有线电视网络双向化改造技术分析

2021-05-29杨嵘广东省广播电视网络股份有限公司清远分公司

环球首映 2021年2期

杨嵘广东省广播电视网络股份有限公司清远分公司

当前网络通信处于快速发展中，从传统的单向业务向双向互动的方向发展。特别是由于高带宽技术的成熟，带动多种新类型业务的实现。但是许多地区的有线电视传输网络还较为落后，如何在更短期限内完成更高质量的信息传输，这些成为网络双向化改造需要解决的重点问题。

一、有线电视网络双向化改造的必要性

我国有线电视当前采用的网络结构为 HFC光纤同轴混合网。此类网络结构下行频段范围在 84MHz-862MHz，其优势是对数字与模拟信号具有很好的兼容性，因此适用于广播模式。但是同轴电缆的使用会受到电磁干扰的影响，并且存在明显的漏斗效应严重，如果想要解决这一问题，就要尽可能控制光节点覆盖区域，这会导致激光发射器的服务范围有限，难以满足传输需要，因此不能应用于双向网的数据传输。

现行有线电视采用的HFC 网络实施上下行信号传输采用了1310nm 波长，一根光纤要实现双向信号传输是不可能的，需要再增加一根光纤，实现回传信号的传输，因此这种结构难以被应用。有线网络的光纤节点与放大器需要长期暴露于野外，并且整个线路需要有线路供电的支持，给调试和维护带来了不便，影响到其可靠性使用。

从管理层面来看，有线电视网络的运营成本较高，缺乏市场竞争力，需要加以改进。从技术层面来看，有线电视采用HFC 网络的带宽受限，并且可靠性不足，面对当前高带宽业务以及用户数量快还增长的需求，需要改变当前的传输模式。从有线电视网络运营主体来看，各个地方的有线电视网络采用独立运营的方式，不同地域的网络不能连通，造成了资源利用率低下。从当前三网融合的推进力度来看，传统的有线电视网络需要加以改造，才能更加适应整个行业的发展方向。

二、有线电视网络实施双向化改造的技术框架

依据当前有线电视网络信息传输的特点，对其网络业务和架构加以整合，消除地域分散存在的限制，借助统一化的管理，有线电视网络实现数字化，向着双向化的方向逐步发展，为各类用户提供更加以多样化的服务。

借助原有 HFC 网络传输路由，减少再次施工带来的管理难度和时间消耗，有利于问题的简单化。有线电视要保证频率资源的丰富，在实施双向化改造时要考虑到资源的优化配置，将资源优势得以充分发挥。

传统模式下的有线电视网络借助改造可以变为双向网络，为新型的信息模式如互动电视、VOD 点播等需要用户上传数据提供保障。双向化改造要依据相应的标准，保证其开放性，还要考虑到兼容性。有线电视网络在实施双向改造还要保证安全播出，还要考虑到信息安全防御。改造要尽可能利用现有网络基础上，技术方案要合理、低价，保证可行性。

三、有线电视网络双向化改造的技术方案

有线电视网络实施双向化改造的重点是需要将原有的用户分配网变为分配接入网，因此网络改造体现出工程量大、投资大、技术难度大等特点。当前许多针对有线电视实施双向化改造方案多采用Cable Modem 技术。国内外已广泛应用于Cable Modem技术，实践表明这一技术具有综合优势。

应用Cable Modem技术考虑到可以利用原有HFC网络的作用，有线电视的同轴电缆已经接入到户，改造中省去了重新铺线，施工的工程量小，CM设备安装此外当前Cable Modem 技术更加成熟，产品的性能稳定，其适用标准的DOCSIS 1.1 与DOCSIS2.0已加以拓展，CM产品实现了批量化生产，其价格较为，具备大规模普及应用的条件；Cable Modem技术可以搭载多种业务，易于发展新用户，前期使用资金投入少，使用门槛低。在当前技术发展前景不明朗，需要快速完成现有网络改造的形势下，这是一个体现综合优势的技术方案。Cable Modem技术应用于长距离数据传输也具有优势，因此这一技术不仅可以适用于城市，还可以更加适用于住户较为分散的乡村。Cable Modem 技术虽有优势，但是也有不足之处。CMTS 的应用会受到带宽的限制，难以承载多样化的业务，难以实现大带宽的数据传输；此外还会受到噪声汇聚效应的影响，会导致系统资源占用较高，性能会降低。在施工中，对于同轴缆与接头安装有着较高的技术要求，施工工艺难度大会增加改造成本。

当前LAN技术已经成熟，可以应用于有线电视网络完成双向化改造，最初的技术方案是采用FTTC/FTTB+LAN组合的方式。随碰上无源光网络技术的推广应用，EPON＋LAN变成最优的解决方案。从技术层面，EPON+LAN体现出性能价格比方面的方案。住宅小区如果已铺设好五类线，可以选择EPON+LAN 方案。在多数应情况下，EPON+LAN 方案的应用还是考虑到入户线路问题的解决。由于EPON 的 ONU 一般设置于楼道内，改造实施需要确定楼道内的用户线路，然后进行双向接入施工。已有地区实现了大规模EPON+LAN 模式的应用。双向接入网络逻辑结构如图1所示。

图1 双向接入网络逻辑结构图

实施双向化改造，采用EPON+LAN模式的基本思路是借助有线电视网络已将电缆接入到户，路由方便。最易行用户线路接入方法是通过EOC（EthernetOver Cable），其基本原理是在有线同轴电缆中混合基带和太信号。EOC附带无源设备，运行稳定性可以保证，使用成本也具有优势。EOC也存在缺陷，与原有的LAN 方案类似，在楼道内针对ONU要架设交换机，施工中需要处理好电源、降温、防尘、防碰撞问题，EPON不能发挥无源优势；此外，EOC适用于点到点的数据传输，楼道单元的线路输入可以采用集中分配。为了解决EOC存在的缺陷，另一种方法是采用基EPON+LAN模式。双向化改造在应用需要对太信号加以调制后再通过同轴电缆加以传输。当前太电缆调制技术应用于智慧家庭也有了标准，针对无线局域网可以采用广泛使用的接入标准（如WiFi），各厂商也推出了多种调制方案，如BIOC、一线通等。当前双向改造采用EPON+LAN模式的最大缺陷是缺少统一化的标准，规模化应用受到了，网络实施选择双向化改造受到了制约。

当前网络数据传输的发展方向是“光进铜退”，有线电视需要从光纤发展到路边（FTTC），并且向光纤到楼（FTTB）的实现，以实现光纤可以入户（FTTH）。EPON 技术是以 FTTH 为目标。由于新技术的普及应用需要时间，在当前一段时期内，EPON+LAN 模式还会应用。