有線電視網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及管理系統(tǒng)的前瞻性分析與實(shí)現(xiàn)

孫智仁

（運(yùn)城廣播電視臺，山西 運(yùn)城 044000）

1 有線電視發(fā)展的現(xiàn)狀

2010 年1 月13 日國務(wù)院常務(wù)會議通過了推進(jìn)三網(wǎng)融合的總體方案，[1]我國已于2010年至2012年試點(diǎn)了廣電和電信的業(yè)務(wù)雙向進(jìn)入，2013年至2015年將為三網(wǎng)融合全面推廣階段。

我國廣電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前現(xiàn)狀：在較發(fā)達(dá)地區(qū)，已經(jīng)基本完成網(wǎng)絡(luò)雙向升級改造，傳輸帶寬750MHz以上，每個光節(jié)點(diǎn)覆蓋500 戶以下，用戶接入方式為集中分配方式；在一部地區(qū)，單向傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳輸帶寬750 MHz，每個光節(jié)點(diǎn)覆蓋500戶左右，用戶接入方式為星型集中分配方式；在一部地區(qū)，單向傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳輸帶寬550 MHz，每個光節(jié)點(diǎn)覆蓋1000 戶左右，用戶接入方式為樹型分支分配方式；在一些農(nóng)村地區(qū)，單向傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳輸帶寬300 MHz，電纜、設(shè)備器材殘舊老化。

廣電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過幾年的整合，至今大多數(shù)還是以省級為單位的整合，有部分省還未整合，處在縣市級水平，各自為政。行政管轄權(quán)歸地方所有，人、財(cái)、物不能形成合力，形不成全國統(tǒng)一的認(rèn)識和決策。網(wǎng)絡(luò)公司性質(zhì)屬于行政事業(yè)單位，人事權(quán)屬當(dāng)?shù)卣?，這樣人才的引進(jìn)受得了限制。全國廣電網(wǎng)絡(luò)很難形成一張統(tǒng)一的大網(wǎng)，它的發(fā)展只能限制于地方水平。

2 有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的前沿

2.1 寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道技術(shù)

光網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)通常分為有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）兩大類。有源光網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于干線傳輸網(wǎng)絡(luò)和城域網(wǎng)。無源光網(wǎng)絡(luò)一般是基于點(diǎn)對多點(diǎn)的傳輸方式，是多用戶共享系統(tǒng)。當(dāng)前無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）系統(tǒng)主要分為基于以太網(wǎng)技術(shù)的EPON和基于通用成幀協(xié)議（GFP）的GPON。

2.1.1 EPON技術(shù)

EPON(以太無源光網(wǎng)絡(luò))是一種成熟的光纖接入網(wǎng)技術(shù)[2]，采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、通過無源光網(wǎng)絡(luò)提供雙向業(yè)務(wù)。EPON 下行采用廣播式發(fā)送，上行采用時分復(fù)用技術(shù)傳輸。從物理組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，EPON 技術(shù)的ODN 網(wǎng)絡(luò)，使用無源光分路器，可以和有線電視廣播網(wǎng)絡(luò)完全兼容，是一種有線電視運(yùn)營商使用的接入傳輸技術(shù)。EPON 的三種接入方式如圖1 所示。EPON技術(shù)較成熟，是目前光纖接入的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)之一。

圖1 EPO N的三種接入方式

2.1.2 GPON技術(shù)

GPON(Gigabit-Capable PON) 技 術(shù) 是 基 于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，其非對稱特性更能適應(yīng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場。GPON承載ATM信元和GEM幀，有很好的提供服務(wù)等級、支持QoS保證和全業(yè)務(wù)接入的能力。

2.1.3 無源EoC技術(shù)

EoC（Ethernet over Coax）是在同軸電纜上傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)技術(shù)的統(tǒng)稱。采用頻分復(fù)用技術(shù)。在用戶樓附近，采用特定的介質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)（主要包括阻抗變換、平衡/不平衡變換等），將符合802.3系列標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信號通過同軸電纜傳輸，接入用戶家中。EoC 技術(shù)主要包括基帶EoC 和調(diào)制EoC 兩種模式，調(diào)制EoC 根據(jù)所采用的調(diào)制技術(shù)方式主要有HINOC、HomePNA、HomePlug、MoCA 等。各種EoC 技術(shù)的分析如表1所示。

表1 各種EoC 技術(shù)的分析對照表

2.1.4 ECAN技術(shù)

ECAN(EPON Over Coax Access Network)技術(shù)就是一種新一代的基于EPON 協(xié)議規(guī)范的同軸電纜寬帶EoC 接入技術(shù)。ECAN 將IEEE802.3 ah EPON 協(xié)議的MAC規(guī)范從光纜接入網(wǎng)中移植到了同軸電纜分配網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)了EPON與HFC網(wǎng)絡(luò)的無縫融合。ECAN的MPCP 多點(diǎn)控制協(xié)議與IEEE802.3ah EPON 協(xié)議一樣，也是下行采用廣播方式，所有數(shù)據(jù)經(jīng)由無源同軸電纜到達(dá)每一用戶的CNU終端，用戶通過LLID標(biāo)識，取出屬于自己地址的數(shù)據(jù)；上行采用TDMA方式，各用戶的CNU終端在自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，如圖2所示。

圖2 ECAN技術(shù)原理示意圖

2.2 交互式電視業(yè)務(wù)視頻點(diǎn)播技術(shù)平臺

視頻點(diǎn)播技術(shù)主要有一下三種：IGMP組播點(diǎn)播方式、基于IP的VOD方式、IPQAM點(diǎn)播方式。

IPQAM 點(diǎn)播方式將節(jié)目流重新復(fù)用在指定的多業(yè)務(wù)傳輸流中，再進(jìn)行QAM 調(diào)制和頻率轉(zhuǎn)換，輸出至HFC網(wǎng)絡(luò)。這種方式有一下優(yōu)點(diǎn)：

(1)能充分利用HFC的寬帶資源以及傳輸特性，適應(yīng)HDTV業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)絡(luò)的要求。

(2)能向用戶提供有QoS保障的視頻服務(wù)。

(3)可擴(kuò)展性好：投資可根據(jù)需求逐步擴(kuò)大和增加邊緣設(shè)備，降低覆蓋范圍。

(4)降低了機(jī)頂盒STB的要求，使非雙模的機(jī)頂盒用戶也能夠使用互動視頻業(yè)務(wù)。

(5)降低了視頻服務(wù)對IP網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，不再要求IP網(wǎng)絡(luò)接入層提供較高的帶寬，可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)交互視頻業(yè)務(wù)。

2.3 1 550nm技術(shù)進(jìn)一步成熟

隨著近年來網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、寬帶化需求帶來的“光進(jìn)銅退”趨勢[3]，城域光纜網(wǎng)進(jìn)一步向用戶端延伸。1310 nm二級光鏈路逐步過渡為1 550 nm系統(tǒng)，去掉了分前端內(nèi)的光-電-光轉(zhuǎn)換對指標(biāo)造成的劣化，杜絕系統(tǒng)電磁干擾及空間雜散電波干擾的可能性，可確保數(shù)字信號質(zhì)量。目前改造網(wǎng)絡(luò)均采用PON+EoC 模型建設(shè)，PON 采用1490nm 下行，1 310 nm 上行，無源光分配網(wǎng)絡(luò)和有線電視1 550 nm光分配系統(tǒng)具有高度一致性，可以采用波分復(fù)用技術(shù)，將雙向和廣播信號進(jìn)行融合。1 550 nm光系統(tǒng)雙向化結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 1 550nnEPON+EoC 模型光系統(tǒng)雙向結(jié)構(gòu)圖

3 為全國一張網(wǎng)打好基礎(chǔ)

3.1 建設(shè)、改造光纜接入網(wǎng)時應(yīng)為進(jìn)一步升級打好基礎(chǔ)

新網(wǎng)絡(luò)應(yīng)以FTTB+EPON+EoC 模型為主，其它FTTC+CMST、FTTB+PON+LAN、FTTV+PON+EoC等為輔，有條件的地方發(fā)展光纖到戶FTTH網(wǎng)絡(luò)。

雙向網(wǎng)光纜結(jié)構(gòu)建議采用六芯光纜到城網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，四芯光纜到樓的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，可以滿足有線電視廣播覆蓋，便于采用EPON 技術(shù)的雙向化建設(shè)。未來網(wǎng)絡(luò)升級時，再對城網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和樓節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡單改造，在不改變上游光纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，增設(shè)樓內(nèi)皮線光纜，進(jìn)行光分配改造，即可實(shí)現(xiàn)光纖到戶(FTTH)，便于今后光纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步升級和多業(yè)務(wù)的順利開展。

3.2 建設(shè)統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)(NM S)和全業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)(B O S S)

基于NGB的新型綜合網(wǎng)管系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時管控，通過網(wǎng)管系統(tǒng)，運(yùn)營商可以方便地實(shí)現(xiàn)內(nèi)容監(jiān)管、網(wǎng)絡(luò)管理、業(yè)務(wù)管理及故障處理，可以對用戶業(yè)務(wù)需求進(jìn)行快速響應(yīng)并提供高QoS的業(yè)務(wù)。統(tǒng)一NMS網(wǎng)管不但可以管理PON的OLT與各種ONU設(shè)備，無論數(shù)據(jù)還是語音以及IPTV的可控主播等都可實(shí)現(xiàn)。

3.2.1 EPON+EoC統(tǒng)一網(wǎng)管

EPON+EoC統(tǒng)一網(wǎng)管采用圖4所示的管理構(gòu)架。

圖4 EPON+EoC 統(tǒng)一網(wǎng)管的管理構(gòu)架

3.2.2 運(yùn)營支撐系統(tǒng)

運(yùn)營支撐系統(tǒng)（OSS, Operation Support System）面向服務(wù)和資源，是一個綜合的業(yè)務(wù)運(yùn)營和管理支持平臺，有力的支撐有線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商各類產(chǎn)品的開通與服務(wù)保障，提供對網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)維服務(wù)質(zhì)量的實(shí)時監(jiān)控、分析和管理。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)平臺建設(shè)應(yīng)把握的幾條原則

圖5 OSS系統(tǒng)軟件應(yīng)用構(gòu)架圖

1)開放性

平臺應(yīng)遵循數(shù)字電視總體技術(shù)方案和機(jī)頂盒技術(shù)規(guī)范；支持多家終端廠商的機(jī)頂盒接入；可以集成第三方BOSS系統(tǒng)，支持網(wǎng)上營業(yè)廳功能，能通過第三方提供數(shù)據(jù)接口，做到運(yùn)營系統(tǒng)的開放；開放集成第三方SP/CP,以順利實(shí)現(xiàn)在線教育廣告、電子支付、應(yīng)用下載、互動游戲等多種增值應(yīng)用。

2)通用性

考慮到全國網(wǎng)絡(luò)整合，平臺應(yīng)充分考慮與其他系統(tǒng)、其他設(shè)備的兼容性。

3)可擴(kuò)展性

平臺應(yīng)具備較好的可擴(kuò)展能力：

（1）能夠提供H.264、MPEG-2、MPEG-4 和AVS 等多種媒體格式，可平滑擴(kuò)展支持未來出現(xiàn)的新的音視頻編碼格式而不影響整個系統(tǒng)的構(gòu)架和業(yè)務(wù)，支持標(biāo)清到高清的升級。

（2）能支持EPON+EoC、EPON+LAN、CMTS+CM、窄帶IP回傳、無線網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)接入。

4)可管理性

平臺應(yīng)對內(nèi)部的多媒體資源具有良好的可管理和可調(diào)度能力[4]；對內(nèi)部的設(shè)備（含終端）具有角色分級權(quán)限的管理功能；對網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)和用戶資費(fèi)具有不同的策略和管理控制能力，支持用戶的區(qū)域管理。

5)可維護(hù)性

應(yīng)提供統(tǒng)一的維護(hù)界面并能通過該界面對遠(yuǎn)程設(shè)備（含終端）和系統(tǒng)進(jìn)行分拆、測試，發(fā)現(xiàn)和定位故障，進(jìn)行遠(yuǎn)程重啟等維護(hù)操作，并能保證故障的隔離。

6)可靠性

平臺應(yīng)支持高可靠性，具備備份能力、容錯能力和系統(tǒng)快捷回復(fù)能力，保證業(yè)務(wù)訪問成功率在99.9%以上。

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