有线电视HFC网双向改造的难点及解决方案探讨（共5则范文）

第一篇：有线电视HFC网双向改造的难点及解决方案探讨（共）

有线电视HFC网双向改造的难点及解决方案探讨 2008年赵云军

摘要：有线电视双向化改造已成为未来数字电视业务发展的必经之路，但在如何改造、采取哪种技术、怎样滚动投资建设等方面还没有很多可借鉴的经验。本文通过双向改造技术的比较，指出目前大多数运营商面临的困惑，得出综合考虑各种因素，FTTN＋Cable方式将是目前最符合中国有线电视网现状的双向改造解决方案：既可满足未来业务发展，又能够兼顾短期投入产出和长期建设需求之间的平衡，将能够为广电运营商提供一种完整覆盖、快速建设、滚动投资的最佳建设方案。

关键词：HFC双向改造 双向化 双向改造技术

1、现状概述

中国的有线电视经过二十多年的发展，现在已经形成了巨大的规模，全国有线模拟电视用户达到1.3亿户堪称世界第一。随着数字电视发展时代的到来，欧美日韩等发达国家和地区已经启动了数字电视的实施计划，在2002年我国也启动了数字电视发展战略，国家广电总局已制定了我国数字电视的实施计划和试点城市，有线数字电视整体转换成为电视数字化的首要任务和目标，数字化和信息化技术引发了电视传输技术和方式的革命，有线电视数字化使广播电视向双向交互电视的演进成为可能，有线电视网络的双向化更是提供了全面提供电视、数据和语音等综合业务发展的新机会，实现有线电视网络的价值充分提升。在我国有线电视数字化进程中，2004年10月杭州数字电视首创以双向网络为基础的广播交互电视业务的成功运营，引领了数字电视走入交互电视的新阶段。

发展交互电视的基础是有线电视网络具有双向数据传输能力，但是我国大部分城市的有线电视网络是单向广播网，上海、深圳等经济发达城市的部分网络采用CMTS构建了双向HFC网，杭州等城市采用LAN接入方式构建了市区的双向宽带数据网，总体上看有线电视网络完成双向化改造的规模非常小，面对有线电视数字化和双向化的发展趋势，亟待解决的问题是全网覆盖的有线电视双向化改造解决方案。

有线电视双向改造传统的方式是采用DOCSIS技术的CMTS系统的双向HFC网络，以美国有线电视运营商在全美成功应用，但由于CMTS技术对HFC网的线路改造成本较高、运维成本高、不适应中国密集用户的城市住宅小区，在中国没有被有线电视运营商普遍采用推广。FTTB+LAN宽带接入方式采用了双网异构方法解决有线电视双向改造同时提供了宽带数据的接入能力，但FTTB（光纤到楼）的施工周期、工程成本、五类线入户对运营商而言都是相当大的问题。面对全国有线电视网普遍双向改造的需求，一种基于OFDM&QAM调制/解调技术的BIOC（Broadcasting and Interactivity over Cable）技术的同轴电缆双向传输产品有效地解决了有线电视双向改造的难题，融合了有线电视网传输和宽带以太网的优点，以低成本、高性能、集成化的理念提供灵活、快捷的工程实施方案，全面解决基于有线电视HFC广播网双向改造。

综上所述，有线电视双向化技术起始于DOCSIS提出的双向HFC来计算已经

发展了十年之久，并不能完全满足有线电视网络综合业务的需求，LAN接入技术和BIOC技术提供了新的解决方案，因此有线电视双向全网覆盖的设计需要根据投资、性能、业务、工程、维护等若干方面去考虑进行比较，本文重点分析比较几种主要的双向改造的技术特点，讨论运营商在双向改造遇到的困难以及解决原则，最终通过某城市10万用户双向设计实例分析供大家参考。

2、双向改造技术

2.1、双向HFC网的Cable Modem接入

Cable Modem接入网方案是基于双向HFC网的数据传输系统，系统包括前端设备CMTS和终端设备Cable Modem（CM），采用DOCSIS1.0/2.0技术标准，利用有线电视网下行频段和上行频段分别提供数据回传和下载通道，下行通道的频率范围为88～860MHz，每个通道按频道带宽8MHz设定，采用64QAM或256QAM调制方式，下行数据传输速率最大为40Mbps。上行通道的频率范围为5～65MHz，每个通道的带宽可为200、400、800、1600、3200kHz，采用QPSK或16QAM调制方式，对应的数据传输速率为5Mbps或10Mbps。

Cable Modem在组网方式上，很适合于原先的有线电视网络，光节点以下采用树型总线结构。CMTS输出端的CABLE电缆通过分配器和分支器输入到用户家庭的Cable Modem的RF输入端，完成视频与数据的接入。

CABLE MODEM在实际应用中的组网架构如下图：

图2-1 CABLE MODEM组网架构示意图

基于Cable Modem的双向有线电视网络具有的优势是充分利用了HFC网络已有的接入网资源，对入户线路没有安装工程，但这种方案存在着一定的限制，主要的问题在线路双向改造成本较高、带宽共享不能满足多用户高带宽的应用、不易扩容升级、低频端的回传噪声积累不可避免。* 线路的改造成本较高

现有的用于CATV的HFC网络是单向传输网络，而数据传输系统是双向的，这就需要对现有的网络进行改造，在线路上增加反向传输模块，将原有链路中的单向放大器改为双向放大器，因此，在线路上要有一定的改造成本。

* 带宽瓶颈的限制

CABLE MODEM所组成的HFC宽带接入系统的拓扑结构是分层的树状总线结构，其终端用户将共享连接段线路的带宽，CMTS下联的CABLE总线越多，用户数越多。按照一个光节点覆盖500用户计算，若按实际并发用户20%计算，用户平均使用带宽为40Mbps/500/0.2=400Kbps。事实上，在实际应用中，由于用户的增多，线路上插入损耗增加，CMTS达不到理论上的40Mbps的速度。在平均速率300Kbps的速率下，用户用CABLE MODEM接入Internet仅适用于浏览网页，诸如高速下载、流媒体以及视频通信等一般需要持续速率达到300～700Kbps以上的应用，就不能满足应用需求了。* 扩容升级成本高

为提升用户带宽，使视频通信等新业务不会因为速率的限制无法开展，缩小光节点是CABLE MODEM在现阶段唯一可行的办法。

我们以下行速率达到1Mbps为设计带宽，理论上，一路CMTS输出可以支持40个并发用户，按照实际并发用户为20%，则光点覆盖用户数要控制在200户，即光点的数量提高2.5倍，CMTS设备投资要增加2倍以上。面对宽带应用的用户需鞋样设计要更高的速率，用户增长同时造成并发用户的增加，当网络向FTTB过渡，CMTS采用继续升级系统扩容业务是不现实的，因此CMTS系统实际进一步扩容的能力有限。

由此可见，CABLE MODEM接入方式可以解决HFC双向数据传输的问题，但性价比不占优势，尤其业务一旦开展，后续的扩容需要很大的投资。

2.2、基于IP的LAN接入

有线电视网络双向改造另一种方案是利用现有的光纤资源和拓扑构建独立的双向网络，采用以太网数据交换方式光纤延伸到楼幢，形成了HFC网络和LAN接入组合的城域网同时支持广播和交互业务。

LAN接入网一般采用光缆＋五类线的方式对社区进行综合布线，即FTTB+LAN的网络架构，采用了光纤到楼、五类线入户。每一个楼幢用户通过集线器/交换机组成以太网的接入层，然后通过光纤上联汇聚节点，汇聚节点光纤上联骨干层，归纳起来，基于IP的LAN方式的宽带接入一般是千兆光纤到小区、百兆光纤到楼、10/100M五类线到户的模式。

基于LAN接入的双向组网方案是充分利用了HFC网络骨干光纤和管路资源，并把数据网络光纤延伸到楼幢，在是双线（同轴电缆和五类双绞线）入户的组合网络，全网是HFC和以太网叠加的城域网，双向组网示意图如图2-2所示。这种双向网络改造较好地综合HFC单向网和以太网的优势，并对未来的业务发展提供非常良好的环境

图2-2 基于IP的LAN 接入方式在有线电视网络应用组网

在图2-2中可以清楚地看到在FTTB+LAN接入方式下，CATV网络独立于LAN网络之外。CATV视频信号与IP数据信号在两张不同的网络内传输，分别完成视频与数据功能的接入。这是具有创新的方案，发挥了HFC网络和IP宽带网的优势，为应用以及扩展提供了良好的基础，通过探索获得了扩展性很强的有线电视双向网络。

基于IP的LAN接入是目前用户接入带宽最高的方式，特点在于技术和设备相对成熟，用户侧不需要有附加设备接入而直接通过网线连接设备的网络端口，10/100M端口速率升级主要是扩充汇聚层的带宽，网络升级扩容容易，可操作性强。适应业务的需要，未来网络十分容易演进到FTTH全光纤网络。

2.3、同轴电缆混合双向接入

同轴电缆混合接入双向技术结合了FTTx和OFDM&QAM调制/解调技术，采用PON（Passive Optical Network）将交互数据通道延伸到用户分配网络处，并且仍保留原来用户分配网络中同轴电缆的入户方式，经局端设备调制后的数据信号占用860MHz以上的高频频段，与现有860MHz以下的有线电视广播信号混合后接入到同轴电缆中，在用户端再将数据信号和有线电视信号相分离，传输给相应的接收终端，双向对称最大数据传输速率达到100Mbps。

根据信号的混合点位置不同，主要有以下三种情况：

（1）FTTN＋Cable

FTTN+CABLE方式如图2-3所示，数据网光节点与有线电视网的光节点重合，光纤到节点（Fiber To The Node）并通过同轴电缆提供双向数据网入户。在光节点有线电视光接收机输出端插入易线宽局端设备CP-N2000，将数据信号混入有线电视光接收机输出覆盖的电缆分配网，实现光节点以下用户的宽带接入全覆盖。接入用户通过终端设备CP-T2000分离有线电视信号和数据信号，完成双向网改造。对于有放大器的有源分配网，要在放大器跨接中继设备CP-R2000解决

数据信号中继和双向传输。

图2-3 FTTN+CABLE方式

（2）FTTP＋Cable

FTTP+CABLE方式如图2-4所示，数据光纤分布到干路放大器后面，光纤到杆（Fiber To The Post）并通过同轴电缆提供双向数据网入户。在干线放大器的输出端插入CP-N2000系列局端设备，即可实现干线放大器以下用户的宽带接入全覆盖，接入用户通过终端设备CP-T2000分离有线电视信号和数据信号，完成双向网改造。

图2-4 FTTP+CABLE方式

（3）FTTB＋Cable

FTTB+CABLE方式如图2-5所示，数据光节点布设到楼栋，光纤到楼（Fiber To The Building）并通过同轴电缆提供双向数据网入户。由于宽带接入设备设在楼幢，覆盖用户数进一步减少可以满足用户更高的宽带需求。

图2-5 FTTB+CABLE方式

综上所述，FTTx＋Cable采用数据信号与电视信号在同轴电缆混合同缆传输，双向改造不需要新增线路，并提供双向对称100Mbps数据传输带宽满足综合业务和宽带应用需要。随着“光进铜退”日益成为趋势发展，大量的交互业务对带宽需求的增加，IP数据网接入光点向用户推进到FTTB/FTTH（Fiber To The Building/Home），进一步提升接入带宽，同轴电缆混合双向接入技术仍然适应各地HFC网络改造的进度，由于产品安装方便，调整网络也很容易，未来网络十分容易演进到FTTH全光纤网络。

3、双向改造方式选择

有线电视运营商在双向化改造上由于原有网络基础的不同、应用需求的不同、技术设备的不同以及投资回报预期的不同面临着技术选择的困惑，一方面有线电视双向化的目标明确，但怎样实施在技术、资金和业务是否相互匹配缺乏判断的经验，本节就这方面的问题进行探讨，以供借鉴。

3.1、网络拓扑的多样性

HFC由光纤干线和同轴电缆分配网通过光节点结合而成。一般光纤干线采用星形拓扑，同轴电缆分配网则具有树形结构，这种结构已广泛用于广播电视信号的分配，称为光纤到节点（FTTN）模型。目前设计光节点以下同轴电缆网覆盖范围的典型值为500户，同轴电缆分配网采用无源、一级或二级线路放大器补偿线路衰减。由于用户住宅楼幢分布的不同，同轴电缆分配网拓扑可能存在不同的结构，如农村与城市的不同、高层住宅楼与排屋、别墅的差别以及不同时期建设的网络也不尽相同，形成各地有线电视网络结构的多样化。归纳起来可以分为树枝型结构、星型结构、星－树型结构和环型结构。

3.2、技术的多样性

目前市场上有多种基于同轴的数据通信设备，从原理来看，这些技术都用同轴电缆作为传输介质，与有线电视信号共缆传输。从使用的频率上看，有用低频

段的，也有用高频段的。从信号分类来看，有直接用基带的，也有用调制的，而调制的，还有单载波和多载波之分。

市场上比较常见的产品技术如下表所示：

对于CMTS来说，成本相对来说是偏高的，这是它难以大规模应用的重要原因之一，另一方面，如果需要增加带宽，就需要等DOCSIS3.0产品，而DOCSIS3.0 也同样需要面对高成本的问题。采用基带方式成本是比较低的，但是入户的困难是显而易见的，因为它无法通过任何普通的分配器。UC-LINK 成本相对来说，不算很低，而可用带宽只有10Mbps，这对于开展宽带业务的新运营商，实在很有限。相比之下，易线宽产品是个不错的选择，终端成本与CM相当略高于基带调制的产品，对于一些多级放大的网络结构，成本会有所增加，但其扩展性比较好，具有较高的性价比，并与业务相匹配，综合成本、性能、灵活、便捷等方面是目前适合的技术。

3.3、需求的不确定性

有线电视运营商由原来传统广播电视业务向交互电视和信息业务转型，新业务的发展还需要相应的资源准备、业务准备、市场开发和业务发展过程，每种业务对网络带宽需求不同，因此网络承载能力与业务相匹配十分重要，既要满足业务发展的需求又要控制网络建设投资成本做到网络可以随着业务需求可持续增长，而不是每种业务都要进行大的网络投资来实现。

事实上，业务的总体发展趋势是明确的，对于有线电视运营商是要明确考虑未来业务承载需要的基础上，规划网络的建设实施计划，并考虑技术的延续性和可扩容性，从业务对带宽的需求分析来确定网络发展的技术路线。

3.4、业务与投资回报

从业务与投资回报的角度分析，运营商对投资和其带来的业务收入是重点关心的。

首先，会研究开展业务的起步门槛，起步门槛越低，则获得收益的机会越高。

当初期投资与市场的收入预期满足投资回报的条件，也就是说初期的网络双向改造的投资可以支撑运营商开展业务的需求。

其次，后续业务增长所需的扩容投资增加，投资愈少则其效益愈高。扩容投资决定于前期投资的资源预留，有预留资源的技术方案可以为运营商带来高的效益，反之收入增加需要投资大幅度增加，实际效益将会降低。

因此，技术方案是否适应本地业务发展要从市场和收入的角度去考量，能否在最短的时间大规模开展业务获得市场全面认可，实际上要求在较低的投资、在较短的时间取得业务发展的机会，从而获得市场竞争力，而不拘泥于技术的完美或等待技术完善而丧失机会。在考虑资金成本的同时不要忘记考虑时间成本，从资金和时间判断回报才是客观的评估。、解决方案的原则

4.1、保护投资原则

有线电视新的业务需要，如交互电视、信息服务等要求网络提供双向交互承载能力的支持，网络的升级改造必须要充分考虑原有可用网络资产，网络的升级改造是完整的、渐进的投资，而不是局部的、不兼容的替代。毕竟经过十几年的发展有线电视网已经逐步发展完善为HFC网架构、光节点覆盖500户、频道达到750（862）MHz，对于单向广播电视而言可以满足开展数字电视业务的要求，因此双向化改造要遵循保护已有投资的原则。

4.2、全面覆盖原则

有线电视广播业务已经进入千家万户是一个大众业务，作为交互电视和信息服务的增值业务是一种分众业务，需要进行市场化培育的过程。对于运营商而言通过提供增值业务提高ARPU值来获得新的收入增长点，从客户方面讲是为新增业务支付额外费用满足个性化需求，业务的目标客户基础是所有大众业务用户，因此增值业务所需要的网络基础应该覆盖全部用户才有利于新业务的迅速开展，这就要求双向化改造要遵循短时间全面覆盖的原则。

4.3、满足需要原则

有线电视广播业务转型到广播与交互综合业务的网络承载需求已经发生变化，传统广播电视是单向下行的广播网，而交互电视和综合业务网需要双向的交互网络。交互电视和综合业务的承载网也是根据具体业务、用户数、并发数等要求有不同的差异，交互电视要求提供较小数据回传通道、而信息化服务需要宽带数据通信，用户数较少时带宽较小也能保证服务质量、而用户数或并发数增加都会对网络带宽提出更高需求，所以不同阶段需求是有差异的，不要期望完全的一步到位的思路，遵循满足需求的原则是十分务实的做法。

4.4、渐进发展原则

渐进发展的原则是投资效益的原则，避免周期长、投入大、产出低的情况发

生，运营商开展新业务要在短期内以尽可能小的投入获得业务快速的推广，新业务具有品种多样、个性化和高附加值的特点，会有一定的市场风险，因此投资一定要采取控制初期投资、滚动发展的策略，规避风险便于快速调整业务。

4.5、符合趋势原则

网络投资建设符合发展趋势的原则是技术选型和投资的基本判断原则，网络建设是一项长期投资过程，选择的技术方案一定要符合主流发展趋势，网络演进也可以跟随技术的发展而平滑升级，从而最大限度保护已有投资、发挥存量资产的效益最大化。、方案设计参考

有线电视网双向化改造已经成为有线网发展的趋势，有线电视运营商从业务发展的角度出发也提出了双向化改造的迫切需求，但是面临技术选择、资金投入、业务需求、运营维护等方面实际上遇到许多困惑和不确定因素，下面我们以10万用户规模城市有线电视网络改造为例，设定一些基本的网络基础，做一些具体量化分析，供大家参考。

某城市有线电视用户10万户，有线电视HFC网为860MHz传输系统，设有1个总前端、2个分前端系统，全城共有300个光节点，每个光节点平均覆盖约400用户，每个光接收机输出4路CATV电视信号。前期在分前端安装1台CMTS前端，配置了1个8MHz频道作为下行通道，对其中5个光节点（2000户区域）做了上行回传改造，运营商考虑首先发展交互电视和今后宽带业务的发展需要，要确定一个全城有线电视双向化改造的方案。结合上述原则和业务规划需求，整个方案设计探讨如下：

5.1、综合考虑的设计目标

从业务需求考虑网络改造首先要满足交互电视回传的需求，今后可以支持宽带业务承载需求，目前CMTS进行了2000户小区的改造，可以用于交互电视回传，不建议采用CMTS进行全城双向改造。要求方案设计性价比高、双向覆盖、满足业务需求和技术趋势。

5.2、技术改造线路

除了CMTS技术以外，可以采用LAN接入和同轴电缆混合接入技术提供双向改造方案。LAN接入采用PON＋LAN接入方式的光纤到楼FTTB，需要一定的光缆施工和建设周期，五类线入户施工难度较大，但业务承载能力强；同轴电缆混合接入技术可以在光节点接入，节省了光缆施工，利用已有的同轴电缆入户，工程实施周期非常短，有利于迅速开展业务，业务承载能力强。5.3、投资分析比较

针对几种技术方案进行双向改造新增投资比较，确定合适的设计方案。

双向化改造的投资不仅要考虑满足业务发展需要，还要细分网络建设成本和投入期的关系，建议从以下几个方面进行成本考虑：

* 覆盖成本，指的是具备业务开通能力所需要的网络覆盖投资成本，这是业务全面开展初期投资，也称之为业务投资门槛。

* 入户成本，指的是为用户提供业务需要入户线路和设备所增加的成本。* 开通成本，通常指的是开通一个用户，实际所需要的实际平均投入。

以上数据表面，采用FTTN＋Cable初期建设投资成本最低，其好处在于在很短时间内以较小的投资即可实现全城有线网双向化改造，迅速全面开展业务，并且能满足今后宽带应用，尤其适应有线电视运营商的业务转型阶段的网络改造。5.4、形成方案建议

比较最具优势的FTTB＋LAN和FTTN＋Cable两种方案，目前后者开通成本要比前者略高，前者已经是成熟产品，而后者成本还是有降低的空间，因此FTTN＋Cable无论是在时间性、性价比、初期投入等方面都更符合运营商的快速发展业务、实现滚动投资、降低总体成本的投资回报策略。

6、结论

有线电视网双向改造技术已经呈现多样化，主要分为基于同轴电缆和基于新增五类线两大类，利用有线电视同轴电缆解决双向数据传输是双向改造最方便可行的方案，CMTS解决方案虽然经过10多年的发展在一定程度上实现了双向HFC网的数据回传和Internet服务，由于上下行非对称性、上行带宽的限制以及扩容升级的投资都制约了在我国有线电视双向改造中的应用，而新的易线宽BIOC技术采用FTTN＋Cable结构在同轴电缆上实现对称100Mbps带宽的传输，以性价比高、工程实施方便、覆盖成本低、适合滚动投资等综合优势，使之成为可以快速实现交互电视和宽带业务的最佳网络承载基础，尤其适合运营商增值业务和新孕妇装专卖店业务初期发展相对缓慢而投资大幅增加从而大幅延长投资收益周期的情况，有利于我国有线电视双向网改造的顺利进行、增加收入提升网络价值。

第二篇：有线电视现状及双向网改造探讨(论文)

辽宁大学毕业设计（论文）

摘要

中国有线电视起步于20世纪80年代末90年代初，是从最早的共用天线系统逐步建设、联网发展起来的。经过十年的艰苦建设，有线电视网络经历了一段从无到有、从小到大的发展历程。伴随着有线数字化进程的推进，中国有线数字电视产业的规模逐年增大以及下一代广播电视网（NGB）的建设，有线电视网络已经成为国家信息化的重要建设基础设施。

其中广电接入网的建设与改造伴随着有线电视网络成长的整个过程。长期以来，由于单一的广播业务，有线电视网络基本都是单向广播网。近年来，由于业务的发展和日益加剧的竞争，特别是2010年以来三网融合的大形式使得有线网络运行商纷纷展开双向接入网的建设与改造。本文对有线电视接入网进行简单的介绍，并联系目前广电接入网的现状及实际情况，就如何对未来广电网络的建设与双向改造以及期间所会遇到的困难和解决办法进行了粗浅的研究和探讨。

关键词：有线电视，数字电视，NGB，双向改造

I 辽宁大学毕业设计（论文）

目 录

摘要...................................................................................................................................................I

一、有线电视网络的发展历程和现状............................................................................................1

（一）我国有线电视网络的起源..............................................................................................1

（二）我国有线电视的发展历程..............................................................................................1

（三）我国有线电视网络的现状..............................................................................................2

二、有线电视网络面临的机遇和挑战............................................................................................2

（一）有线电视网络面临的机遇............................................................................................3 1数字电视技术所带来的机遇...........................................................................................3 2双向互动电视（VOD）所带来的机遇...........................................................................3 3有线宽带所带来的机遇...................................................................................................4

（二）有线电视面临的挑战....................................................................................................4 1来自行业内部的挑战.......................................................................................................4 2来自电信网络方面的挑战...............................................................................................5 3来自其他方面的挑战.......................................................................................................5

三、广电网络的发展前景和接入网改造办法................................................................................5

（一）广电网络的发展前景......................................................................................................5

（二）广电网络接入网双向改造办法......................................................................................6 1双向改造主流方案的分析...............................................................................................6 2双向改造方案应用的建议...............................................................................................8

四、结束语........................................................................................................................................10 参考文献............................................................................................................................................11

II

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广电接入网络的发展与双向改造的探讨

随着信息技术的快速发展和社会信息化需求的增加，包括通信网和互联网，广电网的融合以及下一代网的产业融合已经成为产业发展的主流趋势。广播电视网络是国家重要的信息基础设施，是三网融合的基础网络之一，加快建设下一代广播电视网（NGB）对推动国家信息化发展、满足人们日益增长的精神文化需求有着十分重要的意义。在这种情况下针对目前我国广播电视网络的现状如何进行行之有效有效的双向改造，使其在发展过程中取得事半功倍的作用，具有很强的现实意义。

一、有线电视网络的发展历程和现状

（一）我国有线电视网络的起源

中国有线电视起步于20世纪80年代末90年代初，是从最早的共用天线系统逐步建设、联网发展起来的。经过二十多年的发展，从无到有，从小到大。至今，已经发展成为我国广播电视领域一支新兴产业。中国有线电视技术从自力更生、白手起家，到引进国外先进设备，系统技术水平发展很快。从VHF频段、全频道共用天线系统到750MHz、860MHz有线电视城域网系统，从同轴电缆传输到光缆、电缆、MMDS等多种传输技术的混合应用，从只传输模拟信号到数字信号的混合传输，从单向广播网到双向交互网络。同时先进的数据传输设备、数字传输系统以及计算机技术在有线电视系统中的成功运用，中国有线电视技术的发展日益接近国际先进水平。今天已经确立了它在国家信息化结构框架“三网一平台”的基础网络地位。有线电视技术先进，有良好的社会效益和经济效益，是国家的基础设施建设项目。

（二）我国有线电视的发展历程

我国有线电视的发展历程，总体上看，可分为三个阶段，即：小型共用天线系统（1975—1985年）大型共用天线系统（1985—1995年）有线电视系统（1996

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—至今）。有线电视系统的发展阶段，充分借鉴国际上的先进技术，因地制宜地采用光纤、电缆、MMDS微波等传输技术，在省、市、县各行政区域范围内建设有线电视网。目前，正朝着大容量、数字化、双向多功能等方向发展。

经过几年的网络实践，一个以传输广播电视节目为主的A平台和一个以传输数据为主的B平台已经取得成功。既保证了千家万户收看高质量的广播电视节目，又为数据通信和各种信息的传输提供高速率、大容量、低资费、安全可靠的传输手段。

（三）我国有线电视网络的现状

目前，我国大多数省市已开通采取数字技术的光缆干线，实现了全省，全市范围内的联网。同时，全国骨干网采用先进的数字传输技术，为开展数字、数据传输业务提供了优质的服务平台。我国有线电视进入了实现数字化、交互式高速多媒体信息网的试验阶段。然而目前，国内大部分有线电视网络仍是单向广播方式网络，用户到广电中心的回传通道尚未建立；部分地区有线电视网络仍为550MHz以下的系统，光节点用户超过了500户，甚至达到2000户以上。有线电视网络这种状况不能满足下一代广播电视网（NGB）以及电视终端用户开展双向业务的迫切需求，有线电视网络双向化改造势在必行。

二、有线电视网络面临的机遇和挑战

广播电视网作为国家信息基础设施的重要组成部分，是通达千家万户的最普及的信息工具和最便捷的大众信息载体。经过数十年的发展，中国广播电视综合覆盖率已经超过96.95%，成为世界上覆盖人口最多、公众信息传送量最大、有线、无线、卫星等多种现代技术手段并用的广播电视网络。我国有线广播电视网已有333万公里光缆线路、1000万公里同轴电缆线路，能提供视音频等多种业务，服务1.75亿户用户，是全球用户规模最大的有线广播电视网络。在如此庞大的用户规模下，在信息化高速发展的今天有线电视网络得到了空前的发展机遇。无论是电视业务本身的普及和发展，还是向其它信息领域延伸，都有极其广阔的空间。但正是因为信息产业的巨大发展前景，有线电视网络也面临着前所未有的竞争和

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挑战。

（一）有线电视网络面临的机遇

城市化的进程间接增加了城市有线电视网络的用户数量。目前，我国大部分城市有线电视入户接入率超过90%，在相当多的城市中接入率甚至接近100%，在家庭用户领域，有线电视网络已经成为最大的网络运营商。巨大的用户拥有量为有线电视运营商提供了经营的保障和发展多种业务的潜力。

1数字电视技术所带来的机遇

数字电视技术的应用不仅提高了有线电视系统的抗干扰能力、提高了画面清晰度，还提升了系统容量。550MHz模拟系统最多只能提供60套模拟电视节目，而同样带宽的数字系统却能提供400套图像更为清晰的数字电视节目。节目的增加可以更好地满足不同用户的需求，比如提供体育、音乐、电影、教育等专业频道。数字电视系统可以提供高清晰度电视服务同时数字电视也改变了运营商的经营模式，运营商可以通过“付费电视”的方式收取“基本收视费”以外的收入。

数字电视技术的应用还改变了电视机单一功能（收看电视节目）的状况，用户可以通过普通电视机和其它终端设备（如机顶盒、遥控器等）应用运营商提供的数据广播、电视游戏等服务。其中数据广播服务即可提供新闻信息、天气预报、航空铁路信息等非实时信息，又可以提供股市行情信息、互联网信息等实时信息。电视游戏不仅可以提供并定时刷新普通视频游戏，还可以通过遥控器提供动感游戏。

2双向互动电视（VOD）所带来的机遇

有线电视运营商可以通过双向网络提供互动电视（VOD）服务，互动电视提高了用户的参与热情，是年轻人喜欢接受的方式。近几年，互动电视在美国得到迅速发展，渗透率接近40%，全美月点击率超过10亿次。互动电视在中国刚刚起步，全国仅有接近20个城市开通了互动电视业务，中国的互动电视业务发展前景可观。

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3有线宽带所带来的机遇

近十年来宽带互联网在全球的迅速普及为有线电视运营商拓展了新的领域。有线电视网络本身拥有较宽的频率资源，随着回传噪声的有效抑制和FTTH、CMTS+ CM、EPON+EoC、EPON+LAN技术的提出，有线电视网络在宽带接入方面的优势日益显现。美国有线电视网络占据着60%以上的宽带互联网市场，但在世界其它地区有线电视运营商并没有充分发挥这一优势，尤其在中国，有线电视网络在宽带互联网接入领域的市场占有率还不足10%。随着国家产业政策的调整和下一代广播电视网(NGB)的提出，有线宽带前途广阔。

（二）有线电视面临的挑战

1来自行业内部的挑战

有线电视行业面临的压力一方面来自于广电行业内部，另一方面来自于电信运营商。卫星直播和地面数字电视会吸引部分有线电视网络传统电视用户，电信运营商在互联网接入、互动电视（电信网IPTV）等领域会与有线电视网络形成竞争。

卫星直播也是对有线电视网络的一大挑战。DVB-S标准使得一颗卫星可以提供几十套标准清晰度数字电视节目，接收Ku波段的天线可以小到直径只有几十厘米，接收难度大为降低。虽然图像质量不能与有线数字电视相比，并且存在不能提供互动服务，系统中无法接收本地节目等缺点，但仍对有线电视网络低端用户有一定吸引力。

广电总局于2003年发布了地面数字电视标准，采用调制方式，为了提高抗干扰能力，调制方式的频带利用率比有线数字电视标准DVB-C所采用的64QAM调制方式低一倍，即一个标准频道（8MHz）的码率仅为19Mbit/秒，传输节目容量受到限制，而且空间信号接收受到高楼阴影、多重反射等影响，收看质量也很难与有线数字电视相比，系统不能提供互动服务。虽然目前地面数字电视相比卫星直播对有线数字电视的影响要小一些，但地面数字电视融入了本地节目，相比有线电视网络具有成本优势，对有线电视网络仍是一个潜在的威胁。

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2来自电信网络方面的挑战

公众电话网因其本身即是双向网络的特性在互联网推向社会的初期占得了先机，电信运营商利用电话线开展互联网业务，用户采用拨号的方式上网，中国电信和中国网通的Adsl宽带用户占据整个宽带市场的80%以上。中国的有线电视网络的宽带业务可谓困难重重，主要障碍有：ISP经营许可、公网地址、Internet海外出口、网络互联互通等，虽然上述部分内容正向好的方向发展，但有线电视网络的宽带经营步履维艰。

广电总局2006年颁发了第一张IPTV执照，电信网络进军视频领域的脚步已然来临。IPTV是将数字视频转换成IP包的形式在IP网络上传输，用户端通过机顶盒连接到电视机上。IPTV主要应用于点播电视（互动电视）领域，因其占用带宽较大，对网络要求很高，Adsl网络只支持5%的渗透率。由于节目内容受限、业务经营范围受限、网络质量等原因导致IPTV发展状况并不理想，但电信企业经营视频业务的努力不会停止，IPTV是有线互动电视甚至是有线数字电视的有力竞争对手。

3来自其他方面的挑战

对有线电视网络形成竞争的还有全光接入网、手机电视等等。全光接入网也称光纤入户，是电信网络和有线电视网络未来发展的方向，中国移动固网资源缺乏，在取得电信全业务经营权之后最容易首先建设全光接入网。光纤入户虽然成本很高，却可以满足高端客户对高带宽的需求以及网络未来发展的需要。同时手机电视也同样对有线电视网络会造成威胁，我们也应密切关注它的发展动态。

三、广电网络的发展前景和接入网改造办法

（一）广电网络的发展前景

有线电视行业面临着良好的发展机遇和前所未有的竞争压力，相对于主要竞争对手-电信运营企业，中国有线电视运营商存在经营业务种类单

一、网络规模较

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小并且相互孤立、行业规范不健全等劣势。有线电视产业只有建立健全的行业标准，进行网络合并以扩大网络规模，开展综合业务运营才能在竞争中取得生存的机会。

我国在“九五计划”中提出了“中国基础信息设施建设规划”，即“CII”计划。CII计划中明确提出要将有线电视网络由只传输电视信号的单一业务功能网络建设成为综合信息业务网络。近十年来电信网络、计算机网络和有线电视网络之间业务相互渗透现象越来越明显，先后出现了“三网合一”、三网融合“的说法，IP电话、流媒体技术、数据广播、手机电视等正是这一时期的产物，各类运营商经营业务内容互相交叉的现象日益明显，传输综合信息业务是有线电视网络的唯一出路。

只有对有线电视网络进行双向化和数字化改造，才能实现多业务传输的功能。

（二）广电网络接入网双向改造办法

在这个信息高速传播的时代，被动地接收广播式信息已经不能满足人们的需求，人们愈来愈依赖交互的方式获取信息。传统的有线电视网络是单向网络，要在有线电视网络中实现综合业务传输，就必须对有线电视网络进行双向化改造。今天的有线电视网络基本是由光缆网络和同轴电缆网络组成。光缆网络实现双向比较容易，因此，双向改造的第一步是延伸光缆网络的长度，即“光进铜退”。因为光纤高带宽和高抗干扰的性能，“全光接入网”已成为所有信息网络接入网类型的终极选择。电缆网络改造实际是解决有线电视网络回传通道的问题，目前有多种技术体制，主要有CMTS+ CM(即CM方案)、EPON＋LAN、EPON＋EOC和FTTH四种主流方案。

1双向改造主流方案的分析

1.1 基于HFC网络的CMTS+ CM方案(CM方案)

CMTS(电缆调制解调器端接系统)+CM(电缆调制解调器)组网方案，它在分配接入网双向化改造中采用的C M技术；在光传输部分，下行数据信号和CATV的下行

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信号采用频分(FDM)方式共纤传输，上下行数据信号采用空分(SDM)方式共缆不同纤传输；在电缆部分，上下行信号按FDM方式同缆传输。

这一方案可利用已有HFC(混合光纤同轴网络)网络中预留的光纤和无源同轴分配入户的电缆，并组成双向传输系统，不需要重新铺线，只需在前端和用户端分别加装CMTS和CM即可实现双向传输，前期投入少，改造工程量小，适合已建HFC网络改造。但存在反向噪声汇聚，网络反向设计和工艺控制要求较高等问题，由于受CMTS的带宽限制，可承载业务有限，无法满足大带宽业务的需求，因此日后网络扩容投资相对较大。

1.2 EPON+LAN方案

EPON＋LAN(以太无源光网＋局域网)方案中，EPON OLT利用分前端光纤到远端机房，光分路器分光接入各个楼道ONU，ONU直接接入或者通过交换机接入STB(机顶盒)，采用五类线入户，承载数字电视点播信号回传和宽带上网等多业务；下行的模拟和数字电视信号通过原有的光纤和HFC线路下行，HFC入户；最终双线入户解决广电数字网络双向问题，两张网同时运营，不存在相互干扰。另外，如果CATV信号波长为1550nm，可将分前端光纤与EPON OLT进行合波，通过一根光纤进行传输，在园区机房再进行分波，分出CATV信号和EPON光信号，由此可有效节省线路光纤资源。

对已经铺设好五类线或方便铺设五类线的建筑，宜采用EPON+LAN方案。但由于LAN需要重新铺设线路解决入户问题，对已经预埋了同轴电缆的建筑，其应用将受到很大限制。

1.3 EPON+EoC方案

EPON+EoC(以太无源光网＋数据传输同轴电缆)技术中的EoC技术主要包括3种：无源EoC、低频有源EoC和高频有源EoC，以下仅介绍无源EoC技术。

无源EOC技术将有线电视信号传输和IP数据双向传输有机地结合起来，利用HFC网络一根电缆送入用户，其中一种方式是在用户端将混合信号直接连接至双模机顶盒，实现IPTV、VOD等交互电视业务，同时在机顶盒上提供一个以太网RJ45接口连接电脑，提供宽带上网业务。另一种方式是在客户端，将分离出的有线电视信号连接至DVB(机顶盒)或电视机，以太数据信号连接到计算机。

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无源EoC系统技术特点：系统支持每个客户独享10Mbit/s的速率，对同一根同轴电缆通过频率分割,在10～25MHz带宽内直接传送以太网信号，50～860MHz仍然传送RFTV信号，遵循以太网协议，标准化程度较高。客户端为无源终端，提高了系统的稳定性，减小了运营维护成本；工程安装不需重新铺设五类线，有效的解决了楼内重新铺设线缆施工困难问题，建设成本较低。1.4 FTTH(光纤到户)方案

FTTH方案中单纤三波传输(有OLT内置或外置合波器)和双纤传输等方式。单纤三波传输就是把CATV信号和数据语音信号合并在一根光纤内，通过PON接口在光网络上传输，在1310nm/1490nm传输数据信号、1550nm传输CATV视频信号；因CATV业务的合波器与OLT外接或内接，因此有内置和外置之分，在ONU端通过分波设备，把CATV信号传输至RF射频接口与电视机连接，通过单纤三波传输对比，采用OLT外置合波器是目前经济合理的技术解决方案，但随着市场应用量的增大和光模块成本的下降，OLT内置合波器将是最终的技术解决方案。双纤传输就是两条双纤分别传输数据和CATV信号，CATV业务经分光器分光后传输到ONU，最后通过光电转换连接到RF射频接口电视机。

2双向改造方案应用的建议

从以上所述的有线电视网络双向改造的方案中，不难看出有线电视网络建设已经经历了光纤到路、光纤到小区的发展历程，随着科技的进步，光纤价格将逐步下调，而铜的资源减少后，其价格不断上扬，“光进铜退”，最终实现光纤到户，是网络发展的必然趋势。而EPON技术，就是以光纤到户(FTTH)为目标设计的，它同时具备了以太网和无源光网的优点，因此也成为目前光接入网领域中的热门技术。但现实中各地有线电视网络技术体制五花八门，所应用的技术也是各不相同，这就给各地双向网的改造提出了不小的问题，在这里我们根据具体的情况应选用何种的技术方案，提出了以下几点建议：

1.优先实现FTTB，有需求、有条件的新建别墅区采用FTTH模式。

光进铜退、首先实现光纤到楼，从而实现同轴无源化，使得同轴共享带宽的用户缩小到50户左右或更小，这已经毫无疑义。FTTH是接入网的一个制高点，随着

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PON设备的持续降价和FTTH整体技术的成熟，电信运营商纷纷开始规模部署，电网也通过光纤复合低压电缆（OPLC）到处试点FTTH。有线网络运营商面对这种形式必须有清醒的认识和恰当的对策。目前最适合部署FTTH的就是新建别墅区：一方面，别墅区用户消费能力较高，对各种高带宽应用（视频通信类）有实际需求；另一方面，别墅区FTTH接入的总体成本（建设成本和生命周期总运维成本）不比其它方式高。因此有线运营商应该以新建别墅区为FTTH切入点。而且其他运营商也必然如此，因此要抢占先机。但目前普遍推行FTTH对有线网既不现实也无必要：普遍的带宽需求没有那么高；改造成本还不够经济；竞争环境下有线也不可能在FTTH占有较大份额；同轴资源在接入网最后100米应用场景下相当长时期内足以抗衡FTTH。特别是密集居住的楼群，同轴接入有明显的成本优势。

2.已经规模部署了CMTS的地方，继续把CM技术用好，尽快扩大覆盖范围和提高渗透率，特别是提高内置CM的机顶盒比率。目前和今后一段时间内内置CM的成本会低于内置EoC。这对快速部署业务是有利的，特别是基于机顶盒的高清互动、用户数据挖掘。这样还可以摊薄前期CMTS的投资。同时关注后续演进，主要有两条路线：第一，在CM基础上演进，可能的方案有DPoE、EPON+DOCSIS EoC；第二，在扩大机顶盒渗透的同时，试点EPON+EoC与CM共存，一旦有大带宽需求，可以部署EPON+EoC。

3.尚未部署CMTS或虽已部署但不成功的地方采用EPON+EoC或EPON+LAN的模式。虽然CMTS是非常成熟的设备，但单位带宽成本比其它接入方式高，甚至比FTTH高。运行条件、运维成本和技术要求也比较高。因此面向NGB的高带宽接入网，在没有部署CMTS或虽已部署但不成功的地方不宜采用这种方式。

4.已经实现FTTB、并且前期大量铺设了五类线的地方采用EPON+LAN模式。现阶段需要100%双向且有条件铺设五类线的地方优先采用EPON+LAN模式。其余采用EPON+EoC模式。由于LAN方式是成熟技术，比较简单，因此稳定；每个用户的独享带宽较高，跟其它接入方式相比在高渗透率的情况下还有成本优势；而且是跟电信有竞争的接入方式。因此在上述前提下应该首先选用。

采用EPON+LAN模式进行双向改造，要解决好单元之间布线和防雷问题（可以尝试采用塑料光纤，目前成本略高于五类线，但很快会降低），要规划好五类线入

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户之后的多终端、多业务接入和室内连接方式，还要解决好长期维护管理问题（这些是五类线接入的短板）。

从长远看，同轴电缆是广电网络的宝贵资源，而且至今为止广电独有。因此充分挖掘同轴资源的价值、发挥同轴接入的优势是广电网络的重要课题和必须解决的问题。EoC在现阶段存在的问题是可以解决的，一旦解决了这些问题，那就会比五类线更有优势。反过来，基于同轴的接入技术不成功、不成熟，中国有线网络的双向化改造很难全面进行。

四、结束语

广电与电信业务相互开放是国家信息产业发展的长期规划，目前，已经开始逐步实施。广电运营商通过双向化网络改造，进入互动业务领域，提高自身竞争力，是当务之急。然而广电网络双向化建设和改造，必须根据各地现状、资金和技术等实际情况，充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，因地制宜、与时俱进选择适合网络状况和技术特点的建设和改造技术方案，才能为广电网络双向业务开展奠定基础，同时以多功能业务拓展和提高服务水准，来推动网络系统建设，使有线电视网络真正具有宽带、双向、多功能的承载能力，把普通百姓的电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，是广电接入网络双向改造的最终目的。

毕业设计虽然已经完成。但我仍然要在此特别感谢王玉山老师对我的热情细心指导。在此期间，王老师对我所不了解的知识进行了细致的讲解，使我对广电接入网络的技术有了更深层次的理解。同时，在王老师的带领下同学之间也进行了有效的相互讨论交流，使我们掌握的知识更加全面系统。

再次真心的感谢在毕业期间给予我帮助的王老师和所有同学。

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参考文献

[1]杨清学主编，有线电视技术。北京机械出版社，2006.7.[2]方德葵，关亚林，王晖，牛亚青.有线电视网络与传输技术.中国广播电视出版社.2005年.[3]孙强，周虚.光纤通信系统及其应用.清华大学出版社.北京交通大学出版社.2004年.[4]赵永岐，网络与电视应用研究。科学出版社。2008年。[5]刘达.数字电视技术(第2版).电子工业出版社.2007年.

第三篇：有线电视接入网络双向改造技术分析

有线电视接入网络双向改造技术分析

摘要：本文从有线电视接入网络双向改造的技术分析入手，分析了有线电视接入网络双向改造的目的与思路，并从EPON+EOC模式、EPON+LAN模式和FTTH模式等三个方面，探讨了有线电视接入网络双向改造的技术方案，以期为提高有线电视接入网络双向改造的质量，促进有线电视网络的发展提供参考价值。

关键词：有线电视 接入网络 双向改造

中图分类号： TN943.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

随着有线电视网络的快速发展，电视网、互联网与通信网的三网融合已经成为发展的必然趋势，这既是实现资源规划管理和资源共享的基本要求，也是保障电视传输安全的根本途径。因此，分析有线电视接入网络双向改造技术，对加快三网融合的步伐有着积极的意义。有线电视接入网络双向技术改造的技术分析

有线电视接入网络双向技术改造主要从CMTS技术、PON技术、点对点技术与EOC技术等四个方面进行分析。

CMTS技术是通过数字调试向用户进行视频音频信号与数据传输，并向用户提供局域网互联和互联网接入等IP增值业务，可以实现射频调制、协议处理与数据传送等功能，其优势为用户无需重新布置线路，成本相对较低，性能相对稳定；PON技术为光接入技术，依据传输平台不同，主要包括APON/BPON、EPON/GEPON和GPON等技术手段，其优势为可以满足用户宽带业务各种要求，但是如果想要大规模的应用，仍然需要降低设备的成本，并且对技术标准进行更新；点对点技术采用光信号进行传输，机房和各接入点都能利用独立光纤，需要许多光纤收发器，以降低系统成本，其优势为运营管理相对简单，器件供应丰富，尤其适用于单位局域网环境；EOC技术是将IP数据和有线电视的信号相互结合，用同一根电缆接入和送入用户，既不会对有线电视的信号传输造成影响，又可以接入双向独享的宽带业务，其优势为不用双向改造原有的电视网络，适应性较强，可以满足宽带用户各种要求。有线电视接入网络双向改造的目的和思路

有线电视接入网络双向改造的目的主要为两方面：一方面是增加经济效益，其途径主要为增加用户的数量、增加服务和降低运营、维护及管理的成本，但是用户数量增长有限，所以只有利用技术发展，对有线电视接入网络进行双向改造，通过增加服务和降低成本才能实现增加经济效益的目的。另一方面，随着市场竞争的日趋激烈，为了在市场竞争中处于有利地位，避免用户的流失，以及提高服务水平和能力，有线电视接入网络双向改造工作也势在必行，并以此为基础，增加网络服务的经济效益与社会效益。

随着光网络的快速发展，光纤技术已经开始普及，40G的光纤传输也已经开始向商业化方向发展。同时互联网的快速发展，使得IP成为最佳业务承载协议，以IP为核心的网络业务整合前景广阔。在此环境下，三网融合已经成为必然趋势。技术的发展与进步带凸显了原有有线电视网络的不足，而改造又需要高投入，所以有线电视接入网络双向改造的思路是既要将单一网改造成为双向网络，使其可以开展数据、语音和视频等业务，又需要在短期内回收投入资金，确保经济效益与社会效益。有线电视接入网络双向改造的技术方案

（1）EPON+EOC模式。在此模式中设计了相互独立的两套网络，即原有有线电视的承载网与EPON的数据传输网，两者互不干扰。前者主要由数字平台、前端设备、光节点与同轴分配网所组成，利用原有网络资源，承载原有广播电视的信号；后者主要由前端OLT设备、光分器与ONU设备所组成，通过光纤的双向传输，可以承载数据传输、IPTV与IP Phone等各项业务。此模式的优势为充分利用了原有网络同轴电缆和分配器等资源，节省了建网的成本，并且施工的难度小，改造速度较快，不会影响系统传输的质量。

（2）EPON+LAN模式。在此模式中，EPON―OLT可以通过分前端光纤进入机房的分光器，并以此分光进入各个建筑楼道。ONU以LAN进入用户，承载着传输数字电视的点播信号与宽带上网等各项业务，并按照业务开展需求，为用户增加网管设备，以利于接入各项业务的终端。此模式的优势为扩充性好，可以承载各项业务的运行，而不需要占用频率资源，但是其施工难度较大，对维护人员的综合素质要求相对较高。

（3）FTTH模式。此模式为光接入网的应用类型，将光网络单元中的ONU安装到用户处，其技术特点为宽带需求较低，增强了网络对波长、速率、协议与数据格式等方面的透明度，降低了环境条件与供电方面的要求，易于安装与维护，但是以目前的实际情况，推行FTTH模式对于有线网络没有必要，带宽需求也达不到这么高。结语

总之，有线电视接入网络双向改造可以增强视频和音频的传输能力，增加传输的距离，有着其他业务网络无可比拟的优势，加快有线电视接入网络双向改造进度，有利于促进三网融合的出现。

参考文献

[1]包春霞.有线电视接入网络双向改造技术[J].电子技术与软件工程，2015，09：19.[2]李涛，胡世欣.有线电视接入网络双向改造技术探讨[J].产业与科技论坛，2011，16：53-54.[3]毛亚安，洪传熙，李文.有线电视网络双向改造技术模式选择[J].广播电视信息（上半月刊），2008，01：60-66.收稿日期：2015-06-24

作者简介：徐焱（1974―），男，陕西省子洲县人，工程师，工程技术部部长，现就职于陕西广电网络传媒（集团）延安分公司，主要任务是网络建设规划、设计、项目建设管理，项目决算验收等工作。

第四篇：宁德市有线电视分配接入网双向改造方案与实施

宁德市有线电视分配接入网双向改造方案与实施

随着有线数字电视整体转换工作的加快推进，网络的改造建设再次成为有线电视行业的热点。由于现有的HFC网在很多地方还没有完成双向改造，这样的网络只能满足基本广播电视节目的传送，而不能承载多媒体交互业务和增值业务，也不能有效实现网络、业务和用户管理。因此，在目前的形势下，我们将如何选择一种较为合理的方案，进行网络双向建设改造，这已成为有线电视网络技术人员面临的重要课题。本文在对比目前有线电视双向网络建设改造主流方案的基础上，结合宁德市城区的实际情况，提出宁德市有线电视分配接入网双向改造方案与实施。接入网双向改造方案比较

对目前有线电视网络的双向建设改造，主要分为城域干线网和用户分配网，其重点是用户分配接入网的双向改造。有线电视分配接入网双向改造的应用技术方案较多，本文着重比较、介绍以下4种主流方案：CMTS+ CM(即CM方案)、EPON＋LAN、EPON＋EOC和FTTH方案。

1.1 基于HFC网络的CMTS+ CM方案(CM方案)

CMTS(电缆调制解调器端接系统)+CM(电缆调制解调器)组网方案，它在分配接入网双向化改造中采用的C M技术；在光传输部分，下行数据信号和CATV的下行信号采用频分(FDM)方式共纤传输，上下行数据信号采用空分(SDM)方式共缆不同纤传输；在电缆部分，上下行信号按FDM方式同缆传输。

这一方案可利用已有HFC(混合光纤同轴网络)网络中预留的光纤和无源同轴分配入户的电缆，并组成双向传输系统，不需要重新铺线，只需在前端和用户端分别加装CMTS和CM即可实现双向传输，前期投入少，改造工程量小，适合已建HFC网络改造。但存在反向噪声汇聚，网络反向设计和工艺控制要求较高等问题，由于受CMTS的带宽限制，可承载业务有限，无法满足大带宽业务的需求，因此日后网络扩容投资相对较大。

1.2 EPON改造方案

PON(无源光网)是为了支持点到多点应用发展起来的光接入系统。由于PON消除了局端与用户端之间的有源设备，具有节省光纤资源、对网络协议透明等特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色，是未来光纤到户(FTTH)的主要解决方案，在许多发达国家得到了应用发展。目前PON技术主要有APON、EPON 和GPON等几种，它们主要差别在于采用不同的二层技术。

EPON(以太无源光网)技术是在2001年初，为更好适应IP业务，提出在二层采用以太网取代ATM，可支持1.25Gbit/s对称速率，将来速率可升级到10Gbit/s。由于它将以太网技术与PON技术完美结合，因此非常适合IP业务的宽带接入技术，其产品得到了推广应用。

另外，GPON技术是二层采用ITU-T定义的GFP(通用成帧规程)，在高速率和支持多业务方面，具有明显优势，但目前成本高于EPON，产品的成熟性也逊于EPON。

采用EPON技术进行广电双向化改造，可直接利用已经铺设的光缆中剩余的一根光纤作为EPON宽带业务的传输通道。在分前端机房部署EPON的OLT(光线路终端)设备，可以覆盖周边10～20km内的用户，光信号通过树形光分配网络到达小区光节点；根据光节点的覆盖范围，可以选择在光节点处放置光分路器，进一步将光纤延伸到楼道放置ONU(光网络单元)，也可以选择在光节点处放置ONU，最后通过五类线入户。对那些无法部署五类线的楼，可以通过EoC方式入户。在最后100m的入户方案中，可以选择EPON+LAN的技术，也可以选择EPON+EoC(大写吗？)的技术。

1.2.1 EPON+LAN方案

EPON＋LAN(以太无源光网＋局域网)方案中，EPON OLT利用分前端光纤到远端机房，光分路器分光接入各个楼道ONU，ONU直接接入或者通过交换机接入STB(机顶盒)，采用五类线入户，承载数字电视点播信号回传和宽带上网等多业务；下行的模拟和数字电视信号通过原有的光纤和HFC线路下行，HFC入户；最终双线入户解决广电数字网络双向问题，两张网同时运营，不存在相互干扰。另外，如果CATV信号波长为1550nm，可将分前端光纤与EPON OLT进行合波，通过一根光纤进行传输，在园区机房再进行分波，分出CATV信号和EPON光信号，由此可有效节省线路光纤资源。

对已经铺设好五类线或方便铺设五类线的建筑，宜采用EPON+LAN方案。但由于LAN需要重新铺设线路解决入户问题，对已经预埋了同轴电缆的建筑，其应用将受到很大限制。

1.2.2 EPON+EOC方案

EPON+EOC(以太无源光网＋数据传输同轴电缆)技术中的EOC技术主要包括3种：无源EOC、低频有源EOC和高频有源EOC，以下仅介绍无源EOC技术。

无源EOC技术将有线电视信号传输和IP数据双向传输有机地结合起来，利用HFC网络一根电缆送入用户，其中一种方式是在用户端将混合信号直接连接至双模机顶盒，实现IPTV、VOD等交互电视业务，同时在机顶盒上提供一个以太网RJ45接口连接电脑，提供宽带上网业务。另一种方式是在客户端，将分离出的有线电视信号连接至DVB(机顶盒)或电视机，以太数据信号连接到计算机。

无源EOC系统技术特点：系统支持每个客户独享10Mbit/s的速率，对同一根同轴电缆通过频率分割,在10～25MHz带宽内直接传送以太网信号，50～860MHz仍然传送RFTV信号，遵循以太网协议，标准化程度较高。客户端为无源终端，提高了系统的稳定性，减小了运营维护成本；工程安装不需重新铺设五类线，有效的解决了楼内重新铺设线缆施工困难问题，建设成本较低。

1.3 FTTH(光纤到户)方案

FTTH方案中单纤三波传输(有OLT内置或外置合波器)和双纤传输等方式。单纤三波传输就是把CATV信号和数据语音信号合并在一根光纤内，通过PON接口在光网络上传输，在1310nm/1490nm传输数据信号、1550nm传输CATV视频信号；因CATV业务的合波器与OLT外接或内接，因此有内置和外置之分，在ONU端通过分波设备，把CATV信号传输至RF射频接口与电视机连接，通过单纤三波传输对比，采用OLT外置合波器是目前经济合理的技术解决方案，但随着市场应用量的增大和光模块成本的下降，OLT内置合波器将是最终的技术解决方案。双纤传输就是两条双纤分别传输数据和CATV信号，CATV业务经分光器分光后传输到ONU，最后通过光电转换连接到RF射频接口电视机。

通过以上技术方案对比，在“三网融合”背景下，从有线数字电视技术发展和各地应用情况来看，EPON+LAN/EOC方案具有灵活、方便、经济等特点，是双向改造较为突出、实用的组网方案；FTTH方案节省了网络建设投资，可实现真正意义上的“三网融合”，是新建住宅小区或者商业区的优选方案。宁德市因地制宜选择城区网络双向改造方案

宁德市城区广电有线网络始建于1991年,目前城区用户3万户左右,新旧城区用户数基本各占一半，其特点是旧城区用户较为集中, 而新开发园区相对分散，但离中心机房最远距离均在10km以内。经过近几年网络改造，有线电视光纤网已进入大部分园区或片区(具体参考《宁德市城区有线广播电视综合信息网光缆路由图》)。由于目前网络双向改造资金相对较少，在数字电视整体转换中，考虑到今后视频、数据、Internet等增值业务安全、可靠运行以及新园区和旧城区广电网的现状，对不同的区域，将采取不同的方式和分步实施的原则，对网络进行全面双向改造。

基于EPON技术方案，将进一步完善光纤到区的基础网络建设。在EPON 局端和ONU之间采用光纤、光分路器等无源器件，改变传统建设中存在有源交换机设备多和故障点多的缺陷，简化小区接入网结构，为今后系统扩容升级和业务开展奠定基础；充分利用现有的HFC网络资源，使EPON的改造与城区HFC网络相匹配，节省改造投入，并做到有效投资、开发并举，在较短的时间内，完成有线数字电视整体转换和接入网双向改造。

近年来宁德市东侨开发区的新园区开发层出不穷，使得新区和旧城区的有线电视用户基本一分为二，由于新园区和旧城小区情况各异，因此，各区域的双向接入网改造也必须因地制宜、区别对待。对于已经预埋好同轴线而又难以重新布线的建筑住宅，宜采用EPON+EoC改造方案，在不破坏原有布局的基础上，最后100m通过现成的HFC一根线缆入户，这样不影响传输质量，用户普遍欢迎(EPON+EoC双向改造方案如图1所示)。而对于正在建设建筑和新旧城区方便铺设五类线的建筑，宜采用EPON+LAN改造方案,这种方式具有性价比和入户带宽比较高等特点(EPON+LAN双向改造方案如图2所示。)。

总之，有线电视网络建设已经历了光纤到路、光纤到小区的发展历程，随着科技的进步，光纤价格将逐步下调，而铜的资源减少后，其价格不断上扬，“光进铜退”，最终实现光纤到户，是网络发展的必然趋势。而EPON技术，就是以光纤到户(FTTH)为目标设计的，它同时具备了以太网和无源光网的优点，因此也成为目前光接入网领域中的热门技术。总结

有线电视网双向化建设和改造，必须根据各地现状、资金和技术等实际情况，充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，因地制宜、与时俱进选择适合网络状况和技术特点的建设和改造技术方案，为广电网络双向业务开展奠定基础，同时以多功能业务拓展和提高服务水准，来推动网络系统建设，使有线电视网络真正具有宽带、双向、多功能的承载能力，把普通百姓的电视接收终端变成家庭多媒体信息终端。

参考文献:

[1] 李俊玮.孙曙和等.EPON在双向HFC宽带接入中的应用.广播与电视技术.2007.11

[2] 胡保民，刘德明，黄德修.EPON：下一代宽带光接入网［J］.光通信研究，2002,(4)

[3] RFC1493,Definitions of Managed Objects for Bridges［S］

第五篇：基于EPON的广电数字双向网络改造解决方案 （范文）

基于EpON的广电数字双向网络改造解决方案

数字电视(DTV)的发展，对广电系统来讲是一个前所未有的发展机遇，基于EpON的广电数字双向网络改造解决方案。大家都意识到，只有开展新业务、提供新服务，才能使整体转换取得真正成功。新业务和新运营模式对网络提出了新的要求，最集中的体现就是要求网络实现双向。

然而，中同有线电视网的现状是存在着大量的HFC网络，多数网络都没有完成双向改造，这样的网络仅能满足基本广播电视节目的传送，既不能承载多媒体交互业务，也不能有效实现网络、业务和用户管理。所以，广电数字电视建设必须首先解决的是把HFC网络从单向网络改为双向网络，经过多年的试验和尝试，结合当前pON(无源光网络)和以太网技术的发展，EpON+LAN或EpON+EOC(Ethernet over COax)方式是最适合当前广电HFC双向改造的方案。广电数字双向网络改造方案

有线电视承载网由数字电视平台、总前端设备、分前端设备、光节点、同轴分配网组成，数字电视广播CATV还是在原来承载网中传播,HFC双向网改造解决的是VoD点播、宽带上网等其他新业务的需求。随着铜缆成本的增长,以及光纤成本的大大降低,越来越多的小区实现了光纤到楼道,为了接入网EpON方案提供了线路基础。而EpON网络和HFC网络具有相同的广播下传方式，点对多点树性构造，可以轻松地存HFC 网络中实现EpON组网。

接入网双向改造EpON方案由分前端OLT设备、分光器，放置于楼道的ONU设备组成。提供数据双向传输通道,解决分前端到楼道的光纤双向传输问题，可承载数据传输、视频点播、Volp等多种业务。最后100M的入户方案包括：五类线入户的LAN方案和利用原有同轴入户的EoC方案。两者可以完全满足当前广电对接入网双向改造的要求。

2．1 核心网方案

广电HFC双向网改造的核心网,建设采用交换城域网的模型,采用万兆核心路由交换机构建双归属的核心层、二层网络和三层网络核心重叠,同时进行二层交换转发和路由转发：城域网汇接层采用二三层交换机组网,作为网关路由器直接接人LAN专线用户。同时作为二层交换机,汇聚片区内pppoE用户到brAS的二层流量：brAS旁挂于核心二三层交换机,分片终结整个城域网的pppoE用户。万兆核心路由交换机具有带宽控制的功能，并且这种带宽控制所达到的精细度非常高，也就是分给每台计算机的带宽能够非常小，能够满足各种层次不同的用户需要。同时，万兆核心路由交换机都提供了扩展插槽，能够通过自己公司的扩展模块达到多业务的实现。

2.2接入网方案

2.2.1 EpON+LAN改造方案

在这个方案中EpON-OLT利用分前端光纤到园区机房分光器,分光器分光接入各个楼宇/道ONU,ONU采用LAN入户,承载数字电视点播信令同传和宽带上网等多业务,并根据多业务开展的需要，在用户侧增加家庭网管设备,完成对多业务终端的接入。下行的模拟和数字TV信号通过原有的光纤和HFC线路下行，HFC入户。最终双线入户，一劳永逸地解决广电数字网络双向问题。另外如果CATV信号波长为1550nm,可将分前端光纤与E pON-OLT进行合波,通过一根光纤进行传输,在园区机房进行分波，分别分出CATV信号和EpON光信号，由此可有效节省线路光纤资源。改造完成后，单位用户独占线路资源，不存在相互干扰的问题，开展点播业务不需要新增用户的终端投入，有效节省开通成本。存带宽规划上，建议1000M到小区，100M到楼道，10M到户，满足用户高带宽的需求和未来多业务接人的需要。

2.2.2 EpON+EoC改造方案

在这个方案中EpON-OLT利用分前端光纤到园区机房分光器,分光器分光接人各个ONU,然后以EoC方式下行。EoC合成器部署在小区楼道，将CATV信号和数据信号进行合成．通过原有HFC线缆传送到用户侧,最终通过用户侧的EoC终端分离出CATV信号和数据信号,用户数字电视点播信号通过EoC方式上行。EoC充分利用现有网络的同轴电缆、分支分配器资源,能够有效节省建网成本。该方案施工难度小，工作量少,改造速度快,不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响，降低了施工难度。终端设备成本较低，降低用户投资。

EoC(Ethernet over Coax)就是一种通过无源设备在同轴电缆中传输以太网信号的技术。EOC把有线电视信号的下行传输和Ip数据双向传输有机地结合在一起,用一根电缆送入用户，既有大容量清晰的图象，又有双向独享的宽带数据接人，其工作原理如图所示。对同一根同轴电缆通过频率分割,在10～25MHz带宽内直接传送10Base-T的基带以太网信号，50～860MHz仍然传送RFTV信号。

2．3 家庭侧一家庭网关

随着数字电视双向改造，承载网络由原单一业务承载转向了多业务承载。除了开通数字数字电视外，还会利用已有的以太网资源进行宽带用户的发展，将来还可能会增加Ip电话等其他业务终端。多业务终端的使用直接推动了家庭网关在家庭中的应用。家庭网关就是连接广电网络和用户家庭网络的枢纽。从物理形态来将，家庭网关下行必须提供多接口，连接不同的业务终端。另外，家庭网关需要能支持多业务，以及业务的并发。作为业务转发的核心，必须保证同一时刻、同一网络内，不同类型业务的流畅运转。不能因为使用VoD业务，上网业务就受到影响。也就是对业务要有QoS保证。从广电角度看，家庭网关是接入网络的向下延申，利用家庭网关可以加强运营商对用户业务的精细化管理，使得运营商能够对网络资源精耕细作，加强对网络的监控和管理能力。

广电双网改造方案，无论是LAN或者EOC入户，如果用户开展多业务，考虑到业务的认证计费网管以及OoS等要求，达到可运营的目的，在方案中我们采用系列家庭网关利用pUpSpV或者pUpV等技术，将VLAN与业务进行绑定，将业务进行标识，保证QoS，规划方案《基于EpON的广电数字双向网络改造解决方案》。VLAN规划

家庭网关需要支持VLAN划分，每个家庭网关划两个VLAN，一个用来支持高速上网、一个用来实现点播回传。所有的家庭网关和ONU交换机都采用相同的配置，这样可以方便部署。每个EpON接口接入整个小区的用户,在OLT交换机的FpON端口上通过VLAN Mapping标识出业务和小区的位置信息，用VLAN数字的范围区分业务类型，VLAN1000～1999表示点播同传业务(STB)，2000～2999表示高速上网业务(HIS)：用具体的VLAN数字区分不同的接人小区．如1001、2001表示一个小区的两种业务的VLAN,1002、2002则表示另外一个小区的两个业务VLAN。

这种VLAN设计的问题是一个小区内所有用户的相同业务都在一个VLAN内,为避免用户间的互相影响，ONU交换机需要启动端口隔离功能，一个EpON口下的ONU交换机之间也需要启动隔离功能(EpON支持ONU之间的隔离)，OLT交换机以上可通过VLAN自然隔离。用户容量计算及网络平滑升级策略

4．1 组网模式用户容量计算

HIS业务按照每户1Mb/s计算带宽，STB双向交互式业务按照每路50kb/s计算带宽．根据HSI业务与双向交互式业务的特点以及广电开通用户的实际情况，HSI用户的渗透率按照20％计算．同时在线的用户按照50％来计算，双向交互式业务的渗透率按照50％计算，考虑到晚间存在看电视的高峰期，双向业务的同时在线率按照100％来计算。

在一个OLT端口带32路ONU，每路ONU带48个用户的典型EpON接入网络模型下：

◆覆盖用户总数约为1500：

◆每路OLT端口HSI业务的实际占用带宽=1500x20％(渗透率)x50％(在线率)×1Mb/s=150Mb/s；

◆每路OLT端口双向交互业务的实际占用带宽=1500x50％(渗透率)×100％(在线率)x50kb/s=38Mb/s；

◆一路OLT的实际带宽为188Mb/s：EpON端口实际有效带宽为1Gb/s,完全满足容量需求。

典型的分前端需要覆盖约两万有线电视用户,按照上文的计算方式,每个分前端的OLT汇聚设备需要提供约2.5Gb/s的上行带宽。

4.2 网

络平滑升级策略

广电数据网络的运营初期是以建立双向网络为重点,主要是提供点播业务的回传通道,这一业务对带宽的要求很低，可以高密度的接人。双向网络建设完成后,广电自然会考虑为用户提供宽带上网业务(HIS)作为增值服务项目，宽带上网与点播回传不同，宽带上网需要保证给用户一定的带宽(至少要保证1M左右),而且当宽带上网业务HSI的用户多了以后,在网络汇聚点上需要更多的带宽保证,为了保证广电数据网承载网适应业务发展形势的需要以及用户规模不断增长的需要,实现网络的平滑升级,从而充分保护已有投资,建议采取如下的策略：

以分前端为单位进行网络的规划,初期可以配置多槽位机框,配置少量OLT端口,随着后期用户的增加．可以通过增加OLT端口数量来进行平滑扩容：

按照前面网络容量计算的结论,OLT的上行接口建议采用10GE的以太网接口,也有一种办法是初期采用GE,随着用户数的增多逐步扩充GE口,但是扩GE口意味着还要增加光模块、光纤等资源,而目前10GE以太网技术已经非常成熟,而且价格也比较合理．因此采用10G的接口从长远来看更加划算。

4．3 安全性

为了保证业务开展的安全性,接入网络需要考虑安全措施,防止网络被攻击导致业务中断,针对一些常见的攻击手段,接入网设备需要支持以下功能：

(1)MAC地址泛滥攻击 黑客发送大量带有随机源MAC地址的数据包，这些新MAC地址被交换机CAM学习，很快塞满MAC地址表，这时新目的MAC地址的数据包就会广播到交换机所有端口，交换机就像共享HUB一样工作，防范MAC地址泛滥攻击最有效的方法是限制端口的MAC地址学习数量。

(2)DHCp服务器DoS攻击黑客使用不同的MAC地址不断发出DHCp请求，租用所有可用Ip，导致正常DHCp无法进行，限制DHCp服务器DoS攻击可采用在接入交换机上限制端口MAC地址学习数量的方式，可以有效防止DHCp服务器DoS攻击。

(3)DHCp欺诈攻击 可在EpON-OLT上启动DHCp Snooping限制在非信任端口上的DHCp报文,只有信任的端口才能传输DHCp Offer等报文,可有效防止DHCp欺诈攻击，并且在ONU交换机上可启动端口限速功能缓解攻击。

(4)用户间二层隔离在接入交换机上启动端口隔离功能：EpON端口下各ONU之间启动隔离功能；在OLT交换机上通过VLAN规划隔离不同用户之间 的流量：网络管理，SNMp V3支持，防止截获SNMpV1的明文Commcmitv字符串后控制网络设备。

5结论

基于EpON的广电数字双向网络改造解决方案EpON+LAN/EOC除具备传统EpON的“大容量、高带宽、长距离、易维护”等特性外，EpON+LAN/EoC对广电的特殊意义在于：

(1)先进的1p驻地网公用平台,可支持高性能网管、组播、Ip语音、VpN等各种高附加值业务。可建设一套高质量驻地网。

(2)基于标准全开放的Ip协议基础，符合广电网络发展趋势。

(3)保护现有投资，可与广电现网更好的融合EpON的改造是与广电现有城域网的光纤、Cable相匹配的，基本上不需要改动。

(4)符合未来“三网合一”发展方向支持合光模式，可以将广电的电视信号与EpON的以太网信号可以通过一个光纤共纤传输，到小区再分节目与ONU。