有線數(shù)字電視雙向網(wǎng)絡(luò)

1、第四章 有線數(shù)字電視雙向網(wǎng)絡(luò)1.1 有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀經(jīng)過20多年的建設(shè)和發(fā)展，我國有線電視網(wǎng)絡(luò)作為國家重要的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，已成為世界上用戶規(guī)模最大的有線電視網(wǎng)絡(luò)。目前多數(shù)地方完成了有線數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換，為用戶提供多種廣播式業(yè)務(wù)，部分網(wǎng)絡(luò)公司在有線電視網(wǎng)絡(luò)中率先實(shí)現(xiàn)了寬帶數(shù)據(jù)接入、視頻點(diǎn)播等雙向功能業(yè)務(wù)。2003年7月廣電總局發(fā)布了關(guān)于印發(fā)有線廣播電視網(wǎng)改造指導(dǎo)意見的通知，廣發(fā)技字2003705號(hào)文件，通知要求各地廣電部門根據(jù)本地的實(shí)際情況和需求制訂切實(shí)可行的有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)改造計(jì)劃。該指導(dǎo)意見提出用戶網(wǎng)改造堅(jiān)持以HFC為主，以數(shù)字式廣播電視業(yè)務(wù)作為用戶網(wǎng)改造后的主體業(yè)務(wù)發(fā)展方向，兼顧數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

2、服務(wù)，使有線廣播電視網(wǎng)絡(luò)更好地滿足廣大觀眾的需求。該指導(dǎo)意見自頒布以來，對(duì)各地有線電視網(wǎng)絡(luò)的改造起到了積極的指導(dǎo)作用。目前，國內(nèi)大部分有線電視網(wǎng)絡(luò)是單向廣播式網(wǎng)絡(luò)，用戶到廣電中心的回傳通道尚未建立；部分地區(qū)有線電視網(wǎng)絡(luò)仍為550 MHz以下的系統(tǒng)，光節(jié)點(diǎn)用戶超過了500戶，甚至達(dá)到2000戶以上。有線電視網(wǎng)絡(luò)這種狀況不能滿足電視終端用戶開展雙向業(yè)務(wù)的迫切需求，有線電視網(wǎng)絡(luò)亟待雙向化改造。1.2 國家對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提出的新要求“十五”期間，我國已經(jīng)初步建立了有線電視技術(shù)新體系，探索出了用信息化推動(dòng)數(shù)字化的整體轉(zhuǎn)換模式，初步走出了一條符合中國國情的有線電視數(shù)字化發(fā)展之路。有線電視數(shù)字化擴(kuò)展了廣

3、電網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能、提升了應(yīng)用水平，為構(gòu)建以數(shù)字電視網(wǎng)為基礎(chǔ)的滿足多業(yè)務(wù)需求的下一代網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件。國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要明確指出：“加強(qiáng)寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)三網(wǎng)融合，健全信息安全保障體系?！?國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要和國家“十一五”時(shí)期文化發(fā)展規(guī)劃綱要等文件中也對(duì)廣播電視的發(fā)展提出了相應(yīng)要求。因此，“十一五”期間，貫徹落實(shí)國家關(guān)于推進(jìn)三網(wǎng)融合的總體要求，加快建設(shè)雙向、交互、多功能的新一代數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)，提升有線電視網(wǎng)絡(luò)在國家信息化建設(shè)中的地位和作用，是廣播電視行業(yè)肩負(fù)的重要任務(wù)。1.3 雙向化改造是有線電視網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的必然要求隨著數(shù)字

4、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和普及應(yīng)用，目前世界廣播影視正處在從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)全面轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，各國政府正大力推進(jìn)廣播影視數(shù)字化，發(fā)展廣播影視數(shù)字內(nèi)容產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)，相關(guān)行業(yè)已完成從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)換，具備了提供音視頻服務(wù)的能力，廣播電視與通信、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)正處在融合、匯聚、轉(zhuǎn)型過程中。伴隨廣大人民群眾物質(zhì)文化和精神生活的提高，人們對(duì)交互電視業(yè)務(wù)的需求日益增加，相關(guān)行業(yè)利用數(shù)字技術(shù)、采用各種方式正力圖進(jìn)入傳統(tǒng)的廣播影視服務(wù)領(lǐng)域，收音機(jī)、電視機(jī)和銀幕已不再是廣播影視獨(dú)享的接收和顯示終端。技術(shù)與業(yè)務(wù)的不斷融合導(dǎo)致傳統(tǒng)的行業(yè)界限正在模糊，新興產(chǎn)業(yè)群不斷出現(xiàn)，開放與融合已成為當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的主流。

5、信息傳播正在從單向單一形態(tài)向雙向多元形態(tài)、從資源壟斷向資源共享、從自成體系向開放體系轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)，無源光網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及大量應(yīng)用，用戶終端寬帶接入技術(shù)的層出不窮，都在極力促使全國各地有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造建設(shè)的發(fā)展。有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造可以為廣大人民群眾提供更為個(gè)性化、專業(yè)化、多樣化的廣播電視和信息服務(wù)，有利于國家信息化、社會(huì)信息化和家庭信息化建設(shè)，是推進(jìn)“三網(wǎng)融合”的有效途徑。二、指導(dǎo)思想、實(shí)施原則和任務(wù)目標(biāo)2.1 指導(dǎo)思想按照國家信息化的總體要求和廣電總局科技發(fā)展的統(tǒng)一部署，從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，根據(jù)雙向、交互、多功能發(fā)展的具體要求，加快有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造步伐，擴(kuò)大廣播電

6、視的服務(wù)領(lǐng)域，提高服務(wù)水平，滿足廣大人民群眾日益增長的精神文化需求，構(gòu)建以廣播電視網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、滿足“三網(wǎng)融合”要求的下一代數(shù)字電視網(wǎng)。2.2 實(shí)施原則有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造需要遵循以下原則：標(biāo)準(zhǔn)性：技術(shù)系統(tǒng)、設(shè)備、接口協(xié)議要遵循已頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用的硬件設(shè)備應(yīng)通過廣電總局或相關(guān)管理機(jī)構(gòu)的入網(wǎng)認(rèn)定，確保系統(tǒng)設(shè)備的互連互通?？煽啃裕壕W(wǎng)絡(luò)建設(shè)和施工應(yīng)遵循低故障、易維護(hù)、可控制、可管理原則，確保有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)安全和可靠運(yùn)行。適用性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)要因地制宜，業(yè)務(wù)與技術(shù)模式要緊密結(jié)合本地的業(yè)務(wù)發(fā)展和本地的網(wǎng)絡(luò)條件?？蓴U(kuò)展性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施應(yīng)遵循先進(jìn)性、擴(kuò)展性原則，充分考慮隨著業(yè)務(wù)的

7、擴(kuò)展與技術(shù)的進(jìn)步可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的平滑升級(jí)。2.3 任務(wù)目標(biāo)“光進(jìn)銅退”是有線電視網(wǎng)絡(luò)寬帶化、雙向化的發(fā)展趨勢，有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造應(yīng)將光纖進(jìn)一步向用戶端推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高可靠、高帶寬、高承載力、可管理、可運(yùn)營的目標(biāo)。各地有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化建設(shè)應(yīng)因地制宜的擴(kuò)大光纖傳輸覆蓋范圍，基本實(shí)現(xiàn)光纖到樓，逐步向光纖到戶發(fā)展。接入分配網(wǎng)的雙向化改造應(yīng)依據(jù)各自的業(yè)務(wù)規(guī)劃，充分利用入戶線路的同軸電纜資源，采用適合當(dāng)?shù)氐膶拵щp向接入技術(shù)，使有線電視網(wǎng)絡(luò)具備承載模擬和標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視節(jié)目、高清晰度電視、廣播、視頻點(diǎn)播、寬帶數(shù)據(jù)接入、語音服務(wù)等多種業(yè)務(wù)的能力。三、有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造及應(yīng)用技術(shù)3.1 有線電視網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)

8、構(gòu)原有的有線電視網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)單方向傳輸寬帶廣播式信號(hào)的信道。利用廣播信道構(gòu)建的傳輸和分配平臺(tái)稱為廣播平臺(tái)。廣播信道基本結(jié)構(gòu)模型通常由一個(gè)總前端和若干個(gè)分前端、一級(jí)和二級(jí)傳輸網(wǎng)、接入分配網(wǎng)三大部分組成。 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)是通過建立雙向的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)為用戶提供綜合業(yè)務(wù)的雙向傳輸系統(tǒng)。雙向網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)模型通常由城域網(wǎng)、接入網(wǎng)、用戶端等幾部分組成。其邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：第一節(jié) 有線數(shù)字電視雙向網(wǎng)絡(luò)原有的有線電視網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)單方向傳輸寬帶廣播式信號(hào)的信道。利用廣播信道構(gòu)建的傳輸和分配平臺(tái)稱為廣播平臺(tái)。廣播信道基本結(jié)構(gòu)模型通常由一個(gè)總前端和若干個(gè)分前端、一級(jí)和二級(jí)傳輸網(wǎng)、接入分配網(wǎng)三大部分組成。 有線電視雙向網(wǎng)

9、絡(luò)是通過建立雙向的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)為用戶提供綜合業(yè)務(wù)的雙向傳輸系統(tǒng)。雙向網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)模型通常由城域網(wǎng)、接入網(wǎng)、用戶端等幾部分組成。其邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：接入分配網(wǎng)接入網(wǎng)用戶端城域網(wǎng)一二級(jí)傳輸網(wǎng)總前端IP網(wǎng)絡(luò)核心路由、交換、傳輸分前端IP匯聚路由交換光節(jié)點(diǎn)OLT/分光器/其他設(shè)備用戶電纜分配網(wǎng)CPE設(shè)備/終端設(shè)備廣播STB交互STB/PC/智能終端單向HFC網(wǎng)有 線 電 視 雙 向 網(wǎng)ONU/交換機(jī)/其他設(shè)備回傳電纜網(wǎng)絡(luò)雙向光站CMTS分前端總前端廣播STB光節(jié)點(diǎn)用戶分配網(wǎng)用戶端圖1 有線電視網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)圖圖1為單向HFC網(wǎng)絡(luò)和有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖，有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向化改造以后，單向廣播電視

10、業(yè)務(wù)繼續(xù)保持原有的HFC邏輯鏈路，雙向業(yè)務(wù)路由和邏輯分層與采用的網(wǎng)絡(luò)雙向化改造技術(shù)相關(guān)。城域網(wǎng)：有線電視雙向網(wǎng)的城域網(wǎng)由兩部分構(gòu)成，第一部分為總前端和分前端構(gòu)成的廣播網(wǎng)絡(luò)，第二部分為由IP網(wǎng)絡(luò)核心路由、交換和傳輸以及匯聚交換構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)主干網(wǎng)絡(luò)。廣播網(wǎng)絡(luò)一般采用星型或環(huán)型架構(gòu)，能夠提供數(shù)字和模擬電視廣播的功能；數(shù)據(jù)主干網(wǎng)絡(luò)一般網(wǎng)狀聯(lián)結(jié)，具有提供大容量高速數(shù)據(jù)路由、交換、轉(zhuǎn)發(fā)以及匯聚的功能。接入網(wǎng)：有線電視雙向網(wǎng)的接入網(wǎng)有兩種基本結(jié)構(gòu)，一種是基于光纖和同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，另一種是基于光纖和五類線的雙向數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。用戶端：有線電視雙向網(wǎng)的用戶端接入線路有兩種類型，一類采用同軸電纜入戶的

11、接入類型，另一類是采用五類線入戶的接入類型。廣電網(wǎng)絡(luò)是基于CATV發(fā)展起來的HFC網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)主要是為傳輸模擬有線電視服務(wù)的，所以是以單向下行廣播式的傳輸方式。光節(jié)點(diǎn)覆蓋的用戶在200500戶之間，電纜半徑在500m左右。數(shù)字電視轉(zhuǎn)換后，廣電網(wǎng)絡(luò)為了提供如寬帶接入、數(shù)字電視點(diǎn)播等更多增值業(yè)務(wù)，當(dāng)務(wù)之急是網(wǎng)絡(luò)雙向化，必須對(duì)傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向網(wǎng)改造。目前在接入技術(shù)選擇方面，采用CMTS方式和EPONEOC方式的較為普遍。第二節(jié) 接入技術(shù)1、CMTS技術(shù)CMTS技術(shù)充分利用cable資源，采用QAM、QPSK調(diào)制方式，下行通道的頻率范圍為88MHz860MHz，上行通道的頻率范圍為5

12、65MHz。CMTSCable Modem 方式能充分利用現(xiàn)有的有線電視HFC 網(wǎng)的電纜網(wǎng)資源實(shí)現(xiàn)雙向接入，是一種傳統(tǒng)的和經(jīng)典的技術(shù)體制，有很好的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在美國得到了普遍的應(yīng)用，在國內(nèi)也有較為廣泛的應(yīng)用。CMTS的優(yōu)點(diǎn)是：一個(gè)頭端覆蓋范圍很廣，初期設(shè)備投資相對(duì)不高，大面積覆蓋且不高的開通率情況下相對(duì)成本較低；可以分期投資，逐步擴(kuò)充，平滑升級(jí)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，產(chǎn)品相對(duì)成熟，其標(biāo)準(zhǔn)化、成熟度是其它方案難以比擬的；充分利用現(xiàn)有cable資源，充分考慮廣電系統(tǒng)特點(diǎn)。 其缺點(diǎn)則是：回傳噪聲匯聚是一個(gè)普遍存在的問題，尤其是在低頻帶（65 MHz）；采用CMTS進(jìn)行雙向改造，需要反向光發(fā)射，反向接收機(jī)等多種

13、設(shè)備；光纖用量倍增，機(jī)房光纖的管理較為復(fù)雜。2、EPON+EOC接入技術(shù)PON（Passive Optical Network）無源光纖網(wǎng)絡(luò)，與有源光纖網(wǎng)絡(luò)相比，由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備，從而使得維護(hù)簡單、可靠性高、安全性高、成本更低，是一種新興的透明的寬帶接入技術(shù)。 目前PON技術(shù)主要有APON、BPON、EPON、GEPON和GPON等幾種，其主要差異在于采用了不同的二層技術(shù)。EPON（Ethernet over PON）由于其將以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)完美結(jié)合，與應(yīng)用廣泛的以太網(wǎng)局域網(wǎng)互連時(shí)無需再進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，因此成為了非常適合IP業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。EPON可以支持1.25G

14、bps對(duì)稱速率，將來速率還能升級(jí)到10Gbps 。Gbit/s速率的EPON系統(tǒng)也常被稱為GEPON。EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向（三向）傳輸。數(shù)據(jù)下行用1490nm、上行用1310nm；CATV用1550nm。EPON技術(shù)解決了從廣電前端到小區(qū)光節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)雙向化問題，但小區(qū)內(nèi)最后100米同軸分配網(wǎng)的雙向化也是必須面臨的難題。有源EoC技術(shù)帶給了有線電視很大的啟示，EoC是一種基于以太網(wǎng)協(xié)議的用戶接入技術(shù)，充分發(fā)揮廣電豐富的同軸電纜資源，實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)與IP數(shù)據(jù)共纜傳輸。有源EoC是廣電最后一百米接入解決方案，利用一根同軸電纜，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)IP 和有線電視信號(hào)RF信號(hào)采用頻分復(fù)用技術(shù)傳輸。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過有源EOC調(diào)制到空閑的低頻段或高頻段后，與RF電視信號(hào)復(fù)用到一根同軸電纜中傳輸，實(shí)現(xiàn)廣電雙向網(wǎng)絡(luò)。 EPON+EoC技術(shù)的特點(diǎn)是：有源EoC技術(shù)一般分為高頻調(diào)制和低頻調(diào)制兩種：低頻EoC技術(shù)主要有HPNA和homePlg技術(shù)，工作頻段12-44MHz；高頻EoC技術(shù)主要有MOCA調(diào)制和WiFi降頻調(diào)制，工作頻率一般在1000Hmz。有源EOC充分利用現(xiàn)有HFC 網(wǎng)絡(luò)銅纜資源，在一