“三網(wǎng)融合”下的有線數(shù)字電視技術
2008/04/01
2008年國務院辦公廳08年1號文件《關于鼓勵數(shù)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(shù)字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息網(wǎng)絡資源的統(tǒng)籌規(guī)劃和管理，促進網(wǎng)絡和信息資源共享；在確保廣播電視安全傳輸?shù)那疤嵯拢⒑屯晟七m應“三網(wǎng)融合”發(fā)展要求的運營服務機制。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)絡提供數(shù)字電視服務和增值電信業(yè)務。在符合國家有關投融資政策的前提下，支持包括國有電信企業(yè)在內(nèi)的國有資本參與數(shù)字電視接入網(wǎng)絡建設和電視接收端數(shù)字化改造。
通知明確提出推廣數(shù)字電視廣播，推進“三網(wǎng)融合”，本文將對三網(wǎng)融合背景下的有線數(shù)字電視技術進行分析和探討：CMTS+CM、EPON+LAN、EPON+EoC、FTTH的組網(wǎng)方案和市場應用典型案例。
1、CMTS+CM
CMTS+CM組網(wǎng)方案在光傳輸部分，下行數(shù)據(jù)信號和CATV的下行信號采用頻分(FDM)方式共纖傳輸，上下行數(shù)據(jù)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)絡改造，可利用原網(wǎng)絡中預留的光纖和無源分配到戶的電纜網(wǎng)絡組成雙向傳輸系統(tǒng)；只需要在前端和用戶端分別加裝CMTS和CM即可實現(xiàn)雙向傳輸。
1.1CMTS+CM優(yōu)點
- 利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡提供雙向通信，適合稀疏模式網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域；
- 大面積覆蓋，低開通率情況下成本較低，前期投入少；
- 技術標準及產(chǎn)品比較成熟。
1.2CMTS+CM缺點
- 需要對HFC光電傳輸鏈路部分進行雙向改造；
- 噪聲匯聚效應影響系統(tǒng)的帶寬和性能，同軸纜及接頭質(zhì)量要求較高，后續(xù)維護工作量較大；
- CMTS下行通道帶寬有限，頭端共享38Mbit/s，可開通用戶數(shù)少；
- 可承載業(yè)務有限，大帶寬業(yè)務無法滿足；
- 后續(xù)系統(tǒng)擴容成本巨大。
2、EPON+LAN
OLT上聯(lián)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)，ONU直接接入或者通過下聯(lián)的交換機接入STB(機頂盒)，提供IPTV/HDTV視頻業(yè)務，具體應用方案如圖2所示EPON+LAN組網(wǎng)方案。
2.1EPON＋LAN優(yōu)點
- 運營商不承擔用戶終端的投入，網(wǎng)絡升級改造方便；
- 網(wǎng)絡接入帶寬：1000M到小區(qū)，1000M/100M到樓道，100M到戶，接入帶寬高；
- 可擴充性好，可以承載全業(yè)務運營；
- 不占用同軸電纜的頻率資源，光傳輸采用EPON技術，傳輸鏈路中實現(xiàn)沒有有源設備；
- 兩張網(wǎng)同時運營，維護方便，單網(wǎng)故障相互不影響；
- 目前的LAN產(chǎn)品異常豐富，價格也非常低；EPON產(chǎn)品支持廠家眾多，相關產(chǎn)品兼容性好，價格也在大幅降低。
2.2EPON＋LAN缺點
- 需重新入戶施工，施工量及施工難度都較大；
- 兩張網(wǎng)絡分開運營，維護人員素質(zhì)要求高。
3、 EPON+EOC
EPON+EOC中的EOC技術主要包括3種：無源EOC、低頻有源EOC、高頻有源EOC。
3.1無源EOC
無源EOC技術將以太數(shù)據(jù)信號IP DATA和有線電視信號TV RF采用頻分復用技術，使這兩個信號在同一根同軸電纜里共纜傳輸，在樓宇內(nèi)利用HFC網(wǎng)絡入戶的同軸電纜將IP DATA和TV RF混合信號直接傳送至客戶端，再在客戶端分離出TV RF射頻信號連接至電視機或DVB機頂盒；分離出IP DATA數(shù)據(jù)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，用戶可以通過雙模機頂盒實現(xiàn)IPTV、VOD等交互電視業(yè)務，同時在機頂盒上另外提供一個以太網(wǎng)RJ45接口外接電腦提供寬帶上網(wǎng)業(yè)務，具體組網(wǎng)方案如圖3所示無源 EOC組網(wǎng)方案。
無源EOC系統(tǒng)技術特點：系統(tǒng)支持每個客戶獨享10Mbit/s的速率；遵循以太網(wǎng)協(xié)議，標準化程度高；客戶端為無源終端，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小了運營維護成本；工程安裝不需重新敷設5類線，有效的解決了樓內(nèi)重新敷設線纜施工困難問題，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技術特點：能夠通過分支分配器，工作頻率在低頻段，網(wǎng)絡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，每個頻道帶寬為50MHz，共有29個頻道；每個頻道最大135Mbit/s的數(shù)據(jù)速率；每個頻道支持一個NC(局端)設備，每NC支持31個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的技術特點：可與現(xiàn)有模擬電視、DVB數(shù)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Master設備可以連接253個用戶；無需敷設新的用戶線纜，數(shù)據(jù)直接在已有同軸電纜上傳送；OFDM調(diào)制，多載波技術保證噪聲環(huán)境下數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸；網(wǎng)絡結構適應性強，適合樹型和星型的同軸電纜分配網(wǎng)；無需新的供電系統(tǒng)，直接獲取饋電供電，并提供“過電”功能，為下聯(lián)設備供電；可結合EPON系統(tǒng)的分步建設，按開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)務通過OLT外接采用合波器設備，把CATV信號和數(shù)據(jù)語音信號合并在一根光纖內(nèi)傳輸，在用戶端的ONU設備分波，通過RF射頻接口把CATV信號傳輸?shù)紺ATV電視機上。
技術特點：OLT外置合波器，采用單纖三波傳輸，1310nm/1490nm傳數(shù)據(jù)信號，1550nm傳CATV視頻信號。
4.2單纖三波傳輸，OLT內(nèi)置合波器
CATV業(yè)務通過OLT內(nèi)置采用合波器設備，把CATV信號和數(shù)據(jù)語音信號合并在一根光纖內(nèi)，通過PON口后在光網(wǎng)絡上傳輸，在用戶端的ONU設備分波，通過RF射頻接口把CATV信號傳輸?shù)紺ATV電視機上。
技術特點：OLT 內(nèi)置合波器，ONU內(nèi)置分波器；單纖三波傳輸，1550nm 傳輸視頻；
4.3雙纖分別傳輸數(shù)據(jù)和CATV信號
CATV業(yè)務通過單獨一路光纖經(jīng)分光器分光后傳輸?shù)絆NU，CATV信號通過ONU內(nèi)置的光電轉換器后，通過RF射頻接口把CATV信號傳輸?shù)紺ATV電視機上。
技術特點：ONU嵌入CATV光電轉換器；采用雙纖分別傳輸數(shù)據(jù)和CATV信號；采用1310/1550nm傳輸CATV信號。
4.4技術對比
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)濟合理的技術解決方案；但隨著市場應用量的增大和光模塊成本的下降，OLT內(nèi)置合波器將是最終的技術解決方案。
5、市場應用案例
5.1淄博廣電雙網(wǎng)改造
淄博雙向有線電視網(wǎng)是將IP網(wǎng)絡與有線電視HFC網(wǎng)絡緊密結合，充分發(fā)揮各自技術特點，在用戶終端融合為一體的雙向全業(yè)務精品網(wǎng)絡服務平臺，機頂盒采用基本交互型，通過與前端平臺的交互，在技術上真正實現(xiàn)了電視、網(wǎng)絡和語音業(yè)務的“三網(wǎng)融合”；網(wǎng)絡針對不同的小區(qū)和用戶情況分別采取EPON+LAN和EPON+EOC的解決方案。
5.2武漢FTTH項目
武漢先后開通了長飛公寓、紫菘小區(qū)、南湖都市桃園、行呤水榭、萬科香港路8號等多個項目，采用FTTH技術方案，為用戶同時提供CATV、數(shù)據(jù)和語音業(yè)務，真正實現(xiàn)了“三網(wǎng)融合”，同時大大節(jié)省了網(wǎng)絡建設投資，為運營商和用戶都帶來了巨大的效益。
6、結束語
EPON和CMTS比較，不但具有很大的技術優(yōu)勢，而且可以在以下方面大大節(jié)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(jié)��；
(5)借助于CWDM實現(xiàn)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(jié)點和前端，就節(jié)省了光纖線路的投資；
(6)若干個上行光發(fā)送機對應于一個上行光接收機，又節(jié)省了上行光接收機的投資；
(7)交互式數(shù)據(jù)業(yè)務不經(jīng)過Cable Modem系統(tǒng)，提高了數(shù)據(jù)業(yè)務和運行效率，又節(jié)省了數(shù)據(jù)設備的投資。
總之，從三網(wǎng)融合背景下的有線數(shù)字電視技術發(fā)展看： EPON+EOC/LAN方案具有靈活、方便、經(jīng)濟等特點，是HFC網(wǎng)絡雙向化改造的目前首選組網(wǎng)方案。FTTH方案真正實現(xiàn)了三網(wǎng)融合，節(jié)省了網(wǎng)絡建設透支，對于新建住宅小區(qū)或者商業(yè)區(qū)是最佳的方案選擇。
《衛(wèi)星與網(wǎng)絡》雜志
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