Triple-Play时代的有线电视网络
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广东有线广播电视网络股份有限公司 工程运维部 、“三网融合”的趋势 二、提供宽带业务的主要网络模式、特点、应用环境 三、双向化改造的用户接入技术 四、 五、电信 六、 七、当前 八、 补充、未来业务对网络带宽的需求模型 、 “ 三网融合 ” 的趋势 2005年 10月 11日 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议 中指出“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设,推进三网融合,健全信息安全保障体系。” 、 “ 三网融合 ” 的趋势续 ”三网融合“在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一,也不是现有三网的简单延伸和叠加,而主要是指高层业务应用的融合。表现为: 成无缝覆盖 用层上趋向使用统一的 相合作,朝着提供多样化、多媒体化、个 性化服务的同一目标逐渐交汇在一起 时也揭开了各通信网络 运营商从单业务转向全业务竞争,乃至网络间各个层面的竞争。 三大网络通过技术改造,提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。这就是所谓的“三网融合”。 、 “ 三网融合 ” 的趋势续 广播影视科技发展“十一五”规划和 2020 年远景目标 中提出:“积极研究推进三网融合,构建以数字电视网为基础的下一代网络” 网融合”是以传输广播式业务 +交互式的数据、语音、视频等个性化业务为主要任务。 随着有线电视技术的飞速发展,与有线网络密切相关的数字电视技术、信源编码、数据语音等业务设备都在朝功能融合的方向发展。因此“三网融合”应是指业务的融合,三网融合后,数字电视和网络电视的划分仅仅是从传输渠道上加以区别。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点 、 太网 、 、 、 ) ) ) ) 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 太网 以太网 典型问题 : )以太网络接入采用多级交换机连接,中间交换机与光电收发器需要供电保障,楼层交换机为低端产品,无网管功能,交换机难以胜任楼道环境,容易引起雷击;有较高的故障,出现故障时处理难度与复杂性高,维护运营成本高; )以太网 于总线的共享模式,做不到有效的带宽控制与用户管理; )随着业务增长,网络级联深度增加,使结构混乱,网络可管理性和维护性急剧下降; )不同交换设备的互通性较差,难以实现统一网管。 )基于二层交换的网络对广播风暴的控制难题; )用户计算机资料及数据安全问题,管理难度大。 较适合宽带用户密集的住宅小区 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 以太网接入典型框图 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 2. 双绞线上传送数据分组,它是点对点的连接,用户独享带宽,但其比特率会根据铜线质量和终端距离有所变化。下行速率可从 行可以达到 (16 640)率越高,可用距离越短,一般传输距离不超过 5 有一种说法,为什么美国 M,而在亚洲相反?原因在于美国家庭居住分散,平均用户长度为 亚洲人居住密集,平均用户长度 2公里内。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 3. 106 有线电视广播系统技术规范 ,上行业务的频率范围为 (5 65)行通道频率范围为 (110 1000)M z (带宽中, 64行速率为 382562行和下行带宽用户共享。 提供多种业务功能,包括互联网接入、远程教育、电子银行、 过光节点的延伸及减少每个光节点所带的用户数来缓解。通过这些措施 量有源设备、共享的传输网络均使其安全性和可靠性受到影响。 与 下行速率在不断提高,前端 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 主要有 中 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 优点 不足 应用地点 利用 务分阶段实施,运营成本低 价格高,升级难,下行 622行 155 适应网络向 展的趋势 北美 用最简单的方式实现点到多 点以太网光纤接入系统 协议开销占带宽的 50%, 可用带宽只有 500 本等东亚国家 日本由于很多网络基于 据业务较多 采用动态带宽分配技术, 支持 用带宽最大 2500 品少,规模应用有一定 距离 美国、欧洲 ,美国以前采 用 后将采 用兼容性好的 以充分利用原有网络设 备,降低成本 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 在推进 本相对激进,美国相对稳健,欧洲相对保守。如果视频业务无法被用户普遍接受的话,运营商对 此, 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 由于业务提供能力有限,数据传送速率和效率低,成本较高,其市场前景随着 标准由 以灵活地提供对称和非对称速率。传输距离至少达 20统分路比可以为 1:16、 1:32、 1:64、乃至 1:128,而且支持各种接入服务,别是非常有效地支持原有格式的数据分组和 包括 标准由 ,其目标是用最简单的方式实现一点到多点结构的以太网光纤接入系统。其特点是:可以大量采用以太网技术成熟的芯片,实现简单,相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。 难以支持以太网之外的业务。当遇到话音 /引起 每个 同用户之间不共享带宽,能透明传输各种协议的业务流,测试与故障定位容易。但是, 用化距离较远。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 1) 下行线路速率 (s) 622 2 488 1 250 上行线路速率 (s) 155 2 488 1 250 带宽利用率 70% 93% 49% 有效带宽 435 2300 435 光网络终端的数目 32 32/64/128 32 P/ 通过 通过 未标准化,通过 线路编码 8B/10B 最大传输距离 ( 20 60 20 DM 有 有 有 下行数据加密 搅动或 没有定义 数据封装方式 帧长 125 以太网络封装方式 专门的数据封装帧 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 2) 响成本的关键因素包括 宽利用率,以及分路比、技术复杂度、规模产量以及市场应用规模。 高的速率和带宽利用率,所需 当考虑到带宽利用率时, 0%的效率,提供的可用带宽低于 500 300前者的四倍。 从技术角度, 进入门槛”很低,容易吸引大批厂商加入 单即是美”的优良传统,尽量只做最小的改动来提供增加的功能,这就使得传统的以太网芯片厂商很容易地进行 的设计公司也能利用随处可得的以太网相关 IP 有知识产权的设计内核 )来加入 片厂商数量太少,芯片价格也难以下降。在这方面, 但是从应用情况来看, 熟的商业产品还很少,目前还没有规模的商用系统应用, 其是日本使用较多。值得注意的是,国内武汉、杭州、绵阳等城市已经开始大量使 广电系统淄博、厦门、宝丰、南阳广电网开通 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 3)技术成熟度 大程度地继承了以太网经过长期、大规模实践检验积累下来的宝贵技术经验。格水平已经和普通的千兆以太网光模块相当,提供 在传统的主流电信大厂也开始进入该领域,如 :富士通、 大地带动了 本和韩国都已开始了大规模的 虑了对传统 续采用 125保持 8了支持 可以把 已有技术基础上,以可接受的成本实现完全符合标准要求的设备比较困难。目前提供 生产供货、技术支持和服务能力还有待提高,难以独立支撑 对比两者, 是 分继承了以太网价格低、协议灵活、技术成熟等优势,具有广泛的市场和良好的兼容性。而 备 出“对全部协议开放地进行完全彻底地重新考虑”。 两种技术都有自己的典型应用环境,而背后都有运营商、设备制造商和标准化组织的支持。就目前国内接入市场而言 现灵活的接入和网络部署,在国内诸多 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 典型的 太无源光网络)由光线路终端 (光网络单元 ( 光分配网络 (成。 1、光线路终端 (安装在前端机房或分前端机房,向上提供到 视网络的接口 ,支持 频点播和1业务,向下提供连接波分复用器 (接口,还支持带宽分配、 络安全等功能。电视信号经过 根光纤上传输。 2、光网络单元 (安装在楼房或用户端,接收从 向下提供各种应用接口 (如以太网接口、电话接口和有线电视接口 ),以支持数据、话音和视频等业务 ,同时它还负责将上行数据传送到 3、光分配网络 (一个简单的无源光分路设备 ,用于连接 进行光功率分配。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 用光纤和光无源器件进行物理层传输、通过以太网协议提供多种业务的宽带接入新技术。 1. 全业务支持。能将任何类型的业务 (包括 字电视、互联网业务 )适配后传输。 2. 行均为千兆速率;下行采用广播传输方式,上行利用时分复用 (术,共享带宽。它可满足用户的带宽需求,并可灵活地为用户需求动态分配带宽。 3. 一根光纤和一个 输距离可达 20过光分路器,至少分送 32个 4. 络只需要增加 可方便地对系统进级扩容。 5. 输用光纤干线网,用户是局域网,其主流技术,把三者融合成一体,消除了复杂的传输协议,其本身成本低廉,由于是无源设备,设备的造价较低。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 种业务信号通过骨干网传输到中心局,然后被 过 电转换及相应处理后,每个 收属于自己的数据包,为用户服务,采用的是广播方式。 在上行方向,采用时分复用( 术,系统在进行测距和时延补偿后, 个 避免不同 行为了避免不同用户的冲突,采用了多点控制协议 任一时刻,只有一个 它的 现光纤和上行光接收机资源共享。 解决宽带接入问题上被普遍看好,它提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要。业界认为 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 话、电视业务; 点在于带宽有效性,建立 向的业务,这样 这个 F/为用户提供了广播视频到交互视频的无缝转移。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 系统中 3101490像乃至声音, 550过波分复用的方式与 根光纤。经过分路,光纤传输送到原成 1550他信号在 后实现宽带用户的全业务接入,也就是说电视信号的传送通过 音、视频点播等双向数据业务通过 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 基于 1. 系统能提供高带宽。 2. 协议转换成本低。 者具有天然的融合性,消除了复杂的传输协议转换。 3. 络的拓朴结构都是点到多点的传输方式,即星形 +树形构造。这样 术叠加在 而实现双向宽带传输。在现有的 需对现行 4. 实现系统的关键技术主要有测距、突发信号的接收技术、动态带宽分配技术 于以太网技术固有的机制,很难端到端的包延时、丢包率以及带宽控制能力,因此难以支持实时业务的 基于 传统的有线电视网、 据网合而为一 ,实现 据网三网合一。 、提供宽带业务的主要网络模式及特点续 图 1: 图 2: 、双向化改造的用户接入技术 有线电视网络双向化改造的用户接入技术种类: 1、双向 M 2、基于以太网协议的用户接入技术 1)以太网接入技术 2)基带传输接入技术: 类双绞线 轴电缆 3)调制传输技术: 3、其它用户接入技术 1)低频段调制 2) 低频段调制 3) 高频段调制 4) (5) 光纤到户 、双向化改造的用户接入技术续 具备较完善的国际体系支撑,形成了完整的业务体系、运营支撑体系。技术较成熟,具备可运营、可管理特性。 具备业务流的分类、 架构可管理的 具备业务接入时用户不需要重新布线的特点,并且用户家庭中的有线电视终端盒处都有数字媒体、宽带接入能力,适应于交互媒体业务的发展。 双向网络的覆盖可依据用户规模、业务发展逐步安装数据前端设备,组网方式灵活,适合于宽带业务的逐步发展,并通过频道捆绑技术,系统可平滑扩容以满足业务发展的带宽需求。 与单向 器仪表,维护效率高,但双向 数据前端设备放置在分前端机房,覆盖用户规模较大,数据前端设备具备较好的性价比,满足双向业务的高可靠性要求 利用现有的 合稀疏模式网络覆盖区域; 大面积覆盖情况下成本较低,少量前期投入即可在全网进行业务受理; 术比较成熟,其接入方式对网络质量和技术维护要求较高,适用于上行带宽有限业务的开展。 、双向化改造的用户接入技术续 缺点: 需要对 噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能,同轴缆及接头质量要求较高,后续维护工作量较大; 38开通用户数较少; 承载业务有限,大带宽业务无法满足,无法提供全业务承载; 后续系统扩容成本高; 产业化程度不高,可供选择的设备及系统数量较少。 、双向化改造的用户接入技术续 、双向化改造的用户接入技术续 以太网接入技术: 局域网( 术主要包括以太网系列技术、令牌网络技术等技术,以太网技术具有成本低、技术简单、使用管理方便等特点,以太网技术主要包括以太网系列、快速以太网、千兆以太网和 10 在该类技术中,五类线方式主要解决双向网络改造,双向网络的接入采用五类线进行入户改造。有线电视网络仍然采用 内涵是二张独立的物理网络。 五类线接入方式具有接入带宽高,可扩充,可以承载多业务运营等特点。在后期维护中,五类线入户方式符合综合布线系统要求。用户间相互影响小。 五类线接入方式存在着五类线需重新入户施工,施工量和施工难度较大,因此五类线接入方式主要适用于新建住宅预埋线路或办公楼等网络用户密集的地区。 、双向化改造的用户接入技术续 优势: 光纤化程度高,符合发展方向 网络未来升级改造方便 可以承载全业务运营 单网故障相互不影响 技术成熟,价格低 劣势: 施工难度大 二张网络分开运营 、双向化改造的用户接入技术续 术分析 包括 优点: 充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源,入户施工难度小,节省建网成本; 在小光站直接带用户的环境下,施工量大幅度减少,改造速度快; 基于 现较简单,基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量影响,降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求; 终端设备成本教低。 缺点: 系统采用带宽共享机制,提供给用户的带宽随用户量增加而下降; 由于需要在光站或放大器后混入,对电视信号有一定的插损。 、双向化改造的用户接入技术续 针对 出 术解决方案:将以太数据信号 同一根同轴电缆通过频率分割,在 10 25宽内直接传送 1050 860然传送 两个信号在同一根同轴电缆里传输。楼宇内利用 络入户的同轴电缆将 V 混合信号直接传送至客户端,再在客户端分离出 V 射频信号连接至电视机或数字机顶盒;分离出 据信号连接至计算机。 该种方式不能够应用于树状型分配分支的网络结构,需要改变为点到点的分配结构。 、双向化改造的用户接入技术续 、双向化改造的用户接入技术续 即插即用,无需在客户端进行复杂的调试; 用户端设备为无源设备; 运营维护简单,费用低; 可以为每个用户提供 10 需对入户电缆重新改造,且端口必需设定为 10户分配需采用集中分配的方式,终端设备到楼栋端口之间不能有任何分支分配器。 、双向化改造的用户接入技术续 采用 难解决的是分配网络,一般采取两种方式实现用户接入。 1) 种方式可以提供足够的带宽和较好的稳定性,且接入成本相对较低,只要用户同意就尽量采用此种方式。 2) 同轴 用 需要在楼内重新敷设五类线,不仅造成现有资源的浪费,还需要大量的施工,更困难的是,还受更多实际情况如楼内建设时预埋的管道不够用、物业公司或业主主观意愿等的影响,施工协调难度大。为了促进和配合双向数字电视平移进程,充分利用楼内现有的同轴电缆网资源,解决网络末端双向接入的难题。 、双向化改造的用户接入技术续 606可根据电缆的噪声、衰减等情况自适应使用 56时,为避免多径引发码间干扰、同时考虑信道利用率, 成一个逻辑独立的楼内分配网络, 也可以是支持多个信道集成的 、双向化改造的用户接入技术续 技术特性, 一根同轴电缆可以容纳 860够增加频谱利用率; 采用 2560 网络特性, 合网络双向改造需求。 业务特征, 够同时支持 速上网、 网络管理, 运维人员进行本地和远程的安装维护。 网络扩展特性, 实现有线网络双向化。 在现有的分支分配器、射频同轴电缆线路上提供高速的数据接入,可以满足有线电视网络最后 100米双向改造的需求。 其应用特点是不能跨越有源放大器,无源的同轴电缆网络中需要采用 1 、双向化改造的用户接入技术续 、双向化改造的用户接入技术续 、双向化改造的用户接入技术续 005年 5月被国际电联( 受成为国际标准( 用 种改造方式对网络的改造量较小,可以利用现有网络开展双向业务,满足今后 技术原理及实现方式 较好的抗扰性。其大部分频点可以采用 256可根据信道实际的 2864328要依据为其传输距离和带宽的分配。 、双向化改造的用户接入技术续 对原有电视网络的网络结构、承载的业务没有影响;具备 时支持电视、话音和数据业务; P 联通性(对称速率、全双工、高带宽、可以利用 网络上可以开展基于 括现有的 覆盖、高并发的网络建设;网络建设可根据用户需要逐步建设、逐步改造。 、双向化改造的用户接入技术续 、双向化改造的用户接入技术续 托罗拉、松下、 至今它已邀请100多家公司加盟。 技术原理及特点 区的复用区内电视信号分配便用现有的同轴电缆进行各住户间的连接,使用的频率因地区而异,如美国使用 8601550本使用 7701030当于每一信道使用 50论上最大可以获得 270用多个信道之后,理论上可以获得 1方式的特点是: 可实现最高物理速度 270 可使用同轴电缆中的空余频率,与区内共享信号; 用户家里不需要对调制解调器进行各种设置; 在同一频带内进行双向通信,不需要专门留出上行带宽。 、双向化改造的用户接入技术续 是一种利用电力线传送高速数据的电力线网络系统。 轴电缆传输性能优异,在高达 而将 技术成熟、接入便捷与同轴电缆的高带宽相结合,便产生了同轴 此类技术的优势在于 术成熟,无论 球范围内出货量都很大,并且不用进行集中分配改造;劣势在于 卡均为有源设备,网卡的安装更要费一番功夫,有一定的运维成本。 、双向化改造的用户接入技术续 同轴 、 一、 的应用 二、 双向 入网的应用比较 双向 网络结构比较分析 双向 资成本比较 .“ 家庭局域网”实施的比较分析 三、 有线电视应用的相关问题 四 . 技术进步对双向 入方案的促进和完善 五 有适合的 、 目前能够实现多业务运营的接入网有 太网、 及相互结合的方案,什么方案最适合广电网络运营和能够适应可持续发展,值得研究和探讨。双向 入方案在国外发达国家及我国部分地区的成功应用,双向 入方案的优势和成熟度毋庸置疑,但许多有线电视网络在双向化道路上一直没有处理好,却一直在怀疑着双向 个充满优势的成熟技术。许多网络公司开始采用 式,在现有的 络基础上,再建设一张数据网实现多业务的运营。 各种接入技术方案各自必然都有其优缺点,其优点必须与实际情况和将来的发展相结合。任何技术解决方案都必然涉及到“户均投入、网络可维护性和发展、用户终端及终端网络、行业自身技术优势”等重要因素。 域以太网)技术由于以太网方案楼栋交换机故障率高、安全性差、无防雷保护措施,投资大、建设维护困难等诸多缺点,尤其是当某用户需要同时使用两个以上的交互式终端( 等),家庭局域网的问题必将成为最严重的问题,这系列问题逐渐在实际应用暴露出来。 当前接入网方案中大家比较关注、争论最多的是:采用双向 入?还是采用 案? 、 一、 的应用 线路终端接口)、 分配 器)、网络单元)组成。 用单纤粗波分复用技术,用一根光纤传输广播和数据信号。采用 1550长光发射机 +输广播式的数字电视、模拟电视信号; 据下行采用 1490长广播传输方式,数据上行采用 1310扑框图见图。 从图看出,通过一个网络同时完成了 果用户需要多个交互式终端时,则仍然需要建设家庭局域网(五类线为媒质的以太网和交换机)。这种结构的网络实际上与 前光纤以太网到楼栋、五类线入户就是这种结构)。某种意义上讲, 是以太网光纤化的一种实现形式。 、 、 二、 双向 入网的应用比较 案真的是适合有线电视网络运营商的实际情况吗?能否取代双向 答是否定的。因为用户的实际需要和室内的家庭局域网必须“一网多能”,在建设时必须考虑一个用户需要多种交互式设备。关于 代 造”。 双向 网络结构比较分析 双向 资成本比较 3.“ 家庭局域网”实施的比较分析 、 双向 网络结构比较分析: 电缆点到多点的结构方式。 太网 +无源光网络)以一点对多点的网络架构铺设光纤到楼,光无源分配放在野外,楼栋安装 16户)进行处理,需要同轴 支分配网络和五类线 太网双线入户,或者再增加 备实现 户。 络设备和 络设备各司其职,网络设备投入多,相对于双向 网多功能的网络结构更为复杂、维护难度更大。 在单向的 播电视网络的基础上再建设一张 据网实现回传和开展数据业务 ,是建设“双网络”的理念。 、 2. 双向 资成本比较 1) 双向 案的分析 单向的 构条件下,单向网络改造为双向网络户均投入增加 30 元左右。双向 多业务的支持只需要在前端和用户端添加相关的业务设备就可以开展,同时业务开展可以是由集中式(全网共享)到分布式(区域共享)。前期投入小,技术风险小,有可借鉴的国内外成功案例。 为讨论成本方便,以原有单向传输的 络为基础(不考虑其成本),对双向改造与 加在单向 络上增加的投资进行比较。 、 2. 双向 资成本比较 2)有线电视系统的应用,首先必须要有一张传输可靠的单向 ,之后再将光纤以太网数据网叠加。实现这个方案,有几个前提条件: 其一: 实施光纤改造到楼,增加一条五类线入户,若考虑用户将来有多个交互式终端,还需要考虑室内以太网成本。 其二 : 统中由于 户外有源设备,每 16户就需要一个, 要电源供应,采用 220何防雷?这个成本应该怎么算?如果采用 60V 集中供电,也是很复杂的事, 决了什么问题,如果采用市电供应,防雷问题严重,上述问题都- 配套讲稿:
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