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摘要：光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题，既要考虑目前的需要，又要考虑以后的升级。现阶段CATV是以光缆为干线的光纤加同轴电缆混合网（HFC），即干线和部分支干线采用光缆，支线或分配器以下部分由同轴电缆传输。不少网络经营者已在超干线、干线甚至支干线上采用光纤技术。光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题，既要考虑目前的需要，又要考虑以后的升级。常见的几种拓扑结构有：总线形、环路形、树枝形、星形等四种，下面逐一分析。
关键词：光纤 有线电视 网络 拓扑结构
现阶段CATV是以光缆为干线的光纤加同轴电缆混合网（HFC），即干线和部分支干线采用光缆，支线或分配器以下部分由同轴电缆传输。不少网络经营者已在超干线、干线甚至支干线上采用光纤技术。光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题，既要考虑目前的需要，又要考虑以后的升级。常见的几种拓扑结构有：总线形、环路形、树枝形、星形等四种，下面逐一分析。
1.总线形结构
所谓总线网是以一种传输媒介作为公共总线（母线），各终端通过光耦合器与总线直接相连而构成的网。总线网属于串联型结构，但网络各结点是并在总线上，当个别结点出现故障或毁坏时，不会影响其他结点的通信，系统的稳定性较高；各结点共享传输线，成本较低，节省投资；设备简单。它的另一个优点是，该种结构适合于计算机通信的“以太网”，有利于城市网络的建立与发展。
在发射机功率范围内，光结点数不能太多，也就是总线网的网径和容量较小。另外，在共享线上，容易发生信号碰撞，给系统的运行造成一定的困难，只有在保证不小于10Mbit/s数据速率的情况下，矛盾才有所缓解。还有，这种拓扑结构对光接收机的动态范围要求较高。由于上述劣势，限制了总线形光纤网在城域网中的应用，往往只能满足区域网的需求。
2.环形结构
环形结构属于串联型结构。各结点共同用一條链路，自成一封闭结构，采用双向光纤。其优点是：①节目可双向传输，传送的信号分为主路信号和备路信号，提高了网络的自由度、灵活性及可靠性。②系统的链路损耗小，增加了网络的网径和容量，一般来说网的周长可达200km，结点数目可达几百个。
由于环形结构具有结点串联的特点，各结点发送的信号可在环上鱼贯而行。充分利用了网的容量，因此适合于高速网。另外环形结构网对结点接收机的动态范围要求较小，因为该网中最大传输损耗与最小传输损耗之间差距不大。
在大型有线电视系统中采用光纤环形结构。由本地前端出发通过一级环形网络和多个中心前端相互传输信息，由中心前端通过二级环形网络和若干个主光结点相耳传输信息。主光结点可以输出光信号和射频信号，射频信号通过三级放大器以后带动电缆分配网络；集中供电电源安装在主光结点上，主光结点和以下的光结点之间既有光缆又有电缆连接，电源通过电缆向射频放大器供电。
它的明显不足之处是，环形网结点站的结构比较复杂，对硬件和管理软件要求较高； 从经济方面来看，环形网的代价较高，结点的设计与制造也比较困难。这在某种程度上限制了环形结构在有线电视领域中的应用和推广。
3.树形结构
光纤树形网类似于现有的同轴电缆树形网，呈树枝状。树形结构包含有较多的光无源器件，除结点外，网络中无任何有源器件，因而对带宽、波长和传输方式无任何限制，是解决本地入网的最佳途径。这是它明显的优点。
树形网由于光无源器件多，一方面造成的链路损耗较大，在允许链路损耗范围内，为保证末端载噪比指标，结点数目不能太多，即网径和容量不会太大；另一方面，光无源器件较易产生光信号失真（包括反射和散射等），为保证系统的CTR、COS指标，对光端机的接收性能要求较高。其缺点之二是，这种树形结构实质上是分支总，形结构，不适合电话通信。因此，在CATV光纤网方案时较少采用树形结构。
4.星形结构
所谓星形结构，是每一个端局都设一根独立的光纤与前端相连，光分配一次到位，光线除经过光耦合器外，中间不再有任何分支， 所用光分路器少，光纤连接点也少，因此光路全程损耗小，也就决定了网络的容量和网径极大。
这种结构属于并联型结构，将具有控制和转换功能的星形耦合器作为中心结点，通过光纤连接数个结点，以此构成以中心结点为中心的网络层结构形式。这种结构各结点间相互独立，保密性强，容易实现多端无源网络，大大提高了系统的可靠性，这正是星形光纤网易被CATV组网时广泛采用的一个重要原因。
此外，星形拓扑结构业务适应性较强，易于升级，特别是随着集中式交换机技术性能的提高和改进，这种结构更适合高速网，系统内可进行多功能开发，能与B–ISDN相衔接，在网内向用户传送多媒体信息。
它的不足之处是：耗用光纤数目较多，提高了成本。
在大型网络中，为充分发挥光纤传输的优势，常利用长距离超级干线将光分路器置于远端构成所谓双（或多）星形拓扑结构。
光缆CATV网络现阶段以单向广播型信号为主，网上各用户的，号内容相同，且信号为模拟残留边带调制技术体制。故网络设计以距离最短为原则。因此，单向广播型模拟信号光缆传输网络理论上的最佳结构应为星树形网络。对于数字视频信号光缆传输系统，由于其无中继而使传输距离可达50km以上。作为城市有线电视超干线的数字视频光缆传输网络，拓扑结构的设计则应以网络的安全性为主要设计目标，同时兼顾双向业务的交换容量及业务流量分配，不再是距离最短原则。而是从其安全性与多路由保护代价来看，环形网络优于星树形网络。
5.光纤CATV网络拓朴结构的发展趋势
（1）光纤到结点（FTF） 国内外新建的光纤CATV网主要采用FTF模式。该模式中从前端或分前端到各个分配光结点之间采用星形拓扑结构光缆，在各结点处进行光电转换。而从各光结点处再以树形方式敷设同轴电缆或用户电缆到该区域内各用户家庭，在同轴电缆分配网络内不再使用干线放大器，一个光结点的服务区域的大小一般在2000～5000户家庭，一条支线上放大器为3～5个。
（2）光纤到路边（FTC） 光纤CATV网正逐步狗宽带综合业务用户网过渡，即还要利用该网络实现许多非广播电视业务的双向业务，如电话、计算机通信、影视点播及各类交互式视频业务等。若一个光结点的用户数太多，则双向传输的上行频道就会存在两个问题：一是若接在一条同轴电缆支线上的成百上千用户的回传信号，同时抢占同一放大器狭窄的上行频道，将会造成通信阻塞；二是在树形或星形网络中，一多个反向放大器的输出噪声向一个通路汇集，加上上行频道处于低频频段，易受外界干扰，导致上行通路的信噪比很小。为此，必须縮小模式中光结点的服务区域，让光纤尽可能地渗透到用户附近，置路边（Curb）平台，一个Curb管辖的范围最好在500户以下，且只含有一级或两级放大器。可在FTF模式基础上改造为FTC模式，即逐步增加光结点的光接收机与回传光发射机，相当于增加了光结点，使每个光结点所服务的用户数相应减少，且随着发展逐步地把光接收机和回传光发射机向用户推进。
（3）光纤到最后一个放大器（FTLA） 目前国外正在研究FTLA，该模式为无源同轴网络结构，该结构是在光接收机后不再使用放大器，完全靠无源同轴电缆及部件把射频信号直接分配给每一用户，这样网络的可靠性得到进一步提高，而信息的回传也将非常畅通。■
参考文献
[1]潘承双，当前农村有线电视存在的问题及对策[J]，中国有线电视，2006，（12）.
[2]罗轶，杨亚玲，试论我国有线电视网络的产业化[J]，西部广播电视，2007，（08）.
[3]张伟男，有线电视电缆传输技术[J]，中国有线电视，2006.
[4]刘丽，有线电视电缆双向传输技术[J]，西部广播电视，2007.
关键词：光纤 有线电视 网络 拓扑结构
现阶段CATV是以光缆为干线的光纤加同轴电缆混合网（HFC），即干线和部分支干线采用光缆，支线或分配器以下部分由同轴电缆传输。不少网络经营者已在超干线、干线甚至支干线上采用光纤技术。光纤网建设中采用何种拓扑结构是一个很重要的问题，既要考虑目前的需要，又要考虑以后的升级。常见的几种拓扑结构有：总线形、环路形、树枝形、星形等四种，下面逐一分析。
1.总线形结构
所谓总线网是以一种传输媒介作为公共总线（母线），各终端通过光耦合器与总线直接相连而构成的网。总线网属于串联型结构，但网络各结点是并在总线上，当个别结点出现故障或毁坏时，不会影响其他结点的通信，系统的稳定性较高；各结点共享传输线，成本较低，节省投资；设备简单。它的另一个优点是，该种结构适合于计算机通信的“以太网”，有利于城市网络的建立与发展。
在发射机功率范围内，光结点数不能太多，也就是总线网的网径和容量较小。另外，在共享线上，容易发生信号碰撞，给系统的运行造成一定的困难，只有在保证不小于10Mbit/s数据速率的情况下，矛盾才有所缓解。还有，这种拓扑结构对光接收机的动态范围要求较高。由于上述劣势，限制了总线形光纤网在城域网中的应用，往往只能满足区域网的需求。
2.环形结构
环形结构属于串联型结构。各结点共同用一條链路，自成一封闭结构，采用双向光纤。其优点是：①节目可双向传输，传送的信号分为主路信号和备路信号，提高了网络的自由度、灵活性及可靠性。②系统的链路损耗小，增加了网络的网径和容量，一般来说网的周长可达200km，结点数目可达几百个。
由于环形结构具有结点串联的特点，各结点发送的信号可在环上鱼贯而行。充分利用了网的容量，因此适合于高速网。另外环形结构网对结点接收机的动态范围要求较小，因为该网中最大传输损耗与最小传输损耗之间差距不大。
在大型有线电视系统中采用光纤环形结构。由本地前端出发通过一级环形网络和多个中心前端相互传输信息，由中心前端通过二级环形网络和若干个主光结点相耳传输信息。主光结点可以输出光信号和射频信号，射频信号通过三级放大器以后带动电缆分配网络；集中供电电源安装在主光结点上，主光结点和以下的光结点之间既有光缆又有电缆连接，电源通过电缆向射频放大器供电。
它的明显不足之处是，环形网结点站的结构比较复杂，对硬件和管理软件要求较高； 从经济方面来看，环形网的代价较高，结点的设计与制造也比较困难。这在某种程度上限制了环形结构在有线电视领域中的应用和推广。
3.树形结构
光纤树形网类似于现有的同轴电缆树形网，呈树枝状。树形结构包含有较多的光无源器件，除结点外，网络中无任何有源器件，因而对带宽、波长和传输方式无任何限制，是解决本地入网的最佳途径。这是它明显的优点。
树形网由于光无源器件多，一方面造成的链路损耗较大，在允许链路损耗范围内，为保证末端载噪比指标，结点数目不能太多，即网径和容量不会太大；另一方面，光无源器件较易产生光信号失真（包括反射和散射等），为保证系统的CTR、COS指标，对光端机的接收性能要求较高。其缺点之二是，这种树形结构实质上是分支总，形结构，不适合电话通信。因此，在CATV光纤网方案时较少采用树形结构。
4.星形结构
所谓星形结构，是每一个端局都设一根独立的光纤与前端相连，光分配一次到位，光线除经过光耦合器外，中间不再有任何分支， 所用光分路器少，光纤连接点也少，因此光路全程损耗小，也就决定了网络的容量和网径极大。
这种结构属于并联型结构，将具有控制和转换功能的星形耦合器作为中心结点，通过光纤连接数个结点，以此构成以中心结点为中心的网络层结构形式。这种结构各结点间相互独立，保密性强，容易实现多端无源网络，大大提高了系统的可靠性，这正是星形光纤网易被CATV组网时广泛采用的一个重要原因。
此外，星形拓扑结构业务适应性较强，易于升级，特别是随着集中式交换机技术性能的提高和改进，这种结构更适合高速网，系统内可进行多功能开发，能与B–ISDN相衔接，在网内向用户传送多媒体信息。
它的不足之处是：耗用光纤数目较多，提高了成本。
在大型网络中，为充分发挥光纤传输的优势，常利用长距离超级干线将光分路器置于远端构成所谓双（或多）星形拓扑结构。
光缆CATV网络现阶段以单向广播型信号为主，网上各用户的，号内容相同，且信号为模拟残留边带调制技术体制。故网络设计以距离最短为原则。因此，单向广播型模拟信号光缆传输网络理论上的最佳结构应为星树形网络。对于数字视频信号光缆传输系统，由于其无中继而使传输距离可达50km以上。作为城市有线电视超干线的数字视频光缆传输网络，拓扑结构的设计则应以网络的安全性为主要设计目标，同时兼顾双向业务的交换容量及业务流量分配，不再是距离最短原则。而是从其安全性与多路由保护代价来看，环形网络优于星树形网络。
5.光纤CATV网络拓朴结构的发展趋势
（1）光纤到结点（FTF） 国内外新建的光纤CATV网主要采用FTF模式。该模式中从前端或分前端到各个分配光结点之间采用星形拓扑结构光缆，在各结点处进行光电转换。而从各光结点处再以树形方式敷设同轴电缆或用户电缆到该区域内各用户家庭，在同轴电缆分配网络内不再使用干线放大器，一个光结点的服务区域的大小一般在2000～5000户家庭，一条支线上放大器为3～5个。
（2）光纤到路边（FTC） 光纤CATV网正逐步狗宽带综合业务用户网过渡，即还要利用该网络实现许多非广播电视业务的双向业务，如电话、计算机通信、影视点播及各类交互式视频业务等。若一个光结点的用户数太多，则双向传输的上行频道就会存在两个问题：一是若接在一条同轴电缆支线上的成百上千用户的回传信号，同时抢占同一放大器狭窄的上行频道，将会造成通信阻塞；二是在树形或星形网络中，一多个反向放大器的输出噪声向一个通路汇集，加上上行频道处于低频频段，易受外界干扰，导致上行通路的信噪比很小。为此，必须縮小模式中光结点的服务区域，让光纤尽可能地渗透到用户附近，置路边（Curb）平台，一个Curb管辖的范围最好在500户以下，且只含有一级或两级放大器。可在FTF模式基础上改造为FTC模式，即逐步增加光结点的光接收机与回传光发射机，相当于增加了光结点，使每个光结点所服务的用户数相应减少，且随着发展逐步地把光接收机和回传光发射机向用户推进。
（3）光纤到最后一个放大器（FTLA） 目前国外正在研究FTLA，该模式为无源同轴网络结构，该结构是在光接收机后不再使用放大器，完全靠无源同轴电缆及部件把射频信号直接分配给每一用户，这样网络的可靠性得到进一步提高，而信息的回传也将非常畅通。■
参考文献
[1]潘承双，当前农村有线电视存在的问题及对策[J]，中国有线电视，2006，（12）.
[2]罗轶，杨亚玲，试论我国有线电视网络的产业化[J]，西部广播电视，2007，（08）.
[3]张伟男，有线电视电缆传输技术[J]，中国有线电视，2006.
[4]刘丽，有线电视电缆双向传输技术[J]，西部广播电视，2007.