有线电视接入网双向化改造

有线电视接入网双向化改造全国有线电视数字化整体转换工作研讨会材料汇编有线电视接入网双向化改造杨杰（国家广电总局广播科学研究院总工程师）一、有线电视发展的机遇与挑战按照我国数字电视发展的战略规划，国家广播电影电视总局从2003年开始大力推动以整体转换为特征的有线电视数字化。到目前为止，青岛、杭州、深圳、佛山、大连、太原、绵阳、南阳等城市已经完成从模拟电视向数字电视的整体转换，广西自治区成为第一个完成整体转换的省（区），广大有线电视用户已经切身体会到整体转换带来的电视节目质量和数量的大幅度提升。有线数字电视整体转换工作取得了初步成效，有线电视数字化已从试点阶段转向全面推进阶段。全国已有多个省市和地区启动了有线数字电视的整体转换工作，由此可见推进城市有线电视由模拟向数字的整体转换，是适应科技进步形势，加快广播影视改革发展，服务国家信息化建设，实现小康社会目标和构建社会主义和谐社会，更好地满足人民群众日益增长的精神文化需求的重要举措。正是由于有线数字电视整体转换的积极推进，以及信息技术的飞速发展，由此带来了广大人民群众娱乐生活的巨大需求空间，传统的单向广播式电视服务所提供的音频广播、视频服务已经不能承载人们日益增长的精神文化需求，广大人民群众迫切需要视频点播、互动娱乐、信息服务、数据服务等新形式的双向业务出现，并且人们对于多层次、多样化、个性化的服务已经具有了较好的付费意愿和支付能力。广大有线电视用户强烈的双向需求必然带来有线电视网在整体转换完成后的双向网改造问题。目前我国的有线电视网大部分是单向网，但随着技术的日益完善和人们需求的不断发展，单向有线电视网将会逐渐向双向网络过渡，这是大势所趋。国内有些城市已经展开了双向网改造项目，例如深圳天威网络公司利用CableModem实现网络双向化，杭州网络利用IP网络实现有线电视网的双向化，青岛正在进行光纤到楼的网络双向化改造，其它一些城市也在积极探索利用各种技术实现有线电视网双向化改造。中共中央关于制定“十一五”规划的建议中明确指出：“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进‘三网融合’，健全信息安全保障体系。”数字电视网是能够承载包含数字电视在内的多种业务的双向有线电视网，是下一代有线电视网。由于经过双向化改造的有线电视网能为广大有线电视用户提供视频、语音、Internet等多种双向数据服务，真正实现多种业务融合。因此，有线电视网双向化改造不仅仅是有线电视网络开展增值服务和自身发展的需要，也是广播影视行业在完成整体转换后进入后数字电视时代发展的必然，更是国家层面上三网融合的必经之路，有线电视网双向化改造为广播电视领域内的三网融合奠定了坚实的网络基础。二、双向接入网改造原则国家广电总局张海涛副总局长在今年5月17日深圳召开的全国有线电视数字化推进工作现场会上指出：“有线电视数字化不是目的，整体转换也不是目的，目的是要依靠科技创新充分发挥有线电视的网络优势、用户优势和内容优势，不断提供新业务、新服务，不断满足用户的新需求、新要求。”为此，要求加快网络改造步伐，推动有线电视网向双向、交互、多功能方向发展。有线电视网具有宽带优势，但多是单向广播方式的网络，难以开展交互业务。各地在推进数字化整体转换过程中，要继续完善有线电视干线网络结构，加快网络的双向改造。同时，要因地制宜，扩大光纤传输覆盖范围，逐步实现光纤到楼、光纤到户，提高有线电视网络的承载能力，逐步实现双向、交互、多功能，在推进“三网融合”进程中发挥应有的作用。总局将在调研的基础上，制定《有线电视网双向化改造指导意见》，指导规范全国有线电视网络的双向改造工作。按照总局领导的指示要求，总局科技司安排广科院组织起草编写《有线电视网双向化改造指导意见》。参加单位有有线电视网摘要：本文从“三网融合”的战略高度阐述了有线电视接入网双向化改造的重要意义，有线电视业务对网络的技术要求，介绍了有线电视网络双向改造的一些原则，为有线电视网络公司的未来发展方向提供了建设性的意见。关键词:三网融合；双向网改；机遇；发展有线电视接入网双向化改造全国有线电视数字化整体转换工作研讨会材料汇编络公司、研究院所、大专院校、设备生产厂商。此项工作的目标是研究有线电视双向网络改造的基本原则、双向网络改造的主要目标、双向宽带综合业务接入网的网络结构、双向宽带网络的接入方式、双向宽带网络的业务提供形式、双向宽带网络监控与管理，提出有线电视网络的双向改造技术指导性意见的建议。在起草《有线电视网双向化改造指导意见》过程中，要分析研究各种有线电视网络双向化改造方案，调查各种双向化改造方案的实际应用情况，分析比较各种方案的技术成熟度、业务承载能力、经济性、改造施工难度等，提交相应的技术分析研究报告。《有线电视网双向化改造指导意见》的指导思想是：按照国家的总体要求和广电总局的统一部署，加快有线电视网络双向化改造步伐，推动有线电视网向双向、交互、多功能方向发展。继续完善有线电视干线网络结构，因地制宜地扩大光纤传输覆盖范围，提高有线电视网络的承载能力，逐步实现业务双向、交互、多功能。扩大广播电视的服务领域，提高服务水平，把普通电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，在推进“三网融合”进程中充分发挥有线电视网作为国家基础信息网络的重要作用。《有线电视网双向化改造指导意见》的实施原则是：有线电视网双向化改造必须合理利用现有HFC的网络资源，充分发挥电视终端用户接入电缆的宽带优势，充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，选择适合各地网络状况和技术特点的改造方法，以多功能业务发展推动双向网改造，奠定开展广电双向业务的网络基础，使得有线电视基础网络具有宽带、双向、多功能的承载能力。三、有线电视业务对网络的需求有线电视系统是由一套封闭的传输通道组成的设施，并有信号的发生、接收和控制设备以便为众多订户提供有线电视服务的系统组成。单向有线电视系统具备点对面广播服务的能力，能够提供标模拟电视广播、数字电视广播、多路声音广播、数据广播、准视频点播NVOD、付费电视、高清晰度电视等多种广播式业务。随着广大人民群众物质文化和精神生活的提高以及科技的不断进步和融合，越来越多用户提出了点播的需求，即通过有线电视网络完成点对点按需业务。这类业务有视频点播VOD、时移电视、视频通讯（包括电视会议、电视短讯、远程教学、远程医疗、保安监控等）、电缆话音业务（CableVoIP）、宽带上网（包括网络游戏等）。不同的业务对传输带宽有不同的要求。利用MPEG-2编码技术，标准清晰度电视所需要的传输码率为3Mbit/s－6Mbit/s，高清晰度电视的传输码率为15Mbit/s－20Mbit/s。利用先进的视频编码技术，传输码率能够降低50％左右，标准清晰度电视的传输码率可降至1.5Mbit/s,高清晰度电视的传输码率降至6Mbit/s。视频点播所需要的点播请求信息所需要的上行传输带宽不大于50kbit/s。时移电视从技术上讲，是视频点播的一个特例，因此对网络的要求与视频点播完全相同。视频通讯和语音业务是典型的对称业务，所需要的上下行传输带宽分别为512kbit/s和64kbit/s。对于宽带上网业务，目前大多数运营商提供512kbit/s至1Mbit/s的传输带宽，在一定的时期内1Mbit/s－2Mbit/s的下行带宽能够满足绝大部分用户的需求，上行带宽通常不会超过512kbit/s。四、双向接入网技术方案有线电视网络的一个发展方向是光进铜退，光进是指光传输越来越靠近用户，从光纤到路边(FTTC)，到光纤到楼（FTTP），最终会发展到光纤到户（FTTH）。我们在制订有线电视接入网双向改造技术方案时，一定要考虑到这一发展趋势，为未来的网络发展留有空间。目前，比较成熟的有线电视接入网双向改造技术方案有HFC+CMTS+CM和FTTB+LAN。HFC+CMTS+CM方案的优势在于：一是DOCSIS1.1和DOCSIS2.0技术标准和产品成熟，可支持多种业务；二是DOCSIS标准不断升级，以适应新业务的发展需求，DOCSIS3.0标准刚刚发布；三是利用现有网络既可开展双向业务，但需要一定的网络改造；四是前期投入少，开展业务的资金门槛比较低，适应我国大多数有线电视网络公司的经济条件；五是适用于有限带宽业务/有限入户率的应用情况；六是利用原有的同轴电缆，入户容易，用户电缆改造工程量小。但HFC+CMTS+CM方案需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造；噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，因此对同轴缆及接头质量要求较高，对施工工艺质量要求高；由于CMTS的带宽限制，可承载业务有限，无法满足大带宽业务的需求。另一种成熟的有线电视双向接入网改造技术是FTTB+LAN。早期的FTTB+LAN方案中，光传输链路部分主要采用光收发器方式。无源光网络设备使用方便，易于维护，因此得到快速的发展。目前，EPON（GEPON）技术和产品均已走向成熟，进入规模应用阶段，EPON+LAN成为FTTB+LAN的主要方式。LAN有许多的优势，首先是LAN的网络接入带宽宽，可承载多种业务，并且易于提高接入带宽；其次是LAN的产品成熟、价格低，生产厂商多；而FTTB+LAN最大的优势是户均建设成本低，并且可以与HFC网络独立运营。但FTTB+LAN的前期投入大，开通全网业务的资金门槛高；LAN的网线需重新入户施工，施工量及施工难度都较大；二张网络分开运营（通常称为A平台和B平台），维护人员素质要求高；LAN设备大多数是有源设备，为通常的室内使用而设计，在不理想的工作环境中，其维护费用相对高一些。FTTP+LAN方案有非常明显的优势，但也有明显的劣势，最大的劣势是LAN的网线需重新入户施工，施工量比较大，用户接受程度低，施工难度难以估计。针对这个问题，许多公司提出了若有线电视接入网双向化改造全国有线电视数字化整体转换工作研讨会材料汇编干种新的接入技术方案，目的都是想利用同轴电缆完成LAN的入户。这些技术基本分为两类，一类是基带传输（EthernetOverCable），另一类是调制传输。基带传输将基带以IP信号直接混入同轴电缆，而调制传输是将IP信号通过调制和解调完成在同轴电缆上的传输。调制传输技术方案有利用已有的协议，如HomePNA、PLC、WiFi等；也用制订新协议，如MoCA等；还有各厂商自己的特有方案，如UCLink、e视通、一线通等等。在选择有线电视双向接入网改造技术方案时要考虑以下几个因素：9业务的带宽需求9现有HFC的质量9施工工艺质量的保证9资金情况9户均成本与接入率/穿过率（覆盖率）在有线电视接入网双向改造方案设计中，在计算总的接入带宽时，除了户均接入带宽外，还要考虑穿过率和接入率。有线电视广播网络穿过率相当于地面无线电视广播的覆盖率，指有线电视网络可到达的用户数量与一个地区内所有用户数量的比。而接入率是指有线电视网络的实际服务用户与有线电视网络可到达用户的比。在户均建设成本一定的情况下，有线电视广播网络穿过率和有线电视广播网络接入率将直接关系到网络改造的总投资和投资效益。五、结论综上所述，有线电视网络双向化改造是有线电视广播生存和发展的必然要求。在网络双向化改造规划中要充分考虑到未来业务的长远发展，网络改造是长久之计。有线电视数字化与双向改造要通盘考虑，数字化和双向改造都不是目的，共同的目的是开展有线电视增值业务和新业务，促进有线电视广播的发展。各地在网络双向化改造方案要因地制宜，各种技术方案都有各自的优势和劣势，“没有最好，只有最佳”，适合本地发展实际情况的技术方案就是最佳的双向改造技术方案。在一个地区，根据实际网络状况，可以并举使用多种双向接入技术方案。