有线电视网络改造向下一代网络靠近

2019-11-03 10:39:37

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供稿：网友

邓永红湖南邵阳电视台

　　下一代网络（NGN）是一个建立在ip技术基础上的新型公用电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管理，提供各种宽带应用和传统电信业务，是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。

　　Internet是下一代网络的主体，IP技术是实现计算机互联网、传统的电话网和有线电视网三网融合的关键技术。随着Internet技术的发展，最终将实现计算机互联网、公用市话网（PSTN）和有线电视网实现三网融合。

　　下一代网络除了能向用户提供语音、高速数据、视频信息业务外，还能向用户方便地提供视频会议、电话会议功能，而且能像广播网一样，向有此项要求的用户提供统一的消息、时事新闻等。

　　目前全国各地都在进行有线电视网络的双向改造，在网络双向改造中，应当采用下一代网络技术或靠近下一代网络的技术，以便为过渡到下一代网络奠定良好的基础。

有线电视网双向改造的要求

　　一个优秀的双向改造方案，应满足以下几个方面的要求。

　　首先，应满足宽带高速要求。信息业务媒体的融合使得综合信息业务成为发展方向，数据业务要高速，视频业务要宽带。

　　其次，改造后的网络应当是开放的。网络每变化一次，都是翻天覆地的大工程，而网络技术却是日新月异不断发展变化的。网络不可能随着技术的不断发展而变化。改造后的双向网络应是开放的，以适应不断发展变化的信息技术和信息业务的需要。

　　再有，能科学利用有线电视网的剩余频带资源。有线电视网的剩余频带资源，表面上看起来都是两段，低端5～65MHz，高端550～750（或862）MHz，但是在HFC有线电视网的传输通道中，不同位置剩余频带的共用户数不同，那么它的使用价值也就不同。所以在光传输部分，很多有线电视网络公司在向每个光节点敷设光纤时，就已经充分考虑了这种情况。

　　

　　另外，信息业务要求传输网要有很高的可靠性。电信网为了提高可靠性，采取了一系列极其苛刻的措施。在供电方面，采用多种备用方案。在网络方面，采用热备用、自愈环、SDH自动交叉连接等。有线电视网本身的可靠性是不高的，特别是树枝型分配网。为了不断分枝，中间有很多电缆接口，有很多无源器件和有源器件。在网络改造中，如何提高网络的可靠性，也是一项重要任务。

　　最后，双向改造之后的有线电视网络开展综合信息业务，参与信息业务的市场竞争。

有线电视网络目前的改造方案

　　有线电视网络有丰富的网络资源，有很宽的传输频带，有广泛的群众基础，有丰富的信息资源。单向传输的有线电视网无论要开展何种双向业务，所遇到的首要问题就是双向改造。双向改造是有线电视网从单功能向多功能发展、从广播电视网向信息网发展的第一道门坎。有线电视网必须改造成宽带高速，能支持语音、高速数据和多媒体业务的综合业务网。

　　目前有线电视网双向改造的主流方案是使用Cable Modem的双向改造，另一个是不属于网络改造方案的发展方案——千兆以太网方案。

Cable Modem的双向改造方案

　　Cable Modem的通信和普通Modem一样，是数据信号在模拟信道上双向传输的过程，但也存在着差异，普通Modem的传输媒介在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享传输媒介，而Cable Modem的传输媒介是HFC网，将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享媒介；另外，Cable Modem的结构较普通Modem复杂，它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天侯服务。

　　目前Cable Modem产品有欧、美两大标准体系，北美标准是DOCSIS，欧洲标准是DVB/DAVIC。两大标准体系在频道划分、频道带宽及信道参数等方面，都有较大的差异，因而互不兼容。北美标准是基于IP的数据传输系统，侧重于对系统接口的规范，具有灵活的高速数据传输优势；欧洲标准是基于ATM的数据传输系统，侧重于DVB双向信道的规范，具有实时视频传输优势。从目前情况看，兼容欧洲标准的Euro DOCSIS1.1标准前景看好，我国信息产业部的CM技术要求（征求意见稿）类似于这一标准。

　　Cable Modem的工作过程是：以DOCSIS标准为例，Cable Modem的技术实现一般是从87～860MHz电视频道中分离出一条6MHz的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式或256QAM调制方式。上行数据一般通过5～65MHz之间的一段频谱进行传送，为了有效抑制上行噪音积累，一般选用QPSK调制（QPSK比64QAM更适合噪音环境，但速率较低）。CMTS（Cable Modem的前端设备）与 CM（Cable Modem）的通信过程为：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的Cable Modem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5～65MHz射频信号进入HFC网的上行通道，同时，CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。

　　有线电视HFC网络是一个宽带网络，具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月，ITU组织接受了MCNS的DOCSIS标准，确定了在HFC网络内进行高速数据通信的规范，为电缆调制解调器（Cable Modem）系统的发展提供了保证。由于在HFC的数据通信系统Cable Modem中采用了IP协议，所以很容易开展基于IP的业务。通过Cable Modem系统，用户可以在有线电视网络内实现国际互联网访问、IP电话、视频会议、视频点播、远程教育、网络游戏等功能。

千兆以太网方案

　　传统以太网技术不属于接入网范畴，而属于用户驻地网（CPN）领域。然而其应用领域却正在向包括接入网在内的其它公用网领域扩展。1998年以来，我国很多城市的有线电视网络在其HFC网的光缆网上直接架设宽带IP城域网，提供高速上网和宽带交互式业务，发展迅速。目前有线电视宽带城域网千兆以太网方案的是将千兆以太网与DWDM技术结合在光缆网上架构成宽带IP城域网。

　　千兆以太网（GE）与DWDM技术结合的方案是GE over DWDM，它可以提供几十个千兆位的通信带宽，而且具有以太网的简易性，与其它类似速率的通信技术相比，具有价格低廉的特点。GE over DWDM实现了以太网基础之上的平滑过渡，综合平衡了现有的端点工作站、管理工具和培训基础的各种因素。千兆以太网采用802.3z标准，与现有的10/100Mbps以太网标准、CSMA/CD协议完全兼容，并支持全双工操作。由于这些特点，GE over DWDM将成为有线电视城域网IP主干网的理想技术。

　　IP over DWDM技术是将DWDM技术和成熟的IP传输技术结合的产物。IP over DWDM就是让IP数据包直接在光路上跑，减少网络层之间的冗余部分。由于省去了中间的ATM和SDH层，其传输效率最高，节省了网络运行成本，同时也降低了用户的费用，是一种最直接、最经济的IP网络结构体系。GE over DWDM是IP over DWDM的一种廉价方式，非常适用于有线电视网络大型城域IP骨干网的建设。

　　目前我国一些城市HFC网光缆布设已有一定规模，一个城市有数百个乃至数千个光节点。同轴电缆网目前一时无法全面启动HFC双向互联网接入业务，由于HFC网的光缆部分是双向的，从拓扑结构看，有线电视HFC网的光缆部分最能满足城市宽带IP骨干网的要求，因而可利用有线电视预留光纤架构独立于有线电视HFC网的宽带IP网。

　　这种接入系统从光节点到用户接入网的施工量和成本较将单向HFC网改造成双向用电缆调制解调器架构宽带IP网成本要低得多。维护管理也更方便。

　　在我国实现FTTC10/100/1000Mb/s以太网到用户网络布设条件已经成熟。根据有线电视网络的实际情况与需求，系统可采用网状网络拓扑结构，即在城市的一级主干网络上采用环形网络拓扑结构，在支干网络上采用大星形+小环形拓扑结构，通过主干网络上的HUB主节点工作站，经二级干线网呈全星型拓扑分配到光节点。

　　利用有线电视网预留光纤实现CATV+计算机网构成接入网的方案具有现实意义。在此方案中，原来的CATV网仍作为广播网向用户提供TV信息，计算机网则单独构成，即应用光缆中富裕的2根光纤构成数据链路。在这种接入网结构中，CATV入户线和计算机网入户线是分开的，两个网相互独立，仅在前端有连接。对用户来说，只需要计算机附加一个网卡，目前不仅网卡便宜，连接用户的网络线也很便宜，计算机网的传输速率可以很高。

　　但怎样评价有线电视网双向改造方案的得与失，标准有两个，一是它是否满足了开展业务的需要，二是它是否符合信息网络的发展方向，而且后者更重要。因为当前是网络技术的活跃发展时期，任何精心策划的优秀改造方案也不可能一步到位。技术的发展是无止境的，但必须是符合信息网络发展方向的。

　　下一代网络的一大特征是开放的网络构架体系、业务和网络各自独立。当前的Cable Modem改造方案，没有摆脱有线电视网建设初期的频谱配置方案，按照这样的频谱配置产生了Cable Modem，而后套装在这样的网络上，产生了这样的应用业务。这是一个精心设计的方案，却是一个闭合的网络。要满足未来城域网的宽带、高速以及业务综合等方面的要求时，它就显得力不从心。用户仅能在网络上开展数据业务，要提高速率网络还需要不断更新。这种改造是短视的，在电信网千方百计向下一代网络演进时，有线电视网的改造却不顾网络的这种发展趋势，是值得研究和反思的。现在有一部分城市开始对HFC有线电视网的双向改造，采用千兆以太网技术发展数据业务。这是对有线电视网双向改造的背离，是对用Cable Modem的双向改造方案失去信心的表现。

有线电视网络的双向改造必须朝下一代网络方向走

　　电信网迫切感到必需向下一代网络转型。有线电视网的双向改造也不可违背技术发展的规律。

　　有线电视网在语音和数据通信方面都没有历史，也就没有包袱。因此有线电视网在单向网向双向网的改造中，就像一张白纸，正好画最新最美的图画。应当紧跟当前信息网络技术的发展方向，去研究双向改造方案。应当采用最新的、最有发展前景的技术去改造网络，首先要选准有线电视网的正确位置，而后确定一个正确的网络改造方向。

　　HFC有线电视网的双向改造成功与否，决定它的发展命运。如果能把有线电视网经过改造而成为技术先进、品质优良的信息网络，这就是和传统网络运营商竞争的锐利武器。

　　有线电视网是和电信网、计算机网并行的国家三大信息网络之一。它有一张覆盖全国的光缆、电缆混合网，终端连接着一亿个用户，而且还在以每年500万户的速度稳步发展中。因此它的改造效果必须和它的地位相适应，以便和其它网络在业务市场中开展竞争，促进信息技术发展，采用高起点，直接建设下一代网络技术相融合的网络。有线电视网的双向改造是要建成连接千家万户的新型城域网，应当把网络的长远规划、长远目标放在首位，网络的改造目标要真正顺着宽带高速，支持综合业务这个网络发展方向，而且现在已具备这个条件。

----《通讯世界》