毕业设计（论文）-有线电视现状及双向网改造探讨.doc

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31数字电视技术所带来的机遇32双向互动电视（vod）所带来的机遇33有线宽带所带来的机遇4（二） 有线电视面临的挑战41来自行业内部的挑战42来自电信网络方面的挑战53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61双向改造主流方案的分析62双向改造方案应用的建议8四、结束语10参考文献11i辽宁大学成人教育毕业论文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。1、 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（19751985年）大型共用天线系统（19851995年）有线电视系统（1996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。2、 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挑战。（1） 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。 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。（2） 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。 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。3、 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)、eponlan、eponeoc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eponlan(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。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1025mhz带宽内直接传送以太网信号，50860mhz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ep