有线电视网络技术新发展

 
　　提要：文章对近来中国有线电视网络技术的进展进行了介绍和分析，主要包括网络现状、技术体制、干线网、接入网、ip骨干网、综合网管以及影响有线电视网络发展的一些新技术。

　　要害词：有线电视网络　技术体制　IP骨干网　新技术

　　全球网络经济在近几年得到飞速发展，例如1999年统计，美国全年生产总值8万亿美元，其中网络经济约6000亿美元，占有一定比重。虽然经过了2000年“网络泡沫”的打击，大批的dot com公司倒闭，但这并不表明网络经济的完结或衰退，因为dot com公司在网络经济中的贡献还不到10％，这意味着网络经济的主体还是传统企业在支撑。传统企业由于自身发展的需要，将治理和经营模式纷纷转移到网络上，这本身不会由于“网络泡沫”的存在而受到消弱，恰恰相反，还会得到进一步提高，这对于网络经济中的网络技术会提出更高的要求。　　正是由于这样一种背景，中国有线电视网络这些年无论是数量还是质量上都进一步发展，有线电视网络技术从1999年以来在干线网体制、接入方式、网络治理系统以及相关技术的融合都有长足进步。

　　本文将在网络现状、主要网络技术与体制、IP骨干网络、接入网、网络治理以及影响有线电视网的新技术的几个方面进行论述。有关网络的建设现状和技术体制，更具体的资料可以参阅马明先生的《中国有线广播电视网的今天和明天》（《广播电视信息》，2000年第十期）。

　　1　网络现状

1.1　有线电视网络发展历史

　　中国有线电视用户的数目在二十世纪的90年代中后期得到迅速发展，每年基本上增加1千万户，全国几乎三分之一的电视机都已经联入有线电视网。

　　人们相互间共享信息，通常有电视、计算机和电话等几种主要方式，因此与网络相联，很自然就会首先利用这些工具。在中国、美国和印度三个国家中电视机、计算机、电话和有线电视入户率比较可以看出，美国的这四种工具的入户率最高，这是与它的经济发展分不开的；另外一方面，三个国家的电视入户率是四种工具中最高的，说明电视是人们用于获取信息的最主要手段；在中国和印度这样典型的发展中国家，有线电视入户率已经高于电话的入户率，表明有线电视在发展中国家具有强大全命力。

　　以这些数据的产生不是空穴来风，例如在中国有线电视的发展是有其内在规律和动力的，归结起来有以下几条。

　　（1）政策的推动

　　1983年国务院27号文件（四级办广播电视）的颁布，大大推动了全国各级政府和大型企业经办广播电视的积极性。

　　（2）技术的推动

　　大容量光纤技术的采用、HFC作为信息高速公路最后一公里的有效接入模式，使得广播模式、高速宽带网络天然地选择了有线电视网。

　　（3）市场的推动

　　统计表明，百姓获取的信息有70％来自于广播电视，这样大的比例表明广电网有巨大的市场。

　　（4）公益性、社会化

　　中国特色的广播电视网长期坚持公益性和社会化方针，为老百姓服务，这是中国形成了世界第一大有线广播电视网的又一个重要原因。

　　经过近二十年的发展，有线电视网络经历共同天线系统（20世纪80年代初，企业内部）、闭路电视系统（20世纪80年代末期，家居小区）、局部联网（20世纪90年代初，市区）、区域联风我（20世纪90年代中期，省市内部）、整体联网（20世纪90年代末期，全国各省市）五个发展阶段，中国的网络已经进入到互联互通、全程全网的发展时期。

　　1.2有线电视网络全国联网现状

　　目前国家光缆干线网3.2万多公里，省级光缆干线网7万余公里，全国总计有线电视光缆网40多万公里，已有29个省市（区）联网。全国联网工程从1999年开始，1999年9月28日京津冀鲁豫联网成功，2000年底24省（市/区）联网，2001年7月份29个省（市/区）联网，全国有20多个省级光缆干线网开通业务。

　　目前主要业务有中心电视台新闻回传、中心1套节目传送、地方省市台之间节目交换、大型事件实况转播（如1999年国庆期间高清楚度电视节目试播、DAB试播，每年春天中心两会节目、钱塘江大潮、太湖收音机特技表演、远程医疗、电视会议、云南抚仙湖水底探秘等）、数据广播、因特网业务、VPN带宽出租等，从传统的单一业务模式发展到交互式多媒体综合业务网。

　　网络拓扑主要采用环型方式，局部有链形结构，如华北五省环、北环、南环、西环、西南环、收集北环、收集南环以及北京线、东北线、浙赣湘线、粤桂线、石太线等链形。

　　2　网络主要技术体制

　　在干线网采用光纤技术，遵循国际电联G.652标准；物理层采用SDH/DWDM技术构筑传送网；数据链路层答应使用ATM交换，但是在国家干线网并未采用；在网络层使用IP技术，例如构筑目前全国规模最大的宽带IP骨干网，完成数据业务的交换；同时在业务上重点支撑数据广播和音视频业务传送，技术有QPSK/QAM、DVB-C、MPEG-2、DOCSIS1.X；用户接入网以HFC为主，进行双向改造和数字化应用，部分市网采用五类线以太网入户完成数据业务接入。

　　2.1干线网技术体制、

　　采用基于SDH（2.5G/10G）和DWDM加IP或ATM的传输体制。

　　广电总局采用设计容量可达160波，容量可达1600G系统。由于一根光纤理论带宽25THz，现在10T容量的DWDM设备也已经在国际上的实验室成功推出，这表明广电采用高容量波分系统是符合技术发展和市场需要的。　　根据广电业务，可分为A/B两个传输平台，因此两个平台有不同的传输技术体制。

　　其中A平台，传输广播电视基本业务，采用DVB over SDH技术，包括：

　　（1）可重复编辑的信号MPEG-2 4:2:2　p＠ML；


　　（2）用于播出的信号MPEG-2 4:2:2 MP@ML可加入SI和CA信息流。

　　（3）干线网上的接口标准符合ITU-T G.703/G.704标准的DS3(45Mbps)接口。

　　B平台用于数据服务，可以使用ATM和IP两种方式。当使用ATM方式时，包括：

　　（1）干线传输：ATM over SDH 或DWDM；

　　（2）干线网上的接口标准（ATM over SDH）符合G.703标准的DS3、STM-1、STM-4、接口；

　　（3）干线网上的接口标准（ATM over SDH）155Mbps、622Mbps、2.5Gbps ATM接口。

　　当使用IP方式时，包括：

　　（1）干线传输IP over SDH 或DWDM；

　　（2）干线网上的接口标准（IP over SDH）符合G.703标准的DS3、STM-1、STM-16接口；

　　（3）干线网上接口标准（IP over DWDM）POS或GE接口。

　　除了进行A/B平台业务的传输，有线电视网还可以进行透明通道传输服务，此时：

　　（1）码流：符合ITU-T　G.702标准的E1、DS3或STM-1接口。

　　（2）电接口：符合ITU-T G.703标准的E1、DS3或STM-1接口。

　　2.2接入网技术体制

　　其中光传输线路有环型和星型两种连接方式，如：

　　（1）环型：1550nm加光放；

　　（2）星型：1310nm或1550nm；

　　在使用电缆构筑传输线路时，要满足：

　　（1）模拟广播电视信号传输，符合国家有关标准；

　　（2）数字电视信号：QAM调制，占用8MHZ带宽；

　　（3）高速数据广播：QAM或APSK调制

　　（4）双向数据通信（CABLE MODEM）：符合J.112标准；

　　（5）双向数据通信（HDT）遵循V5协议，提供n×DS0信道，调制方式可选择的有：BPSK、QPSK、OFDM、CDMA。

　　其它传输介质如单模或多模光纤、绞合线，遵循ATM或以太网接口协议。

　　3 IP骨干网

　　该项目分为三期，目前正在进行一期建设。

　　（1）一期：北京、天津、济南、合肥、南京、杭州、上海、福州、广州、长沙、武汉、石家庄、南昌等14个城市；

　　（2）二期：郑州、西安、成都、重庆、昆明、贵阳、南宁、武汉、广州以及北京、沈阳、长春、哈尔滨等13个城市；

　　（3）三期：北京、石家庄、郑州、太原、西安、呼和浩特、兰州、银川、西宁、乌鲁木齐等10个城市。

　　3.1一期工程接口技术

　　一期工程包括一环七线。

　　环线有北京－天津－济南－合肥－南京－上海－杭州－福州－广州－长沙－武汉－郑州－石家庄－北京（采用2.5G可扩充到10G的POS端口，以下类似）。

　　七线包括：京沪线：北京－上海（2.5G、10G POS端口）、京汉线：北京－武汉（2.5G、10G POS端口）、沪穗线：上海－广州（2.5G、10G POS端口）、沪汉线：上海－武汉（2.5G、10G POS端口）、长南杭线（IP over SDH）：长沙－南昌－杭州（155M　POS端口）。

　　3.2一期工程网络结构

　　核心节点有四个：北京、上海、武汉和广州，全部采用2.5G　POS口全网状连接。

　　一期14个省会城市中除了核心节点外的其余节点称为骨干节点。每个骨干节点与两个相邻的核心节点相联，同时与相邻的其它骨干节点连接。

　　4　接入网技术

　　近年来，接入网技术得到迅速发展，尤其是无线的接入技术对有线接入方式产生较大冲击，因此有线电视部门应该充分加以研究，在HFC的基础上利用有线、无线接入的多种优势，完善现有网络，加快业务开展。　　常见的接入方法有无线接入，包括：移动、固定和卫星等。

　　有线接入包括：

　　（1）传统：采用调制解调器，用电话线作为传输线路，使用V.90等标准，速度可以达到56kbps。

　　（2）现代：采用电缆和光纤。

　　ISDN：窄带传输，128/144kbps速率，更高速发展空间已经很小。

　　XDSL：

　　----HDSL（高速率数字用户环路）：2-3对/1对双绞线，双向对称1.5-2Mbps，传输距离3-5km。

　　----ADSL（非对称数字用户线路）：9-10Mbps下行，数百Kbps上行，传输距离3-5km，对普通双绞线改变小，易于升级，目前在发达国家开展迅速，我国电信部门也正在推广。

　　----标准：G.Lite等。

　　电力线：传输速率10Mbps，目前在一些国家开展试验。

　　另外一种看好的技术是广电部门使用的光纤/同轴电缆混合网HFC。

　　----带宽：1000MHz。

　　----数据传输带宽：数十MHz

　　----用户数：500万，200路MPEG-2节目。

　　----双向改造：回传信道干扰问题可以采用S-CDMA（同步码分多址）部分解决，也可以减少光节点用户，或者进行到底的线路改造（独立光纤传双向）。目前中国15％的用户为双向，美国达到70%（达5000万户，1999年统计）用户为双向。采用以太网技术是另一种有很大发展空间的新应用，虽然是比较老的技术，但是改造后的新设备可以广泛用于小区接入网甚至城域网，这种市场驱动会使得以太网未来几年迅速发展。


　　如光缆到楼头、以太网接入，新型小区，新型有线电视网的建设，中国网通CNC收购杭州有线网等采用五类线入户，以及美国Extreme等公司的成功经验都表明该技术具有迅速发展的潜能。

　　5 网络趋势

　　5.1网络业务数据化

　　----6-12个月数据业务翻一番；

　　----2001年美国数据业务超过电话业务；

　　----2010年全世界数据业务超过电话业务；

　　----2006年广播电视网数据业务超过广告业务，但是目前中国广电系统广告业务＋基本节目为300亿/年，数据业务几乎为零。

　　5.2网络技术宽带化

　　“零成本带宽”的出现，使得带宽变得越来越廉价，因此网络建设者在构筑新一代网络时要充分考虑网络带宽的可扩展性。

　　5.3网络设施光纤化

　　非零色散光纤，光纤芯数增加、10Gbps速率的DWDM(10T传输容量)等充分利用光纤技术，可能会朝着IP中心的融合发展。

　　5.4网络接入无线化

　　移动通信全球2000年有4亿用户（中国1500万户），2006年预计13亿，与有线接入持平，中国滞后国际形势6-8年，但是发展还是非常迅速。蓝牙，WAP等短距离无线接入发展快，是能够与有线电视网在家庭、办公场所充分结合的一类新技术。

　　5.5三网融合不是“三网合一”

　　经过3年的争论，有关部门已经基本达成共识，亦即电信网、有线电视网、计算机网在技术上融合，业务向对方渗透，但有可能都基于IP为中心。

　　6 网络治理

　　6.1基本情况

　　（1）建立网管中心

　　中国有线电视网络部门在北京、武汉等地正在筹建全国网管中心。

　　（2）以专业网管为基础

　　包括传输、音视频编解码、IP、数据广播、应用系统、HFC的治理。

　　（3）采用标准化为依据

　　ITU-T Q3/CMIP（公共治理信息协议）、SNMP（简单网络治理协议）、OMG CORBA（公共对象请求代理体系结构），TINA（电信信息网络体系结构）等。

　　（4）解决互通性问题

　　网管信息互通（SDH ECC）、协议互通（TCP/IP）、操作互通（GUI）。、

　　6.2网络的综合治理

　　（1）难度

　　----治理协议互不兼容；

　　----治理信息不能互通；

　　----治理信息传输通道不能共享；

　　----治理内容庞杂、操作界面多样。

　　（2）综合治理目的

　　----实现资源共享；

　　----实现信息互换；

　　----简化治理操作；

　　----减少网管成本；

　　----改进服务质量。

　　（3）综合治理的深度

　　第一级（最低）场地级的综合：

　　----如国家广电光缆干线网运行维护中心统一治理场所，包括SDH、音视频编解码系统、电视会议控制系统、门禁控制系统、DWDM、宽带IP网管系统。

　　第二级平台级的综合：

　　----多种系统操作界面都能运行在同一台物理机器上；

　　第三级操作界面级的综合

　　----各种功能网络治理系统的操作界面都采用统一的界面风络、采用一致的名词术语；

　　第四级（最高）治理应用程序级的综合。

　　（4）综合治理的主要内容

　　----协议综合；

　　----操作的综合；

　　----专业网管的综合；

　　----资料数据综合；

　　----治理功能的综合；

　　----新的系统。

　　网络的动态规划、网络运行历史记录的知识挖掘、网络的决策支持等。

　　（5）结构示意

　　当采用CORBA技术作为综合治理设计依据时，通常要考虑与TMN体系下CMISE/CMIP或SNMP的互通与转换。

　　（6）综合网管系统的发展

　　1）治理流程规范化

　　----加强对使用人员治理，真正向治理要效益；

　　2）以客户为中心

　　3）标准化

　　----国家行业标准：网络模型、接口；

　　----协议、计费等应用系统；

　　----国际ITU-T等；

　　4）集中化

　　----专业网管、环境监测源规划等；

　　5）智能实用化

　　----易于操作，减少对人员的层次要求；

　　6）易于扩展

　　----发展需要。

　　7　影响有线电视网络发展的新技术

　　7.1　数字电视


　　系统已试播，但是推广尚待时日。

　　7.2　10G以太网

　　LAQN-MAN-WAN，与1000M以太网之间的技术差距已经很小，兼容SDH/SONET的OC-192速率，兼容电信网的需要，例如美国的Juniper、Extreme、RiverSton、Cisco等公司正在提供有关系统。

　　7.3 IPv6

　　一些供给商已公布了对IPv6的支持，基于有线网的IP网络兼容扩展问题需要加以考虑。

　　7.4 3G、wap和最后一公里接入

　　第三代移动通信即个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点，与任何人，用任何方式，高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。如何将移动与有线结合是一个新课题。

　　7.5多层交换与骨干路由器

　　----需要进一步提高QOS与传输速率、包转发率等，促进对广播电视视频业务的推广。

　　----需要考虑骨干与边缘，多厂商互联的问题。

　　7.6大容量光纤技术

　　----传统有线电视骨干网光纤的敷设质量需要进一步提高，是否在合适的时候敷设新的高标准质量光纤需要认真研究。

　　7.7VoIP

　　----进行有线电视业务的扩展与网络技术的改造，以满足这种非常有诱惑力的新业务的开展。

　　7.8新一代网管技术

　　----进一步加强网络维护、治理，加强网络的可靠性和生命周期，是在建设过程中考虑，还是等待运营中去逐步提高，是广电部门需要仔细研究并拿出对策的。