利用校园有线电视网建设信息高速公路的设想

【摘 要】 通过讨论国内外信息传输技术高速发展的现状，指出了及时建设校园“ 信息高速公路”的必要性。在分析校园有线电视（CATV）网的现况后，同时提出利用校园有线电视（CATV）网建设“信息高速公路”的设想，并在理论上论述了光纤/同轴混合网的工作原理，以及相应的改造方案。

【关键词】 有线电视（CATV） 信息高速公路 光纤/同轴混合网（Hybrid Fiber/coax， HFC）

1 “信息高速公路”的提出

校园传统的信息传输方式是由电信网、计算机网、有线电视网这三大骨干网来传送话音、数据、图象信号。各种电缆互不相干，带来了设计施工、维修管理等方面的重复和混乱。

高校是图文、数据、声音、动态图象大容量、高速度传输的地方，急需一种通用的传输通道，这种通道被人们称为“信息高速公路”。

如何建设“信息高速公路”是当前国内外正在不断研究开发的一种新的传输系统。美国、德国、日本等国家先后不同程度地应用了此系统。其中美国采用了V5（TR303）标准接口的用户回路载波系统和非对称数字用户环路（ADSL）技术。

2 校园有线电视（CATV）网现状分析

辽师大现有线电视（CATV）网是一个专门传送电视信号的电缆网络，以同轴电缆单向传输模拟调幅调频信号，其网络结构为树枝型。传输带宽为550MHz，可同时传输59套电视节目。目前学校仅开通了不到30套节目，容量远不饱和。如果在校园有线电视（CATV）网上进行信息交流，则存在以下不足：

（1）难以传输双向业务。（2）结构脆弱。任何放大器出现故障都可以影响很多用户。（3）发现故障难以查寻。（4）系统部分的性能不一致。

因此，辽师大现有线电视（CATV）网不适合现代信息的交流。如果我们采用光纤来代替线缆，其造价是昂贵的，也造成了原有资源的浪费。是否既可以利用光纤的先进特性，又能发挥同轴电缆的潜力呢？实践证明是可行的。干线以光纤为主，同轴电缆到户，附以相应的光电设备，光纤/同轴混合传输网（Hybrid Fiber/coax HFC）是当今多种“信息高速公路”建设中的一种方式。它的特点是：（1）光纤/同轴传输是宽带传输网，其下行带宽可达500MHz或700MHz甚至达到1GHz。如此宽的频带除了提供传统的电视业务外，为网络开展数字通信创造了条件。（2）有线电视网络已基本覆盖了学校的绝大部分地区，进入了绝大部分家庭。光纤/同轴混合传输网作为通向家庭的“信息高速公路”，为家庭用户提供标准基本群数字接口和传输平台十分方便和非常适合。（3）宽带的光纤/同轴混合网是用户共享网络。网络建设成本低，开展增值业务如数字通信业务，经济效益高。（4）光纤/同轴混合网传输系统仅仅涉及频段的划分。开展新业务不需要网络本身做什么改变，只是新业务的用户终端和部分前端设备要有射频（RF）数字调制解调器。（5）光纤/同轴混合网增加用户方便迅速，并且费用不高。只是需要新增用户从最近的同轴电缆分支分配器拉一条相当短的同轴电缆即可接入有线网。

3 实行光纤/同轴混合传输技术建设校园“信息高速公路”

光纤与同轴混合方式传输信号的工作原理是，前端部分把图象信号和电话及计算机信号综合在一起，通过光载波在光纤干线网上传送至接近用户的光节点上，再经过光网络单元恢复为原来的电信号，然后用同轴电缆分别送往各个用户的网络接口，每个网络接口服务于一个家庭。网络接口的作用是将整个电信号分解还原为电话、数据和图象信号，供用户使用。干线由于采用多芯数的光纤，既改变了同轴电缆传输的质量，又利于双向传输。示意图如（图1）：

光纤与同轴混合方式是一种副载波调制方式，以电的副载波去调制光载波，然后送入光纤中进行传输。无论数字或摸拟信号，只要经过适当的调制解调，都可以在光纤通道中传输，兼容性好。

在光纤和同轴电缆中实现双向传输，要从光纤通道和同轴通道两个方面考虑。从前端到光节点这一段光纤通道中，上行回传信号可以采用空分复用（SDM）或波分复用（WDM）两种方法；从光节点到到用户这段同轴电缆通道中，上行回传信号要选择适当的频段，这个频段要与下行频段分开，以实现频分复用（FDM）方式。

当然，光纤/同轴混合网还存在一些问题，例如网中上行信号占用频带太窄，不利于对称双向传输，尤其当Internet进入时，拓展上行带宽成了无法回避的问题；再则，在采用树枝型结构的CATV网中，来自用户的噪声作为回传信号在光节点和前端会产生会聚作用，即“噪声漏斗效应”等等。这些问题有待或正在解决中。

参考文献：

[1]张辉.“混合光纤/同轴接入网技术”.《世界有线电视网信息》，2011.5.

[2]李一牧.“有线电视在信息高速公路中的地位及发展方向”.《电视技术》，2012.11.

[3]何淑贞.“信息高速公路与中国”.《今日电子》，2010.11.