有线电视网络的构建及管理系统的前瞻性分析与实现

孙智仁

（运城广播电视台，山西 运城 044000）

1 有线电视发展的现状

2010 年1 月13 日国务院常务会议通过了推进三网融合的总体方案，[1]我国已于2010年至2012年试点了广电和电信的业务双向进入，2013年至2015年将为三网融合全面推广阶段。

我国广电网络结构目前现状：在较发达地区，已经基本完成网络双向升级改造，传输带宽750MHz以上，每个光节点覆盖500 户以下，用户接入方式为集中分配方式；在一部地区，单向传输网络，传输带宽750 MHz，每个光节点覆盖500户左右，用户接入方式为星型集中分配方式；在一部地区，单向传输网络，传输带宽550 MHz，每个光节点覆盖1000 户左右，用户接入方式为树型分支分配方式；在一些农村地区，单向传输网络，传输带宽300 MHz，电缆、设备器材残旧老化。

广电网络经过几年的整合，至今大多数还是以省级为单位的整合，有部分省还未整合，处在县市级水平，各自为政。行政管辖权归地方所有，人、财、物不能形成合力，形不成全国统一的认识和决策。网络公司性质属于行政事业单位，人事权属当地政府，这样人才的引进受得了限制。全国广电网络很难形成一张统一的大网，它的发展只能限制于地方水平。

2 有线电视网络技术发展的前沿

2.1 宽带数据业务通道技术

光网络传输技术通常分为有源光网络（AON）和无源光网络（PON）两大类。有源光网络主要应用于干线传输网络和城域网。无源光网络一般是基于点对多点的传输方式，是多用户共享系统。当前无源光网络（PON）系统主要分为基于以太网技术的EPON和基于通用成帧协议（GFP）的GPON。

2.1.1 EPON技术

EPON(以太无源光网络)是一种成熟的光纤接入网技术[2]，采用点到多点结构、通过无源光网络提供双向业务。EPON 下行采用广播式发送，上行采用时分复用技术传输。从物理组网结构上，EPON 技术的ODN 网络，使用无源光分路器，可以和有线电视广播网络完全兼容，是一种有线电视运营商使用的接入传输技术。EPON 的三种接入方式如图1 所示。EPON技术较成熟，是目前光纤接入的主要实现技术之一。

图1 EPO N的三种接入方式

2.1.2 GPON技术

GPON(Gigabit-Capable PON) 技 术 是 基 于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，其非对称特性更能适应宽带数据业务市场。GPON承载ATM信元和GEM帧，有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力。

2.1.3 无源EoC技术

EoC（Ethernet over Coax）是在同轴电缆上传输以太网数据技术的统称。采用频分复用技术。在用户楼附近，采用特定的介质转换技术（主要包括阻抗变换、平衡/不平衡变换等），将符合802.3系列标准的数据信号通过同轴电缆传输，接入用户家中。EoC 技术主要包括基带EoC 和调制EoC 两种模式，调制EoC 根据所采用的调制技术方式主要有HINOC、HomePNA、HomePlug、MoCA 等。各种EoC 技术的分析如表1所示。

表1 各种EoC 技术的分析对照表

2.1.4 ECAN技术

ECAN(EPON Over Coax Access Network)技术就是一种新一代的基于EPON 协议规范的同轴电缆宽带EoC 接入技术。ECAN 将IEEE802.3 ah EPON 协议的MAC规范从光缆接入网中移植到了同轴电缆分配网，从而实现了EPON与HFC网络的无缝融合。ECAN的MPCP 多点控制协议与IEEE802.3ah EPON 协议一样，也是下行采用广播方式，所有数据经由无源同轴电缆到达每一用户的CNU终端，用户通过LLID标识，取出属于自己地址的数据；上行采用TDMA方式，各用户的CNU终端在自己的时隙内发送数据报文，如图2所示。

图2 ECAN技术原理示意图

2.2 交互式电视业务视频点播技术平台

视频点播技术主要有一下三种：IGMP组播点播方式、基于IP的VOD方式、IPQAM点播方式。

IPQAM 点播方式将节目流重新复用在指定的多业务传输流中，再进行QAM 调制和频率转换，输出至HFC网络。这种方式有一下优点：

(1)能充分利用HFC的宽带资源以及传输特性，适应HDTV业务对传输网络的要求。

(2)能向用户提供有QoS保障的视频服务。

(3)可扩展性好：投资可根据需求逐步扩大和增加边缘设备，降低覆盖范围。

(4)降低了机顶盒STB的要求，使非双模的机顶盒用户也能够使用互动视频业务。

(5)降低了视频服务对IP网络带宽的要求，不再要求IP网络接入层提供较高的带宽，可以以较低的成本实现交互视频业务。

2.3 1 550nm技术进一步成熟

随着近年来网络数字化、宽带化需求带来的“光进铜退”趋势[3]，城域光缆网进一步向用户端延伸。1310 nm二级光链路逐步过渡为1 550 nm系统，去掉了分前端内的光-电-光转换对指标造成的劣化，杜绝系统电磁干扰及空间杂散电波干扰的可能性，可确保数字信号质量。目前改造网络均采用PON+EoC 模型建设，PON 采用1490nm 下行，1 310 nm 上行，无源光分配网络和有线电视1 550 nm光分配系统具有高度一致性，可以采用波分复用技术，将双向和广播信号进行融合。1 550 nm光系统双向化结构如图3所示。

图3 1 550nnEPON+EoC 模型光系统双向结构图

3 为全国一张网打好基础

3.1 建设、改造光缆接入网时应为进一步升级打好基础

新网络应以FTTB+EPON+EoC 模型为主，其它FTTC+CMST、FTTB+PON+LAN、FTTV+PON+EoC等为辅，有条件的地方发展光纤到户FTTH网络。

双向网光缆结构建议采用六芯光缆到城网节点，四芯光缆到楼的网络结构模型，可以满足有线电视广播覆盖，便于采用EPON 技术的双向化建设。未来网络升级时，再对城网节点和楼节点进行简单改造，在不改变上游光缆网络结构的情况下，增设楼内皮线光缆，进行光分配改造，即可实现光纤到户(FTTH)，便于今后光缆网络结构进一步升级和多业务的顺利开展。

3.2 建设统一网管系统(NM S)和全业务运营支撑系统(B O S S)

基于NGB的新型综合网管系统，应实现业务和网络的实时管控，通过网管系统，运营商可以方便地实现内容监管、网络管理、业务管理及故障处理，可以对用户业务需求进行快速响应并提供高QoS的业务。统一NMS网管不但可以管理PON的OLT与各种ONU设备，无论数据还是语音以及IPTV的可控主播等都可实现。

3.2.1 EPON+EoC统一网管

EPON+EoC统一网管采用图4所示的管理构架。

图4 EPON+EoC 统一网管的管理构架

3.2.2 运营支撑系统

运营支撑系统（OSS, Operation Support System）面向服务和资源，是一个综合的业务运营和管理支持平台，有力的支撑有线网络运营商各类产品的开通与服务保障，提供对网络性能参数服务质量和运维服务质量的实时监控、分析和管理。

3.2.3 网络管理系统平台建设应把握的几条原则

图5 OSS系统软件应用构架图

1)开放性

平台应遵循数字电视总体技术方案和机顶盒技术规范；支持多家终端厂商的机顶盒接入；可以集成第三方BOSS系统，支持网上营业厅功能，能通过第三方提供数据接口，做到运营系统的开放；开放集成第三方SP/CP,以顺利实现在线教育广告、电子支付、应用下载、互动游戏等多种增值应用。

2)通用性

考虑到全国网络整合，平台应充分考虑与其他系统、其他设备的兼容性。

3)可扩展性

平台应具备较好的可扩展能力：

（1）能够提供H.264、MPEG-2、MPEG-4 和AVS 等多种媒体格式，可平滑扩展支持未来出现的新的音视频编码格式而不影响整个系统的构架和业务，支持标清到高清的升级。

（2）能支持EPON+EoC、EPON+LAN、CMTS+CM、窄带IP回传、无线网络等多种网络接入。

4)可管理性

平台应对内部的多媒体资源具有良好的可管理和可调度能力[4]；对内部的设备（含终端）具有角色分级权限的管理功能；对网内业务和用户资费具有不同的策略和管理控制能力，支持用户的区域管理。

5)可维护性

应提供统一的维护界面并能通过该界面对远程设备（含终端）和系统进行分拆、测试，发现和定位故障，进行远程重启等维护操作，并能保证故障的隔离。

6)可靠性

平台应支持高可靠性，具备备份能力、容错能力和系统快捷回复能力，保证业务访问成功率在99.9%以上。

[1] 宋檀萱,牧之.迷局（上）——广电的三网融合之困[J].中国数字电视，2012(5):37-40.

[2] 卢春勤,庄杰.三网融合下广电网的建设与规划[J].有线电视技术,2012(2):67-69,90.

[3] 王东兵，李晓飞.广播电视双向网光缆结构发展模型探析[J].有线电视技术，2012(5):11-13.