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“三網(wǎng)融合”下的有線(xiàn)數字電視技術(shù)

2008/04/01

　　2008年國務(wù)院辦公廳08年1號文件《關(guān)于鼓勵數字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知 》中指出：加強寬帶通信網(wǎng)、數字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò )資源的統籌規劃和管理，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò )和信息資源共享；在確保廣播電視安全傳輸的前提下，建立和完善適應“三網(wǎng)融合”發(fā)展要求的運營(yíng)服務(wù)機制。鼓勵廣播電視機構利用國家公用通信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò )提供數字電視服務(wù)和增值電信業(yè)務(wù)。在符合國家有關(guān)投融資政策的前提下，支持包括國有電信企業(yè)在內的國有資本參與數字電視接入網(wǎng)絡(luò )建設和電視接收端數字化改造。

　　通知明確提出推廣數字電視廣播，推進(jìn)“三網(wǎng)融合”，本文將對三網(wǎng)融合背景下的有線(xiàn)數字電視技術(shù)進(jìn)行分析和探討：CMTS+CM、EPON+LAN、EPON+EoC、FTTH的組網(wǎng)方案和市場(chǎng)應用典型案例。

1、CMTS+CM

　　CMTS+CM組網(wǎng)方案在光傳輸部分，下行數據信號和CATV的下行信號采用頻分(FDM)方式共纖傳輸，上下行數據信號采用空分(SDM)方式共纜不同纖傳輸，在電纜部分，上下行信號按FDM方式同纜傳輸。

　　此方案適合已建HFC網(wǎng)絡(luò )改造，可利用原網(wǎng)絡(luò )中預留的光纖和無(wú)源分配到戶(hù)的電纜網(wǎng)絡(luò )組成雙向傳輸系統；只需要在前端和用戶(hù)端分別加裝CMTS和CM即可實(shí)現雙向傳輸。

1.1CMTS+CM優(yōu)點(diǎn)
  1. 利用現有的CATV網(wǎng)絡(luò )提供雙向通信，適合稀疏模式網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域；

  2. 大面積覆蓋，低開(kāi)通率情況下成本較低，前期投入少；

  3. 技術(shù)標準及產(chǎn)品比較成熟。
1.2CMTS+CM缺點(diǎn)
  1. 需要對HFC光電傳輸鏈路部分進(jìn)行雙向改造；

  2. 噪聲匯聚效應影響系統的帶寬和性能，同軸纜及接頭質(zhì)量要求較高，后續維護工作量較大；

  3. CMTS下行通道帶寬有限，頭端共享38Mbit/s，可開(kāi)通用戶(hù)數少；

  4. 可承載業(yè)務(wù)有限，大帶寬業(yè)務(wù)無(wú)法滿(mǎn)足；

  5. 后續系統擴容成本巨大。
2、EPON+LAN

　　OLT上聯(lián)接入數據網(wǎng)，ONU直接接入或者通過(guò)下聯(lián)的交換機接入STB(機頂盒)，提供IPTV/HDTV視頻業(yè)務(wù)，具體應用方案如圖2所示EPON+LAN組網(wǎng)方案。

2.1EPON＋LAN優(yōu)點(diǎn)
  1. 運營(yíng)商不承擔用戶(hù)終端的投入，網(wǎng)絡(luò )升級改造方便；

  2. 網(wǎng)絡(luò )接入帶寬：1000M到小區，1000M/100M到樓道，100M到戶(hù)，接入帶寬高；

  3. 可擴充性好，可以承載全業(yè)務(wù)運營(yíng)；

  4. 不占用同軸電纜的頻率資源，光傳輸采用EPON技術(shù)，傳輸鏈路中實(shí)現沒(méi)有有源設備；

  5. 兩張網(wǎng)同時(shí)運營(yíng)，維護方便，單網(wǎng)故障相互不影響；

  6. 目前的LAN產(chǎn)品異常豐富，價(jià)格也非常低；EPON產(chǎn)品支持廠(chǎng)家眾多，相關(guān)產(chǎn)品兼容性好，價(jià)格也在大幅降低。
2.2EPON＋LAN缺點(diǎn)
  1. 需重新入戶(hù)施工，施工量及施工難度都較大；

  2. 兩張網(wǎng)絡(luò )分開(kāi)運營(yíng)，維護人員素質(zhì)要求高。
3、 EPON+EOC
　　EPON+EOC中的EOC技術(shù)主要包括3種：無(wú)源EOC、低頻有源EOC、高頻有源EOC。

3.1無(wú)源EOC

　　無(wú)源EOC技術(shù)將以太數據信號IP DATA和有線(xiàn)電視信號TV RF采用頻分復用技術(shù)，使這兩個(gè)信號在同一根同軸電纜里共纜傳輸，在樓宇內利用HFC網(wǎng)絡(luò )入戶(hù)的同軸電纜將IP DATA和TV RF混合信號直接傳送至客戶(hù)端，再在客戶(hù)端分離出TV RF射頻信號連接至電視機或DVB機頂盒；分離出IP DATA數據信號連接至計算機。也可以直接將IP DATA和TV RF混合信號直接連接至雙模機頂盒，用戶(hù)可以通過(guò)雙模機頂盒實(shí)現IPTV、VOD等交互電視業(yè)務(wù)，同時(shí)在機頂盒上另外提供一個(gè)以太網(wǎng)RJ45接口外接電腦提供寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，具體組網(wǎng)方案如圖3所示無(wú)源 EOC組網(wǎng)方案。

　　無(wú)源EOC系統技術(shù)特點(diǎn)：系統支持每個(gè)客戶(hù)獨享10Mbit/s的速率；遵循以太網(wǎng)協(xié)議，標準化程度高；客戶(hù)端為無(wú)源終端，提高了系統的穩定性，減小了運營(yíng)維護成本；工程安裝不需重新敷設5類(lèi)線(xiàn)，有效的解決了樓內重新敷設線(xiàn)纜施工困難問(wèn)題，建設成本較低。

3.2低頻有源EOC

　　使用頻段為5~30MHz，傳輸速率為85Mbit/s，傳輸距離可達500m。
　　具體組網(wǎng)方案如圖4所示有源低頻EOC組網(wǎng)方案。
　　有源低頻EOC技術(shù)特點(diǎn)：能夠通過(guò)分支分配器，工作頻率在低頻段，網(wǎng)絡(luò )適應能力較好不需要更換優(yōu)質(zhì)的分支分配器和電纜；家庭中至少需要一個(gè)有源設備，成本較高。

3.3高頻有源EOC

　　高頻有源EOC使用頻段為800~1500MHz，每個(gè)頻道帶寬為50MHz，共有29個(gè)頻道；每個(gè)頻道最大135Mbit/s的數據速率；每個(gè)頻道支持一個(gè)NC(局端)設備，每NC支持31個(gè)CPE(終端)設備；傳輸距離300~600m，具體組網(wǎng)方案如圖5所示有源高頻EOC組網(wǎng)方案。

　　高頻有源EOC的技術(shù)特點(diǎn)：可與現有模擬電視、DVB數字電視、IPQAM等應用并存；傳輸距離遠(同軸網(wǎng)上可達500m以上)；單個(gè)Master設備可以連接253個(gè)用戶(hù)；無(wú)需敷設新的用戶(hù)線(xiàn)纜，數據直接在已有同軸電纜上傳送；OFDM調制，多載波技術(shù)保證噪聲環(huán)境下數據穩定傳輸；網(wǎng)絡(luò )結構適應性強，適合樹(shù)型和星型的同軸電纜分配網(wǎng)；無(wú)需新的供電系統，直接獲取饋電供電，并提供“過(guò)電”功能，為下聯(lián)設備供電；可結合EPON系統的分步建設，按開(kāi)通率的變化計劃投入和建設；但是，高頻有源EOC需要更換優(yōu)質(zhì)的分支分配器和電纜,家庭中至少需要一個(gè)有源設備(HomePNA Modem)，成本較高。

4、FTTH

4.1單纖三波傳輸，OLT外置合波器

　　CATV業(yè)務(wù)通過(guò)OLT外接采用合波器設備，把CATV信號和數據語(yǔ)音信號合并在一根光纖內傳輸，在用戶(hù)端的ONU設備分波，通過(guò)RF射頻接口把CATV信號傳輸到CATV電視機上。

　　技術(shù)特點(diǎn)：OLT外置合波器，采用單纖三波傳輸，1310nm/1490nm傳數據信號，1550nm傳CATV視頻信號。

4.2單纖三波傳輸，OLT內置合波器

　　CATV業(yè)務(wù)通過(guò)OLT內置采用合波器設備，把CATV信號和數據語(yǔ)音信號合并在一根光纖內，通過(guò)PON口后在光網(wǎng)絡(luò )上傳輸，在用戶(hù)端的ONU設備分波，通過(guò)RF射頻接口把CATV信號傳輸到CATV電視機上。

　　技術(shù)特點(diǎn)：OLT 內置合波器，ONU內置分波器；單纖三波傳輸，1550nm 傳輸視頻；

4.3雙纖分別傳輸數據和CATV信號

　　CATV業(yè)務(wù)通過(guò)單獨一路光纖經(jīng)分光器分光后傳輸到ONU，CATV信號通過(guò)ONU內置的光電轉換器后，通過(guò)RF射頻接口把CATV信號傳輸到CATV電視機上。

　　技術(shù)特點(diǎn)：ONU嵌入CATV光電轉換器；采用雙纖分別傳輸數據和CATV信號；采用1310/1550nm傳輸CATV信號。

4.4技術(shù)對比

　　單纖三波傳輸,從對比中可以看出，采用OLT外置合波器是目前經(jīng)濟合理的技術(shù)解決方案；但隨著(zhù)市場(chǎng)應用量的增大和光模塊成本的下降，OLT內置合波器將是最終的技術(shù)解決方案。

5、市場(chǎng)應用案例

5.1淄博廣電雙網(wǎng)改造

　　淄博雙向有線(xiàn)電視網(wǎng)是將IP網(wǎng)絡(luò )與有線(xiàn)電視HFC網(wǎng)絡(luò )緊密結合，充分發(fā)揮各自技術(shù)特點(diǎn)，在用戶(hù)終端融合為一體的雙向全業(yè)務(wù)精品網(wǎng)絡(luò )服務(wù)平臺，機頂盒采用基本交互型，通過(guò)與前端平臺的交互，在技術(shù)上真正實(shí)現了電視、網(wǎng)絡(luò )和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的“三網(wǎng)融合”；網(wǎng)絡(luò )針對不同的小區和用戶(hù)情況分別采取EPON+LAN和EPON+EOC的解決方案。

5.2武漢FTTH項目

　　武漢先后開(kāi)通了長(cháng)飛公寓、紫菘小區、南湖都市桃園、行呤水榭、萬(wàn)科香港路8號等多個(gè)項目，采用FTTH技術(shù)方案，為用戶(hù)同時(shí)提供CATV、數據和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，真正實(shí)現了“三網(wǎng)融合”，同時(shí)大大節省了網(wǎng)絡(luò )建設投資，為運營(yíng)商和用戶(hù)都帶來(lái)了巨大的效益。

6、結束語(yǔ)

　　EPON和CMTS比較，不但具有很大的技術(shù)優(yōu)勢，而且可以在以下方面大大節省投資。

　　(4)不需要有源電纜網(wǎng)，不但使電纜網(wǎng)的成本極小化，而且使下行光接收機所需的光功率降低，導致下行發(fā)送光功率的節省；

　　(5)借助于CWDM實(shí)現一根光纖上的雙向傳輸，不像HFC網(wǎng)在上行方向用一根獨立光纖聯(lián)接眾多光節點(diǎn)和前端，就節省了光纖線(xiàn)路的投資；

　　(6)若干個(gè)上行光發(fā)送機對應于一個(gè)上行光接收機，又節省了上行光接收機的投資；

　　(7)交互式數據業(yè)務(wù)不經(jīng)過(guò)Cable Modem系統，提高了數據業(yè)務(wù)和運行效率，又節省了數據設備的投資。

　　總之，從三網(wǎng)融合背景下的有線(xiàn)數字電視技術(shù)發(fā)展看： EPON+EOC/LAN方案具有靈活、方便、經(jīng)濟等特點(diǎn)，是HFC網(wǎng)絡(luò )雙向化改造的目前首選組網(wǎng)方案。FTTH方案真正實(shí)現了三網(wǎng)融合，節省了網(wǎng)絡(luò )建設透支，對于新建住宅小區或者商業(yè)區是最佳的方案選擇。 　　

《衛星與網(wǎng)絡(luò )》雜志


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