有線電視網(wǎng)雙向改造技術(shù)方案與選擇

黃喜欽

摘 要：有線電視網(wǎng)雙向改造是適應(yīng)當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的必然措施。因此，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹了5種有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向改造方案，并針對(duì)其不同的技術(shù)適用范圍、建設(shè)難易度和特點(diǎn)進(jìn)行了探討和分析，以供相關(guān)人員參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：有線電視；雙向改造技術(shù)；ONU；EPON

中圖分類號(hào)：TN943.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.139

目前，有線電視的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)模式正向著整體化的目標(biāo)前進(jìn)。為了解決單向網(wǎng)絡(luò)的接入局限問題，雙向改造有線電視網(wǎng)是推動(dòng)有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。有線電視網(wǎng)的雙向改造技術(shù)有多種，為了得到最好的改造效果和滿足人們的使用要求，有針對(duì)性地選擇有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造方案有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 EPON+EoC方案

該方案最明顯的特點(diǎn)是在線路“最后100 m”采用EoC技術(shù)為用戶提供接入服務(wù)，用戶可通過已敷設(shè)的同軸電纜接收信號(hào)。在該方案中，數(shù)字電視、模擬電視等廣播業(yè)務(wù)由前端機(jī)房傳送至光接收機(jī)，光接收機(jī)通過大分配器與用戶直連，樓道內(nèi)的分配網(wǎng)宜采用總分方式，即由大分配器輸出信號(hào)至各個(gè)用戶終端，每個(gè)光節(jié)點(diǎn)覆蓋用戶數(shù)控制在200戶以內(nèi)。數(shù)據(jù)信號(hào)通過EPON系統(tǒng)傳送至ONU，并將電視信號(hào)傳輸至光接收機(jī)中。ONU和光接收機(jī)分別通過五類線和同軸電纜與EoC頭端連接，EoC頭端混合電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)后，通過同軸電纜傳輸至用戶家中的EoC終端；互動(dòng)信號(hào)通過EoC通道傳輸至機(jī)房，在前端機(jī)房通過IPQAM方式嵌入廣播電視信號(hào)。

EoC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有以下4點(diǎn)：①可以充分利用已經(jīng)建成的HFC網(wǎng)，不需要敷設(shè)新的線纜，節(jié)省了駐地網(wǎng)資源，且入戶施工難度較小、改造成本較低；②在合理組網(wǎng)的情況下，EoC的有效物理帶寬高，可滿足用戶的上網(wǎng)需求；③解決了CMTS+CM方式中存在的噪聲匯聚問題；④速率對(duì)稱，上、下行速率差異較小，便于開展交互業(yè)務(wù)。

EoC技術(shù)的缺點(diǎn)為因EoC產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各個(gè)廠家的設(shè)備無法兼容，導(dǎo)致技術(shù)推廣工作的難度較大。

EPON+EoC的接入方式適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)質(zhì)量要求高、網(wǎng)絡(luò)帶寬需求高、用戶滲透率低的居民小區(qū)或中小型商務(wù)辦公樓。EPON+EoC的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 EPON+EoC的基本結(jié)構(gòu)框圖

2 EPON+LAN方案

通過與有線電視同軸電纜網(wǎng)的同步，采用EPON+LAN技術(shù)可布設(shè)五類線，并可分網(wǎng)建設(shè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與電視業(yè)務(wù)，即A網(wǎng)結(jié)構(gòu)與B網(wǎng)結(jié)構(gòu)（在PON設(shè)備或光纖收發(fā)器下加掛交換機(jī)，通過五類線接入用戶，其整體結(jié)構(gòu)比較清晰）。

EPON+LAN方案的優(yōu)點(diǎn)有以下2點(diǎn)：①傳輸帶寬大、傳輸速率快、建設(shè)成本低、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)簡(jiǎn)單，適用于新建居民小區(qū)、大型辦公寫字樓等網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求高的區(qū)域；②解決了CMTS+CM方式中存在的噪聲匯聚問題。

EPON+LAN方案的缺點(diǎn)有以下2點(diǎn)：①需要建立新的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，施工量大、投資高，且兩張網(wǎng)絡(luò)分開運(yùn)營(yíng)，進(jìn)而對(duì)維護(hù)人員的素質(zhì)要求較高；②LAN大多使用有源設(shè)備，因此，在惡劣的環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性較低。

EPON+LAN的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3 CMTS+CM方案

該方案是在廣電機(jī)房?jī)?nèi)放置CMTS頭端設(shè)備，在用戶終端放置CM，并在機(jī)房混合廣播電視信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)后，通過HFC網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸至用戶家中。混合信號(hào)在用戶家中會(huì)分成兩路信號(hào)，電視信號(hào)傳輸至機(jī)頂盒供用戶觀看電視，數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至CM供用戶上網(wǎng)。

在該方案中，模擬電視、數(shù)字電視信號(hào)在前端機(jī)房經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換后，通過光纖傳輸?shù)焦庹尽９庹就ǔ７譃?或2端口光站，每個(gè)光站覆蓋300～500個(gè)用戶。樓道內(nèi)的分配網(wǎng)宜采用總分方式，即由大分配器輸出至各個(gè)用戶終端。光站設(shè)置在電視機(jī)房或光站箱內(nèi)。互動(dòng)電視下行信號(hào)在機(jī)房通過IPQAM嵌入廣播電視信號(hào)，反向回傳信號(hào)通過CM與CMTS之間的通道傳輸，數(shù)據(jù)信號(hào)通過CMTS與CM完成雙向數(shù)據(jù)傳輸。

CMTS+CM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有以下3點(diǎn)：①技術(shù)成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，不同CMTS和CM廠家的設(shè)備可以較好兼容，同時(shí)DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，已由DOCSIS1.0升級(jí)至DOCSIS3.0版本，頭端速率進(jìn)一步提高，以適應(yīng)新業(yè)務(wù)的發(fā)展要求；②該方案能夠較好地適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高、網(wǎng)絡(luò)滲透率較低的縣、鄉(xiāng)，可以實(shí)現(xiàn)大面積的覆蓋；③采用該方案能夠很好地保護(hù)前期有線電視網(wǎng)絡(luò)的投資，能夠充分利用現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)降低了施工難度。

CMTS+CM技術(shù)的缺點(diǎn)有以下2點(diǎn)：①上行漏斗效應(yīng)將導(dǎo)致噪聲匯聚，對(duì)帶寬的影響較大；②多用戶共享40 Mbps頭端帶寬，無法滿足用戶的帶寬需求。

CMTS+CM的基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 CMTS+CM的基本結(jié)構(gòu)框圖

4 RFoG方案

RFoG是一種光傳輸網(wǎng)絡(luò)與射頻傳輸相結(jié)合的技術(shù)。All optic（全光網(wǎng)絡(luò)）公司于2007年率先開發(fā)出了RFoG技術(shù)及其產(chǎn)品，為廣電運(yùn)營(yíng)商提供了一種高效、低成本的網(wǎng)絡(luò)改造和擴(kuò)容解決方案。采用該技術(shù)時(shí)，廣電運(yùn)營(yíng)商可繼續(xù)使用已經(jīng)敷設(shè)的設(shè)備和系統(tǒng)，無需大規(guī)模改造，只需在用戶家中安裝ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）。此設(shè)備可將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)可通過同軸電纜傳輸至用戶家中的機(jī)頂盒和CM。采用在用戶家中安裝ONU設(shè)備的方案為實(shí)現(xiàn)FTTH奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

RFoG技術(shù)與傳統(tǒng)的HFC技術(shù)相比，在下行通道傳輸方式上并無大的區(qū)別，但在上行傳輸通道方面存在較大的差異。RFoG光站中使用的反向光發(fā)射機(jī)采用“突發(fā)”的工作模式，其原理與CMTS相同，即采用時(shí)分控制技術(shù)（TDM）控制光發(fā)射機(jī)的開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)在任意給定的時(shí)間點(diǎn)只有一個(gè)光節(jié)點(diǎn)與CMTS通信。

RFoG的優(yōu)點(diǎn)有以下3點(diǎn)：①可在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)的改造和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，并提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性；②采用“突發(fā)”工作模式，可保證任意時(shí)刻只有一個(gè)光節(jié)點(diǎn)與

CMTS交互，避免了反向上行通道的噪聲匯聚問題；③有利于進(jìn)一步細(xì)化光節(jié)點(diǎn)，并為后期的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)提供便利。

RFoG的缺點(diǎn)有以下2點(diǎn)：①由于機(jī)房中的每個(gè)反向光接收口只能接收32個(gè)光節(jié)點(diǎn)反向回傳的信號(hào)，這就對(duì)機(jī)房擴(kuò)容提出了更高的要求；②采用該技術(shù)，相應(yīng)的機(jī)房光發(fā)射機(jī)應(yīng)具有1 550 nm的波長(zhǎng)，反向光接收機(jī)也需更換為對(duì)應(yīng)的RFoG專用接收機(jī)，并使用EDFA，進(jìn)而提升了機(jī)房建設(shè)費(fèi)用。

RFoG的基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 RFoG的基本結(jié)構(gòu)框圖

5 Fiber Deep HFC方案

Fiber Deep HFC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不僅能提供基本的廣播業(yè)務(wù)，還具有寬帶接入、圖文電視、遠(yuǎn)程教育和視頻會(huì)議等功能，可滿足大多數(shù)用戶的需求。在寬帶接入方面，還可為用戶提供的增值業(yè)務(wù)。因此，采用該技術(shù)可有效提升有線電視產(chǎn)業(yè)的戶均營(yíng)業(yè)額，促使有線電視產(chǎn)業(yè)GDP總量的大幅增長(zhǎng)。

Fiber Deep HFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有以下4點(diǎn)：①利用該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可在不改變?cè)蠬FC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的改造。②利用該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)除了可滿足廣大用戶的廣播業(yè)務(wù)需求外，還能針對(duì)不同的用戶需求提供視頻點(diǎn)播、電視回看和上網(wǎng)等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)多樣化，從而提高經(jīng)濟(jì)收入。③該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)使用的數(shù)字回傳技術(shù)與模擬回傳技術(shù)相比，一方面可更好地還原信號(hào)，且接收光功率低、傳輸距離更長(zhǎng)；另一方面，可通過串聯(lián)的方式將一個(gè)光站的回傳信號(hào)傳輸至另一個(gè)光站，復(fù)用后再繼續(xù)傳輸，這不僅減少了光纖的使用量，還節(jié)省了經(jīng)費(fèi)開支。④取消了分前端，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

Fiber Deep HFC的基本結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 Fiber Deep HFC的基本結(jié)構(gòu)框圖

6 結(jié)束語

綜上所述，雙向化建設(shè)和改造有線電視網(wǎng)是當(dāng)下廣播電視數(shù)字化發(fā)展的必然趨勢(shì)。相關(guān)工作人員應(yīng)最大限度地結(jié)合有線電視網(wǎng)絡(luò)音視頻業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，掌握不同改造方案的優(yōu)、缺點(diǎn)和適用范圍，并參照不同區(qū)域的實(shí)際情況，采用最合理的技術(shù)方案改造有線電視網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕