数字电视双向业务网改造方案

数字电视双向业务网改造方案

作者：石伟志 陈 昆

来源：《声屏世界》2008年第07期

当前广电行业正处于数字电视整体转换的历史时期，广电网络运营商除了传统的广播电视业务外，还要对数字电视、语音通信、宽带数据等多项业务提供有效的支持。广电HFC网如何进行网络改造，顺利过渡到下一代有线电视网络（NGCN），逐步开展全新的数字电视业务以及丰富的增值业务，是广电行业面临的巨大挑战和历史机遇。

广电实现网络双向改造是其业务发展必须经过的技术门槛，实现网络双向改造的技术种类在一定时期内会并存，但最终的发展方向是IP方向，以太网接入是最完善的接入方式，EPON是目前广电以太网建设的最佳起步方式。在有线电视网络中使用EPON技术，较之于其它业务网络，体系结构的差异最小，建设成本最低，基于EPON技术的FTTH模式实质上最适合在HFC网络上运用，因而HFC网络是最具有竞争能力和广阔发展前景的宽带业务接入网，从而响应“十一五规划”，抢占制高点，推动有线电视网向三网的融合。

有线电视网络的优势

在家庭宽带互联网接入市场中主要有三种方式，分别是基于固定电话网络的ADSL方式、基于五类线的LAN方式及基于有线电视同轴电缆的Cable Modem方式。接入技术方式与传输距离有很大的关系，从而接入方式的应用与居住方式和环境有很大的关系。在美国，人们居住比较分散，适合长距离传输的Cable Modem得到广泛应用，60％的美国家庭宽带用户使用Cable Modem方式。

众所周知，图像、声音和文字的信息量有很大的差别。视频传输带宽比音频大约高一个数量级，音频传输带宽又要比文字大约高一个数量级。因此，无论网络的形式和归属，“三网融合”将促进其向宽带双向发展，必然要支撑视频业务，其网络的属性必然是视频属性。有线电视网络本身就是为传输电视信号设计和建设的，在广播式视频传输上有不可代替的优势。我们所要做的工作是给有线电视网络增加双向回传通道，使之成为双向有线电视网。我们应该相信有线电视网络在双向化改造和建设之后，在未来的发展中将具有极大的优势。

Cable Modem是一种上下行带宽不对称的技术，适合提供上网及VOD这两种业务。其中，提供因特网接入业务可以采用“HFC＋Cable Modem＋以太网/ATM”的方式。局端需要配备一台HFC头端设备，通过ATM或快速以太网与因特网进行互联，并且完成信号的调制和混合功能。数据信号通过光纤同轴混合网（HFC）传至用户家中，Cable Modem完成信号的解码、

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解调等功能，并通过以太网端口将数字信号传送到PC机。反过来，Cable Modem接收PC机传来的上行信号，经过编码、调制后通过HFC传给头端设备。

Cable Modem的前期用户一定可以享受到非常优质的服务，这是因为在用户数量很少的情况下线路的带宽以及频带都是非常充裕的。但是，每一个Cable Modem用户的加入都会增加噪声、占用频道、减少可靠性以及影响线路上已有的用户服务质量。这将是Cable Modem迫切需要解决的一大难题。同时，也阻碍了广电运营商进一步推广宽带双向网改造。

GEPON+系统广电双向网解决方案

采用GEPON技术对HFC网络实现双向网改造时，只需在HFC的光纤网络部分上做简单的配置，在光节点上增加1个光分路器就可以，向下继续扩展光缆至大楼或用户，而在原有节点至分前端之间不需要另外敷设光缆了。在工程上，可在较短时间内就完成2个网络的叠加，进行高速数据和RFTV双向传输的平稳扩展，从而实现FTTC、FTTB甚至于FTTH的宽带接入。较之其它方式，比如Cable Modem或P2P方式能节省大量的光纤。

由于GEPON的组网方式灵活，可以通过改变无源光分路器放置实现网络拓扑结构，并可以通过分期建网，减少网络建造的前期投资。

第一步,构建FTTC模式，支持数字电视的双向点播。在现有光节点上用1∶4无源光分路器，把光纤铺设到路边FTTC，用1个MSTB（GEPON＋ONU）覆盖4栋楼，约96－120户（4×24－4×30）。楼宇之间则用防水性野外5类线相连通，然后再用5类线连接到户。这样，每个光节点约384－480户，用4个ONU覆盖。分前端的1个MSC（GEPON＋OLT）覆盖8个光节点（32个ONU×4=128栋楼），约3500户。每户平均带宽256kbps左右，完全能够支持数字电视的双向点播（VOD）和IP数据业务的接入。如果按集线比1∶8计算，每户带宽可达到2M左右，能够实现高速数据的接入和IPTV业务。

第二步，平滑过渡到FTTB结构，支持语音业务和高速数据接入。在第一步的基础之上，只需要在分前端新增3个OLT，并在原路边节点用1个4路分光，继续使光缆到大楼，就平滑扩展到了FTTB的构造。

此时，1个ONU覆盖1栋楼，连通24－30户。分前端的1个OLT覆盖2个光节点（32个ONU，2×16＝32栋楼），共768－960户。每户平均带宽1Mbps左右，如果按集线比1∶8计算，每户带宽可达到8M左右，完全支持IPTV业务、VOD视频点播、数据接入和VoIP业务。此时，利用MSTB（GEPON＋ONU）还可以扩展电信级的PSTN电话业务。MSTB带16个POTS电话，可开通楼宇用户的传统固话业务。

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第三步，扩展MSTB，户均带宽40M。在楼宇内再用1个4光分路器，外连4个MSTB（GEPON＋ONU）增加用户使用带宽，并可同时开通所有楼宇用户的POTS电话（4×16＝门）。前端再添加4个OLT，使每个OLT只覆盖32个ONU，8栋楼，共192－240户，每栋楼有128M的高速数据流。每户平均使用带宽扩展到了5Mbps，如果按集线比1∶8计算，每户带宽可达到40M，完全支持高清电视业务、IPTV业务、VOD和高速数据接入。

信息港项目GEPON＋方案改造分析

通过与用户的详细沟通和需求的了解，进行小规模试用，让用户体验和了解宽带通信GEPON+系统给整个网络带来的性的变革，系统向上通过汇聚交换机连接宽带Internet网络和IPTV数字电视网络，为用户提供宽带网络业务和IPTV等交互式增值业务出口。 客户端设备MSTH根据用户实际情况，可以放置在小区机房或楼道配线箱内,提供4个10/100Base-T接口，在每个FE端口下挂接二层交换机。根据应用类型，人为地将二层交换机分成两类：一类专门为用户提供宽带上网业务接入，另一类专门为用户提供IPTV等交互式增值业务接入。这种结构设计既可以进行FE端口的拓展有效地增加接入用户数量和规模；又可以进行宽带上网业务和IPTV等交互式增值业务的物理隔离，从而可以通过物理端口来判定用户的接入业务种类，提供不同的QoS保证。

在传统LAN方式中，“平均每户运维成本”考虑到了机房租借费用、机房标准化、动力电费、以及人员成本，GEPON＋在常规FTTB应用中可以通过无源分光器替代传统小区二/三级交换机，节省机房相关投入成本。GEPON+系统通过统一网管方式，能够减少维护人员上门服务等成本。另外，线路维护上GEPON+系统网络结构非常简单，便于维护。因此GEPON+系统“平均每户运维成本”可以减少到LAN方式的30%左右。

在网络拓扑中，LAN方式和FTTB方式基本相同，但是LAN方式中以太网交换机之间的连接和光纤收发器之间连接都需要2芯光缆，FTTB方式采用单纤双向技术，从OLT出来的主干光纤仅需单芯，分路器与ONU连接也仅需单芯，因此在每户线路成本中FTTB方式可以减少20%左右的成本。 结语

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有线电视网双向化建设和改造过程中要充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，选择适合各地网络状况和技术特点的建设和改造技术方案，以多功能业务发展推动双向网改造，奠定开展广电双向业务的网络基础，使得有线电视基础网络具有宽带、双向、多功能的承载能力。扩大广播电视的服务领域，把普通电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，从而在推进“三网融合”进程中充分发挥有线电视网作为国家基础信息网络的重要作用。 （作者单位：南昌市广播电视网络传输中心）