有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的改造技術(shù)及發(fā)展

肖 輝，王 劍

江西省廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸有限公司九江市分公司 江西九江 332000

有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為交互式的數(shù)字電視的基礎(chǔ)，也成為數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)的一種基礎(chǔ)，這種技術(shù)的發(fā)展是數(shù)字電視進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。

1 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的概述

1.1 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的特點

首先，雙向網(wǎng)絡(luò)具有邏輯星型以及物理樹形的結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)光纖的干線部分是采用的環(huán)狀以及星型的結(jié)構(gòu)，而同軸電纜部分采用的是樹型的結(jié)構(gòu)。對于系統(tǒng)的前端，其應(yīng)用服務(wù)到達(dá)光節(jié)點之后，然后是通過光節(jié)點通過同軸電纜向調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行傳輸，最后為用戶端提供服務(wù)。

其次，它具有較大容量的客戶群。有線電視網(wǎng)絡(luò)是由很多的光節(jié)點組成的，每一個光節(jié)點都能夠連接2000以上個家庭用戶。所以，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)需求。

再次，其具有較大的時間延遲。有線電視網(wǎng)絡(luò)的前端系統(tǒng)與家庭用戶之間的調(diào)制解調(diào)器有一段較長的距離，甚至是能夠達(dá)到160km以上，因此，有線電視網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

目前來說，我國的家庭式互聯(lián)網(wǎng)其接入的方式一般是有三種：基于固定電話網(wǎng)絡(luò)方式；基于五類線網(wǎng)絡(luò)方式；基于有線電視同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)方式?；谟芯€電視的同軸電纜這種方式具有可以長距離進(jìn)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(yīng)用的需求。但是對基于五類線的網(wǎng)絡(luò)方式在使用過程中需要對五類線的重新鋪設(shè)，造成過程的難度比較大，對于這種方式的應(yīng)用其受到了很大的限制。而基于固定電話的網(wǎng)絡(luò)方式由于我國電話的普及，另外，我國的建筑物的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也已經(jīng)比較健全，因此其在我國得到了很好的發(fā)展。而對于有線電視網(wǎng)絡(luò)，盡管其具備了一些好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，但是由于互聯(lián)網(wǎng)的接入行業(yè)的管理以及有線電視其本身的一些因素，其在我國應(yīng)用還是比較少的。但是，有線電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力較強(qiáng)，能夠進(jìn)行超長距離的傳輸，另外還有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)也比較廣泛，在視頻的傳輸方面也具有很大的優(yōu)勢，所以，在雙向網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及改造之后，這種方式也有著較大的發(fā)展前景。

2 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)存在的問題

非對稱性的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性，對于一些支持IP的應(yīng)用服務(wù)業(yè)務(wù)的傳輸還有一些不足之處。

1）對于支持對稱性的服務(wù)業(yè)務(wù)進(jìn)行了限制。有線電視的非對稱性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其上行通道的寬帶較少，所以，在開展對稱的應(yīng)用服務(wù)業(yè)務(wù)還有著傳輸速度比較慢的缺陷。例如，某運營商將CM端當(dāng)做服務(wù)端，然后建立網(wǎng)站來供大眾來進(jìn)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?qū)⒁吹膬?nèi)容進(jìn)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(jié)構(gòu)就對支持對稱性的服務(wù)業(yè)務(wù)在一定程度上進(jìn)行了限制；

2）對TCP內(nèi)容的傳輸數(shù)量的限制。TCP在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，在發(fā)送端向接收端發(fā)送信息包之后，接收端會向發(fā)送端發(fā)送一個ACK包，說明已經(jīng)收到了信息。在發(fā)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(fā)送。而如果是發(fā)送端沒有收到ACK包時，則那些剩余的信息包就會被延遲發(fā)送，所以，這種非對稱性的TCP傳輸機(jī)制，就有可能會造成信息的發(fā)送延遲，這樣就會造成寬帶的利用率降低，限制了TCP內(nèi)容數(shù)量的傳輸；

3）信息包的碰撞問題。雙向網(wǎng)絡(luò)的有線電視，其網(wǎng)絡(luò)CM是經(jīng)由CS向CMTS發(fā)送請求信息，而得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，但是這種有線電視的網(wǎng)絡(luò)的上行寬帶少，這就限制了CS的存在數(shù)量。而當(dāng)出現(xiàn)很多CM同一時間內(nèi)向CS提交信息時上行的通道可能就沒有充分的頻率段發(fā)送請求，造成這種上行頻率匱乏的現(xiàn)象，而產(chǎn)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?？梢允褂肧-CDMA的方式進(jìn)行傳輸，這種傳輸?shù)姆绞侥軌蛟诤艽蟪潭壬蠈鬏數(shù)乃俾侍岣撸?/p>

第二，將傳輸?shù)呢?fù)荷減小，進(jìn)一步釋放寬帶。PHS機(jī)制是經(jīng)由接收端與發(fā)送端的規(guī)范性壓縮數(shù)據(jù)包頭域，接收端是根據(jù)解壓數(shù)據(jù)的信息包，而發(fā)送端是根據(jù)壓縮數(shù)據(jù)的信息包，通過這種方式來將包頭的數(shù)量予以減少。此外，串聯(lián)機(jī)制是經(jīng)過融合一些小的數(shù)據(jù)信息包進(jìn)而來形成一個相對較大的信息包。而把MAC幀予以串聯(lián)，就減少了包頭的數(shù)量，釋放了寬帶。

3 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造過程中需要考慮的問題

有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造的過程中，要注意根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)劃的需求來制定，例如一些業(yè)務(wù)種類、推廣進(jìn)度、所需寬帶等這些需求都影響雙向網(wǎng)絡(luò)將要實現(xiàn)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(yè)務(wù)發(fā)展的需求之外，對于資金的投入量，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，未來的業(yè)務(wù)發(fā)展性空間新技術(shù)的發(fā)展其預(yù)留的基礎(chǔ)等等這些都需要考慮到。在全面的考慮之后，對于技術(shù)的選擇，工程的難度，投資的數(shù)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(jìn)行擴(kuò)大，將有線電視網(wǎng)絡(luò)的寬帶優(yōu)勢予以充分發(fā)揮，還要發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)語音視頻的優(yōu)勢，這樣來全面推動有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

4 有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向改造技術(shù)分析

改造技術(shù)一般有以下幾種：CMTS技術(shù)、EOC技術(shù)、無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

CMTS技術(shù)是基于HFC這種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)展的，它是以數(shù)字調(diào)試的方式傳輸音頻信號以及數(shù)據(jù)的一種雙向的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，向用戶提供寬帶IP的接入服務(wù)，來滿足于互聯(lián)網(wǎng)的接入、IP語音、數(shù)據(jù)、視頻、局域網(wǎng)互聯(lián)、等多種類型的增值業(yè)務(wù)。

EOC技術(shù)就是，在同軸電纜上進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號，是為了滿足于開展多項業(yè)務(wù)的客戶對于高寬帶的需求。目前來說，只有兩種傳輸?shù)姆绞?，分別是基帶與調(diào)制。基帶EOC主要是無源設(shè)備，一般是應(yīng)用于那種集中性分配的小區(qū)，而對于樹型網(wǎng)絡(luò)無法適用。調(diào)制EOC是指將太網(wǎng)信號調(diào)制到某一個頻段上面，但是因為這項技術(shù)正在發(fā)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即為了滿足支持點到多點的應(yīng)用而發(fā)展的一項光接入技術(shù)。目前來看，其已經(jīng)投入使用的有以下幾種：第一種是APON，以ATM協(xié)議作為平臺；第二種是GPON，以通用幀的結(jié)構(gòu)作為平臺；第三種是EPON，用太網(wǎng)技術(shù)當(dāng)做傳輸平臺.這種技術(shù)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(wǎng)絡(luò)單元組成的一個樹形的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其優(yōu)點有以下幾點：成本較低，維護(hù)也比較簡單；高寬帶，服務(wù)的范圍較廣；寬帶的分配比較靈活，服務(wù)也會有保障。

5 有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)運用的技術(shù)以及未來發(fā)展趨勢

目前來說，有線電視雙向改造技術(shù)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(yè)務(wù)以及為提供上網(wǎng)非常適宜，在利用這種技術(shù)對HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造時，前期的用戶就能夠得到很優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，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(wù)的質(zhì)量，這也影響了有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的大幅度改進(jìn)，成為了一個難題。EPON+LAN（請加上相應(yīng)的內(nèi)容）在這種方案中，EPON OLT是根據(jù)分前端光纖到達(dá)遠(yuǎn)端的機(jī)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(jī)頂盒，或者是由交換機(jī)再接入，然后采用五類線進(jìn)行入戶，承載著寬帶上網(wǎng)或者是電視點播的信號回傳等多項業(yè)務(wù)。而下行的數(shù)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(wǎng)絡(luò)的雙向問題。兩個網(wǎng)絡(luò)同時運行，但是相互之間不會干擾。而利用GEPON的技術(shù)進(jìn)行改造時，就僅僅需要在HFC網(wǎng)絡(luò)的部分增加光分路器，不再需要額外的鋪設(shè)光纜，這樣就節(jié)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(shù)被運用的比較多。有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展趨勢就是“光進(jìn)銅退”，不論是ADSL網(wǎng)絡(luò)，還是五類線網(wǎng)絡(luò)（基于LAN模式），或者是Cablemodem網(wǎng)絡(luò)（基于有線電視的同軸電纜），都會經(jīng)歷這個過程，從FTTC模式即光纖到路邊，F(xiàn)TTB模式光纖到樓，F(xiàn)TTH模式光纖到戶。EPON的技術(shù)設(shè)計，就是將目標(biāo)設(shè)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(nèi)，采用EPON與LAN相結(jié)合的模式，未來中，有線電視的運營商以及設(shè)備生產(chǎn)提供商，或者是技術(shù)提供商可能會打成聯(lián)合，進(jìn)而來尋找到一種適合于我國的雙向化改造的技術(shù)。

6 結(jié)論

有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的改造有著其獨特的優(yōu)勢，例如廣泛的用戶基礎(chǔ)，傳輸過程中的超長運輸能力，強(qiáng)大的視頻與音頻的傳輸能力等。我們應(yīng)該致力于有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)的改造，促進(jìn)雙向網(wǎng)絡(luò)的有效發(fā)展。

[1]李俊瑋，孫曙和.EPON在雙向HFC寬帶接入中的應(yīng)用，2007(11).

[2]洪傳熙，毛亞安.有線電視網(wǎng)絡(luò)適用的EOC接入技術(shù)，2008(6).

[3]毛亞安，李文，劉進(jìn).EPON+EOC技術(shù)打造有線電視網(wǎng)絡(luò)雙向業(yè)務(wù)運營新模式，2007(15).

[4]王建英.廣電網(wǎng)絡(luò)雙向化EPON之道，2007(3).

[5]李立.青島廣電EPON雙向改造與未來之路，2009(10).

[6]王拴群，成立輝，張金雙.華北油田有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造工程設(shè)計方案，2007(10).

[7]顧華琛.EPON技術(shù)應(yīng)用于有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案 2010(8).

[8]邵文華.有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和回傳調(diào)試 2010(7).

[9]黃忠偉，展玉才.“三合一”設(shè)備在有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用，2010(4).