《有线电视城域网络改造技术(江西庐山)》陈柏年.ppt

1、有线电视城域宽带网络改造技术综述 An overview about Reconstructing Technology of the CATV broadband MAN陈 柏 年contactAddress：江苏省无锡市湖滨路4号 Tel:(0510)-5807818-2073 E-mail: 国家广电总局第六期高新技术培训班（江西庐山）2002年8月20日,引 言 有线电视网升级改造成宽带综合业务网，是必然的发展趋势。 中国广播电视学会技术研究委员会和总局信息网络中心在2001年6月和9月在北京召开了两次“广电有线电视城域网改造”专家研讨会。就有线电视城域宽带网改造中涉及的“做什么”和“

2、怎么做”等重要问题达成了基本共识。 “关于广电有线电视城域宽带网络建设的意见”专家技术研讨建议书在2001年10月正式公布。 2002年5月20日，总局科技司召开了“有线电视城域网络改造意见” 专家研讨会，讨论修改审定有线电视城域网络改造意见。,本次培训重点：将建议书和指导意见的核心内容和与会专家的主要观点进行宣传和讲解。 主要内容：涉及广电有线电视城域宽带网建设中比较重要的九个基本问题。 一、我国有线电视网络的现状及近期有关进展 二、广电宽带城域网改造的基本原则 三、广电宽带城域网改造的主要目标 四、广电城域宽带网的结构和术语 五、广电宽带综合业务网的三类业务 六、广电宽带HFC网络改造指导

3、意见 七、城域交互信道骨干网建设指导意见 八、城域交互信道接入网指导意见 九、有线电视城域网的网控和网管,“关于广电有线电视城域宽带网络建设的意见” 专家技术研讨建议书前后的有关背景 传输网的建设基本完成 城域网改造成为瓶颈 技术发展迅速 先行者方案不一 大规模的改造急需指导 2001年6月和9月在北京召开了两次“广电有线电视城域网改造”专家研讨会 2002年5月科技司召开“有线电视城域网改造意见”专家研讨会，并作为6月6日“全国有线电视网络安全技术工作会议”的重要文件，征求修改意见，8月正式发布,深刻理解建议书和指导意见的精神和要点 建议书和指导意见通过提供真实、规范、充分、有价值并富有指导

4、性的背景资料信息、协助明确问题、修改完善模式、列举可行方案、进行分析比较等，形成专家的基本共识。 建议书和指导意见是专家集体智慧的结晶，本次讲授的重点就是专家的主要观点和指导意见。 建议书和指导意见的五个主要特点： （1）全面性：综合我国有线电视城域网改造的情况，涵盖改造有关的技术路线、政策掌握、标准规范、运行维护和经营管理等方面重要问题。 （2）简约性：文字精练，简明扼要，观点鲜明，条理清晰。 （3）合理性：结合国情，实事求是，符合政策，要求合理。 （4）前瞻性：紧密结合总局提出的“十五”计划和2010年远景规划的目标任务，突出“十五”期间的技术路线和技术对策。 （5）可操作性：从“中观”的

5、角度，划分类型，提出模式，因地制宜，分类指导，便于全国各地有所遵循和组织实施，也便于统一思想，纠正误导，振奋士气，鼓舞斗志和督促检查。,城域网建设是一项复杂的系统工程 充分认识CATV MAN的综合性、复杂性、成长性特点。 复杂的问题切忌简单的思维，简单的思维和马虎方法解决不了复杂问题。 真知灼见来源于高度的责任感和使命感，不断的知识更新，常期的积累经验，坚持和应用科学的思维方法。（“求同/求异，正向/逆向，集中/发散”思维三结合） 系统工程分析思考的要点： 1、目的：明确 “做什么”，尤其应强调市场意识和产业意识。 2、方式：解决“怎么做”，尤其是选择技术体制和接入方式， 3、条件：发展条件

6、/约束条件，有利条件/不利条件。 4、结构：整体结构/局部结构，系统组合/功能分解。 5、顺序：自顶向下，划分模块，不断细化，逐步求精。 6、调整：普遍性和特殊性统一考虑，又应重视特殊性。宏观上的应变性和微观上的适应性统一衡量，更强调从当地和当时的实际情况出发。,一、我国有线电视网络的现状及近期有关进展 （一）全国有线电视网络的规模和地位 规模：经改革开放二十多年来的加速发展，我国有线电视形成了连通全国30个省（自治区、直辖市）的3万8千多公里国家广播电视光缆干线网、10万公里省级干线网和300万公里地市有线电视传输网络，遍布城乡近亿户家庭、并且以每年500万户的速度增长、居世界首位的有线电视

7、传输覆盖网。 地位（四个重要角色） ：已成为保证政令畅通的重要新闻传媒、人民群众获取知识和文化娱乐的重要工具和家庭入户率最高的国家重要战略资源和国家信息化的重要组成部分，并已进入发展、改革、完善的新阶段。,中国CATV网站推选2001广电10大新闻 - 1、中国广播影视集团成立（12月6日） 2、中广影视传输网络有限责任公司成立 （12月18日） 3、网台分离 4、有线电视台与无线电视台开始合并 （6月30日基本完成。共减少了236个台，由原来的2219座减少到1983座） 5、歌华有线上市 6、广电总局决定数字电视试验从有线电视开始 7、境外节目登陆中国 8、中央电视台频道节目在境外播出 9

8、、CA有条件接收标准、DVB-C标准出台:有线数字电视广播系统信道编码与调制规范、数字电视广播业务信息（SI）规范、数字电视广播条件接收系统（CA）规范 10、上海、北京先后开始数字电视试验,广播影视科技创新的七个主要工作（BIRTV2002） 1、制定完善广播影视数字化标准体系。加快地面数字电视标准制定，推动有线、卫星数字电视标准的实施。 2、积极推进台内数字化、网络化进程。充分利用计算机、数字、网络等技术，积极推进电台、电视台内部节目采集、制作、播出、存储的数字化、网络化进程。 3、建立节目集成试验平台。逐步建立全国节目集成和营销体系。 4、建设并完善全国广播电视卫星、有线、无线传输覆盖网

9、和监测监控网。加快有线电视用户网升级改造，加快发展有线电视用户。 5、加快数字声音广播试验，扩大数字音频广播（DAB）试验范围，研究实施卫星数字音频广播，启动数字中短波广播试验，加快调频同步广播的推广。 6、加快电影数字化进程。 7、积极拓展交互电视、视频点播、数据广播等收费业务，增加新的盈利方式，向节目市场和个性化娱乐消费市场要效益，为广播影视培育新的增长点。,开展数字有线电视试验，加快我国有线电视的发展 要在今后不到10年时间全面实现广播电视数字化、网络化，总局决定数字化、网络化从有线电视开始！ 制订了“统一领导、统一管理、统一规划、统一标准，积极推进、分步实施”24字的总体方针。中央电视

10、台、总局信息网络中心以及参加试验的北京、天津、上海、重庆、广东、四川、福建、浙江、湖南、山东、山西、辽宁、江苏等13个省（市）按照总局的统一部署，均成立了相应的组织机构，团结协作，积极推进各项工作。 试验的目的 ： （1） 通过试验验证、完善标准。 （2） 通过试验要建立新的技术体系和运营模式。国外是端到端的服务，我们现在是经过国家、省、地方很多环节才能完成节目的传输和服务。试验期间从中央到省通过网络传输，CA不一定用一种，因为安全及地方利益问题，国内外要结合起来，目前已经选出国内外若干家。 （3） 同时进行机顶盒的试验。 （4） 同时进行EPG电子节目指南的试验。 （5） 对有线电视频率重新

11、进行划分。,试验的“五个有利于” 的基本原则： （1）有利于喉舌功能的发挥，保证安全播出和政令畅通。 （2）有利于满足用户的需求，方便用户，服务用户，“用户至上” 。 （3）有利于强化管理。 （4）有利于调动各方面的积极性。 （5）有利于广播电视事业和民族工业的发展。,我国有线电视行业标准工作得到加强 总局根据广播影视事业建设和发展的需要，有针对性地加大了服务于有线数字电视试验标准的制、修订工作力度。 自2000年以来，先后颁布的重要的广播电影电视行业标准和指导性技术文件： GY/T166-2000有线电视广播系统运行维护规范GY/T170-2000有线数字电视广播系统信道编码与调制规范 GY

12、/Z174-2001数字电视广播业务信息（SI）规范 GY/Z175-2001数字电视广播条件接收系统（CA）规范 GY/T180-2001HFC网络上行物理通道技术规范,今年5月先后颁布的重要的有线电视建设和安全文件： 2002/5/14，广发技字397号有线广播电视网络安全暂行技术要求 2002/5/20，广发技字420号有线广播电视分配网监控设备通用技术要求（暂行） 2002/5/22，广发技字429号广电总局、建设部关于做好有线广播电视设施建设管理，确保有线广播电视安全传输的通知 2002/5/28，广发技字463号广电总局、信息产业部关于做好有线广播电视缆线入地工作有关问题的通知,广

13、电宽带综合业务网的特点 单向 双向 模拟 数字/模拟 广播方式 广播/交互方式 基本业务 综合业务（基本、扩展、增值业务） 地域性分散网络 全国性统一网络 粗放式管理 集约式可控管理 低经济效益 高经济效益 不参与市场竞争 面向激烈市场竞争,广电有线电视城域网改造成宽带综合业务网，表现出多样性和兼容性的特征，其特点是“四个并存”： （1）模拟信号和数字信号并存，对电视信号目前仍以模拟为主，模拟信号到数字信号的过渡时间约有15年左右的时间。数字电视信号已经起步，首先是在卫星转播电视信号上采用了数字压缩编码信号的传输，下一步将在有线电视网络上传输数字电视信号，并且将逐步取代模拟 电视信号；今后将逐

14、步过渡到全数字化。对于交互式通信，如电话、数据则已实现了信号的数字化。 （2）频分复用和时分复用并存，多路模拟信号采用频分复用（FDM）方式。多路数字信号则 常采用时分复用(TDM)方式 由于模拟信号和数字信号并存，在宽带综合网中将充分利用频分复用和时分复用各自的优势，力求以有限的频带来传输更多的节目和信息，力求以最低的经济代价来换取更多的服务 。,（3）光缆和电缆并存，目前我国大中城市甚至镇村仍以光纤同轴电缆混合网（HFC： Hybrid Fiber Coax ）作为主要结构模式。按照光纤向用户端延伸程度以及每个光节点覆盖用户数目可分为： 光纤到馈线（FTTF）方式，每个光节点覆盖2000至

15、5000个用户，光纤之后使用35级延长放大器。 光纤到路边（FTTC）方式，每个光节点覆盖500个用户左右，使用12级延长放大器。许多城市新建光缆网络即以FTTC为目标设计。 光纤到楼（FTTB）方式，光节点覆盖用户为50 100户，一般只用1级延长放大器或不用放大器，目前正在一些城市试验 。 光纤到户（FTTH）方式，尚待时日，是我们的最终目标。 （4）信号分配和信息交换并存，下行信号中的广播信号是进行信号的单向分配，而不是信号的交换 ，是一个单向通信系统，占据的频带相对宽。交互信道是适用于电话、数据和信令的双向信息交换通信系统，占据的频带相对窄得多。,有线电视网络升级改造的条件分析 当前C

16、ATV的四个主要热点：（1）有线广播电视综合业务网技术标准，（2）城域网交互信道骨干网，（3）用户宽带接入，（4）网上业务开展。 网络升级改造的七个有利条件 1、国家已明确广电有线电视网是我国信息化重要基础设施之一。 2、有线广播电视方式比较符合我国的国情。 3、我国拥有丰富的信息源和世界上最多的用户消费群体。 4、全国已有相当规模的有线电视网络已进行了HFC系统改造，网络品质逐步提升。有相当一部分省、市、县实现了联网。 5、有线电视网络在逻辑上与TCP/IP协议的一致性，在地域上具备构成世界上最大IP自治域的机遇。6、全国各地已初步形成一支热爱广电事业、刻苦钻研技术、富有进取精神的有线电视网

17、络技术队伍。 7、我国已形成了一定规模、具有较好研发能力、自主知识产权和实力雄厚的有线电视产业。,HFC网络中数据在设备中的流向,CMTS,CM,目前不容忽视的五个问题 1、网络分散，体制不一，各自为战，缺乏全程全网的机制，整体规模效应欠缺，存在着“四不”（发展不平衡，发展不协调，发展后劲不足，结构不合理）现象和“一个障碍”（体制性障碍）的问题。 2、与发达国家相比，在总体技术水平、基础设施建设、技术创新能力、多功能业务及内容产业开发等方面尚有不小差距，尤其是在高新技术和实用技术应用方面的差距更加明显。 3、网络建设和改造方面重于“建”而疏于“管”，与电信运行商相比，缺乏成熟的服务模式和大规模

18、商业运行的经验。 4、缺乏高级技术人才和管理人才，部分地区在有线广播电视网络整体规划、技术体制和产品设备选择、业务开展、人才培养、投入产出等方面尚不如人意。特别是少数地区不顾市场需求，盲目贪大求全，追求“一步到位”，造成浪费。 5、随着我国加入WTO、开放电信市场和国内电信运行商的增加，在数据业务方面的竞争日趋激烈。,必须充分清醒认识的五个问题 1、要在“十五”计划期间全国有线电视入户率达到40%，目标任务艰巨； 2、全国有线电视网络整合和改造工作迟缓； 3、传输介质宽带优势目前并未成为现实优势，而多家宽带运营商已建成相当规模的宽带干线网，多种宽带接入方式发展迅猛； 4、由于各地节目雷同，节目

19、交互平台尚在建立之中，目前在提供用户内容上也并不占优势； 5、大多数广电CATV MAN基本上是未经改造的单向HFC网络，在实现数字化、发展增值业务、有条件接收、用户和网络管理等方面造成很大的障碍。,充分认识网络改造的必要性和紧迫性 有线电视网目前已成为国际热点，成为世界各大信息业抢占市场制高点的重要手段。 信息时代的资源是“信息”，作为传输信息的宽带CATV网是信息产业界必争之地是毫无疑问的。 网络的带宽是网络的重要宝贵资源。CATV网的带宽资源远未被利用，与Internet网带宽资源严重匮乏的今天形成鲜明对比，CATV网络资源就显得如此诱人。 CATV网在我国的普及率高、公益性强。我国有线

20、电视用户高达近亿户，超过电话入户数，有线电视已成为我国家庭入户率最高的信息工具。 真正在宽带接入，即“最后一公里”接入上展开实质性竞争的只有电信网和有线电视网。 变革具体体现在三个方面：（1）使网络由模拟向数字技术体制过渡；（2）使网络由单向广播向以向交互传输方式转变；（3）使网络由单一业务向多业务功能拓展。,以积极态度加快广电有线电视城域网的建设 我国大部分地区的有线电视城域网已到了必须升级改造的时候。在全国广电干线传输网已经实现数字化的情况下，有线电视城域网的升级改造已成为广电网建设的关键。 近年来，一些先行单位已为有线电视城域网改造提供了宝贵的经验。 面对技术的飞速发展、日趋激烈的市场竞

21、争，“时间与效益齐飞，机遇与优势同失”，必须充分认识城域网改造的必要性和紧迫性，加强产业意识、市场意识、竞争意识和忧患意识，统一思想、坚定信心，抓住时机、发挥优势，脚踏实地、埋头苦干，加快广电有线电视城域网的改造。 机遇不会长久，否则会造成“坐而论道，错失良机”的历史性失误，,我国有线电视网络的发展展望 原则：中国有线电视坚持政治性、服务性和公益性相统一的原则，以为人民服务为基本准则，从中国国情出发，坚持正确的舆论导向并为老百姓提供高质量的广播电视节目和综合服务。 优势：有线电视的收听、收视设备基础雄厚，广播电视的可利用信号资源得天独厚的丰富。HFC网络结构及大量的无源器件增强了网络的可靠性，

22、由于其宽带入户的特殊优越性，并且其广播式传输，有条件接收的技术特点与计算机网在逻辑上天然的兼容性，使得全世界的专家都一致认为，有线电视网络是解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。 展望：通过全国联网、上下贯通、技术改造和技术创造，将造就成世界上规模最大的有线电视宽带综合业务信息网。21世纪的有线电视网络将成为宽带网络的新曙光，双向交互式有线电视多媒体具有中国特色的信息高速公路。在中国信息化进程中扮演重要角色，有线电视网络的明天将更加辉煌。,我国有线电视网络的发展展望 原则：中国有线电视坚持政治性、服务性和公益性相统一的原则，坚持正确的舆论导向并为老百姓提供高质量的广播电视节目，从中国国

23、情出发，以为人民服务为基本准则，以公益性为运营原则。 优势：有线电视的收听、收视设备基础雄厚，广播电视的可利用信号资源得天独厚的丰富。HFC网络结构及大量的无源器件增强了网络的可靠性，由于其宽带入户的特殊优越性，并且其广播式传输，有条件接收的技术特点与计算机网在逻辑上天然的兼容性，使得全世界的专家都一致认为，有线电视网络是解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。 展望：通过全国联网、上下贯通、技术改造和技术创造，将造就成世界上规模最大的有线电视宽带综合业务信息网。21世纪的有线电视网络将成为宽带网络的新曙光，双向交互式有线电视多媒体具有中国特色的信息高速公路。在中国信息化进程中扮演重要角

24、色，有线电视网络的明天将更加辉煌。,我国有线电视网络的发展方向 21世纪初中国经济发展的特征是市场化、全球化、城市化和信息化。宽带多媒体网络是实现国家信息化的基础设施。有线电视网络的建设已列为国家重点支持的国家基础设施建设项目。宽带、高速、高质量的多媒体应用将在“十五”期间实现商品化。“十五”期间，中国有线电视网络各种业务的开展将形成上千亿的产值。 1、加速有线电视全国联网 2001年国家有线电视干线网将联通除西藏、台湾外全部省、市、自治区。“十五”期间，有线电视用户将达到1.2亿户。 2、大力发展有线网数字化双向化 “十五”期间，750MHz带宽、双向用户的接入比例可达到50。,3、有线电视

25、网专业频道业务形成规模 “十五期间”，将建成50套专业频道。机顶盒完全实用化，用量将超过3000万台。大力推广专业频道有条件接收业务，切合实际地发掘现有接入网络的潜力，以教育、信息服务和娱乐节目为主，培育普通百姓的信息消费市场。 4、形成全国多媒体数据广播信息服务网 “十五期间，全国有线电视网的95以上用户均可以通过高速多媒体数据广播方式，得到各种各样专业信息服务。随着全国有线电视干线网的建设与开通，再加上广播卫星网的多功能利用，可以形成“天上一颗星，地上一张网”的“星网结合”局面，全国形成一个宽带交互式信息服务网。 5、完成有线电视网络运营的企业化 “十五”期间，将完成全国范围有线电视网的企

26、业化改造。成立有线电视网络传输公司，经营传输网络。实现政企分开，自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束，适应市场竞争。,二、广电宽带城域网络改造的六条基本原则 1、有利于扩大广播电视的有效覆盖，把党和政府的声音传到千家万户，确保广播电视宣传喉舌主功能。 2、有利于全国广电网络整合和互联互通，确保 “全国联网、全程全网”， 通过网络整合和上下联网，充分发挥广电行业的规模效应和整体优势。 3、贯彻提高已有HFC网络品质的技术方针，坚持广电网络可持续发展战略。双向HFC网络是广电城域网的基础网络，HFC网是宽带接入网中具有活力、能真正支持高速视频流业务的宽带网络，是广电系统重要资源，应当十分珍惜和充

27、分利用。提升HFC网络的品质，是开展HFC宽带综合业务的关键。,必须坚定不移地坚持升级改造HFC网作为自己的主攻方向的 九条理由 （1）从政策规定和行业分工角度； （2）从避免网络重复建设角度； （3）从发挥广电行业优势角度； （4）从抢占市场争取用户角度； （5）从发挥广电网络效益角度； （6）从实现“三网融合” 目标角度； （7）从技术上扬长避短角度； （8）从升级改造各种成本角度； （9）从网络运行维护成本角度。,4、严格遵循国家和行业标准和规范，优化资源配置，抓好网络建设质量和网络的维护运行管理。采用多种有效的安全防卫和技术防范措施，确保网络的安全、稳定和可靠。 5、有利于推进和实现“

28、三网融合”， 采用广播电视、计算机、电信等多种技术在广电网络上开展综合业务。 6、贯彻“因地制宜”的改造方针。我国地域辽阔，各地网络建设、经济实力、技术基础、特别是市场需求有很大的差异，城域网改造必须从市场需求出发，充分考虑自身技术水平和经济承受能力，确定网络改造的近期和远期目标。,进行广电有线电视宽带城域网改造的目的 充分发挥广电网络的宽带优势，为社会提供优质服务，同时产生良好的经济效益，实现网络建设的良性循环。着重确定网络的传输技术体制和频率资源的规划，明确网络改造的功能目标（网络现在能够做什么，改造后又能够为当前和未来的网络发展做什么）、技术目标（网络改造后所能达到的技术性能和技术水平）

29、、经济目标（网络改造后的市场前景和所能创造的经济效益）、业务定位（网络现在的业务现状，网络改造后所能开展的适合地区的主要业务定位）。,广电网络升级改造工程的基本特征和属性 （1）是一项涉及通信、计算机、有线电视、网络工程、多媒体和数据库等技术领域的高科技项目； （2）是一项投资数额甚大，需一定建设周期，效益回收周期较长，但又是对本地区经济繁荣、科技进步和社会发展及广电行业的未来生存和发展具有十分重要意义的本地区信息基础设施和造福社会的民心工程； （3）是一项涉及本地区众多条块、不同部门、多种行业和利益、权限再分配的社会系统工程。,技术创新的工作流程,三、广电宽带城域网改造的主要目标 通过对有线

30、电视城域网 “继承式”升级改造，应逐步达到六项目标：,4、网络应能充分发挥广播电视特殊媒体的作用，向全社会提供大量的、有偿的、可供选择的视音频服务；通过实现广播电视的数字化、宽带化、智能化，为社会各行业及广大用户提供全面、优质和个性化的服务。 5、改造后的网络传输质量应达到各项运行指标要求，并加强网络日常监管，建立有效的、规范的、方便用户的运行维护体系和服务体系，具有完善的标准、规范和规章制度，在全社会树立良好的广播电视形象。 6、应具有网络技术监测、监控功能，采用安全报警、播出节目实时检测和建立投诉中心等多种有效的技术防范措施和用户服务系统，进一步提升广电网络的品质和综合竞争力，确保网络安全

31、和服务质量。,四、广电城域宽带网的结构和术语 （一）广电城域宽带网 1、定义 广电城域宽带网(Broadband Metropolitan Area Network for Broadcast &Television)是由广播、交互两个信道组成的用射频电缆、光缆、微波、数据电缆或及其组合来传输、分配和交换图像、声音及数据信号的城域宽带、多业务有线广播电视网络, 简称城域网(MAN:Metropolitan Area Network)。 采用这样的定义，既参照了GY/T 166-1999有线电视广播系统技术规范中关于有线电视的基本定义，又赋予了新的含义，进一步明确了城域网的五个要素：信道构成、物

32、理介质、作业任务、处理对象和功能特点。,2、广电城域宽带网的两种信道（BC& IC ） 参照ITU-建议J.112中给出的数字视频广播有线电视分配系统模型，广电城域宽带网在业务提供商和用户之间建立了两种信道：广播信道（BC）和交互信道（IC）。 广播信道（BC）是一个单方向传输宽带广播式信号（包括视频、音频及数据）的传输信道。利用广播信道构建的传输和分配平台称为广播平台（即以往所称的“A平台”）。 交互信道（IC）是一个双向传输交互式信号、建立在业务提供商和用户之间的、用来为用户提供业务的传输信道。利用交互信道构建的传输、分配和交换平台称为交互平台（即以往所称的“B平台”）。交互信道又分为反向

33、交互通道和正向交互通道。,有人往往将“A平台”和“B平台”分别理解为是“模拟平台”和“数据平台”，其实不然。在现代汉语词典中，关于“平台”只有晒台和升降工作台两种解释。这个词汇尽管有相当借喻频度，但没有明确的词义。如有人曾将HFC网中的无线接入称为“C平台”，还有信息平台、网络平台、作业平台、商务平台、办公平台、投资平台等说法。为使概念更加清晰，笔者认为，今后宜统一使用规范的两种信道的称谓，尽可能不使用比较含糊的所谓平台的说法。,（二）城域网广播信道基本结构模型 （一般组成及拓朴形式） 1、GB/T 6510-1996电视和声音信号的电缆分配系统明确了有线电视电缆分配系统由前端、干线、用户分配

34、网络三大部分组成。城域网广播信道基本结构模型常它由一个总前端和若干分前端、一级和二级光链路干线、用户分配网络三大部分组成。一级光链路采用“路由走向环型、物理连接星型”拓朴结构；二级光链路一般采用星型拓朴结构，按需也可组成环型拓朴。大型城域网中可能存在三级光链路。结构模型中使用的组成部分和相应名称保持了与以往有线电视标准、规范的一致性。 2、城域网广播信道主要用于开展广播业务，如模拟和数字电视、音频广播及数据广播。,（三）城域网交互信道中的骨干网和接入网概念和基本结构模型 重点讨论下列问题： 公用电信网三个组成部分及“接入网（AN）”定义 宽带IP网三层结构及骨干网和接入网的定义 广电城域网交互

35、信道中的骨干网和接入网概念 广电城域网交互信道基本结构模型,1、公用电信网组成部分 （1）长途网：长途端局以上部分； （2）中继网：长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分； 将长途网和中继网合在一起称为核心网(Core Network)或转接网(Transit Network)，也称为网路。 （3）接入网AN （Access Network） ：端局至用户之间的部分，即核心网余下的部分，主要完成使用户接入到核心网的任务，也称作接入环路。 用户接入网是相对核心网而言的，由于两者的环境、业务量密度以及技术手段有很大差别。,ITU-T G.902建议中提出了“接入网”的概念 接入网AN：是由业务节

36、点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（例如:线路设施和传输设施）组成，它为电信业务提供所需承载能力，接入网可由管理接口（Q3）配置和管理。原则上对接入网可以实现的UNI和SNI的类型和数目没有限制。,现代电信的三大支撑网络 数字同步网： DSN （ Digital Synchronous Network ） 7号信令网：SS7（Signaling System7） 电信管理网：TMN（ Telecommunication Management Network ） 现代电信的业务分类 基本业务(Basic Services)： 承载业务(Bearer Services )

37、：完成信息的传输、交换，即ISO七层模型中1-3层功能的业务。 终端业务(Tele services )：完成信息的传输、交换、加工、处理，即ISO七层模型中1-7层功能的业务。 增值（附加）业务(Supplementary Services)：在承载业务基础是可增加产值的业务。,2、宽带IP网三层结构及骨干网和接入网的定义 随着IP技术日益成熟和网络的迅猛发展，承载IP业务成为交互信道的核心业务。为有效地隔离各个层次之间的相互影响，为每个层次的需求实现优化设计，提高整个网络的灵活性、扩展性、有效性和可靠性，宽带IP网采用由核心层、汇聚层、接入层三层层次结构。 宽带网络的建设分为骨干网、城域网

38、和接入网三个层次。所谓骨干网就好比城市与城市之间的高速公路，城域网相当于市区内的快车道，接入网即将快车道延伸至小区乃至各家各户。 核心层加汇聚层构成宽带IP网骨干网。 宽带IP网骨干网指的是核心层加汇聚层，在一个中等规模的城市里，城域网交互信道结构可以省略汇聚层，即核心交换机兼有汇聚交换机的功能。,宽带IP城域网的三层结构 1、宽带城域网的骨干层：负责数据的快速转发，并与全国相应骨干网互联，提供城市的高速数据出口。主要完成的功能是给业务汇接点提供高带宽的业务、业务承载和交换通道，完成和已有网络的互联互通，如、等网络的互联互通。 2、宽带城域网的汇接层:负责汇集分散的接入点，进行数据交换，提供流

39、量控制和用户管理功能。主要完成的功能是给业务接入节点提供业务的汇聚、管理和分发处理。汇接点的智能业务处理功能主要有以下几点：（1）的合并与交换 ，（2） 各类隧道的终结与交换，（3） 流分类 ，（4） 对用户进行鉴权、认证、计费管理，（5）对进行选择。 3、宽带城域网的接入层：负责提供各种类型用户的接入。主要利用多种接入技术，迅速覆盖用户，进行带宽和业务分配，实现用户的接入，接入节点设备完成多业务的复用和传输，利用光纤、双绞线、同轴电缆等连接到用户。,3、有线电视城域网交互信道骨干网和接入网 城域骨干网是指有线电视城域网交互信道中由主中心和多个分中心组成的完成核心层加汇聚层功能构件的集合。 城

40、域接入网是指有线电视城域网交互信道中从分中心至用户数据终端之间完成接入层功能构件的集合。 构筑有线电视城域网交互信道的目的在于发挥有线电视城域网传输介质的宽带优势，开展双向交互性的扩展和增值业务。 CATV宽带综合网中既传输模拟广播电视信号，又传输数字交互式通信信号，既有模拟信号又有数字信号，两类信号的处理方法 上是完全不同的。,（1）城域网交互信道基本结构模型 城域骨干网通常采用环型拓朴结构，接入网采用星型拓朴结构，目前的接入方式主要有主要面向集团用户光纤接入和面向公众用户的HFC接入、以太网接入及无线接入，其基本结构模型如图所示。对小型城域网不建议采用以太网接入及无线接入。 城域骨干网还可

41、采用双星型、网状拓朴结构。,（2）城域网广播信道交互信道合一基本结构模型 在小型城市中，完全可利用HFC传输特性将广播、交互两个信道合一，只设立一个广播信道前端和一个交互信道主中心，以下部分采用星型辐射拓朴，可根据数据业务量设置相应的分中心，其基本结构模型如图所示。 值得指出，随着HFC网的不断发展，光节点的覆盖规模越来越小，数量越来越多；今后要实现光纤到楼甚至光纤到户，光纤数量和投资将更加巨大。随着光纤芯数的增加，抢修和维护的难度也日益加大，届时有必要将HFC网络集中式单星形结构升级为多中心分布式、具有二级光纤的环型或星型结构。通过设立若干分前端（分中心），把各分前端（分中心）有机地连起来，

42、才能提高网络的可靠性、经济性和可扩展性。形成物理环状结构的HFC接入光缆网后，信号可从不同路由到达分前端（分中心），各分前端（分中心）取下主备两路信号输入到光设备，信号传输具有1+1的热备份冗余保护。,（四）城域网两个信道的关系 1、两个信道的有机统一和分隔方式 在城域网中，广播、交互两个信道是有机地统一在一张网中。广播信道的一级光链路干线和交互信道骨干网光纤通过“同缆不同纤”的空间分隔方式组合在一起。广播信道的二级光链路干线和同轴电缆用户分配部分与交互信道接入网通过“各自占用不同的频段”的频分复用/时分复用方式加以区分。 2、两级光纤链路的必要性，两个信道的路由、设置一致性 对于人口较多或地

43、域较大的城市，从安全可靠性及经济角度考虑，城域网的广播、交互两个信道都有必要构筑二级光纤链路。城域网中的两个信道尽量做到同一路由，同一光缆分纤，分前端和分中心原则上应使用同一机房。 3、光纤冗余配置 为减少投资和维护成本，考虑到今后城市的发展变化，光缆网中的光纤应尽可能留有余量；连接光节点的至少采用四芯光缆，其中一芯用于广播信道，两芯用于交互信道，一芯备用；考虑到数据交互信道光缆可能采用网状结构，核心节点之间还应预留有网状互连光纤。,HFC网中SCM(副载波复用)的概念 (Sub Carrier Multiplexed) 两个信号处理过程： 1、 对副载波调制（电调制、预调制） SCM VSB

44、-AM（模拟电视图像） FM（模拟电视伴音，调频声音） DM（QAM、QPSK）（数据） 2、对主载波调制（光调制、主调制）IM（光强度调制）,（四）城域网两个信道的关系 1、两个信道的有机统一和分隔方式 在城域网中，广播、交互两个信道是有机地统一在一张网中。广播信道的一级光链路干线和交互信道骨干网光纤通过“同缆不同纤”的空间分隔方式组合在一起。广播信道的二级光链路干线和同轴电缆用户分配部分与交互信道接入网通过“各自占用不同的频段”的频分复用/时分复用方式加以区分。 2、两级光纤链路的必要性，两个信道的路由、设置一致性 对于人口较多或地域较大的城市，从安全可靠性及经济角度考虑，城域网的广播、交

45、互两个信道都有必要构筑二级光纤链路。城域网中的两个信道尽量做到同一路由，同一光缆分纤，分前端和分中心原则上应使用同一机房。 3、光纤冗余配置 为减少投资和维护成本，考虑到今后城市的发展变化，光缆网中的光纤应尽可能留有余量；连接光节点的至少采用四芯光缆，其中一芯用于广播信道，两芯用于交互信道，一芯备用；考虑到数据交互信道光缆可能采用网状结构，核心节点之间还应预留有网状互连光纤。,宽带有线电视网内的信号复用处理 1、模拟信号和数字信号按频分复用方式处理； 2、数字信号分为两部分： 数字视频广播信号，以8MHz为一单位，置一载波，即单位之间按频分复用处理。在每8MHz之内采用时分复用，例如可复用61

46、0套节目，然后用64QAM或256QAM调制至每一载波上。 数字交互式信号，即数据和IP电话信号。组成双向系统，下行频带可位于88MHz至750MHz之中。其带宽为 8MHz30MHz。上行频道位于 565MHz之中，其带宽为 810MHz。调制方式可采用 QPSK、16QAM，上行信号也可采用其它调制方式。 3、数字信号在前端的处理设备称为 CMTS（Cable Modem Termination System），即电缆调制解调器终端系统。用户终端设备由用户电缆调制解调器 Cable Modem（简称CM）和室内设备构成。,广电宽带城域网的定位 1、广电宽带城域网是广电网络的重要组成部分，所

47、采用的网络技术应符合国际标准的通信协议、标准化接口及我国的技术规范；网络是一个能承载语言、文字、数据、图象，具有高速、准确、安全、可靠、高效、优质、方便特色的综合宽带智能化网络。 2、网络设备技术先进，具有灵活的业务扩展和充分完备的接入能力，完善的网管能力，并尽量利用现有可用的网络信息资源。 3、在城区范围内汇聚用户的接入，面向满足集团用户（政府、企业等）、个人用户对各种宽带多媒体业务（互联网访问、虚拟专用网等）需求的综合宽带网络。向上与广电全国骨干网络互连。,下一代宽带城域网（）具备的特点 （1）可扩展性：速率可扩至数十p，节点数目可远远超过传统SDHSONET的节点的极限； （2）费用低：

48、包括每p的费用、初期投资、运维费等； （3）业务多：支持下一代的各种业务，支持各种物理接口，支持以大量的、基于软件的QoS控制为基础的新业务生成，支持以强大的服务等级协议（Service Level Agreement ）监视能力为基础的计费和监控，支持基于IP协议的业务； （4）支持话音业务：传统话音业务仍然是重要的业务收入来源，因此下一代还必须予以支持； （5）网管强大：网管必须提供全面的控制和监控工具，而且易于安装和操作，提供误配置保护； （6）安全性：正常工作时间不少于99.999，有备份软件，支持环形拓扑和光纤保护或恢复。,宽带城域网建设面临的主要问题 由于宽带技术整体在标准化以及支

49、撑城域网可运营性、可管理性方面还在需要不断发展，网络组织、技术选型仍然需要从全程全网的角度多考虑。 1、可运营、高可靠的用户接入管理； 2、网络规划重点解决IP地址资源不足与用户数量急剧增长的矛盾； 3、网络结构分层设计，层间接口开放，确保网络的可扩展性； 4、从网络结构、网络节点等多方面的设计上考虑，以确保网络的安全性； 5、提供分域、分级、分权的业务管理和网络管理，确保网络整体的可运营可管理； 6、区分不同客户需求提供区别服务（网络整体的QOS）； 7、支持持续提供增值业务能力，确保网络可持续赢利； 8、根据业务开展的需要支持灵活的计费方式； 9、充分考虑现有有线电视网络的业务优势及发展。

50、,五、 积极开展网上业务，逐步实现“三网融合” （一）基本业务 基本业务的含义：利用广电网络大容量、低成本和易扩展的广播信道资源，以易于实施的广播方式，为广大公众提供服务的喉舌性、宣传性、公益性广播业务、电视业务和数据广播业务。它是广电网络承担党和政府喉舌作用特殊媒体的主要业务，也是广电行业特有的、其它行业无法替代的基础业务。 基本业务重要性：它是广播电视的主要业务和基础业务，为大规模地开展数字电视广播、数字声音广播和高速、大容量数据广播等业务奠定良好的基础。在城域网升级改造过程中必须充分保证。 基本业务的收费：基本业务的收费可采用包月方式，收取较低的收听收视维护费。,1、电视业务 模拟电视一

51、般应传送中央、省（市、区）及本地重要节目，总数应不少于20套。为推动广播电视的数字化进程，有线电视网络还应逐步增加数字电视广播（DVB）节目。数字电视采用MPEG-2压缩方式，以每3-6 Mbps的码流传送一套数字电视节目。一个8MHz的模拟频道在采用64 QAM调制的方式下可以传送6-8套数字电视节目，这样能大幅提高频率资源利用率，增加传输的频道数。数字电视节目总数建议应达到45套以上。,2、广播业务 常规的模拟调频广播的使用频段为87-108MHz，可以传送15套以上的调频广播，行标要求不得少于5套。为提高声音广播的质量，建议有条件的地区采用MPEG1-Audio Layer II或多信道

52、数字声格式来开展数字声广播，以达到更好的传送和收听效果。 3、数据广播业务 数据广播可采用正交幅度调制（QAM）/四相相移键控（QPSK）方式，新建工程推荐采用64 QAM调制方式，在一个单独8 MHz的模拟频道带宽内传送近38Mbps的数据流。在数字视频广播（DVBC）系统中，可用传输流（TS）的方式来广播数据。已经建设基于IP数据交互信道的地区，也可用IP多点广播的方式开展数据广播业务。,（二）扩展业务 扩展业务的含义：扩展业务是指以模拟或数据广播方式的服务为主，具有简单数据回传的交互式业务，它是广播电视业务的扩展部分。有条件的地区可在较低投入的情况下，面向社会的各个领域，针对不同用户发展

53、群体业务。 扩展业务的范围：诸如图文电视、专业频道、加密频道、教育频道、电子报刊、电视购物信息、电子查询、多媒体广播、Web浏览乃至准视频点播（NVOD）等业务。 扩展业务的收费：扩展业务的收费一般采用包月方式，收费标准可根据开展的业务和当地情况确定。,（三）增值业务 增值业务的含义：增值业务是指充分利用有线电视网的大容量、宽频带和双向化，开展数据通信、计算机联网等具有双向交互传输功能的交互式业务和多媒体业务。它是广电行业利用自身已有网络资源担负起社会信息服务的主要业务形式。它可为各集团用户、各类运行商和个人用户提供各种信息的接入、传输、复接和交换服务。 增值业务的开展：坚持以市场为导向、整体

54、规划、分步实施、滚动发展的策略，为“三网融合”奠定必要的业务基础。增值业务的开展应坚持以市场为导向、整体规划、分步实施、滚动发展的策略。建议初期可开展容易形成用户规模和产生效益的业务，如Internet访问，集团用户专用网络和智能化小区等。对于需要更多软硬件支持、建设和试运营周期较长的增值业务，如会议电视、可视电话、视频游戏、视频点播（VOD）等，可在网络运营经验和技术累积较成熟时开展。 增值业务的收费：增值业务的收费标准原则上应按提供的服务按市场规律确定。,（五）通过“长期共存，竞争互补”实现“三网融合” “十五计划”期间，我国要扩大利用互联网，促进电信、电视、计算机三网融合。有线电视网络可

55、通过“长期共存，竞争互补”策略逐步实现“三网融合”。 1、技术融合 在技术体制上，改造后的广电城域网能保证综合业务的逐步开展。在网络范围、网络结构、网络规模上，城域网要逐步与通信网络接轨。 2、网络融合 在数字化的前提下，广电城域网改造时必须保证通过自身不断的平滑升级，逐步实现与Internet和其他网络的互连互通。,3、业务融合 业务融合表现在改造后的广电城域网具有传输和交换数据、图象和话音的能力。在诸如快速Internet访问、股票交易、IP电话、网上购物、远程教学、电视会议、可视电话等综合业务上交叉渗透。 4、终端融合 为保证用户方便操作、适合接入不同网络、接受各类数据信息，随各种智能家

56、电、网络家电的出现，用户终端要不断从单电产品向多电合一产品过渡，逐步实现用户通过一个终端获取各种信息。,基于HFC网络的“三网融合” 由于数字技术和计算机技术的迅猛发展，电信、计算机和有线电视网络开始互相渗透，人们希望通过单一网络向用户提供话音、数据、图像和电视等综合业务，这就是“三网融合”。如何进行这项技术，合在什么网络，国内外专家和技术人员都提出各自的见解，并投入大量的人力和物力进行积极的研究，可谓仁者见仁，智者见智。 有线电视系统中普遍采用双向HFC(光纤/同轴电缆混合网)结构。采用光缆将信号传输到小区节点，再用同轴分配网络信号送到用户家中。由于用光纤代替同轴干线电缆后网络性能获得极大的

57、改进，以致于在实现高效率宽带交互通信时，早期的“光纤到户”目标不再认为是必须的。这样HFC为宽带信号带入家庭铺平了最后一公里。,CM,CMTS,Step 1 CM scans downstream for DOCSIS carrier,Step 3 CM listens to carrier for UCD,Step 4 CM listens for upstream MAP and IM interval,Step 5 CM attempts to range,Step 2 CM listens to carrier for SYNC (sync offset = propagation d

58、elay),Cable Modem 注册过程,CPE,CM,CMTS,Server,Step 6 CM DHCP IP address,Step 7 CM NTP Time,Opt. Step CM TFTP Image file RESET,Step 11 CPE DHCP IP address,Step 9 Register + set TLV,Step 8 CM TFTP CFG file (incl OIDs),Step 10 BPI,Cable Modem注册过程(续.),抗噪能力的细节: AWGN 加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Niose） Ree

59、d Solomon (RS) 纠错能力由每码字10 字节 提升到 16 字节 增加了 0.7 dB 噪声免疫力 代价为降低了频谱效率 TCM 只在 S-CDMA 模式下使用 单独使用: 3 dB 抗噪能力增加 级联 RS: TCM 可添加 0.5 3 dB 不损失频谱效率 S-CDMA 可在大多数支持1.1 的网络上达到100%的频谱效率，不需做网络的改造 要求约 25 dB C/N ，AWGN only,抗噪能力细节: 脉冲噪声 随机产生，短时间的噪声，使接收符号误码 RS 纠错编码可纠正码字上的有限数量误码 抵抗脉冲噪声的关键 是保持每个码字中的误码数量小于RS 纠错能力 S-CDMA 具有一种优势 能够保持脉冲噪声引起的误码在RS纠错能力之内,脉冲噪声举例,10 usec burst wipes out 52 symbols from A-TDMA signal. S-CDMA loses 256512 symbols BUT only 4-8 symbols per codeword