有線電視網(wǎng)絡(luò)演進模式與機房建設(shè)關(guān)系的探討

歐君榮

（廣州珠江數(shù)碼集團有限公司，廣東 廣州 510010）

2011年底，廣州市成為國家“三網(wǎng)融合”第二批試點城市，廣電和電信在試點城市中的業(yè)務(wù)競爭已然公開，各運營商在寬帶業(yè)務(wù)和IP電視業(yè)務(wù)領(lǐng)域的競爭也日趨激烈。為此，本地有線電視運營商在確保基于數(shù)字視頻廣播（Digital Vid?eo Broadcasting，DVB）的數(shù)字電視用戶發(fā)展的基礎(chǔ)上，從2012年開始全面推廣高清互動電視業(yè)務(wù)，并逐步推廣高帶寬和政企客戶等寬帶業(yè)務(wù)，以及進行內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Content De?livery Network，CDN）的資源建設(shè)[1-5]。

隨著各項業(yè)務(wù)的發(fā)展，特別是高清互動電視和CDN內(nèi)容資源建設(shè)，需配套安裝大量的前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為此，在對各分前端全面實施了擴容并達到了滿負荷后，仍舊不能很好地滿足業(yè)務(wù)的發(fā)展，原有的機房空間基本無法支撐未來各項業(yè)務(wù)的發(fā)展。因此，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的分前端機房的規(guī)劃、尋址、建設(shè)將成為運營商不得不重視與考慮的問題。同時，有線電視網(wǎng)絡(luò)演進模式如何，與機房建設(shè)有無關(guān)聯(lián)，更值得探討。

1 網(wǎng)絡(luò)及機房現(xiàn)狀

目前，珠江數(shù)碼根據(jù)分前端機房的區(qū)域分布、自建通信管道的分布、用戶分布等信息為基礎(chǔ)，將在廣州轄區(qū)內(nèi)的有線電視網(wǎng)絡(luò)的光纜部分分為3層，如圖1所示。其中，第1層為中繼光纜層，主要包含總、分前端之間直連的光纜網(wǎng)絡(luò)；第2層接入主干光纜層，主要包含分前端接入光纜主干（環(huán)），即各光交箱和接入點與分前端的光纜網(wǎng)絡(luò)；第3層為接入光纜配線層，主要包含主干（環(huán)）下接配線段，即光交箱分發(fā)至各光節(jié)點的光纜網(wǎng)絡(luò)。

圖1 3層光纜網(wǎng)絡(luò)層次

可以看到，目前在用（含在建）的約27處分前端機房，主要集中在第1層的中繼光纜層，暫未進行分級，CMTS也主要部署在這些分前端機房。具體分布為越秀區(qū)4處、荔灣區(qū)2處、海珠區(qū)4處、白云區(qū)4處、天河區(qū)6處、黃埔區(qū)3處、蘿崗區(qū)2處、南沙區(qū)2處。

在這種3層光纜網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)下，經(jīng)2012年第1期高清互動電視業(yè)務(wù)擴容之后，90%的機房已無空間擴容安裝機柜、設(shè)備（包括業(yè)務(wù)設(shè)備、電力保障設(shè)備、空調(diào)等）更加無法支持未來多項業(yè)務(wù)的發(fā)展。

2 規(guī)劃目標

分前端機房的規(guī)劃、選址和建設(shè)在滿足原有DVB數(shù)字電視、寬帶業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，需要為高清互動電視業(yè)務(wù)的發(fā)展提供足夠的機房資源，可滿足至少80萬戶高清互動電視用戶規(guī)模（目前市區(qū)總用戶數(shù)為145萬），建成后要滿足未來5年的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。從2012年開始計算，未來5年的主要業(yè)務(wù)發(fā)展及用戶增幅如表1所示。

表1 5年主要業(yè)務(wù)發(fā)展及用戶增幅

除以上三大主營業(yè)務(wù)外，分前端機房還要為CDN、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，IDC）、信息通信技術(shù)（Infor?mation Communication Technology，ICT）、無線接入等未來計劃推廣的業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的設(shè)備空間。初步估算，所需設(shè)備機柜將達到300個。而且隨著CDN內(nèi)容資源的建設(shè)完成，推行高帶寬（25 Mbit/s以上）業(yè)務(wù)勢在必行。這樣就要求很多相應(yīng)的設(shè)備由總前端向分前端、由分前端向小區(qū)前移，對應(yīng)的機房需求將會急劇增加，從而大大增加運營成本，網(wǎng)絡(luò)投入加重。業(yè)務(wù)發(fā)展催生的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)與運營成本的矛盾，使得不得不從基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)演進與相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施（機房）需求的關(guān)系來思考和解決這一矛盾，接下來將結(jié)合自身實踐詳細討論。

3 網(wǎng)絡(luò)改造

在高清互動電視發(fā)展的前期，如圖2所示，采用分前端集中部署電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)（Cable Modem Terminal Sys?tems，CMTS）的方式來處理，前端空間的需求將會隨著用戶的增多而逐步擴大。但是當高清互動電視用戶發(fā)展占到全網(wǎng)用戶30%的時候，隨著用戶的進一步增加，集中式CMTS也需增加投入，對原有網(wǎng)絡(luò)采用以太無源光網(wǎng)絡(luò)+以太數(shù)據(jù)通過同軸電纜傳輸（Passive Optical Network+Ethernet over COAX，xPON+EoC）或PON+DOCSIS模式改造，前端機房的需求壓力將會減緩。而且隨著光進銅退的延伸，機房空間需求量的增加速度將會逐步降低并保持穩(wěn)定。目前，廣州有線電視網(wǎng)絡(luò)采用了xPON+DOCSIS模式對網(wǎng)絡(luò)進行了大規(guī)模的改造（如圖3所示），已經(jīng)安裝了將近2 000臺滿足DOCSIS3.0標準的CCMTS設(shè)備，效果也已呈現(xiàn)。

圖2 廣州高清互動電視發(fā)展模型

圖3 全網(wǎng)改造結(jié)構(gòu)

4 網(wǎng)絡(luò)演進

從上面的網(wǎng)絡(luò)改造可以看到，有線電視網(wǎng)絡(luò)隨著業(yè)務(wù)模式的發(fā)展，自身也會發(fā)生演進，從最初的集中式CMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演變到PON+CCMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可能隨著其他業(yè)務(wù)模式的發(fā)展，xPON+DOCSIS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)會進一步向光纖到戶（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進。其中，xPON+DOCSIS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)只是一種實現(xiàn)對集中式CMTS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行改造的演變模式，并不一定要求擁有相應(yīng)用戶規(guī)模的其他運營商也采用或只能采用該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也可以采用xPON+EOC、xPON+MoCA等其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)模式。由此，可以嘗試將有線電視網(wǎng)絡(luò)的演進分為3個階段，相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模式分別為HFC+集中式CMTS，HFC+xPON和HFC+FTTH，其中HFC網(wǎng)絡(luò)模式用于承載DVB數(shù)字電視業(yè)務(wù)，集中式CMTS，xPON和FTTH則隨網(wǎng)絡(luò)演進用于承載高清互動電視和高帶寬寬帶業(yè)務(wù)。

對應(yīng)地，在網(wǎng)絡(luò)演進過程中，對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的機房，可以根據(jù)其功能及重要性，分為4個等級，如表2所示。

可以看出，1級機房的數(shù)量，每個城市基本都是1～2處，這是固定的；2級機房則根據(jù)每個城市的區(qū)一級行政區(qū)劃的數(shù)量來確定，而這個區(qū)劃也是固定的，所以2級機房的數(shù)量為n～2n（n為區(qū)級行政區(qū)劃數(shù)）也是固定的；3級機房的數(shù)量則是一個變化值，根據(jù)總用戶數(shù)及其覆蓋能力可以得出；4級機房可以采用野外機柜模式，并不強制要求，對運營成本投入影響較小，可以在討論中忽略。

根據(jù)實際應(yīng)用情況，就可以得出各階段網(wǎng)絡(luò)演進模式和機房等級之間的聯(lián)系，如圖4所示。

4.1 演進模式1

演進模式1主要是目前采用集中式CMTS的模式，屬于第一階段。其中DVB信號由1級機房（即目前的總前端）將射頻信號通過光纖鏈路傳送至3級機房（即目前的分前端），再通過分配網(wǎng)送至用戶端；寬帶、高清互動信號也從1級機房通過光纖鏈路送至3級機房，再通過接入網(wǎng)送至用戶端，暫不存在2、4級機房。在該模式下，3級機房數(shù)量將隨著用戶的增加而增加。

表2 機房等級（每級機房的功能均可下級兼容）

4.2 演進模式2

演進模式2主要是采用xPON的模式，屬于第二階段。其中DVB信號由1級機房（即目前的總前端）將射頻信號通過光纖環(huán)網(wǎng)傳送至2級機房的QAM模塊，再通過光纖鏈路傳送至4級機房，最后通過分配網(wǎng)送至用戶端；負責寬帶、高清互動電視信號傳輸?shù)墓?jié)點將增加2級機房節(jié)點，部分設(shè)備如CCMTS、OLT等將布置在4級機房。在該模式下，3級機房數(shù)量將維持在一定的規(guī)模，而4級機房數(shù)量將視網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備如CCMTS等的發(fā)展部署情況來確定。

圖4 網(wǎng)絡(luò)演進模式與機房等級關(guān)系圖

4.3 演進模式3

演進模式3主要是采用FTTH的模式，屬于第三階段。其中DVB信號由1級機房（即目前的總前端）將射頻信號通過光纖環(huán)網(wǎng)傳送至2級機房的QAM模塊，再通過光纖鏈路傳送至4級機房，最后通過分配網(wǎng)送至用戶端；CMTS完全被取代，負責寬帶、高清互動電視信號傳輸?shù)墓?jié)點將增加2級機房節(jié)點，OLT設(shè)備可視情況布置在2、4級機房。在該模式下，3級機房數(shù)量也將維持在一定的規(guī)模，而4級機房數(shù)量將視網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備如OLT等的覆蓋部署情況來確定。

圖5 機房數(shù)量變化與網(wǎng)絡(luò)演進模式關(guān)系

5 小結(jié)

通過上面的分析可以看到，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展，將會催生網(wǎng)絡(luò)模式的發(fā)展，但是只要根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的實際情況，合理選擇網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進模式對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進行改造，并配合對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（主要是分前端機房）進行合理的規(guī)劃和等級設(shè)置，將能有效地解決本文開頭提到的“業(yè)務(wù)發(fā)展催生的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)與運營成本的矛盾”這一問題，也會使有線電視網(wǎng)絡(luò)保持一個良性、可持續(xù)的發(fā)展狀態(tài)，從而創(chuàng)造更多收益。

[1] 黃力，歐君榮，陳榮煥.廣州有線電視網(wǎng)絡(luò)災備研究[J].電視技術(shù)，2013，37（8）：40-44.

[2] 陳曉峰.有線電視接入網(wǎng)技術(shù)分析[J].電視技術(shù)，2013，37（14）：82-85.

[3] 國家廣播電影電視總局.廣播電視安全播出管理規(guī)定——有線廣播電視網(wǎng)實施細則[S].2010.

[4] 國家廣播電影電視總局.廣播電視安全播出管理規(guī)定——光纜傳輸干線網(wǎng)實施細則[S].2010.

[5] GY/T 266—2012，NGB寬帶接入系統(tǒng)C-DOCSIS技術(shù)規(guī)范[S].2012.