基于IP承載網(wǎng)的縣級數(shù)字廣播電視網(wǎng)建設

馬 乾

（江蘇有線網(wǎng)絡發(fā)展有限責任公司 興化分公司，江蘇 興化 225700）

1 IP承載網(wǎng)組成與技術(shù)特點

市縣級IP承載網(wǎng)的建設應能夠保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)、視頻輪播與點播、信息資源發(fā)布與共享以及能夠滿足智慧臺站建設的基本要求和技術(shù)應用的擴展接口，即IP承載網(wǎng)需要具備服務質(zhì)量（Quality of Service，QoS）性能、穩(wěn)定可靠、遠程智能控制以及自適應接口擴展等特點，便于數(shù)字廣播電視網(wǎng)可持續(xù)建設發(fā)展、穩(wěn)定可靠的智能運行以及自主化的技術(shù)維護等[1]。因此，在IP承載網(wǎng)的方案設計初期需要對整體網(wǎng)絡的框架進行重構(gòu)，其中物理層與技術(shù)層在邏輯結(jié)構(gòu)上區(qū)分明顯，在運行機制上充分融合，從而滿足整個網(wǎng)絡建設的穩(wěn)定性要求[2]。扁平化的物理框架可以極大地提高系統(tǒng)運行的效率，重構(gòu)后的系統(tǒng)運行覆蓋面可以增加至原來的130%，在發(fā)射功率不小于3.1 dBm的情況下，衰減則逐步控制在25 dB以內(nèi)。構(gòu)建無源光網(wǎng)絡（Passive Optical Network，PON）接入戶數(shù)為64、兩級分光為1∶4、1∶16，基于此參數(shù)設置的IP承載網(wǎng)建設在廣播電視領域中應用廣泛，能夠高效實現(xiàn)設備-終端-設備的穩(wěn)定接收[3]。為了更好地對接數(shù)字廣播電視網(wǎng)的建設運行，需要進一步構(gòu)建將數(shù)字網(wǎng)絡技術(shù)與信息傳輸技術(shù)進行融合的新型技術(shù)體制，以彌補傳統(tǒng)廣播電視網(wǎng)運行中的缺陷。

1.1 無源光網(wǎng)絡

PON接入網(wǎng)是未來有線電視網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的目標和方向。PON能夠解決帶寬問題，能夠有效提升信息承載量，滿足用戶對于信息數(shù)據(jù)的要求。此外，該技術(shù)實現(xiàn)難度相對較低，而且能夠有效降低開發(fā)成本和運維支出[4]。按照組織結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡框架的建設特點劃分，PON主要包括GPON、EPON以及APON。采用光纖能夠?qū)崿F(xiàn)跨區(qū)域、遠距離以及大承載的信號傳輸，而合理應用PON能夠有效解決無線信號傳輸“最后一公里”的問題。

1.2 電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)

現(xiàn)階段，有線電視網(wǎng)絡雙向技術(shù)應用廣泛的是電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)（Cable Modem Terminal Systems，CMTS）。通過此技術(shù)可以實現(xiàn)信號與數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕ヂ?lián)互通，能夠有效對接模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，并利用副載波復用（SubCarrier Multiplexing，SCM）完成基帶信號調(diào)制、分發(fā)處理等。結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)，CMTS能夠直接對現(xiàn)用的同軸電纜進行二次優(yōu)化，大幅減少系統(tǒng)建設工程量。此外對于技術(shù)維護而言，結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)功能簡易的CMTS更利于快速理解和操作[5]。在信號傳輸階段通過上段、末端兩張數(shù)據(jù)網(wǎng)進行有效通信，能夠在各環(huán)節(jié)對信號干擾進行相對抑制，并在終端通過算法進行合并、重構(gòu)與優(yōu)化，避免大容量傳輸時衰減和外界因素的影響。當終端用戶量的基數(shù)較大時，末端的數(shù)據(jù)承載壓力會增大，對于系統(tǒng)穩(wěn)定性是一種考驗。

1.3 局域網(wǎng)終端

對于有線電視雙向技術(shù)在局域網(wǎng)規(guī)劃和終端用戶使用方面，EPON+LAN的接入模式較為普遍。在技術(shù)標準應用中，通過以太網(wǎng)交換機可同步對接數(shù)據(jù)從接收開始的所有工作程序，包括接收拆分、處理、封裝以及共享等?，F(xiàn)階段隨著終端用戶數(shù)量的激增，為了滿足用戶對于低時延響應、大容量寬帶以及信號穩(wěn)定度、內(nèi)容清晰度等的要求，目前通常采取的是LAN硬件升級方式，進一步提升網(wǎng)絡承載能力。

1.4 有線電視同軸電纜網(wǎng)使用以太網(wǎng)協(xié)議

在有線電視雙向技術(shù)標注應用層面，基于有線電視同軸電纜網(wǎng)使用以太網(wǎng)協(xié)議的接入技術(shù)（Ethernet Over Cable，EOC）可以融入到原項目升級改造過程，現(xiàn)階段更多的是通過整體智能化建設中雙向技術(shù)應用層面打通從無線臺站到終端用戶直接的雙向信號無線傳輸流程[6]。通過特定的媒介準入、環(huán)境轉(zhuǎn)換等方式，促進特定技術(shù)標準的落地，使得原始數(shù)據(jù)信號無損傳輸至用戶終端，并最大限度采用優(yōu)化策略對信號末端的接入問題進行調(diào)整，實現(xiàn)與PON機制基本相同的效果。

2 IP承載網(wǎng)+數(shù)字廣播電視網(wǎng)建設方案

2.1 技術(shù)應用策略

IP承載網(wǎng)+數(shù)字廣播電視網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸效率的大幅提升，并通過網(wǎng)絡規(guī)劃的數(shù)據(jù)接口等滿足遠程控制技術(shù)運營的要求?？紤]到項目建設實際需求，采取EPON+LAN技術(shù)[7]。技術(shù)應用中結(jié)合了多項復用功能，例如波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）傳輸機制與光纖到樓（Fiber to The Building，F(xiàn)TTB）組網(wǎng)模式，能夠在單纖基礎上實現(xiàn)雙向傳輸功能。由于EPON+LAN技術(shù)在實施過程中通常以上行通道為廣播信號傳輸通道，而下行通道則對應為時分復用的數(shù)據(jù)信號傳輸通道，速率最高可達500 Mbps。FTTB組網(wǎng)時，可以分別設置多組基本使用單元數(shù)，光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）和光網(wǎng)絡單元（Optical Network Unit，ONU）模塊使用可以對接局域網(wǎng)絡用戶需求的多組EPON接入網(wǎng)口和相應的數(shù)據(jù)信號接口等。

2.2 建設實施方案

2.2.1 廣播電視信號傳輸

為了實現(xiàn)全域覆蓋的設計思路，可以根據(jù)前期增設的多路模塊對覆蓋區(qū)域進行估算，按75%～85%的比例進行調(diào)試安裝，并隨著小區(qū)用戶數(shù)的增加和區(qū)塊界限的劃分，逐步落實到全域滿員覆蓋。

2.2.2 智能信息數(shù)據(jù)傳輸

項目建設過程中，考慮到用戶數(shù)不足或區(qū)域板塊劃分不夠清晰的問題，通過不斷優(yōu)化相應覆蓋比例和增加數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的智能化設計來滿足實際需求[8]。隨著用戶數(shù)的增加，逐步調(diào)整智能信息化設備數(shù)量，并從網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)上逐級降低分層數(shù)，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜采w效果。

2.3 遠程運維管控

遠程控制需要對多路信道分別監(jiān)測，由于監(jiān)測數(shù)據(jù)量大且流程復雜，極大影響了監(jiān)控系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性，同時也會對終端用戶的接收產(chǎn)生不良影響，因此普遍采用的是數(shù)字式智能遠程監(jiān)控與智慧運維模式，如圖1所示[9]。

通過對工作參數(shù)的實時分析，能夠智能檢測系統(tǒng)可能存在的問題和隱患，及時通過反饋機制輸送至數(shù)據(jù)處理中心并顯示在遠程監(jiān)控終端，使得管理人員能夠在第一時間了解故障原因，從而采取有效的解決措施[10]。

3 結(jié) 論

隨著IP承載網(wǎng)建設的應用普及，縣市級數(shù)字廣播電視網(wǎng)建設已經(jīng)全面展開。將智能技術(shù)與無人設備結(jié)合進行遠程控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡規(guī)劃、系統(tǒng)運行等的有效監(jiān)控，打破了傳統(tǒng)思維模式對于技術(shù)應用的限制，最終形成多業(yè)態(tài)、跨領域、多元化的廣電生態(tài)圈，推動數(shù)字廣播電視網(wǎng)未來的智能化創(chuàng)新發(fā)展。