上海閔行區(qū)HFC雙向網(wǎng)介紹

1 閔行區(qū)有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造及有關(guān)情況介紹 上海閔行廣電科技發(fā)展有限公司 樊 惠 安 2 主要內(nèi)容 一、一般概況 二、閔行有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造實施情況 三、多廠商設(shè)備環(huán)境下 HFC網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè) 四、閔行廣電寬帶城域網(wǎng)簡介 五、幾點體會 3 一、 一般概況 1、位置和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模 閔行區(qū)位于上海市區(qū)西南部 ,總面積371.7平方千米。 全區(qū) 9鎮(zhèn)， 3個街道、常駐人口 75萬人，外來人口 75萬以上，居民戶數(shù)近 50萬。 CATV用戶數(shù) 45萬 寶山 嘉定 崇明 浦東新區(qū) 清浦 松江 金山 奉賢 南匯 閔 行 區(qū) 上海市區(qū) 4 一、 一般概況 2、廣電寬帶城域網(wǎng)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)網(wǎng)主干環(huán)形，支干星形，有線電視網(wǎng)星形 由 A、 B兩平臺組成 A平臺為雙向 CATV網(wǎng)，雙向網(wǎng)絡(luò)覆蓋用戶數(shù) 46余萬戶， 服務(wù)對象：家庭用戶（有線電視、 CM上網(wǎng)） B平臺為千兆以太網(wǎng)，光纜覆蓋全區(qū)，服務(wù)對象：集團用戶（數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，專網(wǎng)業(yè)務(wù)） 5 3、光纜資源 有線電視線路中心機房到各個分中心直達光纜路由，星型連接。（即將建設(shè)環(huán)網(wǎng)） 各個分中心到光站光纜為星型連接 數(shù)據(jù)網(wǎng) 5個核心機房為環(huán)形連接 光纜總皮長 2000公里， 38600芯公里 有線電視雙向改造光纜皮長 618公里， 24300芯公里 6 4、機房資源 1個中心機房、 21個分中心機房 中心機房：為模擬前端機房和數(shù)據(jù)核心機房 主要是指模擬電視信號主傳輸機房，以及為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的城域骨干核心機房，主要用于核心數(shù)據(jù)交換 分中心機房：從有線電視傳輸?shù)慕嵌日f是分前端機房，從數(shù)據(jù)網(wǎng)的角度定義為匯聚層機房 7 5、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) HFC地理信息系統(tǒng)即 GIS系統(tǒng) HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng) 有線電視用戶管理系統(tǒng) 有線電視增值業(yè)務(wù)管理系統(tǒng) 呼叫中心系統(tǒng) 業(yè)務(wù)支撐平臺（在建） 8 二、閔行有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造實施情況 （一）為什么要對有線電視進行雙向改造 （二）雙向網(wǎng)改造的兩個重要問題 （三）我區(qū)有線電視雙向改造方案簡介 （四）有線網(wǎng)絡(luò)雙向改造的組織和管理 9 （一） 為什么要對有線電視進行雙向改造 1、從網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀來看現(xiàn)在是改造（或重建）有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的最佳時期 2、從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看雙向 HFC網(wǎng)絡(luò)具有獨特的優(yōu)勢 3、各種相關(guān)的標準已經(jīng)（或正在）出臺 4、有利于增值業(yè)務(wù)的迅速開展 10 1、從網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀來看現(xiàn)在是改造（或重建）有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的最佳時期 有線電視網(wǎng)正面臨改造 原有網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)老化。 由 300/550M向 750/860M升級 城域以太網(wǎng)戶均投資太高，回報太低，重新布線困難重重 用戶端設(shè)備大幅降價，用戶已能接受 11 2、雙向 HFC網(wǎng)絡(luò)具有獨特的優(yōu)勢 有線廣播電視網(wǎng)事實上已經(jīng)成為國家的重要戰(zhàn)略資源和國家重要的信息化基礎(chǔ)設(shè)施之一。 各種研究成果認為，雙向 HFC網(wǎng)可傳輸任何形式（格式）的電視信號，具有帶寬優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。 關(guān)于有線電視城域?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)建設(shè)的意見 專家技術(shù)研討建議書 12 3、各種相關(guān)的標準已經(jīng)出臺 國際： DOCSIS標準、 SCTE HMS標準、DVB-C標準已發(fā)表，為雙向信息傳輸?shù)於嘶A(chǔ) 國內(nèi)： 已頒布 GY/T180 HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范，其和GY/T106兩標準構(gòu)成 HFC雙向傳輸物理網(wǎng)的建設(shè)標準 國內(nèi)： CATV網(wǎng)管標準頒布 13 4、有利于增值業(yè)務(wù)的迅速開展 雙向 HFC網(wǎng)是實現(xiàn)廣播電視的數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化和多媒體化的基礎(chǔ)，是一種在摸擬環(huán)境下進行模擬信號和數(shù)字信號傳輸?shù)募夹g(shù)體制，可實現(xiàn)以百姓群體為主的 “ 公眾接入 ” 采用頻率分割方式支持多種業(yè)務(wù)，帶寬優(yōu)勢不言而喻 （ 550 860M的 300M帶寬內(nèi) ,采用 64QAM可得到超過 1Gbps的數(shù)字傳輸帶寬） 增值業(yè)務(wù)： CM.DVB-C.VOD.DTV.Internet接入網(wǎng)上教育等 （ 中國如有 10%CATV用戶上網(wǎng)，則經(jīng)濟效益差不多等于一年基本收視費） 14 （二）雙向網(wǎng)改造的兩個重要問題 上行通道的噪聲問題 噪聲干擾主要途徑 噪聲干擾實際工程原因 解決噪聲干擾的辦法 上行電平的均衡問題 15 1、噪聲干擾主要途徑： 一是用戶室內(nèi)的電視機信號輸入端，是產(chǎn)生強干擾的源頭。 （能量集中在 5-20M， 一般在 70-90dB) 二是環(huán)境電磁干擾侵入電纜而形成（主要通過接頭），如短波電臺信號等，即電纜本身產(chǎn)生了 “ 接收天線 ” 效應(yīng) 。 (一般在 10-60dB) 上述二類干擾中，以電視機輸入端口引入的干擾最為嚴重 。 （一）關(guān)于上行通道的噪聲問題 16 2、各類噪聲干擾所占比例 來自線路分配及放大設(shè)備入侵干擾的積累(10-60dB)超過了回傳信號（約占 20%） 來自用戶家庭線路聚集的干擾（ 70-90dB)超過了回傳信號（約占 70%）； 由過量噪聲、回傳信號電平過高或其他來自同軸電纜干線的問題引發(fā)的回傳激光器調(diào)制過載（約占 10%） 17 3、解決噪聲干擾的辦法 上行信號在電纜中盡量 高電平傳輸 在設(shè)計中盡量采用分配方式， 對稱設(shè)計 ，樓幢集中分配 ， 減少接頭 ，解決匯集均衡問題 選好電纜（ 鋁管、四 屏蔽 ）器件， 做好接頭 ，搞好 屏蔽 在非交互業(yè)務(wù)端口加裝高通濾波器 對有交互業(yè)務(wù)的用戶加裝頻段分路器（有 date和 TV口）或 窗口式高通濾波器 在雙向改造初期盡量采用 35MHz以上頻段 18 （二）關(guān)于上行電平的均衡問題 當許多用戶上行信號回傳時，由于各路由的上行傳輸增益各不相同，必然出現(xiàn)用戶信號上行到各級匯集點的電平不一致。如果電平差異過大，即使 CMTS發(fā)出電平調(diào)整指令，調(diào)整 Cable Modem上行輸出電平，也難以使各用戶電平上傳到中心一致。這就是匯聚均衡問題。 匯聚均衡的要點是應(yīng)保證各用戶上行路由的傳輸增益差小于 5dB。 （ 否則會出現(xiàn)某些用戶上行C/N值很低，而另一些用戶上行信號可能過載失真。） 19 上行電平的均衡問題舉例 1 L1,L2為 75-9電纜， L1長 260m,L2長 100m,75-9電纜損耗 65M時2.6dB/100m,750M時 10dB/100m， 求 L1,L2支路到 P點的電平？ P L1支路達 P點電平為 105-2.6*260/100-2=96 L2支路達 P點電平為 105-2.6*100/100-18=84dB P點兩支路上行電平差達 12dB這就是電平匯聚不均衡！ 解決辦法將 -18dB分支器換成 -8dB的分支器 20 上行電平的均衡問題舉例 2 假設(shè) 2路 CM信號載頻電平分別為 C1和 C2值，其干擾噪聲分別為 N1和N2， 目前 C1/N1和 C2/N2均為 35dB， 但在匯集處 C1、 C2的電平差為 15dB，匯集后 C2/N1減小 15dB。 這就是一些網(wǎng)絡(luò)，用戶少時可開通，沒有問題，用戶增加后部分用戶不能上網(wǎng)，或常掉線的原因之一。 CA=100dB, NA=65dB, CA/ NA=35dB CB=85dB, NB=50dB, CB/ NB=35dB CB/ NA=20dB CMA CMB 分配器 21 （三）我區(qū)有線電視雙向改造方案簡介 1、總體概況 2、傳輸網(wǎng)絡(luò) 3、分配網(wǎng)組網(wǎng)方式的選擇 4、設(shè)計要點 5、遵循的國家標準 6、上行傳輸物理通道的主要指標 7、 Cable Modem和 CMTS的幾個主要參數(shù) 22 1、總體概況 有線電視網(wǎng)雙向改造工程的目標是在原有單向網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行升級擴容，建成雙向、寬帶、高速、穩(wěn)定、安全的城域網(wǎng)絡(luò) 同軸電纜網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，上行系統(tǒng)為 5-65MHz， 下行系統(tǒng)為 65-862MHz， 光節(jié)點覆蓋用戶為 400戶，半徑一般為 500米以內(nèi)，光節(jié)點后所接放大器的級聯(lián)數(shù)一般為一級 自 2003年開始對有線電視網(wǎng)進行雙向網(wǎng)改造和建設(shè)，目前 HFC雙向有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋 45萬戶，基本實現(xiàn)全區(qū)范圍（除農(nóng)村）雙向網(wǎng)覆蓋 雙向改造使用光站 1200多只，雙向放大器 1800余只，集線器 35800多只，光纜皮長 618公里， 24300多芯公里 23 2、傳輸網(wǎng)絡(luò) 根據(jù)上海市有線電視網(wǎng)絡(luò)的特點，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中采用了兩級級聯(lián)主干光網(wǎng)絡(luò)，一級級聯(lián)放大器的分配網(wǎng)絡(luò)的傳輸結(jié)構(gòu) 從中心機房到分前端的光傳輸網(wǎng)絡(luò)為第一級光網(wǎng)絡(luò) 從分前端到光節(jié)點的光傳輸網(wǎng)絡(luò)為第二級光網(wǎng)絡(luò) 光節(jié)點以下為同軸電纜接入網(wǎng)絡(luò)，光節(jié)點到用戶終端最多經(jīng)過一級放大器，采用同軸電纜樹型分配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 分前端以上模擬干線與數(shù)字干線分離；分前端以下模擬與數(shù)字信號通過共同的 HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸 24 （ 1）有線電視光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 區(qū)總前端 SMG總前端 光節(jié)點 光節(jié)點 光節(jié)點 光節(jié)點 到光節(jié)點四芯光纖 （兩用兩備） 分中心 分中心 分中心 分中心 市超干線光纜 . . 25 （ 2）光鏈路系統(tǒng)圖 雙 向 光 工 作 站雙 向 光 工 作 站前 端 放 大 器C M T S上 行 光 接 收 機上行混合器下 行 光 發(fā) 射 機光分路器有 線 電 視信 號 前 端混合器雙 向 光 工 作 站26 （ 3） HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 0 0 : 4 51 2 3 4 56 7 8 9 0集 中 分 配集 線 器光 節(jié) 點干 線 放 大 器光 纖 骨 干 網(wǎng) 干 線 網(wǎng)用 戶 分 配 接 入 網(wǎng)同 軸 電 纜 網(wǎng)“ 最 后 一 公 里 ” 接 入 網(wǎng)C a b l e m o d e m分 前 端有 線 電 視信 息 中 心分 前 端分 前 端分 前 端-9鋁管同軸電纜 （ SYWLY-75-9） -5四屏蔽電纜 （ SYWV-75-5） 27 3、分配網(wǎng)組網(wǎng)方式的選擇 分配網(wǎng)組網(wǎng)方式 傳統(tǒng)的分支分配方式： 光站 +放大器（有源） 集中分配方式：光站 +集線器 （有源） 無源分配（光站 直接覆蓋 ） 同軸電纜 +五類線方式 EPON 我區(qū)選擇了 有源 集中分配方式（光站 +集線器 ） 28 （ 1）選擇有源集中分配方式的考慮 實現(xiàn)對對用戶的控制，解決收費難的問題 采用高電平回傳，提高了抗干擾能力 設(shè)計調(diào)試方便，上行電平易于匯集一致 這種方式也有其諸多不足之處（見下表） 29 （ 2）兩種分配模式的比較 項目 光站 +無源分配 光站 +集線器 說明 工程費用 1 1 根據(jù)我區(qū) “ 光站 +集線器 ” 模式平均每個光站約覆蓋 360戶，若改成“ 光站 +無源分配 ” 模式，平均每個光站約覆蓋 180戶測算。 電費 1 2.6 設(shè)備故障率 1 5.2 維護工時 1 5.2 HFC網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè) 易 難 集線器數(shù) 35800臺，數(shù)量大成本高 數(shù)字電視整體平移 多余 借助于數(shù)字機頂盒實現(xiàn)對用戶每臺電視機的控制和噪聲的隔離 技術(shù)發(fā)展趨勢 符合 FTTC、 FTTB 30 4、遵循的國家標準 下行傳輸按有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 GY/T106 上行傳輸通道按 HFC網(wǎng)絡(luò)上行傳輸物理通道技術(shù)規(guī)范 GYT180 GY/T106和 GY/T180兩標準構(gòu)成 HFC雙向傳輸物理網(wǎng)的建設(shè)標準 31 5、設(shè)計要點 采用集中分配方式的入戶分配器材 在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，禁止使用分支損耗大于 12dB的分支器，盡量采用分配器作分路器材，以保證各支路上行路由的總損耗之和近似相等。 網(wǎng)絡(luò)路由盡量設(shè)計為多級星型傳輸結(jié)構(gòu)（對稱性設(shè)計） 選用能在光站內(nèi)部對個端口的上行電平分別調(diào)整后匯集的雙向光工作站 室外電纜選用 -9鋁管電纜，樓道內(nèi)分配電纜選用 -5四屏蔽電纜 32 小區(qū)系統(tǒng)組成圖（部分） 分配網(wǎng)示例： 33 小區(qū)樓棟設(shè)計圖 分配網(wǎng)示例： 34 6、上行傳輸物理通道的主要指標 1、標稱上行端口輸入電平： 100dBv 2、上行傳輸路由增益差： 10dB（ 上行傳輸增益差的分配：可按光節(jié)點到用戶區(qū)間鏈路 2dB, 光節(jié)點到匯集中心 2dB設(shè)計， 1dB作裕量） 3、 上行通道頻率響應(yīng)： 10dB (7.4 61.8MHz) 1.5dB (任意 3.2MHz范圍內(nèi)） 4、上行最大過載電平： 112 dBv 5、載波 /匯集噪聲： （規(guī)定測量時間 18 22時、戶戶通的條件下） 20 dB（ Ra波段 5.0 20.2MHz） 26 dB（ Rb波段 20.2 58.6MHz、 Rc波段 58.6 65MHz） 35 7、 Cable Modem和 CMTS的幾個主要參數(shù) CMTS最大總輸入功率： 35dBmv(每個載波接收功率因符號率不同而異 ) CMTS輸出電平：在 50-61dBmv范圍內(nèi)可調(diào) CMTS輸入功率一般定為 0dBmv CM輸出電平（一個信道）： +8+55dBmV(16QAM) +8 +58dBmV(QPSK) CM輸入電平 （一個信道）： -15 +15dBmV 下行 RF載噪比（ 6M帶寬）： 35dB 上行 RF載噪比 ： 25dB 36 （四）我區(qū) CATV雙向改造的組織和管理 1、雙向改造的指導思想 堅持 “ 六統(tǒng)一 ” ，即統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一器材、統(tǒng)一驗收的工程建設(shè)要求，搞好工程管理。 堅持“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、嚴格規(guī)范、科學有序”的原則，充分考慮自己的技術(shù)實力和經(jīng)濟承受能力，抓住時機，先建 IP數(shù)據(jù)網(wǎng)，迅速占領(lǐng)集團用戶市場，再實施對原有線網(wǎng)絡(luò)進行雙向改造，發(fā)展個人用戶的增值業(yè)務(wù)。 堅持著眼未來、提高運營能力的總體目標，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)管理同步考慮，建設(shè)好 HFC網(wǎng)管系統(tǒng)，使 HFC網(wǎng)絡(luò)真正成為“能運營、能管理” 廣電寬帶城域網(wǎng)。 37 2、雙向改造的工程管理（ 1） 成立工程建設(shè)領(lǐng)導小組，下設(shè)聯(lián)絡(luò)、招標管理、施工、安裝調(diào)試、驗收等 5個工作班子，明確各自工作職責 。 搞好好宣傳工作，動員社會各種有效力量配合協(xié)助，使實事工程不成為擾民工程。 認真做好技術(shù)方案論證、工程試點、費用測算、工程招標和費用支付保證等前期準備工作，確保工程預算控制。 引進專業(yè)的設(shè)計、監(jiān)理公司， 加強工程進度和質(zhì)量控制，強化工程質(zhì)量保障。 搞好協(xié)調(diào)工作，尤其是網(wǎng)管系統(tǒng)相關(guān)廠家的協(xié)調(diào)工作，以多贏模式取得共識，在規(guī)范性、開放性、兼容性形成一致。 深入一線，發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，及時進行階段性總結(jié)和調(diào)整，及時完善方案中的不足之處。 38 3、雙向改造的工程管理（ 2） 制定 4個工程管理辦法并付諸實施 有線電視雙向改造工程資質(zhì)認證辦法 有線電視雙向改造工程設(shè)計要求 有線電視雙向改造施工管理辦法 工程驗收辦法 制定 2個 施工規(guī)范 用戶分配網(wǎng)施工規(guī)范 光纜鋪設(shè)規(guī)范 39 三、 HFC設(shè)備管理系統(tǒng)的建設(shè) （一） HFC網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)目標 （二）目前對 HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理的難點 （三）建設(shè)統(tǒng)一的 HFC設(shè)備管理系統(tǒng)的幾個主要問題 （ 四） HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)總體架 （ 五） GIS和設(shè)備管理系統(tǒng)整合方案 40 （一） HFC網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)目標 近期目標：依據(jù)國家標準建設(shè)一個全新的 HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)，并將設(shè)備管理系統(tǒng)和 GIS系統(tǒng)進行整合 遠期目標：建設(shè)一個以客戶為中心的 HFC城域網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)運營支撐平臺 目前我們建設(shè)的 HFC網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是一個嚴格按規(guī)范建設(shè)的 HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng) 在功能范圍上只包括傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的故障、性能、配置以及部分安全管理內(nèi)容在層次上涉及低二層即網(wǎng)元層、網(wǎng)元管理層 在多廠商網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下建設(shè)統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng) 41 （二）目前對 HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一管理的難點 多廠商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備環(huán)境 通信協(xié)議互不兼容 沒有網(wǎng)管物理接口或物理接口不統(tǒng)一 上下行通道頻率配置不統(tǒng)一 42 （三）建設(shè)統(tǒng)一的 HFC設(shè)備管理系統(tǒng)的幾個主要問題 1、 遵循 HFC設(shè)備網(wǎng)管標準 2、 統(tǒng)一 MIB庫和上下行通道參數(shù) 3、 室外非標準設(shè)備的管理 4、 室內(nèi)非標準設(shè)備的管理 5、設(shè)備管理范圍問題 43 問題之一： 遵循 HFC設(shè)備網(wǎng)管標準 SCTE HMS 標準。 美國國家標準局（ ANSI）于 2002年已批準該系列標準為美國國家標準 ，2003年該標準的物理層、 MAC層規(guī)范被 IEC采納成為 HFC網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的國際標準 我國 HFC網(wǎng)管國家標準 HFC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)規(guī)范 形成報批稿 很顯然，在一個平臺上對多廠商設(shè)備實施統(tǒng)一管理的前提是，所有的網(wǎng)管設(shè)備必須遵循上述標準 44 問題之二 統(tǒng)一 MIB庫和上下行通道參數(shù) 由于標準剛制定不久，有些還不完善，加上其中有些可選項，如不對這些問題進行統(tǒng)一，仍然實現(xiàn)不了多廠商設(shè)備的統(tǒng)一管理問題 管理信息庫的選用問題 上下行通道的頻率配置問題 尋址方式問題 45 1、管理信息庫 MIB的統(tǒng)一問題 現(xiàn)狀：自定義，不統(tǒng)一，不兼容，一個廠家一套管理設(shè)備 解決辦法： 1.統(tǒng)一采用國標 MIB庫 2.國標暫沒規(guī)定的按照 IEC標準 3.某