本文针对现有双向HFC网络方案，存在的上行噪声的汇聚和积累，同轴电缆分配网络上行与下行信号电平差太大会引起交互调制，以及上行信道竞争与分配等技术难题，提出基于传统树型拓扑分配结构的双向通信设计方案。并针对制约上行传输的技术问题，设计了相应的实现方式和流程，以实现相应业务功能(如音视频业务、数据业务、互联网通信等)，提供所谓的全业务网。 本文主要论述五个大问题。第一，首先对现有HFC网络技术进行分析与比较，指出集中分配方式的缺点。第二，我们对基于树型分配方案的可行性进行论证，主要论述实现双向通信难度最大的电缆分配网络部分。第三，在上下行数据传输工作体制的技术选择部分，给出了基于ATM传输技术在双向HFC网络上实现CBR(恒定比特率)、VBR(可变比特率)的具体技术应用，以此实现网络中的广播、组播和点播业务。第四，在HFC网络中，为避免多点到单点的上传信道存在的总线冲突，提出采用令牌总线方式是较为理想的一种方案，并对标准的IEEE802.4做了一些必要的改进工作，通过令牌级别管理，实现了带宽的动态分配，提高了信道的利用率。第五，在HFC网络的网络管理设计上，分析了基于电信管理网(TMN-based)和基于互联网(INTERNET-based)的两种网络管理信息模型。针对双向HFC网络的特点，创新地采用了TMN管理技术，并结合相关广播电视关于条件接入的相关规范，以及双向HFC网络的业务特点进行了模型构造和新变量的引入。