新一代廣播電視網(wǎng)的發(fā)展
——有線無線衛(wèi)星融合覆蓋網(wǎng)

鄒峰

（國家新聞出版廣電總局 廣播科學研究院，北京 100866）

新一代廣播電視網(wǎng)的發(fā)展
——有線無線衛(wèi)星融合覆蓋網(wǎng)

鄒峰

（國家新聞出版廣電總局 廣播科學研究院，北京 100866）

隨著信息技術快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)環(huán)境不斷變化，傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)正在向雙向、寬帶、融合、智慧化升級，我國廣播電視網(wǎng)絡已進入了一個全新的發(fā)展階段。在此背景下，面向未來廣電網(wǎng)絡的發(fā)展，提出了集有線、無線、衛(wèi)星網(wǎng)絡于一體的新一代廣播電視網(wǎng)概念，并對新一代廣播電視網(wǎng)的架構、傳輸通道和工作的重點及難點進行了介紹。

新一代廣播電視網(wǎng)；融合網(wǎng)；協(xié)同覆蓋網(wǎng)

1 發(fā)展背景

21世紀伴隨著數(shù)字、網(wǎng)絡和傳輸技術的飛躍發(fā)展以及信息化浪潮席卷而來。信息已經(jīng)無所不在地影響著人們的生活，其對社會政治、經(jīng)濟、軍事、文化發(fā)展的影響日益深刻，信息資源日益成為國家發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。黨中央、國務院高度重視信息化工作，近年來相繼頒布并實施了“三網(wǎng)融合”、“文化與科技融合”、“寬帶中國”、“擴大信息消費”、“信息惠民工程”等國家戰(zhàn)略。在這樣的背景下，我國廣播電視網(wǎng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的宣傳和文化基礎設施演變?yōu)閲倚畔⒒蛯拵ㄐ呕A設施。然而，長期以來我國廣播電視網(wǎng)存在著數(shù)字化和雙向化程度低、網(wǎng)絡分散、主體多元、業(yè)務模式單一、服務意識和運營支撐能力不足等問題，已經(jīng)無法滿足廣大人民群眾日益增長的文化生活需求。

與此同時，移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來極大地改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，廣播電視服務正在進一步向手機、平板電腦等移動終端遷移，“移動化”正在成為廣播電視發(fā)展的重要趨勢。在這樣的背景下，我國廣播電視網(wǎng)必須順應移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展浪潮，充分發(fā)揮國家信息基礎設施的作用，統(tǒng)籌發(fā)展有線、無線和衛(wèi)星網(wǎng)絡，積極推動新一代廣播電視有線無線衛(wèi)星融合網(wǎng)建設，以“低成本、高速率、廣覆蓋”為目標，為我國基本公共服務均等化、信息消費普及化、城鄉(xiāng)一體化提供一條經(jīng)濟、實際的建設之路。

2 技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

隨著寬帶應用及信息的發(fā)展，終端用戶需要實現(xiàn)無處不在的無縫覆蓋，滿足用戶多元化的通信及數(shù)據(jù)服務需求。寬帶網(wǎng)絡朝著更高帶寬、各種接入技術和覆蓋技術融合發(fā)展的方向演進。目前主要的技術體制如圖1所示。

基于LTE、超級WiFi、Hotspot2.0、WiFi等多種技術手段，融合網(wǎng)絡把有線、無線和衛(wèi)星三種技術結合在一起，在一個共享的框架中傳輸多業(yè)務，形成“多接入、廣覆蓋、高帶寬”傳輸網(wǎng)絡。目前，從世界各國網(wǎng)絡發(fā)展來看，網(wǎng)絡融合已經(jīng)成為廣電、電信業(yè)的主旋律和必然趨勢，寬帶接入總體上將朝著高帶寬方向發(fā)展，而用戶需求的多樣化決定了寬帶網(wǎng)絡將長期呈現(xiàn)多種接入技術、覆蓋技術融合協(xié)調(diào)發(fā)展的格局。

圖1 現(xiàn)有技術體制分析（截圖）

在這樣的技術發(fā)展背景下，面向未來廣電網(wǎng)絡的發(fā)展，提出了集有線、無線、衛(wèi)星網(wǎng)絡于一體的新一代廣播電視網(wǎng)。

3 新一代廣播電視網(wǎng)的定義及指導思想

新一代廣播電視網(wǎng)是以廣播電視技術成果為基礎，充分發(fā)揮廣播電視有線無線衛(wèi)星協(xié)同覆蓋的資源優(yōu)勢，綜合利用廣播電視網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)和超級WiFi、可運營WiFi平臺、互聯(lián)網(wǎng)等成熟技術標準及產(chǎn)業(yè)鏈資源，構建的面向三網(wǎng)融合可管、可控、可信的廣播電視數(shù)據(jù)網(wǎng)。

新一代廣播電視網(wǎng)的建設遵循以下發(fā)展原則和目標。

3.1 發(fā)展目標

1）在三網(wǎng)融合總體框架下，以當前廣播電視技術成果為基礎，綜合利用廣電頻率資源，采用廣播電視網(wǎng)、LTE、超級WiFi和WiFi運營平臺等技術標準，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)勢，首先建設一個新一代廣播電視數(shù)據(jù)（示范）網(wǎng)。

2）通過廣播電視數(shù)據(jù)（示范）網(wǎng)開展廣電網(wǎng)絡新技術、新業(yè)務、新功能和新運營模式的試驗和示范，探索廣電有線無線衛(wèi)星一體化融合服務的模式，逐步推進全國范圍廣播電視數(shù)據(jù)網(wǎng)建設。

3）廣播電視數(shù)據(jù)（示范）網(wǎng)在優(yōu)化傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務的同時，提供高質量、全方位三網(wǎng)融合業(yè)務，協(xié)調(diào)統(tǒng)一有線無線衛(wèi)星傳統(tǒng)廣播電視分發(fā)渠道，形成“天地一體”無縫覆蓋交互網(wǎng)絡，提供更為豐富、流暢的業(yè)務體驗。

4）在主管部門領導下，通過廣電科研機構與全國各省網(wǎng)絡公司通力合作，協(xié)調(diào)U頻段頻率復用技術方案，共同推動廣播電視網(wǎng)業(yè)務漫游建設，最終實現(xiàn)全國的無縫漫游、無感知認證。

3.2 發(fā)展原則

1）堅持融合發(fā)展原則。引入廣播電視網(wǎng)、通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的最新技術和成果，建設一個起點高、有競爭力、可持續(xù)發(fā)展的新一代廣播電視網(wǎng)絡。

2）堅持開放性原則。發(fā)揮廣電網(wǎng)絡優(yōu)勢，保證融合網(wǎng)絡接口開放，促進有線、無線、衛(wèi)星協(xié)同覆蓋，統(tǒng)一規(guī)范，互聯(lián)互通。

3）堅持安全性原則。實現(xiàn)網(wǎng)絡可管可控可信，為國家網(wǎng)絡安全、信息安全、文化安全戰(zhàn)略服務，為廣播電視事業(yè)安全快速發(fā)展提供技術保障。

4）堅持技術集成創(chuàng)新和自主創(chuàng)新原則。充分考慮技術產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展，推動新技術、新規(guī)范和新產(chǎn)品的快速應用部署，打造全新的高性能國家融合網(wǎng)絡基礎設施。

3.3 指導思想

新一代廣播電視網(wǎng)的建設將以傳統(tǒng)廣播電視大帶寬、高速率、廣覆蓋特點為依托，綜合利用有線電視、地面數(shù)字電視和衛(wèi)星的成熟技術標準和產(chǎn)業(yè)鏈資源，輔以U頻段無線雙向技術，結合互聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)有線、無線、衛(wèi)星互聯(lián)互通和智能協(xié)同覆蓋為目標，合理實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡、無線廣播網(wǎng)、無線寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)的優(yōu)勢互補，面向個人、家庭、區(qū)域和城域等不同覆蓋范圍下的融合業(yè)務體驗需求，提供涵蓋“電視、寬帶、通信、物聯(lián)網(wǎng)”等服務的綜合業(yè)務，形成我國廣播電視網(wǎng)有線無線衛(wèi)星一體化融合發(fā)展的創(chuàng)新模式。

4 新一代廣播電視網(wǎng)的技術架構及傳輸通道建設

4.1 網(wǎng)絡總體架構

新一代廣播電視網(wǎng)將是有線電視網(wǎng)、無線廣播網(wǎng)、衛(wèi)星廣播網(wǎng)和無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)的有機結合，4張網(wǎng)絡優(yōu)勢互補、合理分布，實現(xiàn)室內(nèi)室外全覆蓋，形成廣電特色的有線無線融合的廣播電視數(shù)據(jù)網(wǎng)。新一代廣播電視網(wǎng)的網(wǎng)絡架構如圖2所示。

新一代廣播電視網(wǎng)將根據(jù)地域及服務人群的不同，采用不同的覆蓋方式及策略：在城區(qū)通過有線、LTE、超級WiFi和無線廣播相結合的方式實現(xiàn)大范圍全覆蓋，針對部分人口密集的商圈及居住區(qū)，通過WiFi技術實現(xiàn)熱點覆蓋；在城鄉(xiāng)結合地區(qū)以無線廣播和無線寬帶協(xié)同覆蓋為主，無線廣播提供大范圍的廣播服務，無線寬帶提供雙向交互數(shù)據(jù)服務；在農(nóng)村及邊遠地區(qū)采用直播衛(wèi)星、無線廣播及無線寬帶相結合的方式，以直播衛(wèi)星和無線廣播提供單向廣播信道，以無線寬帶網(wǎng)提供數(shù)據(jù)回傳通道，助力農(nóng)村地區(qū)雙向化改造及信息化建設。

圖2 新一代廣播電視網(wǎng)系統(tǒng)架構

4.2 新一代廣播電視網(wǎng)的互聯(lián)互通傳輸通道建設

4.2.1 無線廣播網(wǎng)與無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)協(xié)同覆蓋的傳輸通道建設

傳統(tǒng)廣播網(wǎng)絡具有高效的帶寬利用率，但不具備反向信道實現(xiàn)信息交互的能力；單純的無線雙向交互網(wǎng)絡具有回程信道，但下行數(shù)據(jù)傳輸帶寬是有限的。通過單向廣播信道與雙向交互信道的協(xié)同接入，構建無線廣播網(wǎng)與無線寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)一體化融合網(wǎng)絡，為用戶提供無線廣播和雙向通信服務，實現(xiàn)各類新媒體業(yè)務的有機融合。廣播網(wǎng)和雙向網(wǎng)的融合如圖3所示。

圖3 廣播網(wǎng)和雙向網(wǎng)的融合

在融合網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)架構中，以傳統(tǒng)大區(qū)制廣播網(wǎng)構建傳統(tǒng)廣播網(wǎng)絡，主要實現(xiàn)廣播信號的大區(qū)域覆蓋。用戶終端至廣播大塔的窄帶直連回傳鏈路由無線寬帶網(wǎng)絡承擔，以雙向交互小塔的形式呈現(xiàn)。雙向交互小塔同時接收單向廣播業(yè)務與雙向交互業(yè)務的信號，并轉換成終端可接收的LTE、WiFi信號在中小區(qū)域內(nèi)進行業(yè)務覆蓋。此種方案充分發(fā)揮數(shù)字廣播和無線通信技術和器件設備成熟優(yōu)勢，但是需要在數(shù)字廣播與無線寬帶接入實現(xiàn)后臺的協(xié)同融合，從而將單向地面廣播網(wǎng)低成本升級為交互廣播網(wǎng)。無線廣播和無線交互系統(tǒng)協(xié)同覆蓋框圖如圖4所示。無線廣播和無線寬帶協(xié)同覆蓋如圖5所示。

圖4 無線廣播和無線交互系統(tǒng)協(xié)同覆蓋框圖

圖5 無線廣播和無線寬帶協(xié)同覆蓋

4.2.2 無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)與有線電視網(wǎng)協(xié)同覆蓋的通道建設

本文介紹的無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)是U頻段LTE無線寬帶網(wǎng)和廣播電視WiFi數(shù)據(jù)網(wǎng)的有機結合，其與有線網(wǎng)的傳輸通道建設采用不同的技術機制。

1）U頻段LTE與有線電視網(wǎng)

目前，世界范圍內(nèi)信息服務行業(yè)的發(fā)展趨勢是支持全業(yè)務的運營模式，即同時支持移動、固定的網(wǎng)絡接入，提供寬帶接入服務，全方位開展通信業(yè)務、增值業(yè)務、內(nèi)容應用的運營模式。廣電網(wǎng)絡應按照業(yè)務網(wǎng)絡、基礎網(wǎng)絡兩層架構開展有線和無線的融合。基礎網(wǎng)絡向IP化承載、能方便提供融合性業(yè)務的有線無線融合架構演進。同時，在網(wǎng)絡基礎設施之上構造有融合業(yè)務能力的業(yè)務網(wǎng)絡，提供統(tǒng)一的業(yè)務和應用。

具體來說，應推進有線電視網(wǎng)和無線寬帶網(wǎng)在核心網(wǎng)架構和協(xié)議上的統(tǒng)一；在未完成有線電視網(wǎng)雙向網(wǎng)絡改造的農(nóng)村區(qū)域，U頻段LTE構建的無線寬帶網(wǎng)絡將形成有線電視的交互網(wǎng)絡，支持交互業(yè)務的開展；U頻段LTE通過eMBMS開展廣播與組播，并著重支持雙向移動數(shù)據(jù)接入業(yè)務，與有線電視網(wǎng)和無線廣播網(wǎng)形成差異化的業(yè)務模式?？傊?，以U頻段LTE為基礎形成廣電網(wǎng)絡中面向移動互聯(lián)發(fā)展的重要接入方式。無線寬帶和有線電視網(wǎng)的協(xié)同覆蓋如圖6所示。

圖6 無線寬帶和有線電視網(wǎng)的協(xié)同覆蓋

2）廣播電視WiFi數(shù)據(jù)網(wǎng)與有線電視網(wǎng)

有線電視雙向HFC網(wǎng)絡由光纖作干線、同軸電纜作分配網(wǎng)，組成光纖同軸混合網(wǎng)。它結合了光纖和電纜二者所具有的優(yōu)良特性，完成有線電視信號的高質量傳輸與分配，從而構成了這一獨特的光纖/同軸電纜混合網(wǎng)絡結構。HFC網(wǎng)絡以前端為中心、光纖呈放射狀向外覆蓋用戶。

WiFi網(wǎng)絡是一種無線邊緣接入網(wǎng)技術，可以作為有線HFC網(wǎng)在無線領域的有效延伸，主要解決最后幾米和幾十米的無線終端接入。它可以實現(xiàn)手機、Pad、PC等支持WiFi終端的數(shù)據(jù)互通。有線電視運營商通過WiFi技術可以實現(xiàn)無線上網(wǎng)、無線看電視、多屏互動以及多樣化特色無線業(yè)務。

WiFi與有線電視網(wǎng)融合的通道建設應以現(xiàn)有有線電視網(wǎng)為基礎，根據(jù)不同用戶使用場景，可分為兩種：第一種場景為家庭室內(nèi)，通過具備WiFi功能的家庭網(wǎng)關或智能機頂盒來覆蓋；第二種場景為HFC網(wǎng)絡能夠覆蓋的室外區(qū)域，如廣場、學校、公園等，利用現(xiàn)有的HFC雙向技術布放室外型AP熱點來覆蓋。WiFi數(shù)據(jù)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的協(xié)同覆蓋如圖7所示。

廣播電視WiFi數(shù)據(jù)網(wǎng)采用集中式的管理模式，整個網(wǎng)絡需要高級別的安全性能，由于廣電擁有自己天然的回傳上聯(lián)HFC網(wǎng)絡通道，可以把相應的管理配置等信息上傳給移動設備控制器，將大大加強整個系統(tǒng)的安全性。

4.2.3 新一代廣播電視網(wǎng)絡中的衛(wèi)星

在新一代廣播電視網(wǎng)中，衛(wèi)星以低成本完成最大范圍的覆蓋，滿足農(nóng)村、偏遠山區(qū)、海島等區(qū)域的廣播電視節(jié)目信號的接收。但是當前我國衛(wèi)星網(wǎng)絡仍為單向傳輸信道，融合網(wǎng)中雙向數(shù)據(jù)交互仍需要雙向有線電視網(wǎng)和無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)來協(xié)助完成。未來衛(wèi)星技術發(fā)展的方向將是雙向衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡，衛(wèi)星雙向網(wǎng)絡的構建將為新一代廣播電視網(wǎng)提供新的發(fā)展思路。新一代廣播電視網(wǎng)中的衛(wèi)星如圖8所示。

圖7 WiFi數(shù)據(jù)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的協(xié)同覆蓋

圖8 新一代廣播電視網(wǎng)中的衛(wèi)星

4.2.4 新一代廣播電視網(wǎng)的智能調(diào)度分發(fā)

智能調(diào)度分發(fā)系統(tǒng)是融合網(wǎng)絡的智能控制后臺和策略支撐手段，可有效提升融合網(wǎng)絡的綜合服務能力。智能調(diào)度分發(fā)系統(tǒng)以滿足用戶需求為出發(fā)點，建立內(nèi)容資源、網(wǎng)絡資源、用戶及終端之間的智能關聯(lián)，通過業(yè)務均衡調(diào)度、多維感知分析、流量集成控制實現(xiàn)無線廣播網(wǎng)與無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)與有線網(wǎng)的智能協(xié)同，保證網(wǎng)絡資源的共享，提高現(xiàn)有資源的利用率，滿足對多網(wǎng)絡接入的需求和多種業(yè)務接入的需求，真正實現(xiàn)有線無線衛(wèi)星一體化融合網(wǎng)絡。

智能調(diào)度分發(fā)系統(tǒng)采用一種智能驅動的方式，利用廣播網(wǎng)承載共性內(nèi)容，通過流量集成控制提高共性內(nèi)容的傳輸和覆蓋效率并為雙向網(wǎng)節(jié)省帶寬；利用雙向網(wǎng)承載個性內(nèi)容，通過業(yè)務均衡調(diào)度為用戶提供靈活便利的個性化需求服務；同時，根據(jù)網(wǎng)絡特性為用戶提供高效、高質服務，提高用戶在融合網(wǎng)的服務體驗。智能調(diào)度分發(fā)系統(tǒng)將充分實現(xiàn)網(wǎng)絡資源與業(yè)務形式的精細化匹配，充分利用融合網(wǎng)的特性，智能融合“內(nèi)容”、“用戶”、“網(wǎng)絡”和“終端”4個維度的資源，為用戶高效、高質地提供三網(wǎng)融合業(yè)務需求。智能調(diào)度分發(fā)系統(tǒng)如圖9所示。

圖9 智能調(diào)度分發(fā)系統(tǒng)

4.2.5 融合網(wǎng)絡的統(tǒng)一管理

廣電的4種基礎網(wǎng)絡形成多網(wǎng)融合、集中管理控制的網(wǎng)絡架構。實現(xiàn)有線電視傳輸網(wǎng)絡、無線廣播網(wǎng)、無線廣播電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡及衛(wèi)星網(wǎng)絡的一體化融合，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡及相關城市資源，構建立體型綜合網(wǎng)絡結構，創(chuàng)造數(shù)字化建設的新模式。

統(tǒng)一用戶管理，形成各有線網(wǎng)絡公司備份用戶數(shù)據(jù)，通過全國統(tǒng)一管理平臺備份和協(xié)調(diào)用戶信息的管理機制，統(tǒng)一注冊和認證系統(tǒng)，在用戶跨區(qū)域是仍可獲得認證，并支持無線接入。

統(tǒng)一雙向有線電視網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)絡的互聯(lián)網(wǎng)出口，形成全國統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)出口，從而有利于降低出口費用，并通過即將建設的國網(wǎng)具備獨立的互聯(lián)網(wǎng)出口。統(tǒng)一網(wǎng)絡門戶，提供無差別的用戶體驗，實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)接口的通用化和規(guī)范化。融合覆蓋的統(tǒng)一管理如圖10所示。

圖10 融合覆蓋的統(tǒng)一管理

5 新一代廣播電視網(wǎng)下一步工作的重點及難點

新一代廣播電視網(wǎng)的建設目前正在啟動中，未來一段時期內(nèi)，工作組將著力突破以下重點及難點問題。

1）全國范圍U頻段雙向無線頻率規(guī)劃研究。面向全國范圍U頻段頻譜，開展無線頻率規(guī)劃設計研究，建立頻譜規(guī)劃地理信息數(shù)據(jù)庫和無線資源管理機制，提高頻譜利用率，實現(xiàn)省網(wǎng)間的無縫漫游。

2）有線無線衛(wèi)星組網(wǎng)模式和覆蓋模型研究。探索空天地一體混合組網(wǎng)模式，研究廣播電視有線無線衛(wèi)星協(xié)同傳輸覆蓋關鍵技術，面向全國范圍綜合覆蓋，研究融合網(wǎng)絡系統(tǒng)架構及解決方案，形成相關的技術規(guī)范和覆蓋模型。

3）有線無線融合接入關鍵技術研究。重點研究基于無線寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)的有線無線協(xié)同技術、基于有線無線廣播的家庭組網(wǎng)技術、融合網(wǎng)系統(tǒng)平臺接入層和網(wǎng)絡層技術指標等。

4）融合網(wǎng)業(yè)務協(xié)同機制和運營保障機制研究。針對有線、無線和衛(wèi)星混合組網(wǎng)、空天地集成覆蓋的技術特征和業(yè)務特征，探索業(yè)務協(xié)同機制和運營保障流程，形成具有廣電特色、高效安全的運營模式，實現(xiàn)公益服務、商業(yè)服務和應急服務的一體化承載。

5）無線覆蓋關鍵技術研究。對無線覆蓋中的白頻譜、超級WiFi、eMBMS、hotspot2.0等特征技術進行綜合集成研究，推進廣播電視技術體系下的相關技術和服務的設備研制、系統(tǒng)研發(fā)和綜合集成。

Developm ent of New Generation Broadcasting Network——Cab le,W ireless and Satellite Convergence Network

ZOU Feng
（Academy of Broadcasting Science,State Administration of Press,Publication,Radio,Film and Television of The People's Republic of China, Beijing 100866,China）

With the rapid development of information technology and the changing industry environment,the traditional broadcasting network is upgrading into the new bidirectional,broadband,convergence and intelligent network,and our broadcasting network has entered a new stage of development.In this context,the concept of New Generation Broadcasting Network is raised:Cable,Wireless and Satellite Convergence Network.And its architecture,transmission channel and top tasks are introduced.

New Generation Broadcasting Network;convergence network;collaborative convergence network

TN915

A

??健男

2014-09-25

【本文獻信息】鄒峰.新一代廣播電視網(wǎng)的發(fā)展——有線無線衛(wèi)星融合覆蓋網(wǎng)[J].電視技術，2014，38（21）.