有線電視雙向網絡的改造技術及發展

肖 輝，王 劍

江西省廣播電視網絡傳輸有限公司九江市分公司 江西九江 332000

有線電視雙向網絡已經成為交互式的數字電視的基礎，也成為數字電視增值業務的一種基礎，這種技術的發展是數字電視進一步發展的基礎與關鍵。

1 有線電視雙向網絡的概述

1.1 有線電視雙向網絡的特點

首先，雙向網絡具有邏輯星型以及物理樹形的結構，其網絡光纖的干線部分是采用的環狀以及星型的結構，而同軸電纜部分采用的是樹型的結構。對于系統的前端，其應用服務到達光節點之后，然后是通過光節點通過同軸電纜向調制解調器進行傳輸，最后為用戶端提供服務。

其次，它具有較大容量的客戶群。有線電視網絡是由很多的光節點組成的，每一個光節點都能夠連接2000以上個家庭用戶。所以，這種網絡結構具有很大容量的用戶群，它能夠在同一時間里向成千上萬的人們提供網絡需求。

再次，其具有較大的時間延遲。有線電視網絡的前端系統與家庭用戶之間的調制解調器有一段較長的距離，甚至是能夠達到160km以上，因此，有線電視網絡在數據的傳輸方面有著較大時間上的延遲，一般大約為0.8ms。

1.2 有線電視雙向網絡的優勢

目前來說，我國的家庭式互聯網其接入的方式一般是有三種：基于固定電話網絡方式；基于五類線網絡方式；基于有線電視同軸電纜的網絡方式。基于有線電視的同軸電纜這種方式具有可以長距離進行傳輸，因此，在一些人口密度小，居住比較分散的國家得以利用，比如說美國。而對于我國來說，人口的密度較大，這三種方式一般都能夠滿足其應用的需求。但是對基于五類線的網絡方式在使用過程中需要對五類線的重新鋪設，造成過程的難度比較大，對于這種方式的應用其受到了很大的限制。而基于固定電話的網絡方式由于我國電話的普及，另外，我國的建筑物的網絡基礎設施也已經比較健全，因此其在我國得到了很好的發展。而對于有線電視網絡，盡管其具備了一些好的網絡基礎設施，但是由于互聯網的接入行業的管理以及有線電視其本身的一些因素，其在我國應用還是比較少的。但是，有線電視網絡的傳輸能力較強，能夠進行超長距離的傳輸，另外還有網絡基礎也比較廣泛，在視頻的傳輸方面也具有很大的優勢，所以，在雙向網絡建設以及改造之后，這種方式也有著較大的發展前景。

2 有線電視雙向網絡存在的問題

非對稱性的網絡的結構特性，對于一些支持IP的應用服務業務的傳輸還有一些不足之處。

1）對于支持對稱性的服務業務進行了限制。有線電視的非對稱性的網絡結構，其上行通道的寬帶較少，所以，在開展對稱的應用服務業務還有著傳輸速度比較慢的缺陷。例如，某運營商將CM端當做服務端，然后建立網站來供大眾來進行瀏覽的時候，因為上行通道的寬帶比較少，這就有可能會使得用戶要等待很長的一段時間才能夠將要看的內容進行下載，這樣就影響了運營商的績效，造成一定的損失。所以說，有線電視的非對稱性結構就對支持對稱性的服務業務在一定程度上進行了限制；

2）對TCP內容的傳輸數量的限制。TCP在進行數據傳輸的過程中，在發送端向接收端發送信息包之后，接收端會向發送端發送一個ACK包，說明已經收到了信息。在發送端接受到這個信息之后，就會將那些剩余的信息包向外發送。而如果是發送端沒有收到ACK包時，則那些剩余的信息包就會被延遲發送，所以，這種非對稱性的TCP傳輸機制，就有可能會造成信息的發送延遲，這樣就會造成寬帶的利用率降低，限制了TCP內容數量的傳輸；

3）信息包的碰撞問題。雙向網絡的有線電視，其網絡CM是經由CS向CMTS發送請求信息，而得到相應的數據，但是這種有線電視的網絡的上行寬帶少，這就限制了CS的存在數量。而當出現很多CM同一時間內向CS提交信息時上行的通道可能就沒有充分的頻率段發送請求，造成這種上行頻率匱乏的現象，而產生一些碰撞問題。

這些問題可以通過以下幾種方式予以解決：

第一，將通道的傳輸速率提高。可以使用S-CDMA的方式進行傳輸，這種傳輸的方式能夠在很大程度上將傳輸的速率提高；

第二，將傳輸的負荷減小，進一步釋放寬帶。PHS機制是經由接收端與發送端的規范性壓縮數據包頭域，接收端是根據解壓數據的信息包，而發送端是根據壓縮數據的信息包，通過這種方式來將包頭的數量予以減少。此外，串聯機制是經過融合一些小的數據信息包進而來形成一個相對較大的信息包。而把MAC幀予以串聯，就減少了包頭的數量，釋放了寬帶。

3 有線電視雙向網絡改造過程中需要考慮的問題

有線電視雙向網絡進行改造的過程中，要注意根據業務規劃的需求來制定，例如一些業務種類、推廣進度、所需寬帶等這些需求都影響雙向網絡將要實現的一些功能，以及用戶的寬帶還有改造的速度等等。除了這些業務發展的需求之外，對于資金的投入量，現有網絡的質量，未來的業務發展性空間新技術的發展其預留的基礎等等這些都需要考慮到。在全面的考慮之后，對于技術的選擇，工程的難度，投資的數量，工程量等等才能夠確定。

此外，在改造過程中，還要充分的利用HFC資源，用最好的方式將光纖的覆蓋范圍進行擴大，將有線電視網絡的寬帶優勢予以充分發揮，還要發揮出網絡語音視頻的優勢，這樣來全面推動有線電視雙向網絡的發展。

4 有線電視網絡雙向改造技術分析

改造技術一般有以下幾種：CMTS技術、EOC技術、無源光網絡技術等。

CMTS技術是基于HFC這種網絡進行發展的，它是以數字調試的方式傳輸音頻信號以及數據的一種雙向的網絡技術，向用戶提供寬帶IP的接入服務，來滿足于互聯網的接入、IP語音、數據、視頻、局域網互聯、等多種類型的增值業務。

EOC技術就是，在同軸電纜上進行傳輸網絡數據信號，是為了滿足于開展多項業務的客戶對于高寬帶的需求。目前來說，只有兩種傳輸的方式，分別是基帶與調制。基帶EOC主要是無源設備，一般是應用于那種集中性分配的小區，而對于樹型網絡無法適用。調制EOC是指將太網信號調制到某一個頻段上面，但是因為這項技術正在發展中，其價格就相對來說比較貴，還僅僅是處于探索運用的階段。無源光網絡技術，即為了滿足支持點到多點的應用而發展的一項光接入技術。目前來看，其已經投入使用的有以下幾種：第一種是APON，以ATM協議作為平臺；第二種是GPON，以通用幀的結構作為平臺；第三種是EPON，用太網技術當做傳輸平臺.這種技術其原理就是一個點對多點，由一個光線路終端、一個或者是多個的無源光分路器以及多個網絡單元組成的一個樹形的網絡系統。其優點有以下幾點：成本較低，維護也比較簡單；高寬帶，服務的范圍較廣；寬帶的分配比較靈活，服務也會有保障。

5 有線電視雙向網絡運用的技術以及未來發展趨勢

目前來說，有線電視雙向改造技術一般運用的是Cablemodem以及EPON+LAN這兩種方式。前者是上下行寬帶不對稱，對于VOD的兩種業務以及為提供上網非常適宜，在利用這種技術對HFC網絡進行雙向改造時，前期的用戶就能夠得到很優質的服務，但是缺點就是，在增加每一個用戶時，信號噪聲也將會增加，這就降低了服務的質量，這也影響了有線電視雙向網絡的大幅度改進，成為了一個難題。EPON+LAN（請加上相應的內容）在這種方案中，EPON OLT是根據分前端光纖到達遠端的機房，光分路器的分光分別接入各個樓道中ONU，而ONU直接接入機頂盒，或者是由交換機再接入，然后采用五類線進行入戶，承載著寬帶上網或者是電視點播的信號回傳等多項業務。而下行的數字電視信號通過HFC線路或者是原有的光纖下行，將HFC入戶。以雙向入戶來解決網絡的雙向問題。兩個網絡同時運行，但是相互之間不會干擾。而利用GEPON的技術進行改造時，就僅僅需要在HFC網絡的部分增加光分路器，不再需要額外的鋪設光纜，這樣就節省了很多甚至是大量光纖資源，并且前期的投資也會降低，因此，這種技術被運用的比較多。有線電視雙向網絡未來的發展趨勢就是“光進銅退”，不論是ADSL網絡，還是五類線網絡（基于LAN模式），或者是Cablemodem網絡（基于有線電視的同軸電纜），都會經歷這個過程，從FTTC模式即光纖到路邊，FTTB模式光纖到樓，FTTH模式光纖到戶。EPON的技術設計，就是將目標設置成為光纖到戶，但是，從目前來說，將會在很長的一段時間內，采用EPON與LAN相結合的模式，未來中，有線電視的運營商以及設備生產提供商，或者是技術提供商可能會打成聯合，進而來尋找到一種適合于我國的雙向化改造的技術。

6 結論

有線電視雙向網絡的改造有著其獨特的優勢，例如廣泛的用戶基礎，傳輸過程中的超長運輸能力，強大的視頻與音頻的傳輸能力等。我們應該致力于有線電視雙向網絡的改造，促進雙向網絡的有效發展。

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