把现有的有线电视的同轴电缆接入网进行改造升级变成真正的HFC(Hybrid Fiber-coax)网络(每个光节点覆盖250~500户左右),才能实现有线电视的数字通信的网络 有线网络以其覆盖范围广,频带宽和持续时间长等特点,被公认为是解决信息高速公路最后一公里宽带接入的最佳方案。

5.5.1HFC光纤同轴混合网技术

HFC原含义仅指采用光传输系统CATV网络中的干线传输部分,而用户分配网络仍然保持同轴电缆结构。随着数字通信技术的发展,使HFC已成为现在和未来一段时期内宽带接入的最佳选择,因而HFC又被赋予新的含义,特指利用光纤同轴混合来进行宽带数字通信的CATV网络。根据HFC的原来的含义,现在的CATV网络实际上已经全部是HFC网络。目前依据CATV网络的信号流向将HFC网络分为单向和双向两种,但由于单向HFC只能运营单向广播信号,而双向HFC则可传输各种数字信号,通常只把HFC网络称为HFC,而把单向HFC称为CATV。

目前,HFC在一个500户左右的光节点覆盖区可以提供60路模拟广播信号,每户至少2路电话,速率至少达到10Mb/s的数据业务。将来利用其550~750MHz频谱还可以传输至少200路MPEG-2的点播电视业务以及其他双向电信业务。

1998年国际电联通过了一批新的J系列建议,其中J93(有线电视系统中数字电视二次分配的条件接入要求),J112(交互有线电视业务的传输系统)和J113(PSTN/IISDN的数字视频广播交互通道)等建议规范了HFC接入方式,为HFC交互业务的大规模商业应用铺平了道路,将有利推动HFC的发展。

5.5.2有线电视宽带网的频带划分

根据网络规模、信息量的多少、功能的强弱及设备性能等因素,将HFC的频带划分为三种方式:

低分割(LOW SPLIT):上行频带为5~30MHz或者55~42MHz

下行频带为50~550MHz

中分割(MID SPLIT):上行频带为5~108MHz

下行频带为150~550MHz

高分割(HIGH SPLIT):上行频带为5~186MHz

下行频带为222~550MHz

在上行信息不多时,目前大多数设备都采用低分割方式。

5.5.3有线电视宽带网的特点

目前有线电视宽带网络具有多样性和兼容性的特征,具体表现为:

1.模拟信号和数字信号并存

现在我国的电视信号仍以模拟信号为主,电视信号则是采用PAL-D 制式传输,模拟信号过渡到数字信号仍需要一个较长时期。数字信号已经开始应用,首先在卫星转播电视信号上采用了数字压缩编码信号传输技术可以预见,在有线电视信号传输上,数字信号最终逐步代替模拟电视信号传输。

2.频分复用与时分复用并存

对于多路模拟信号采用时分复用方式。由于模拟信号和数字信号并存,在宽带综合网中充分利用频分复用和时分复用的各自优势,力求还有限的频带带来传输更多的节目和信息,力求以最低的经济代价换取更多的服务。

3.HFC系统可以扩展,网络不需要投资大量投资旧可以进一步细分,从而增加用户带宽。这是HFC宽带传送业务和交换式(类似电话)数字传送的主要区别,后者必须在开始就要假定未来业务的全部容量。

5.5.4有线电视宽带网用户端接入方案

有线电视宽带网的传输最终目的,是使用户能够得到全方位的服务。用户并不关心传输过程中所经历的路径,而只关心能用最简单的操作、最快捷的速度、最直观的菜单就可以收看、点播感兴趣的节目,并能打电话和上网。因此,用户端接入方案至关重要。谁的接入技术好。谁就能够受到用户的欢迎,赢得市场。现有以下几种接入方案可供选择:

1.HFCCable Modem用户或机顶盒用户

接入方案为HFC电缆、CableModem或机顶盒接入设备。这种接入方式采用符合MCNS标准的CableModem产品,上行速率最高达10Mb/s下行速率最高达45Mb/s,使得视频、音频、数据3项业务在同一网上传输,并逐步发展到利用机顶盒实现以上业务。

2.租赁线路(Lease Line0用户)

接入方案是采用光纤或电缆、ATM交换机、IP路由器、广域网复用器方式。这种方式通过ATM网络接口提供E1等电路仿真、帧中继或ISDN服务。此种方式主要面对各行业系统、集团企业用户服务。

3.虚拟专用网(VPN用户)

接入方案是采用光纤或电缆、CableModem、ATM交换机、广域网复用器或Power Hub等方式。这种方式通过网关接入当地的有线电视网络,该网络作为公用网络通过ATM和IPVLAN技术为用户提供一个独立的、封闭的专用网络。该网络中分布在城域或省域范围内的用户感觉不到地理位置对其数据在公用网络中传输造成的影响。此种方式主要面对政府、银行、电力等部门以及大型企业。

4.分前端(Headend)生活区或写字楼小区

接入方案采用Cable Modem、或ATM+Cable Modem的方式,利用Cable Modem的MCNS技术标准及ATM技术。为有线电视网络覆盖区域的生活小区、写字楼小区等集中生活、工作的区域提供简便、快捷的多功能服务(物业管理、Internet)。

5.互连大平台上的其他网络用户

这种互连大平台一般有几个相互独立的网络组成,通过交换平台进行信息互换,如广东有线电视网络,他的大平台由广东省互联网络交换中心和5大网络组成。5大网络分别是5个省级规模的代表各行业的5个信息服务商。分别是:中国公众多媒体通信网广东节点、广东视迅宽带网(广东有线电视网)、广东教育科研网、广东金科网和广东信息网。接入方式为广东视迅宽带网通过全网的中心节点——广州节点的网管中心与互连大平台相连,从而实现对省内各大网络的高速互访。各网的用户通过互连大平台访问广东视讯宽带网。

5.5.5HFC的终端设备

1.Cable Modem

普通家庭用户的数据业务是利用Cable Modem接入HFC网。具体地说,根据用户数量的多少,决定在有线台前端、分前端还是光节点上放置CVMTS(Cable Modem Termination System),用户在家使用Cable Modem接入Internet。由于数据信号与电视信号所处的频带不同,用户同时还可通过传统的模拟电视接收有线台发送的电视节目。

Cable Modem技术充分利用HFC网络带宽,采用频带分段实现在5~750MHz频率上同时传输模拟电视信号和数字信号。他的下行通道是一点对多点的高速通信,上行是多点对一点的通信因此,CableModem最适合的用途是提供:

1)高速Intranet浏览;

2)实时证卷信息;

3)远程多媒体教学;

4)企业信息发布。

Cable Modem系统是一种有中心的逻辑星型结构设备,所有接在CATV网络上的Cable Modem通过一个中心来进行互访,或通过该中心与其他网络设备互访,这个中心设备可以称做HFC网关,简称HGW,他实现CATV网络与其他网络连接,并通过下行通道发送管理命令,控制Cable Modem对HFC网络网络的使用,以及设置、修改网络的参数等。

HFC网关在CMTS中起网桥的作用,在MAC层将以太网与HFC网连接起来。网关的数据传输和媒体控制都是通过上行和下行通道来完成。从以太网接收到的数据包包要封装成MPEG2-TS传送流,通过下行通道送到每一个Cable Modem;而Cm发送的数据要通过上行通道到达HGW。

同时HGW发送的控制信息和CM的响应信息也要分别通过上、下通道传送。

2.机顶盒

机顶盒是为扩展现有模拟电视机的功能而配备的一种终端设备。随着数字电视技术的日渐成熟,模拟电视制式逐渐转向数字电视制式。目前各电视台的前端处理部分以基本上数字化了下一步将要数字化的部分是传输部分和接收部分。由于数字化处理所带来的各种优越性,美国已规定目前的模拟电视到2006年必须完成停播,且规定各电视台要开始播发一定比例的数字电视节目,并逐步提高比例。

我国的数字电视节目广播是从卫星广播开始的,我国中央台和各地方台的数字节目是通过MPEG2压缩编码并经数字卫星广播到全国和世界各地。

5.5.6HFC宽带网与智能住宅小区

在网络经济大潮中,智能住宅小区信息化的建设日显重要。

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