数字电视双向网络（精选12篇）
数字电视双向网络 篇1
摘要：随着新一代广播电视网(以下简称NGB)的快速发展,数字电视用户端的视频体验也随之不断提升,从标清到高清,从2Mb/s到12Mb/s,IP流量增长迅猛,带宽竞争如火如荼,传统的有线电视HFC的双向网络已满足不了用户对带宽的要求,因此,需要采用新的合理的接入方式以提高用户的使用体验。本文分析了FTTC(光纤到小区)、FTTB(光纤到楼)以及FTTH(光纤到户)三种双向网络改造模式,得出FTTH是最适宜当前网络发展的组网方式。
关键词：NGB,接入网,FTTH(光纤到户)
NGB是以有线电视网数字化整体转换和CMMB (移动多媒体广播电视)的成果为基础,以自主创新的“高性能宽带信息网”核心技术为支撑构建的、适合我国国情的、“三网融合”的、有线无线相结合的、全程全网的新一代广播电视网络[1]。从NGB的定义可以看出,新一代广播电视网是跨领域的、互联互通的,以及开放共享的,要实现这一点就必须在旧有HFC网络的基础上充分融合互联网的技术优势,即所谓的“光进铜退”。在此背景下,数字电视双向网改造技术发展快速,主要有光纤到小区,光纤到楼,光纤到户三大类,数字电视接入网作为整个有线电视网络的重要枢纽,连接着干线传输系统与用户端设备,是有线电视故障的多发段,关系着用户的使用体验,选用一种高效合理低故障率的接入方式显得尤为重要。
1 FTTC方案
传统的HFC网络是采用同轴电缆入户,一般所采用的技术方案是CMTS+Cable Moderm,在带宽竞争的压力下,某些地区为了保护已有投资,提高带宽,充分挖掘现有的网络潜力,发展出了大C、小C、EOC下移等技术。这里主要分析的是EPON+EOC,即光纤到小区,同轴电缆入户。OLT部署在前端机房,小区光节点布放ONU以及EOC头端,后期网络扩容可将EOC下移到楼内。方案如图1所示。
这种网络改造方案充分利用了现有的HFC电缆资源,改造的工程量小,成本低,适合用户端接入网改造难度大,网络状况良好的小区。但是,EOC时延高、QOS无法保证,而且产品类型较多,很多都不兼容,后期升级扩容较困难,不利于长远发展,不是最佳方式。
2 FTTB方案
这种入户方式一般所采用的技术方案为EPON+LAN,即光纤到楼、五类线入户。这种方式下,在用户端接入网,同轴电缆传输电视信号,数据视频信号则由五类线传输。OLT上联接入数据网,ONU直接接入或者通过下联的交换机接入STB,提供视频业务,具体方案图如图2所示。
该方案优点是网络接入带宽高,进小区可达1000兆,到楼道可达100兆,后期可扩充性好,可以承载全业务运营;数据信号不占用同轴电缆的频率资源,光传输采用EPON技术,传输链路中采用ODN;两张网同时运营,维护方便,单网故障相互不影响;价格也非常低;EPON产品兼容性也较好。但由于是双线入户,适合新建小区,在网络改造时难度较大,不是最合理的方案。
3 FTTH方案
FTTH即光纤到户,主要分为单纤三波。双纤三波等,这里以双纤三波为例重点进行分析。双纤三波结构图如图3所示。
光纤入户采用1550nm光发系统,
OLT局端放置于机房,输出配EDFA光放大器,中间以ODN相连,ONT到户。
3.1 OLTPON口计算方法
3.1.1 带宽计算方法
分光比按1:64来计算,实装按50%,并发按20%,以1Gbs/s带宽来计算,用户最大带宽为N×64×50%×30%≤1000,N=104M。
3.1.2 PON计算方法(1000用户计算)
按覆盖用户数来计算,100%实装,例如:1 000用户分光器采用1:64分光,则:1000/64=15.63,PON数为16个,按覆盖用户数来计算,50%实装,1000/64×50%=7.81,PON数为8个。
3.1.3 铒镱部署
一般FTTH都是采用铒镱共掺光纤放大器。
3.2 光功率规划
3.2.1 数据
采用1:2和1:32二级分光。一级分光放在乡缜机房,二级分光放在农网村中心电线杆上。一级分光放大乡镇机房,后续带宽升级只需在机房跳线即可,有效减少户外设施,节约成本。
3.2.2 电视
CATV采用1:4和1:32二级分光。一级分光放在光纤交接箱上,二级分光放在农网村中心电线杆上。村电线杆上安装64芯的分路箱,EDFA采用22dB发送,15dB接收设计。
3.3 覆盖范围
以10km标准设计,但以上设计预留很多空间,主要考虑覆盖半经超过10km以上情况。4结语
国家大力推进三网融合,在2010年工信部联合7部委下发《关于推进光纤宽带网络建设的意见》。国内规模较大的网络运营商都在大力推进光纤到户,随着网络发展,相关配套设备成本大幅度降低。综上所述,光纤到户是最适合目前网络发展状况的网络改造方式,同时也是未来网络发展的趋势。推进光纤到户符合当前的发展需要,也关系到数字电视未来的长远利益。
参考文献
[1]何光威.有线数字电视网络[M].北京:人民邮电出版社,2014.
数字电视双向网络 篇2
在对小区进行改造或建设新小区的过程中，同轴电缆入户方式的性价比比较高，这种技术可以分为低频有源数据、高频有源数据以及无源数据传输技术等，其中，无源数据传输方式的工程成本最少，重新铺设线缆的难度也比较小，宽带速率有保证，整个过程的运营成本大大降低。而低频有源数据和高频有源数据传输方式都存在一定的问题，相较之下无源数据传输具有较好的适用性，因而在有线电视双向网络改造的过程中可以选择这种数据传输技术进行数据传输。
5.2采用光纤同轴电缆混合网
采用这种方式具有很大的优势，一般情况下，HFC由三个部分构成，即用户的配线网络、光纤干线以及同轴电缆支线等。首先由光线通过干线对光信号进行传输，然后进行电光转换，再由前端到用户，接着进行光电之间的转换。而在以前的同轴电缆网络中，光信号是在信号进入用户区之后才进行电光转换和光电转换，然后进行光信号传输，由分配器将信号传递给用户。这种方式相比较光纤同轴电缆大大降低了信号的传输速率，不利于实时传输。
5.3光纤入户技术
光纤传输的速率高，相比较传统的数据线传输距离较远，而且不受电磁干扰，具有体积小、质量轻、使用安全损耗小、抗腐蚀使用时间长等优点。光纤到户有两种传播方式，包括双纤传输和单纤传输，双纤传输通过两条双纤将数据和CATV信号进行分别传输，然后分光器将CATV进行分光后向ONU进行传输，通过光电转换和电视机进行连接;单纤传输通过一根光纤进行数据传输，它将语音信号和CATV信号进行合并之后，在网络中通过PON接口来进行数据传输，目前，光纤入户技术已经获得了普遍认可。
5.4加大资金投入
对于有线电视的双向网络改造，国家要制定相关的政策以及必要的规章制度，并且加大三网融合的建设力度，在一定程度上增加财政投入来支持有线电视的改造和发展;同时，运营商要针对改造过程中出现的问题进行及时分析处理，提高改造的技术水平，选择有效的改进方案进而推动双向网络的发展。
6结语
随着人们对数据高速传输和高清电视信号需求的增加，传统的有线电视网络已经难以满足用户的需求，因此对有线电视进行双向网络改造，充分利用各种有效的改造技术来实现数据传输的高效性和可靠性是必然要求。但改造过程中难免会受到环境、技术以及用户等方面因素的影响。因此，为了促进有线电视的双向网络改造与发展，必须要合理选用改造技术，实现广电技术和宽带网络技术有效结合，对广大用户进行积极宣传，让用户积极配合改造工作的进行，从而加快改造速度，推动有线电视网络与三网融合的发展。
参考文献：
[1]肖辉.有线电视双向网络的改造技术及发展[J].科技传播,(7):105-106.
[2]李智华.有线广播电视双向网络发展问题及其策略[J].西部广播电视,(1):245-247.
有线电视网络的双向化改造 篇3
【关键词】 有线电视;双向化改造;机遇;发展
目前我国的有线电视网大部分是单向网,随着技术的日益完善和人们需求的不断发展,单向有线电视网将会逐渐向双向网络过渡。
一、双向接入网改造原则
现阶段有线电视数字化的目的是要依靠科技创新充分发挥有线电视的网络优势、用户优势和内容优势,不断提供新业务、新服务,不断满足用户的新需求、新要求,要求加快网络改造步伐,推动有线电视网向双向、交互、多功能方向发展。有线电视网具有宽带优势,但多是单向广播方式的网络,难以开展交互业务。总局将在调研的基础上,制定《有线电视网双向化改造指导意见》,指导规范全国有线电视网络的双向改造工作;《有线电视网双向化改造指导意见》的实施原则是:有线电视网双向化改造必须合理利用现有HFC 的网络资源,充分发挥电视终端用户接入电缆的宽带优势,充分发挥有线电视网络音视频业务的优势,选择适合各地网络状况和技术特点的改造方法,以多功能业务发展推动双向网改造,奠定开展广电双向业务的网络基础,使得有线电视基础网络具有宽带、双向、多功能的承载能力。
二、有线电视业务对网络的需求
有线电视系统是由一套封闭的传输通道组成的设施,并有信号的发生、接收和控制设备以便为众多订户提供有线电视服务的系统组成。单向有线电视系统具备点对面广播服务的能力,能够提供标模拟电视广播、数字电视广播等多种广播式业务,不同的业务对传输带宽有不同的要求。利用MPEG-2编码技术,标准清晰度电视所需要的传输码率为3Mbit/s～6Mbit/s,高清晰度电视的传输码率为15Mbit/s～20Mbit/s。利用先进的视频编码技术,传输码率能够降低50%左右,标准清晰度电视的传输码率可降至1.5Mbit/s,高清晰度电视的传输码率降至6 Mbit/s。视频点播所需要的点播请求信息所需要的上行传输带宽不大于50kbit/s。时移电视从技术上讲,是视频点播的一个特例,对网络的要求与视频点播完全相同。视频通讯和语音业务是典型的对称业务,所需要的上下行传输带宽分别为512kbit/s 和64kbit/s。对于宽带上网业务,目前大多数运营商提供512kbit/s至1Mbit/s 的传输带宽,在一定的时期内1Mbit/s-2Mbit/s 的下行带宽能够满足绝大部分用户的需求,上行带宽通常不会超过512kbit/s。
三、双向接入网技术方案
有线电视网络的一个发展方向是光进铜退,光进是指光传输越来越靠近用户,从光纤到路边(FTTC),到光纤到楼(FTTP)<3>,最终会发展到光纤到户(FTTH)。比较成熟的有线电视接入网双向改造技术方案有HFC+CMTS+CM 和FTTB+LAN。HFC+CMTS+CM 方案的优势在于:一是DOCSIS 1.1 和DOCSIS 2.0 技术标准和产品成熟,可支持多种业务;二是DOCSIS 标准不断升级,以适应新业务的发展需求,DOCSIS3.0 标准刚刚发布;三是利用现有网络既可开展双向业务,但需要一定的网络改造;四是前期投入少,开展业务的资金门槛比较低,适应我国大多数有线电视网络公司的经济条件;五是适用于有限带宽业务/有限入户率的应用情况;六是利用原有的同轴电缆,入户容易,用户电缆改造工程量小。
目前,EPON(GEPON)技术和产品均已走向成熟,进入规模应用阶段,EPON+LAN 成为FTTB+LAN 的主要方式。LAN的优势:一是LAN的网络接入带宽宽,可承载多种业务,易于提高接入带宽;二是LAN的产品成熟、价格低,生产厂商多;FTTB+LAN的优势是户均建设成本低,可以与HFC 网络独立运营。但FTTB+LAN 的前期投入大,开通全网业务的资金门槛高;LAN 的网线需重新入户施工,施工量及施工难度都较大;二张网络分开运营(通常称为A平台和B平台),维护人员素质要求高;LAN设备大多数是有源设备,为通常的室内使用而设计,在不理想的工作环境中,其维护费用相对高一些。FTTP+LAN 最大的劣势是LAN 的网线需重新入户施工,施工量比较大,用户接受程度低,施工难度难以估计。许多公司提出了若干种新的接入技术方案,这些技术基本分为两类,一类是基带传输(Ethernet OverCable),另一类是调制传输。在选择有线电视双向接入网改造技术方案时要考虑以下几个因素:(1)业务的带宽需求;(2)现有HFC 的质量;(3)施工工艺质量的保证;(4)资金情况;(5)户均成本与接入率/穿过率(覆盖率)。在有线电视接入网双向改造方案设计中,在计算总的接入带宽时,除了户均接入带宽外,还要考虑穿过率和接入率。有线电视广播网络穿过率相当于地面无线电视广播的覆盖率,指有线电视网络可到达的用户数量与一个地区内所有用户数量的比。接入率是指有线电视网络的实际服务用户与有线电视网络可到达用户的比。
参考文献
[1]《有线电视网双向化改造指导意见》.2007(3)
论数字电视双向网络的安全 篇4
关键词：数字电视,双向网络,条件接收系统
1 引言
双向网改造是2009年数字电视领域最为热门的话题。双向网不仅在提供人性化服务和开展增值业务方面具有优势, 更承载了运营商巨大的期望。但作为一种新兴的电视广播形式, 双向网络的光环背后还有诸如安全、运营经验欠缺、改造投入大、新的增值业务接入困难等方面的问题亟待解决。而其中的安全问题又是整个双向网络改造的关键所在, 这个问题解决的好坏将直接关系到双向网络改造的成败。
2 双向网络安全与单向网络安全的不同
从广播电视诞生以来就一直在谈安全, 模拟时代谈论的是节目播出的安全, 不要出现信号的中断、非法信号的接入;单向数字时代谈论的是授权的安全, 不要出现盗版, 不要出现黑户;到了双向网络时代, 需要的不仅仅是安全的简单升级, 而需要重新思考, 从理念上对安全的理解进行彻底的改变。
首先, 从最原始的概念上讲, 没有绝对的安全, 只有相对的安全。在单向网络下, 运营商除了基本的包月节目, 很少再开展其他的盈利业务, 而1个月的收视费也才十几元, 同时目前国内运营商层层分级, 各自管理各自的用户, 用户群分散, 这都使得破解的利润大大降低, 所以到目前为止, 单向网络并没有遇到大规模的破解, 但这并不能说明现在采用的技术就是绝对安全的, 而只能说在单向网络业务少、收费低、用户群管理分散导致的破解利润很低的情况下, 单向网络达到了一个相对的安全。在双向网络里, 多种增值业务可能涉及大量资金流, 而且还强调整合和跨省业务的对接, 这都使得破解后的利润大幅提升, 这样不仅会吸引众多不法分子和黑客, 同时也让破解时采用昂贵、先进的技术和设备成为可能。因此, 双向网络的安全问题与单向相比, 并不是简单的升级, 而变得十分复杂。
其次, 单向网络本身是保守的、相对安全的, 安全隐患出现在终端, 不会对前端系统产生影响, 而且单向网络里开展的业务很少, 所以只需要关注终端, 保证终端授权的安全即可。而在双向网络里, 不仅要考虑终端的安全, 还要考虑终端对前端的恶意攻击, 保证前端的安全, 考虑各种增值业务的安全, 同时为了一些金融级业务的顺利开展, 还要保证双向安全的标准性、开放性, 以便获得第三方的认证。
最后, 单向网络里的安全主要解决的是广电私密数据———授权的安全, 目前国内外主流的条件接收系统 (CAS) 都是通过加强自己算法、密钥体系的私密性、不公开性来确保授权的安全, 而在这样的理念下构建的单向CAS, 仅仅通过模块的增加升级为双向CAS, 是无法满足强调开放、标准并且更多是面对第三方业务而不是私密授权信息的双向网络安全要求的。
正是双向网络安全与单向的巨大、本质上的差别, 使得必须要改变在单向广播机制下形成的安全惯性思维, 采用全新的理念和结构来保证双向网络的安全, 这也同时说明, 在原有单向CAS的结构上, 通过简单升级为双向CAS来保证双向网络安全的方式是行不通的。
3 如何保证双向网络的安全
既然传统单向CAS升级的方式行不通, 那就需要1个全新的、真正符合广电理念和实际需要的系统, 来保证双向网络的安全。这套系统必须具备以下5点特征, 其中前2点是关于双向网络安全系统的整体结构的, 而后3点则涉及具体的技术细节。
1) 开放性、标准性, 可以获得权威的第三方认证。
在这里推荐2种技术, 即公钥基础设施 (Public Key Infrastructure, PKI) 技术和安全套接层 (Secure Socket Layer, SSL) 技术。这两种技术是目前互联网网上银行核心的安全技术, 其安全性已随着网上银行的大规模成功应用得到验证。
简单来说, PKI就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施, 其基础技术包括加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封、双重数字签名等。完整的PKI系统必须具有权威认证中心 (CA) 、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用接口 (API) 等基本构成部分。
SSL协议则位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间, 为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为2层:SSL记录协议, 建立在可靠的传输协议 (如TCP) 之上, 为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能支持;SSL握手协议, 建立在SSL记录协议之上, 用于在实际的数据传输开始前, 通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。
以这2种技术体系为基础的安全系统, 尤其是PKI体系中的CA中心, 通过了权威第三方认证, 很容易获得银行等金融机构的认可, 便于相关增值业务的开展。
2) 平台化的思想, 保证全业务的安全。
这里也推荐1种技术, 即安全策略协商技术, 就是由安全系统根据业务系统和终端高层次安全需求, 从保障信息安全的各个方面出发, 事先制定好各种具体安全条款的集合。这些条款可以适用于各种不同的业务系统和终端。业务系统和终端根据自身的需要选择 (或由运营商指定) 其中的一部分或者全部来保证安全。同时还要制定严格的安全策略执行检测机制, 一旦发现与既定的安全策略不符的操作和调用行为, 要立即拒绝操作, 并进行相关的报警。
3) 保证信息的安全性。
双向网络里信息的安全性包括信息的私密性、完整性和不可否认性。
数据的私密性主要是防止非发送者非接收者的第三方获取私密数据, 包括攻击者积极主动的窃取, 或者非相关人员被动的无意获取。数据的私密性一般通过对数据进行加密来实现。目前一般认为对称密钥至少为80 bit的密钥强度是安全的, 而非对称算法的密钥则至少要1 024 bit才认为是比较安全的。
数据的完整性则是指数据接收者可以验证收到的数据在传输过程中没有被篡改, 同时攻击者不能伪造数据。数据的完整性一般通过对数据做消息鉴别码 (Message Authentication Code, MAC) 并附在数据之后来实现。带有私密密钥的MAC除了保证数据完整性之外, 同时也可用来鉴别数据来源的合法性 (确认消息是否来自指定发送者, 且确认该消息是否为攻击者伪造的) 。
数据的不可否认性是指消息的发送者, 事后不可能虚假地否认他发送的消息。数据不可否认功能通常使用数字签名算法来实现。一般签名时, 还要有时间标签以及其他一些处理。
4) 保证终端用户信息输入的安全。
在开展在线支付等金融业务的时候, 终端自然会涉及到用户私密信息比如密码的输入, 如何保证终端输入的安全也是安全系统需要考虑的问题。这里推荐1种在互联网上已经普遍使用的虚拟键盘技术, 即通过机顶盒在电视上显示一个虚拟的数字键盘, 每次键盘上出现的数字顺序都是随机的, 用户通过方向键来选择数字输入密码, 这样即使不法分子窃取到遥控器红外数据, 得到的也只是方向信息, 而不是用户密码, 从而保证了终端信息输入的安全。
5) 保证业务接入的灵活性。
既然安全系统是一个面向全业务、平台化的产品, 那它在保证业务安全的同时, 也必须兼顾到业务接入时的灵活性, 即安全系统需要对业务提供标准、开放的接口, 各个业务提供商只要是根据标准接口协议开发的业务, 就能非常方便地接入到安全系统中来。
4 小结
数字电视双向网络 篇5
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
I 辽宁大学毕业设计（论文）
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............................................................................................3 1数字电视技术所带来的机遇...........................................................................................3 2双向互动电视（VOD）所带来的机遇...........................................................................3 3有线宽带所带来的机遇...................................................................................................4
（二）有线电视面临的挑战....................................................................................................4 1来自行业内部的挑战.......................................................................................................4 2来自电信网络方面的挑战...............................................................................................5 3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......................................................................................6 1双向改造主流方案的分析...............................................................................................6 2双向改造方案应用的建议...............................................................................................8
四、结束语........................................................................................................................................10 参考文献............................................................................................................................................11
II
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。
一、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（1975—1985年）大型共用天线系统（1985—1995年）有线电视系统（1996
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—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。
二、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
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挑战。
（一）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。
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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。
（二）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。
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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。
三、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
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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)、EPON＋LAN、EPON＋EOC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
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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
EPON＋LAN(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。
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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10～25MHz带宽内直接传送以太网信号，50～860MHz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
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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EPON+LAN模式进行双向改造，要解决好单元之间布线和防雷问题（可以尝试采用塑料光纤，目前成本略高于五类线，但很快会降低），要规划好五类线入
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户之后的多终端、多业务接入和室内连接方式，还要解决好长期维护管理问题（这些是五类线接入的短板）。
从长远看，同轴电缆是广电网络的宝贵资源，而且至今为止广电独有。因此充分挖掘同轴资源的价值、发挥同轴接入的优势是广电网络的重要课题和必须解决的问题。EoC在现阶段存在的问题是可以解决的，一旦解决了这些问题，那就会比五类线更有优势。反过来，基于同轴的接入技术不成功、不成熟，中国有线网络的双向化改造很难全面进行。
四、结束语
广电与电信业务相互开放是国家信息产业发展的长期规划，目前，已经开始逐步实施。广电运营商通过双向化网络改造，进入互动业务领域，提高自身竞争力，是当务之急。然而广电网络双向化建设和改造，必须根据各地现状、资金和技术等实际情况，充分发挥有线电视网络音视频业务的优势，因地制宜、与时俱进选择适合网络状况和技术特点的建设和改造技术方案，才能为广电网络双向业务开展奠定基础，同时以多功能业务拓展和提高服务水准，来推动网络系统建设，使有线电视网络真正具有宽带、双向、多功能的承载能力，把普通百姓的电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，是广电接入网络双向改造的最终目的。
毕业设计虽然已经完成。但我仍然要在此特别感谢王玉山老师对我的热情细心指导。在此期间，王老师对我所不了解的知识进行了细致的讲解，使我对广电接入网络的技术有了更深层次的理解。同时，在王老师的带领下同学之间也进行了有效的相互讨论交流，使我们掌握的知识更加全面系统。
再次真心的感谢在毕业期间给予我帮助的王老师和所有同学。
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参考文献
数字电视双向网络 篇6
关键词：CMTS+CM；有线电视；双向传输；原理
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)15-30697-02
The Principle of Cable Network Two-way Transmission Based on CMTS & CM
GUI Song
(China Cable Network Co.Ltd. Wuhu Branch,Wuhu 241004,China)
Abstract:It’s becoming the essential direction to have breadth's taking to connectinto cable TV with carrying out the technique ofCMTS+CM. This text analyses the delivering principle, technique index sign, reformation regulation and comprehensive function of the technique on using CMTS+CM
Key words:CMTS+CM；Cable TV；Two-way Transmission；Principle
1 概述
开展增值业务是有线电视网络未来发展运营中的重要工作之一，其中宽带接入业务也将作为工作重点。有线电视网拥有最后一公里接入的优越条件，其独特优势是当地其他电信运行商所不具备的，因此，应当充分利用这种优势，争取能够在宽带数据接入市场中占有一席之地，从而获得更多的收益。目前，广电常见的接入网改造方式包括CMTS、EPON和MAS等，虽然它们在成本、施工和协议等方面各有千秋，但最终的目的无非就是改变广电现有单向网络为双向网络。几年来，通过基于DOCSIS接入标准的Cable Modem接入方式开展宽带接入业务是广电所选用的主流方向，它是基于广电技术体系发展起来的技术模式，在HFC完成双向改造的基础上，就可以开展广电的宽带上网业务，是最直接的实现方式。随着DOCSIS3.0的出现，以及IPQAM的广泛应用，增加下行带宽，同时优化上行带宽，将大大降低带宽的成本，为多业务的融合扫清了接入障碍，成为有线运营商建网的主要方式之一。但是由于各地有线电视网络质量的参差不齐，施工工艺差等原因，漏斗噪声等网络问题和改造双向网所需的昂贵设备投入都是限制宽带接入业务的因素之一。
2 CMTS+CM技术原理简介
CMTS改造方式能够充分利用有线电视的同轴电缆分配网络，利用入户率最高的接入网线路资源，而不需要在用户家中重新布线，实现与有线电视共缆传输，是最符合广电技术体制的解决方案。
图1 CMTS+CM示意图
Cable Modem系统包括前端设备CMTS和用户端设备Cable Modem（CM），两设备通过双向HFC网络连接。其中CMTS是连接有线电视HFC网络和IP数据网络，使用DOCSIS协议，配合CPMS(Cable Provisioning Management System )终端管理服务器，通过终端CM实现Internet网络接入以及本地IP数据业务接入的设备。
Cable Modem的通信和普通Modem一样，是数据信号在模拟信道上交互传输的过程，但也存在差异，普通Modem的传输介质在用户与访问服务器之间是独立的，即用户独享传输介质，而Cable Modem的传输介质是HFC网，将数据信号调制到某个传输带宽与有线电视信号共享介质；另外，Cable Modem的结构较普通Modem复杂，它由调制解调器、调谐器、加/解密模块、桥接器、网络接口卡、以太网集线器等组成，它无须拨号上网，不占用电话线，可提供随时在线连接的全天候服务。目前Cable Modem产品有欧、美两大标准体系，DOCSIS是北美标准，DVB/DAVIC是欧洲标准。欧、美两大标准体系的频道划分、频道带宽及信道参数等方面的规定，都存在较大差异，因而互不兼容。北美标准是基于IP的数据传输系统，侧重于对系统接口的规范，具有灵活的高速数据传输优势；欧洲标准是基于ATM的数据传输系统，侧重于DVB交互信道的规范，具有实时视频传输优势。
Cable Modem的工作过程是：以DOCSIS标准为例，Cable Modem的技术实现一般是从87 MHZ—860MHZ电视频道中分离出一条6MHZ的信道用于下行传送数据。通常下行数据采用64QAM（正交调幅）调制方式或256QAM调制方式。上行数据一般通过5 MHZ—65 MHZ之间的一段频谱进行传送，为了有效抑制上行噪音积累，一般选用QPSK调制（QPSK比64QAM更适合噪音环境，但速率较低）。CMTS与 CM的通信过程为：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MPEG—TS帧中，通过下行数据调制（频带调制）后与有线电视模拟信号混合输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据转换模块。用户端的Cable Modem的基本功能就是将用户计算机输出的上行数字信号调制成5 —65 MHZ射频信号进入HFC网的上行通道，同时，CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给用户计算机。
3 上下行通道技术指标
频谱的分布主要有两种标准：
3.1 上行通道的载波频率与带宽
在5--42/65MHz的频段内，可任选一个固有噪声小、突发噪声少的频带作为上行载波。但一般选择在20MHz以上，最好能选择在40MHZ以上，因为20MHz以下一般噪声较大。
按照DOCSIS协议标准，上行载波的频率带宽有5种：200KHz、400KHz、800KHz、1600KHz、3200 KHz，可根据噪声和速率要求选择，频率带宽越宽，速率会越大，但同时也有可能会引入更多的噪声。
3.2 上下行通道的调制方式
HFC网络本质上是传输射频载波信号的模拟网络，模拟信号是以频分复用的方式传输的，数字/数据信号必须经过数字载波调制才能在HFC网络中传输。常用的调制方式有多值正交幅度调制MQAM(其中M=2a，当a=2，3，4，5，6，8时，分别对应QPSK，8QAM，16QAM，32QAM，64QAM，256QAM)
上行通道和下行通道的调制方式有所不同：
上行通道用QPSK、16QAM，DOCSIS 2.0增加了8QAM、32QAM、64QAM三种上行调制方式
下行通道用64QAM、256QAM
如下表所示，不同的调制方式对信噪比的要求不同，频谱带宽越高，调制方式越高，对信噪比的要求就越高。
3.3 传输速率
上行通道传输速率
上行通道的传输速率可以用以下公式计算：速率(Mb/s)＝0.8×带宽×log2M。
其中带宽为上行通道载波的带宽，单位MHz，取值为0.2，0.4，0.8，1.6，3.2，6.4，M为QAM调制的等级，对16QAM来说是16，对64QAM来说是64，QPSK取值4。
例如：对带宽6.4MHz，调制方式QPSK的上行通道来说，速率＝0.8×6.4×log24=10.24Mb/s；当线路质量非常好的时候，基于DOCSIS2.0协议版本，可以采用6.4MHz的带宽，64QAM的调制方式，则速率=0.8×6.4×log264=30.72Mb/s，当然在实际情况中，要实现这么高的上行传输速率，则需要非常大的投入来进行双向改造，而施工工艺则是重要的工程指标。
下行通道传输速率：
基于欧标DOCSIS1.1，当调制方式为64QAM时，总物理下行带宽为：6.952 M sym/sec × 6bits/sym = 41.71 Mbps。除掉线路开销，有效比特率约为36 Mbps。 当调制方式为256QAM时，总物理下行带宽为：6.952 M sym/sec × 8bits/sym = 55.61 Mbps。除掉线路开销，有效比特率约为52 Mbps
基于美标DOCSIS1.1，当调制方式为64QAM时，总物理下行带宽为：5.05694 M sym/sec × 6bits/sym = 30.34 Mbps。除掉线路开销，有效比特率约为27 Mbps。当调制方式为256QAM时，总物理下行带宽为：5.360537 M sym/sec × 8bits/sym = 42.88 Mbps。除掉线路开销，有效比特率约为39 Mbps
3.4 总结
在上行通道中，数据传输速率比下行通道低，整个通道被分成多个时间片，每个Cable Modem根据前端设备提供的参数，确定使用相应的时间片。上行通道的带宽可根据所需的数据传输速率设定。在同样的带宽内，QPSK调制的速率比 16QAM调制方式低，但其抗干扰性能好，适用于噪声干扰较大的上行通道，而16QAM调制适用于信道质量好且要求高速传输数据的场合。
综上所述，建设一个稳定可靠的Cable Modem系统，最重要的前提就是提供一个质量较好的双向网络。
5 双向改造
由于传统有线电视网络是单向网络，为实现双向数据通讯，需要对网络进行双向改造，双向改造是给传统的单向有线电视网络增加上行通道的过程，双向改造的好坏直接影响到日后开展数据传输业务的效果。
相对于上行通道，前端就是用户，因此必须减少来自于用户端的各种噪声。上行通道的信号是从用户端进入上行回传系统，同时也将自身引入的各种噪声送入上行信道，汇集到一起向前端传送，因此，从同轴分配网各用户到光节点，上行通道形成一个“漏斗”，将上行通道的噪声带到光节点，然后通过光纤上行信道，并和光纤信道的噪声一起，一同传至前端。上行通道的噪声比下行通道的噪声复杂得多，严重得多。上行通道的噪声主要有下列三种：
热噪声：由有源器件(放大器和接收机)产生，源自电子无规则热运动。
光纤链路噪声：由回传激光器、光纤和前端接受机产生。
侵入噪声：是最主要的噪声，主要来自不连续的窄带干扰如短波广播、无线寻呼、业余无线频段、太阳黑子等以及宽频谱干扰如电弧、开关切换、电子点火装置和家用电器，另外分支分配器屏蔽不良或接头脱落、用户盒打开、线路匹配不好和接地不好、没接匹配负载等都会引入侵入噪声。
上行通道侵入噪声特点：
噪声分布与频率有关：在5－20MHZ，主要是短波干扰，可超过60dB，20MHZ以上一般只有30dB。
在晚上家电使用高峰时噪声最严重，白天和午夜维持在一个相对较低的水平。
还与网络光节点的规模有关，光节点带的用户数越多，侵入机会越多，也与网络所用器材质量(如屏蔽性)有关。
主要是从用户家到分支分配器之间、分支分配器到前端之间侵入。
为降低上行通道侵入噪声，通常采取以下措施：
减少每个光节点覆盖的用户数，建议不超过500户。
减少同轴电缆的长度，从光节点引出的同轴电缆只能作分配线，不能再作为干线。
选择屏蔽性能好的网络器材，如铝管屏蔽物理发泡电缆或网状四层屏蔽物理发泡电缆，入户线可用铝箔高密度编织物理发泡电缆，选用背面后盖焊接的分支器和铝锌合金压铸终端盒，保证低频段具有良好的屏蔽性能。
提高网络的施工质量。如电缆弯曲半径要严格按照厂家规定，否则屏蔽系数下降；不用的分支分配端口要用75欧电阻终接；F头要用专用压接钳压接；网络各种接头要紧固；接地要好。
对非双向用户端装高通滤波器，隔离上行频段的信号。
靠近电视机的3－4M电缆可盘成直径15CM(约5－6圈)之盘，可有效降低脉冲噪声，对入侵噪声也有抑制作用。
由此可以看出，为有效降低上行通道的噪声，必须提高施工工艺，选择质量性能好的器材。
6 综合分析
6.1 物理网络结构
CMTS+CM模式下双向HFC网络拓扑是星树形或总线型结构。树型结构网络噪声汇集较强，而且不同用户回传到光节点的链路衰减较难控制到同一值，因此最好的网络拓朴为星型结构。
6.2 稳定性
以前由于CMTS+CM采用星树形／总线型结构,存在用户汇聚噪声的问题，但随着网络改造的进行，光节点得到合理拆分，施工工艺也不断提高，减少了回传噪声的影响。理论上，如果将一个光节点下的单向用户20MHz以下部分进行阻断，CMTS上行通道在40MHz到65MHz之间进行调制，均可提高信噪比，数据传输可得到保证。实
际操作中，由于施工标准的不统一，还是会出现某些不确定的问题。
6.3 性能（传输速率）
按照Docsis标准计算，CMTS下行通道带宽为8MHz，调制方式为64QAM或者256QAM，最大数据速率为36或者52Mbps。上行通道带宽为3.2MHz，调制方式为QPSK或者64QAM，数据速率为20Mbps～60Mbps。在保证用户带宽的情况下（同时在线比例1：3）每CMTS可发展300-400宽带用户，每户平均速率接近500 kbps。这个速率表面上看起来和现在电信推广的ADSL的速率一样，但由于采用共享机制，而且绝大部分的用户只是在浏览网页、收发邮件、网上聊天，占用带宽的较少，因此，实际应用中用户能够分配到的实际带宽远远大于平均带宽。
6.4 安全性
有一种模糊的认识认为CMTS所采用的双向HFC是共享型的网络，安全性差。实际情况并非如此,早在1999年发布的DOCSIS 1.1标准大大增强了双向HFC网络的QoS，使CATV网络能够提供较高质量的服务。在DOCSIS标准中，双向HFC实际上是一个物理层的结构，同一个CMTS卡的用户共享一条总线，是在HFC这个物理层上承载IP数据流，在RF-MAC层上，CM和CMTS之间要通过3个步骤的握手过程，进行注册认证后才能通信，因此双向HFC的网络数据安全性能够满足家庭用户要求，对少数安全性要求高的用户可以采用加密方式。
6.5 系统运行维护
CMTS的双向HFC在网络设计和施工中要求比较高，双向HFC一定要严把施工工艺。如果施工工艺不好，日后维护工作量就大；施工质量良好，日后的维护量就少。同时在把双向搞好了后，对传统的电视业务质量也是一个大的提高，可以省去很多维护工作。
6.6 光纤的问题
传统的模拟电视广播业务是单向的，因此从分前端到光节点，只需要使用一根物理光纤。而宽带业务在光缆部分需要两根物理光纤作为双向通道。CMTS系统的下行信号是与模拟电视信号一并混入大网的，因此下行通道不需额外占用光纤资源，只需增加一根物理光纤作为回传通道。
6.7 业务推广及适用范围
单纯从技术角度来看，CMTS+CM的方案是适合广电自身体制的，技术标准及产品比较成熟，可直接利用现有的有线电视网络，但Cable Modem系统在初期需要一个较长的建设周期（网络双向改造及系统平台搭建），由于双向改造需要一个过程，因此初期无法在全网覆盖范围内推广业务。不过在双向改造及系统建设完成后，Cable Modem的技术成熟性，可扩展性等一系列优势也随之显现出来。此外，由于一个CMTS初期可以覆盖多个光节点，可以随着用户的增加再进行拆分，因此在系统投资上也可以做到分部实施。
数字电视双向网络 篇7
该方案的优点可概述为以下3点。
第一, 本方案运用现有的CATV网络实现双向通讯, 适用于一些网络覆盖面积密度较低的地区。
第二, 如果要进行大范围的开通, 但开通率较低, 选用该方案可以节约成本, 且本方案前期投入小, 在全网范围内都可以实现业务受理。
第三, CMTS+CM方案的技术规范和产品标准都已趋于成熟。
该方案也具有一定缺点。
第一, 对于HFC光电传送线路这一部分, 则必须采取双向改造。
第二, 本方案会产生噪音汇集效应, 从而波及到系统的带宽与功能。同轴缆和接头需要具有更高的质量, 且后续维护工作不易开展。从大部分数字电视运营商的角度看, 上行噪音是目前亟待解决的问题。这类噪音会损坏Cable Modem在上行渠道中的信息传送, 拉低了用户的通讯质量。
第三, 若是利用CMTS实行双向改造, 就需要安置反向光发射器、接收器、上变频器等多项设施, 但目前下行传送的速率是160 Mb/s, 上行传送速率则为120 Mb/s, 每户享有的速率较低。
第四, 该方案能够承接的业务有限, 不能完成大带宽的任务量, 也难以提供所有业务的负载。
第五, 其后续系统若要扩展, 则需投入很高成本。
第六, 单位带宽成本较高, 若是用户在短时间内只用带宽上网, 网速还能达到200 kb/s至2 Mb/ s左右, 但如果用作IPTV、VOD等业务, 则成本会超出大量用户的承受范围。
第七, 交互业务只能选用极为有限的频道, 通常来讲最多8个, 且该方案前端设施数目过多, 会给维修工作带来困难。
2 EPON+LAN接入技术方案
对于FTTB+LAN的方案而言, 早期光传送的线路部分大多都选用了光收发器的模式。EPON技术是近年来发展较快、运用较为普及的新型技术。从目前的市场情况看, 其价格也呈下降趋势。如果根据其技术先进程度、投入成本、发展前景等因素划分, 可以看出EPON的技术更加优秀且高效。所以, 目前大多数主干线的光链线路都选择了运用EPON技术。
该技术的优点可以分为以下4个方面。
第一, 运营商不必负担用户终端的成本, 且网络在将来进行升级改良会更为便利。
第二, 网络可接入的带宽中, 有1 000 M到达小区, 100 M到达楼道, 10 M到达用户处。接入的带宽具有良好的可扩展性, 能够承担起所有业务的运作。
第三, 该技术运用了外交互的方法, 没有占据同轴电缆的相关资源, 且光传送利用了EPON技术, 在传送线路中可以实现便捷的设备维护。此外, 两张网络同时工作, 单网如果出现故障, 不会影响到另外一张。
第四, 当前的LAN产品拥有极为丰富的种类, 且价格低廉, 几乎人人都可消费。EPON产品具有非常多的支持商家, 其有关商品兼容性强, 性价比高。
该技术方案的缺点有以下几点。
第一, 需要重新进行入户施工, 增加了工人的工作量以及施工难度。
第二, 两张网络没有合作运行, 要求维修人员具有相当高的技术水平和专业素质。
第三, 五类线入户的模式比较适用于没有网络的公司, 其他公司采用这种方式会遇到各种困难。
3 EPON+EOC接入技术方案
EOC技术全称是Ethernet Over Cable, 是以太网的信号作用于同轴电缆的高级传送技术。该技术可以分成3种形式, 即基带传送、调制传送和2.4GHz拓展应用。在这之中, 又可以分出许多详细的标准或非标准技术, 比如基带、Mo CA、同轴Wi-Fi、 Cable Ran、Uclink等等。
这一方案的主干线选用了EPON技术, 高效运用了现有的光纤资源, 其OLT分布于中心位置, ONU分布于光接收器和用户电放大器的位置。在光接收器和用户放大器后, 有一个靠近用户的点, 在该点上安置POC局端设施, 并在终端用户安置对应地POC终端设施, 利用当前的数字电视网络, 达到网络双向化改造的目的。
该方案的优点有以下几点。
第一, 高效利用了当前网络内部的同轴电缆和分支部位的分配器等资源, 施工难度不高, 投入成本较低。
第二, 处在小光站直带用户的大背景之下, 施工量较小, 建设速度较快。
第三, 终端设施投入成本不高。
EPON+EOC这一技术, 对广电具有很大的战略性意义。
首先, 其IP驻地网络公共平台较为先进, 拥有了以万兆路由交互平台为基础的高级处理方案, 不同于以往单纯的EPON接入技术, 能够支撑高效能的IP语音、VPN等复杂业务。
其次, 该技术符合广电网络将来的发展势态, 且该技术特征不易受到个别商家私有技术的局限, 具有一条较为完整的产业链。
最后, 该技术贴合“三网合一”的发展理念, 对于业务的发展而言, 不论从硬件还是软件方面, 都可以提供强有力的技术支撑。
4结束语
目前, 互动增值业务发展越来越快, 要求相关人员必须对数字电视网络实行双向化改造, 以实现完善的电视点播 (IPTV和IPQAM) 以及宽带上网等业务功能。从现阶段的数据分析看, EPON+EOC技术方案是对数字电视网络进行双向改造的最优选择。该技术方案较为妥善地解决了国内有关数字电视网络的问题, 打造了独一无二的双向宽带网络, 为增值服务营造了上升空间。
参考文献
[1]马骏驰.数字电视双向业务及技术改造[J].数字通信世界, 2011 (8) :60-62.
[2]朱军.数字电视双向网络建设、改造方案技术分析和选择[J].江苏科技信息, 2011 (4) :37-39.
有线电视网络的双向改造技术 篇8
关键词：有线电视,网络双向,改造技术
0 引言
传统的有线电视系统是将电视信号从前端的机房通过HFC网络以广播方式传输到用户端, 这是一个单向性的过程, 即用户端的用户只能被动收看接收到的电视节目, 而对电视节目源没有自主选择权, 更谈不上开展电视节目的互动和连接互联网的业务了。为了满足这些要求, 需要在原有网络的基础上建设一条从客户端到前端机房的传输通道, 实现电视网络的双向传输, 即进行有线电视网络的双向改造。经过改造的有线电视网络, 将拥有更丰富的服务内容, 包括:视频的点播业务、时移电视业务、视频通讯业务、电缆话音业务、宽带上网业务等。这将使用户将得到更好, 更丰富的服务。
1 有线电视行业面临的挑战和优势
随着互联网技术的日益成熟, 有线电视行业面临着不小的挑战。总结起来主要有以下几个方面:1) 网络电视的出现使有线电视的垄断地位发生了动摇。网络电视是一种新型的视频节目传输形式, 在全球范围内发展极为迅速, 这使有线电视行业倍感压力;2) 互联网的兴起使电视第一媒体的地位发生了动摇。互联网是一个信息的综合体, 它将电视、广播和报纸以及双向互动的优势于集于一身, 受到大众的热捧。而形成鲜明反差的是目前有线电视提供的还大多是单向的电视传输的服务, 这已很难满足客户的要求;3) 相比于互联网络, 有线电视网络企业的营业收入的来源比较单一, 在遇到风险时的抵抗能力低。
虽然相比于兴起的互联网络, 有线电视行业存在很多不足, 面临着巨大的挑战。但是有线电视行业也有很多自身的优势。其中最大的优势就是有线电视行业的频带宽。我国有线电视网络的带宽一般可以达到860M, 而宽带运营商可以给用户提供的速率最大只有几Mb/s。由此不难看出电视行业在带宽方面的优势非常巨大, 只要善加利用, 必将大大提高其竞争力。而进行有线电视的双向改造时对带宽利用的最佳途径。它是有线电视发展壮大的必由之路。因此, 开展有线电视的双向改造势在必行。
2 有线电视网络的双向改造遵循的原则
有线电视网络的带宽优势明显, 在进行改造时, 要从实际出发, 制定切实合理的改造方案, 使改造后的有线电视网络可以发挥带宽优势的同时, 具有双向性、功能全的优点。在改造时需要遵守的原则主要有以下两方面。
2.1 稳定性和可靠性原则
在进行有线电视网络的双向改造时, 需要遵循的首要原则是保证网络稳定性和可靠性。改造后的有线电视双向网络是一种交互式的网络, 其可靠性和稳定性对网络的运行极为重要。我们可以从以下几个方面进行相关工作:1) 确保使用的网络器件、部件及设备的稳定性;2) 通过建立一套完整高效的网管监控系统来对网络相关设备进行监控, 从而保证电视网络的可靠性;3) 在进行电视网络的设计和施工时, 要考虑全面, 方便网络的运行维护和管理, 并尽量做到少出差错, 或者不出差错。
2开放性及扩展性原则
开放性及扩展性是网络的基本特点, 有线电视网络作为网络的一种, 需要具备此种属性, 因此在设计和施工时需要遵循此原则, 以期达到满足目前使用的前提下, 为以后升级为数字电视打下一定基础的目的。具体施行时需要将光网络和分配电缆网考虑进改造方案中。
3 有线电视网络的双向改造的技术方案
3.1 光纤同轴电缆混合网 (HFC)
光纤同轴电缆混合网包括三大组成部分, 即光纤、同轴电缆和用户配线网络。其工作流程是节目信号在传输过程中变成光信号通过光缆传输到用户, 在用户处转化成电信号, 经分配器分配到用户。
3.2 以太无源光网+局域网 (EPON+LAN)
以太无源光网+局域网方案也称五类线直接入户方案。该方案使广电数字网络双向的问题得到解决。网络运行时虽然两个网在同时作用, 但不会出现互相干扰的情况。这个方案在已建成局域网或者建筑已铺设五类线的的情况下使用比较方便。
3.3 以太无源光网+数据传输同轴电缆 (EPON+EOC)
在该方案中, 数据传输同轴电缆技术有三类, 即:低频有源数据传输同轴电缆技术、高频有源数据传输同轴电缆技术和无源数据传输同轴电缆技术。三者中, 低频有源数据传输同轴电缆技术和高频有源数据传输同轴电缆技术本身存在不足, 对于有线电视网络的双向改造适用性不强。无源数据传输同轴电缆技术可以使建筑内重新铺设线缆的施工难度降低, 有效减少工程成本。
3.4 光纤到户 (FTTH)
该方案中的传输方式大致分为两种, 即单纤三波传输方式和双纤传输等方式。其具有带高更大、数据协议的透明性更强、对环境条件的要求相对比较低的优点。但目前的有线网络改革中对带宽的要求还不是非常高, 所以该方案在小范围内使用比较合适。
4 结论
有线电视网络的双向改造应从实际出发, 经过认真的思考分析选择合理的技术方案。这个方案可以使用单一的技术, 也可以使用多个技术。而在未来的技术发展中, 光纤到户是一个大趋势, 需要在以后的工作研究中多下功夫。
参考文献
[1]谢雄健.城市有线电视网络双向化改造的探讨.数字技术与应用, 2011 (12) :179.
[2]高宗敏.数字电视和DVB-q[J].有线电视技术, 2003:137-143.
数字电视双向网络 篇9
收视率是指在某一时段内收看某一节目的人数 (或家庭数) 占电视观众总人数 (或家庭数) 的百分比。准确的收视率指标是分析判断电视节目播出效果、改进节目的重要依据，也是广告商投资做广告的主要依据。对于传媒业，研究收视率统计有着极其重要的意义。随着数字电视业务的普及，传统的电话询问法、日记填表法和调查仪自动法等收视率统计方法的缺点逐渐暴露，而且这些方法都是针对单向广播网络中的电视用户，收集基本数据存在很多问题。例如，电话询问法统计结果带有明显的主观色彩;日记填表法依赖观众的记忆性使得统计结果准确性差可信度低;调查仪自动记录法，需要安装特殊的设备，成本高，而且调查员必须入户进行数据采集，工作量大效率低。
数字电视机顶盒与条件接收系统的迅猛发展为收视率统计提供了一个崭新的平台。相比传统的收视率统计方法，通过机顶盒来完成这项工作有许多独特的优势：唯一的智能卡号、准确的数据收集、实时的回传、简便的操作。比如：机顶盒是通过SI表的解析来得到收视数据，而非像仪器测量法那样在电视机内安装频率探头，更不存在一个频点下多套节目就无法判别记录收视数据的情况，对数据的收集的准确性，机顶盒能很好的完成;机顶盒可集成网络接口，成本也不高，通过局域网(LAN)或互联网等将数据及时回传，还可将数据存在机顶盒 (或IC卡) 的指定存储区域，由工作人员定期到用户家采集，数据录入通过软件自动实现，也可很快得到用户的收视情况;另外，用户在正常收视情况下进行按键操作，机顶盒后台程序就可自动不断的记录下用户的收视情况，不用像日记法那样填表，也不需要像仪器测量法那样增加额外硬件或使用多个遥控器等操作。
因此，针对传统收视率统计的弊端和利用机顶盒收集回传收视数据的优势，本文依据双向数字电视网络 (TDN, Twoway Digital-TV Network) 提出并设计了一套完整的数字电视节目收视率统计新方案，并重点对该方案的数据的采集、回传以及统计分析等关键技术进行了研究。
1基于TDN的收视率统计新方案
1.1基本思想
数字电视节目收视率新方案基于网络技术和嵌入式技术设计，它的基本思想是，通过安装在用户家中的双向机顶盒自动识别并记录当前收看电视节目的情况，然后通过其内部解码芯片和特征网卡 (支持LAN或Internet连接) 将结果记录发送至前端收视信息汇总专用服务器，在服务器上做适当的处理保存后供收视信息管理统计发布平台 (或收视率分析终端) 使用，后者对其实时和非实时的收视数据进行科学的分析，并将结果通过图表，报表等方式展示给用户，从而达到统计收视率的目的。它包括如下步骤：
1.用户对终端数字机顶盒加电启动后，机顶盒通过网络接口与前端收视信息汇总服务器建立双向连接，并自动启动其内部收视数据采集单元;
2.用户按键遥控器收看节目时，数据采集单元读取当前节目的相关收视信息，并将该信息连同用户智能卡(IC)号及机顶盒型号标识按照预定的格式进行编码，并将编码后的数据包通过回传通道传给位于前端的汇总服务器;
3.汇总服务器接收到机顶盒传送的数据，按照预定格式从数据包中提取出节目相关收视信息和IC卡号及机顶盒型号标识，分别与节目时间和用户管理对照表比对，产生一条节目收视记录保存在对应的收视率数据表中;
4.若用户进行其他按键后，如Start/Stop Mosaic等操作，数据采集单元会对当前操作行为按照预定格式编码后传送给汇总服务器，后者接收到该数据后，与用户管理对照表比对，产生一条新记录保存在对应的用户操作数据表中;
5.收视率管理统计发布平台(或分析终端)根据收视率与用户操作数据表，按照预先设定的计算方法对节目收视情况进行统计，得出并分析节目的收视率。
1.2系统架构
根据新方案的基本思想，以双向数字机顶盒硬件为平台，一个完整的收视率统计系统架构如图1所示。
图1中绿色箭头部分为一典型数字电视广播流程：节目源(TS传输流与音视频编码后的信号)复用加扰后，经过QAM调制器和有线电视HFC网络被广播到用户家中的数字机顶盒，供用户收视。下面对收视率密切相关模块进行说明：
1.数据库服务器
数据库服务器主要为数字电视节目管理、用户管理及收视信息汇总等服务对应的数据提供存储空间。
2. 节目管理服务器
节目管理服务器维护节目时间对照表，包括节目播出频道、节目号、节目名称、开始时间、持续时间以及播出所在的网络等，这些信息是SI表生成的数据源，即为收视率管理统计发布平台(或收视率分析终端)提供播放节目资源信息。
3.用户管理服务器
用户管理服务器维护数字电视用户的背景资料数据，包括性别、年龄、职业、文化程度、机顶盒型号等，同时也记录标识用户的16位唯一的IC卡号。这些信息为收视率统计分析发布平台或收视率分析终端提供统计参数或分析依据。
4.收视信息汇总服务器
收视信息汇总服务器位于双向网络的前端，是收视率统计系统的核心，主要承担机顶盒请求响应和相关收视数据的接收并对其做初步预处理进行保存。
5.收视率管理统计发布平台与收视率分析终端
收视率管理统计发布平台负责收视信息的维护与统计，把收视率分析的结果通过数据广播传输到支持浏览器的机顶盒中或者是通过HTTP直接发布到Internet上供用户收视节目参考;收视率分析终端部署在前端直接访问数据库，根据不同需要设定具体的统计参数，以报表或图表形式可快速得到收视率的分析结果。
收视率数据库还可以对用户管理系统(SMS)或者运营支持系统(BOSS)提供接口，供其利用统计数据进行后期处理。
6.机顶盒与用户智能卡
机顶盒位于数字电视双向网络的终端，主要负责节目的接收与解码，同时也是整个收视率统计系统的起点，自动采集和回传收视率信息，这些信息包括开、关机和切换频道等;用户智能卡主要是用来解密前端播放的加密节目。
2基于TDN的收视率统计关键技术
从图1中收视信息流程可看出，收视率统计系统主要由其数据的采集、回传、统计等三大模块组成，下面将从技术层面对其中的关键技术进行详细阐述。
2.1 收视率数据的自动采集
自动采集子系统是整个收视率统计系统的起点，它用来从机顶盒中获取收视信息。其主要技术包括两部分：收视信息数据结构设计与其自动采集机制。
1.收视信息数据结构设计
收视信息要作为收视率统计的可用数据，在机顶盒端必须记录的标识用户的智能卡号(或机顶盒标识)、频道号 (名称) 、节目号 (名称) 、收看开始时间、持续时间、日期、网络号以及用户操作(如开关机、切换频道)等基本信息，这也是定义数据结构的基本单元，通过这些数据就能完成收视率的各项指标的计算。其中智能卡号可直接从智能卡读取，仅记录智能卡号是为了省空间，原因是在用户开通数字电视进行智能卡注册时，前端用户管理数据表中记有完整的用户背景信息，如智能卡号、区域、性别、年龄、职业、文化程度等;频道号可从SDT表的分析中获取，一般在搜索节目的时候, 频道信息会存下来;节目号是从EIT表的分析中得到;然后是收看开始时间的提取，时间信息从TDT表的分析中得到, 但是由于TDT表不是随时都在收, 所以为了统计时间的准确性, 创建一个计时任务, 从第一次收TDT表的时候就开始运行, 这样用户观看节目的时间记录可以精确到秒，持续时间可以通过下一起始结束时间得到;网络号可从NIT表分析中获取。另外，为了减少数据记录的长度，采用变长度的数据结构，即“类型+长度+值”的格式，根据内容的不同，每条记录的数据结构也不相同。
2.收视信息自动采集机制
为实现收视信息自动采集，需事先在机顶盒软件中创建一个自动采集任务，负责周期地记录节目播放和用户操作等收视信息，理论上该任务可以很精确记录用户某个时刻在看什么电视节目或进行了何种操作，但需要对节目收视信息采集时进行筛选，根据实际收看持续时间判断是否记录该数据。假设记录门限值为Δt，当收看持续时间差小于等于Δt时，用户可能在换台，不能作为有效数据，直接丢弃;当时间差大于Δt时，采集任务会把每分钟这个时间段收看的所有信息记录下来，已备回传。当然，在机顶盒软件的设计中，该门限值可让用户通过OSD修改或者是通过前端发送相应修改命令进行重新设置，增加收视率统计的灵活性，这样可根据节目运营商的需要随时改变用户的信息收集方法。
2.2 收视率数据的归并回传
为了充分利用网络资源，在机顶盒传输收视数据之前对采集的多个记录按照一定规则如频道、栏目或时间段等进行融合处理使其归并为一个数据包;收视率数据回传方式有2种:
1.借助特殊网卡在机顶盒与前端信息汇总服务器之间建立TCP短连接回传归并后的数据包;
2.对机顶盒安装特殊上网软件模块，通过特殊网卡(或串口转以太网，因为机顶盒本身就带串口, 而且这样一个模块的设计也不复杂)直接将收视数据上传到Internet上，前端汇总服务器通过Internet间接获取收视信息。
另外，回传机制既可实时进行也可根据前端回传周期命令定义，通知机顶盒回传周期可采用条件接收系统中EMM消息机制来实现。
2.3 收视率数据的统计分析
将收视信息汇总服务器收到的全部数据, 和前端发送的节目表与时间段以及反映用户背景等基本信息进行比对, 再通过统计学上现有的公式, 可统计出日、周、月收视率及开机率等, 可以图形、数字等多种形式从不同的角度反映收视率情况, 还可根据不同的人员特征 (年龄、文化程度、职业、住址、区域等) 和家庭特征统计出不同类型的收视率进行分析。本文收视率统计分析的基本公式有：
1.某节目的平均收视率为：
其中m和N分别为实际观看该节目的用户数和总的用户数;Tp (i) 为用户i收看该节目的时间;TProgram为该节目播放的实际时间;
2.某频道的平均收视率为：
其Tc (i) 为第i个用户时间收看该频道的时间;TChannel为该频道播放的实际时间。
3基于TDN的收视率统计系统主要功能
收视率统计主要目的就是把采集到的数据进行汇总、统计，分析出收视率的情况，透视出用户的收视行为。功能主要有计算某一频道某一时间段收视情况、某一年龄段观众的收视情况、各个节目的收视率比较等等。其主要功能有：
3.1 收视率实时参考
实时的收视率数据能非常准确的体现出当前的收视情况，对用户和节目运营商都有非常重要的意义。对于用户来说，实时地收视率信息能很好的指导观众去选择自己喜欢看的电视节目，而不是没有任何目的地切换频道;对于节目运营商来说，利用观众对收视率信息的关注性合理的调整播放节目，同时运营商也可把当前的收视率数据放在大厅里面，以此鼓励优秀电视节目。
3.2 收视率曲线分析
收视率曲线分析有两种方式：一种是实时曲线分析，另一种是非实时地曲线分析，具体是哪种方式，用户可以自己选择，用户也可以按时间段查看收视率曲线，通过收视率曲线对比图，可以清楚地知道这个时段内哪个频道的收视率最高，哪个频道的收视率最低等，还可对单一频道及多频道的收视率日曲线、周曲线、月曲线等进行展示。中央新闻频道与综合频道收视率日曲线模板如图2所示。
通过收视率曲线分析可以清楚地知道各频道、各栏目或广告的收视情况，对节目编排、节目评估和广告投放等有很好的指导作用。
3.3 收视率报表制作
收视率报表制作主要有：
1.从数据库中直接按文本、Excel或DBF格式生成收视率日报表、周报表、月报表等;
2.利用HTML界面生成预定义格式的收视率报表，以网页的形式展示给用户;
3.借助Excel、XML、COM等第三方报表组件与用户自定义格式相结合制作收视率报表，此方式也可用于以后收视率统计的扩展。比如：利用HTML脚本实现的某地主要频道收视率排行月报表模板表1所示。
3.4 收视率数据发布
系统除了在前端部署收视率分析终端供节目运营商快速查看节目收视情况外，在其统计发布平台提供两种发布有方式供普通用户了解当前节目收视情况：
1.通过现有数字电视广播网络平台发布，将数据库服务器中的收视信息进行编码以数据广播机制注入到复用加扰机实时传输到终端的机顶盒;
2.在前端搭建Web服务器，将数据库中的收视信息采用HTTP方式发布，实时或定期发布到互联网中，供收视用户参考。
4结束语
本文以嵌入式和计算机网络技术为手段，提出一个数字电视节目收视率统计新方案及原型系统。该系统能够从终端用户的双向机顶盒中自动采集与回传收视信息，并在数据库服务器端对收视信息进行统计与分析以便得到准确及时的收视情况。该方案解决了现有技术中在对收视率统计成本较高，自动化程度不够等问题。重要的是，通过机顶盒几乎可以达到普查(针对所有数字电视用户)的好处而避免抽样产生的误差，更加体现了收视率统计的广泛性、客观性和代表性。
摘要：本文针对传统使用人工电话问卷调查, 或增加数据采集设备等进行节目收视率统计的不足, 结合机顶盒及时识别与回传收视行为的优势, 以双向数字电视网络传输为平台, 提出一种新的节目收视率统计方案, 并对收视信息的自动采集、归并回传和统计分析等关键技术进行阐述。实证研究表明方案在较低的硬件配置下既可统计电视节目的收视情况, 也可对用户操作行为进行统计。
关键词：数字电视,双向机顶盒,收视率统计
参考文献
[1]ETSI, Specification for Service Information (SI) in DVBsystems, European Standard, EN 300 468 V1.7.1 (05/2006) .
[2]钟玉琢, 汤筠, 孙立峰等.数字电视机顶盒和多媒体家庭网关[M].清华大学出版社, 2008.
数字电视双向网络 篇10
关键词：下一代广播电视网,双向有线电视网络,网络仿真
0引言
随着近年来有线电视双向网络的改造和发展, 双向有线电视网络规模逐步扩大, 网络结构越来越复杂, 网络上承载的应用也日益多样化, 传统的凭借经验进行网络协议设计、规划、优化和诊断已经越来越不能满足需求, 因此在网络规划设计过程中亟需一种科学的手段来反映和预测网络的性能。
基于网络仿真技术构建双向有线电视网络规划仿真系统, 能够帮助网络规划设计和管理人员预测网络状况, 在网络出现异常情况下全面了解流量的各种分布及变化趋势。有助于实现网络资源的合理分配, 查找网络瓶颈, 为规划和调整网络提供准确的数据依据, 并能针对网络目前和未来的业务需求提供流量管理和优化的评估手段, 为网络的安全运行提供了保障。
1双向有线电视网络规划仿真系统基础功能需求
根据实际情况, 该双向有线电视网络规划仿真系统需提供以下功能:
1.提供灵活的网络拓扑设计和编辑功能, 可自定义范围包括骨干网络、城域网络、汇聚网络。
2.仿真多种类型业务, 并能将业务流量从网络节点处引入到网络中。
3.模拟多种可自由灵活配置的网络信道环境, 模拟各种网络故障情况, 并将其对网络造成的冲击影响反映在仿真结果中, 从而检测规划设计的网络在异常情况下的鲁棒性。
2网络仿真机制
2.1 仿真技术
网络仿真技术利用在计算机中构造虚拟的网络设备模型、通信业务流量和通信协议来反映现实的网络环境, 通过静态的数学方法或者动态的逻辑模型构建方法来模拟现实中的网络行为, 从而有效的提高网络规划和网络协议设计的可靠性和准确性, 明显的降低网络投资和网络技术研究的风险, 减少不必要的投资浪费。
我们使用的仿真基础平台OPNET, 其支持各类网络和分发系统的模拟和仿真, 它采用离散事件驱动的仿真机制, 其的仿真核心通过维护一个全局事件列表来确保每一事件都在正确的时刻、正确的模块被执行。按照全局事件列表, 只有一个时间点上的所有事件都被执行完毕后, 仿真时间才向前推进, 这样保证了仿真中所有的事件都按照应有的因果逻辑被正确执行。
在仿真粒度上, 不同于链路级仿真软件采用基于比特级的仿真机制, 系统级网络仿真软件OPNET主要以分组 (Packet) 为基本通信单位来模拟实际物理网络中数据的流动。一个分组可以包含多个存储信息的分组域。在仿真的过程中, 节点可以根据实际情况创建、修改、检查、复制、发送、接收以及销毁分组。
2.2 三层建模机制
我们通过三层建模机制来描述现实的系统, 使得建模层次分明。这三个层次是:
1.网络层:描述所仿真的网络的拓扑结构, 如某网络拥有的终端数量及其各自的位置, 通过协议组件, 提供不同传输协议的行为和流量。
2.节点层:所有网络设备 (如交换机、路由器等) 都抽象的称为节点, 节点由一系列属性构成, 属性用来描述节点的特性, 如某路由器采用的路由协议。在设计过程中, 采用不同的节点模块来代表原有网络设备的功能、性能。
3.进程层:描述节点内部具有的行为、决策和算法。如某路由协议的具体实现过程。
图1给出了三层建模机制。
2.3 仿真流程
作为三层建模机制的最低层, 进程模型是实施各种算法的载体。它可以用来模拟大多数的软件和硬件系统, 包括通信协议、算法、排队策略、共享资源、操作系统、特殊的业务源等。仿真设计流程如图2所示。
3双向有线电视网络规划仿真系统方案
3.1 网络模型设计
本双向有线电视网络规划仿真方案分为骨干网、城域网、汇聚网三层, 每层之间可进行信息交互, 有线电视网络接受业务端的数据信号, 经过各层处理, 将数据信号发送给接收终端。
该系统基于OPNET的网络模型编辑器, 能够通过图形化方式实现:图形化配置网络流量仿真规划软件仿真网络拓扑;节点属性参数配置;仿真参数配置。双向有线电视网络规划仿真系统网络模型设计如图3所示。
3.2 设备模型设计
根据设备实际情况及其相关参数, 利用OPNET设计配置节点设备模型以及通信链路, 各相关设备模型和通信链路模型设计如图4所示。
其中, OTN和ACR模型结构相同, 设计的主要模块包括:IP层, 用于处理IP数据包业务消息, 包括IP包的封装、解封, 发送、接收等;路由层, 用于处理路由信息, 包括生成路由表、实现数据转发。
3.3 功能模块设计
根据该仿真规划系统的需求, 利用OPNET软件设计了以下相关功能模块。
1.应用层:业务参数定义和业务流程实现;
1) 业务参数定义, 包括阶段配置、任务配置、应用配置和业务简档这四个由低到高的级别。
2) 业务流程实现是由父子进程管理实现的, 模型由36个子进程模型构成。在实际运行中会根据用户实际的配置生成动态的进程树。
2.传输层:UDP、TCP模块;
3.网络层:IP、OSFP、RIP、EIGRP模块;
在OPNET中, 能够通过节点编辑器将协议模块重用, 通过使用数据流线的连接, 能够很方便的组合节点功能。
我们利用OPNET软件加载重用了IP模块组, 实现IP协议的主要功能。UDP模块是建立在IP提供的尽力而为服务之上的两个传输层协议之一, 即用户数据报协议。该模块为应用层数据传输提供了一个不可靠的无连接服务, 在IP之上提供了两个额外的服务:对数据进行多路分解和错误检查。TCP模块为应用层业务数据提供了面向连接的可靠的有序的字节流服务, 在两个应用层进程之间提供了跨Internet的双向连接, 还提供了流控制及拥塞控制。
我们在模块设计研发中, 主要使还用了内部网关协议IGP, 有开放式最短路径有线协议 (OSPF) 、路由信息协议 (RIP) 和增强型内部网关路由协议 (EIGRP) , 通过协议模块的支撑, 验证不同类型路由协议对于业务和流量的支撑能力。
4软件仿真结果
双向有线电视网络规划仿真系统能够提供多种仿真结果, 从各个方面比较直观的表现被仿真网络的性能如图5所示。
仿真结果性能曲线:本系统具有丰富的统计量收集和分析功能, 它可以直接收集常用的各个网络层次的性能统计参数, 能够方便地编制和输出仿真报告, 输出的仿真报告包括投递率、延时、发送信息量、收到信息量等各项技术指标。
5总结
传统的网络规划中, 更多的是依赖于经验和设备指标估算, 没有办法进行具体指标性的验证, 网络流量异常状况对于网络承载能力的影响也无法做出有效的预判。伴随着广播电视业务种类的丰富, 对于传输网络的要求也越来越高, 在立足现有网络环境的基础上, 有线电视运营商需要以更科学的方式来设计和规划网络。
本双向有线电视网络规划仿真系统可研究并模拟出多种可自由灵活配置的网络信道环境, 设置网络中任意一条通信链路速率等参数。可以模拟各种网络故障情况, 如链路断开, 路由失效, 网络异常流量的注入等, 并将其对网络造成的冲击影响反映在仿真结果中, 从而检测规划设计的网络在异常情况下的鲁棒性, 帮助网络规划设计和管理人员预测网络状况, 有助于实现网络资源的合理分配, 为规划和调整网络提供准确的数据依据。
利用本系统, 有助于更合理的对网络资源进行规划和分配, 有针对性的对现有和未来业务需求提供流量管理和优化的评测方法, 为运营商的网络规划和优化提供准确的数据依据和评估方法, 为运营商的业务拓展和网络建设提供支撑。
参考文献
[1]倪冰, 陈运清.IP城域网流量监测方法及网络流量模型[J].吉林大学学报, 2009年, 第27卷第6期:648-650.
数字电视双向网络 篇11
有线网络的频谱特性及噪声分析
有线电视网络的频率范围可达5～1000MHz，是目前频谱资源最为丰富的传输网，在利用有线电视HICC网络资源时，必须兼顾两个主要因素：频谱特性及低频噪声，只有做好资源分配规划，才能充分发挥其资源优势。
1HFc系统频谱特性分析
如何充分利用有线电视的网资源，以获得良好的传输性能，有线网络的频谱资源规划及分配非常重要。国标GYfrl06-1999规定，5MHz～87MHz用于数据传输和保护带，87MI-Iz～108MHz用于广播业务。110MHz一1000MHz用于模拟电视、数字电视和数据业务。其中，110～862Ml-Iz频段分配用于广播电视信号传输，5～80MHz及900～1000MHz两个频段可用于宽带双向数据通信信号传输，即通过频率复用使有线电视网络在承载广播电视信号的同时也可传输宽带数据信号。
在HFC网络中，大量使用的电缆为SYV-75-5、SYV-75-7、SYV-75-9及SYV-75-12。其中-12线主要用于干线及超干线传输，支干线通常选用-9或-7线缆，_5线主要用于人户网络，其传输特性受同轴电缆损耗的影响随频率的不同而不同。有线电视系统虽然在设计及建设过程中有非常严格的指标及质量控制要求，如传输稳定性、屏蔽特性、电缆的防水性、机械性能、回路电阻、频率特性、电缆损耗等，并采取了各种均衡措施，以将频谱特性对网络的影响降到最低，但在实际的分配网建设过程中，由于设计、施工及电缆器材质量等因素的影响，不同网络系统间的传输频谱特性差异巨大。
同轴电缆在有线电视低频段的衰减常数远远低于在高频段的衰减常数，该特性有利于低频信号在系统中进行较长距离的传输；高频信号则需通过电平补偿来保证一定的信号传输能力。但在实际系统中，并不是传输频率越低，传输信号的质量就越好，因为有线电视系统的信号传输质量同时还取决于系统干扰噪声的影响程度。
在实际环境中，有线电视系统虽为采用屏蔽同轴电缆组成的封闭网络，但由于其他系统的存在，仍会受到各种外来信号的干扰，形成噪声影响系统性能。
2HFC系统噪声分析
采用光纤干线传输，通过支线分配网及用户分配网进入用户家庭的HFC网络系统，就像一个巨大的天线，外部干扰信号可通过整个网络的任何一个地方进人有线电视网，汇同有线电视网络自身产生的噪声在整个网络中沿着网络拓扑扩散，如果不经控制，会造成整个系统信号性能的恶化，严重影响整个网络系统的正常运行。有线电视整体系统的噪声主要有两大来源：由主干网光纤链路产生的噪声及分配网同轴电缆产生的噪声。其中，光纤链路相关噪声为光纤链路噪声与失真及削波引起的互调产物，分配网相关噪声包括：电缆分配网的热噪声、哼声调制与电源干扰、公共路径的失真及侵入噪声4大部分。
具体来说，光纤链路噪声包括激光器噪声RIN、光纤噪声、散粒噪声及反向光接收热噪声。其中，光纤噪声又包括模式分隔噪声MPN及杂散辐射噪声，杂散辐射噪声是光纤噪声产生的关键来源，主要起因为光纤材料的微小随机缺陷造成光波在传输中产生后向散射而引起高阶模式，经光检测器产生二次差拍信号，这种差拍信号的频率在40MHz以下频谱内，形成杂散的冲击尖峰噪声。
电缆分配网热噪声主要由分配网内的有源设备产生，在实际操作过程中，可通过合理的分配指标、网络拓扑设计及放大器的选择，将热噪声下降到对系统不产生影响的程度。
产生哼声调制与电源干扰主要包括三方面的原因：一是有源器件的偏置电流滤波不干净会造成信号性能恶化，二是采用集中供电方式时通过RF耦合电容引发，三是电源的杂散辐射。哼声调制与电源干扰产生的噪声干扰主要集中于低频频段，在有线网络中使用的电源，尤其是开关电源，会产生多次谐波，在低频段主要表现为传导干扰，如果EMI做的不好，30MHz以下频段，都将处于电源传导干扰影响的频率范围内。
公共路径的失真主要产生于射频信号通过电缆时经过的许多公共机械接触点，这些接触点经过长时间使用后会产生氧化层，作用类似于一个微小的二极管，正向电平高、反向电平低，从而导致正向信号间的相互混频，其差拍信号也有可能落入低频频段，且其变化与时间及温度无关。而公共机械接触点在网络中随处可见，如站点连接处，电缆接头及有源设备连接处等。
由于公共路径失真与网络设备质量的优劣及施工质量关系密切，因此对于使用年限较长且由于种种原因，没有进行合理维护的网络，公共路径失真对0～20MHz频段的影响将非常严重。
除了设备本身产生的各种噪声之外，分配网还将受到各种外来干扰信号。如无线信号的影响。同轴分配系统一般采用树型结构，由于网络分配系统复杂，且点多、面广、线长，因此很容易受到整个空中环境各种电磁波等外部侵入噪声信号的干扰。
外部入侵噪声根据性质不同可分为窄带侵入噪声及脉冲型侵入噪声。窄带侵入噪声主是由在空气中传播的窄带短波信号在用户处或在分配电缆处耦合进入有线电视同轴电缆分配网而产生。由于短波广播、业余无线电台、出租车的双向通信、各种交互式通信信号的频率一般为5～30MHz，恰好处于HFC网的频率范围之内，这些窄带侵入噪声所在的中心频率不但随时间不断变化，且强度也无法预估，一旦有线分配网屏蔽不佳，即使远距离的大功率短波发射机信号均有可能耦合进入分配系统或用户设备，产生较强的干扰信号。
脉冲型侵入噪声主要是由于用户端的某些突发脉冲产生的强磁场耦合进入电缆的馈线或引入线部分，或通过空间耦合进入用户端的设备而产生。其中绝大多数脉冲噪声由人造源头产生，如电吹风、吸尘器等电器开关的通断等，其频率范围在60Hz～20MHz之间；计算机等数字脉冲设备引起的脉冲噪声，范围在5Hz～40MHz。自然界的脉冲噪声源包括闪电、银河系噪声及大气放电等感应干扰，其频谱很宽，可从2KHz伸展到100MHz。
另外，有线网络还会受到来自电力机车、高低压输电线路、大型电机
起动、大型机械电气设备运行故障、无线调度电话、电台等设施释放出的辐射干扰波的影响，这些设施辐射出来的电磁波能量集中在5MHz以下，但其谐波频率会延伸到35MHz以内。
外部入侵噪声由于主要影响有线电视的低频段，因此被称之为低频噪声。
数据来源于IEC60728-10标准对低频噪声的描述，可以看出。有线电视HFC网络的噪声干扰不可避免，其频谱分布主要集中在0～40MHz的低频频谱范围内，且分布不均匀；高频段由于具有频率管制，几乎没有随机的频率脉冲干扰存在，因此高频段的干扰信号对有线电视网络的影响非常小，且十分容易得到抑制。
对现有有线电视网进行双向化改造，使之成为承载广播电视及宽带通信业务的融合网络是目前有线运营商正在开展的工作，对有线网络频谱资源进行合理规划和利用，将可充分发挥有线电视网的大容量传输能力。双向网改不同频谱技术方案优劣势分析
HFC的CableModem技术一般是从低频段中选择一段频率作为上行信号的传输通道，再从原有的有线电视频段分离出一条6MHz通道用于下行信道数据的传输。下行信道采用64QAM或以上的调制方式，上行数据考虑系统噪声的影响，则选择抗干扰能力强但效率低的QPSK调制方式。
早期的DOCSIS标准在原有有线电视频带的低端划出5MHz～30MHz作为上行频段。30MHz～48.5MHz作为过渡带，48 5MHz以上全部可用于下行传输，此方案不占用原有有线电视低端的任何信道，频谱资源可以得到最充分的利用。最新标准则对Cable Modem频带的上行信道重新进行了划分，我国在国标GB／T17786-1999中也将上行频率的范围相应调整为5MHz～65MHz，过渡带调整为65MHz～85MHz。与旧标准相比，新方案牺牲了原来有线电视存在的DSl~DS5频道，同时将87MHz～108MHz分配给广播电台。下行频率则在111MHz一1000MHz中间选择。Cable Modem之所以对频率规划进行调整，牺牲掉原有的有线电视系统DSl～DS5频道，根据中国有线电视系统的特点，最主要的原因就是为了避开存在于有线电视系统的低频干扰。
由于采用Cable Modem技术进行双向网改造对HFC网络质量的要求较高，因此，近年来，EOC作为一种有线网络双向改造新技术开始广受运营商的关注。目前国内的各种EOC方案虽然采用的技术各不相同，但其核心都是采用频分复用的方法使数据与电视信号能够实现共缆传输。根据其使用频率的不同，可将EOC方案划分为两大类：“高频分配方案”及“低频分配方案”。
“高频分配方案”的优点主要体现为抗干扰能力强，但是由于电缆频谱特性的原因。其在技术及产品设计上需要克服较大的链路损耗，因此对网络中各设备及施工的质量要求较高。如射频接头松动、无源分配器件接触不良，线缆弯曲等此类在低频方案中不会对系统产生影响的因素，在高频系统中均有可能对系统产生重大影响。因此如果原有的网络质量较差，或因网络陈旧、线路老化而造成电缆高频损耗较大的地区，就不适应采用“高频分配方案”。
“低频分配方案”的优点在于充足的链路预算能力，即只要有线电视信号能够到达的地方，“低频分配方案”系统的信号均可到达。缺点为抗噪声能力较差。为了克服这个缺点，一些“低频分配方案”，将工作频段上移，如由2MHz～30MHz调整为5MHz～30MHz，以降低频率噪声对系统的干扰。Cable Modem系统回传通道的工作频率也属于“低频分配方案”，将工作频段从5MHz～30MHz调整为5MHz－65MHz，同样是出于克服低频噪声干扰的目的。但若原有的网络质量较差，线路屏蔽不好，噪声干扰对系统的影响还是十分严重的。
对于有线运营商来说，无论采用那种方案，均需具备良好的网络质量，因为有线电视分配网就是接头工程，如果网络质量较差或设计施工不规范，无论是采取高、低频方案，均难以满足高质量、高性能下一代有线电视网络的要求。
数字电视双向网络 篇12
纵观我国有线电视网络, 绝大部分都属于单向网络, 但是随着计算机网络快速发展, 电视网络技术在不断发展与提高, 因此单相网络严重影响着有线电视网络的发展。因此, 只有将单向网络逐渐朝着双向网络的方向发展, 才能满足人们生活水平所需。所以, 探究有线电视网络进行双向改造中技术选择具有现实意义。
二、改造有线电视网络的必要性
在现实中对有线电视网络进行改造, 主要就是要增强网络的价值, 提升其经济收入及竞争力。并且改造了电视网络, 还能够体现出社会的效益以及经济效益。要提升其经济效益第一就需要增多使用的用户数量, 从这个方面来看还是具有一定局限性, 从用户增长情况来看并不是有多高, 许多都低于5%;其二就要改变传统的服务方式, 同时提升ARPU的值, 这种方式相比于单一的服务方式更具备发展空间;其三就要尽可能降低管理以及维护等各种成本, 不能够一直采用传统方式中所用的粗放式管理。如今技术高速发展, 网络管理不仅仅能够管理网络, 同时还可以设计到拓展业务及销售, 随着各种需求不断增加, 必须要尽可能想办法更新用户行为感知以及定位等。
另外的目的就是必须要大胆面对激烈的竞争局面, 要想方设法留住客户, 增加业务, 提升其业务服务能力, 只有这样才能够增强其经济和社会效益。从电视网络的现状分析来看, 所存在的最大问题就是故障率高、网络陈旧以及维护量比较大, 而一些网络的结构上也不合理。尤其是电视网络的带宽还较低, 根本不适应发展新的业务所需, 在这种要求下来是采用单向的网络, 根本不能够满足交互业务所需。
三、有线电视网络的双向改造技术选择
在有线电视网络的双向改造上方案较多, 主要有FTTH (光纤到户) 、HFC (光纤同轴电缆混合网) 、EPON+LAN (五类线直接入户) 等等, 本文综合分析了局域网的接入技术、EPON技术, 为技术选择提供理论依据。
(一) 局域网的接入技术
光纤收发器入户+LAN的入户方案, 也就是FTTP+LAN模式, 按照理论阐释这种方案的成本比较低。虽然数字信息属于五类线之上, 但是根本没有调制解调环节, 一旦这个区域中安装上了五类线, 还是适应上面的方式就会增强其性价比。如果在该区域中采用了五类线, 那么就必须要使用FTTP+LAN模式。如果因为条件所限制而不刻意正常敷设五类线地方, 宽带的开通率较高且施工的期限要求比较充足, 就要有限考虑采用这种模式。因此适应该模式最大优势就是入户具备较高的带宽, 其中最高的能够达到每户100Mb/s。可是采用该模式必须要使用网管, 一旦区域中所安装设备根本不支持网管, 那就会给使用之后维护带来极大困难, 采用这种模式不足主要体现在下面方面:
1、FTTP+LAN模式, 这种模式最大那天就是各种成本的性价比较高, 在安装之时就要重新布线, 因此就需要长时间进行协调与施工, 有一些没有耐心的客户必定不满, 甚至出现流失现象, 要想合理解决这些问题最大就必须要解决大规模布线的问题, 就是这些问题可能造成汽提的缺陷。在实际操作中客户开通率比较低, 但是其成本太高, 必定会影响到满意度。事实上, 开通率不高属于电视网络中较为普遍的现象。采用局域网接入同时还具有其他各种缺点, 尤其是网络安全性差的很, 一般情况下很难达到网络所需, 如果使用了VLAN功能的交换机就会提升成本, 而且现在所用的许多以太网交换机几乎全是室内的设备, 一旦使用到室外就很难满足所需, 特别是一旦遇到雷雨天就更加危险, 而且光纤上所用的收发器、交换器等等属于有源设备, 因此故障率比较高, 而光纤就要布置到各个楼层中, 在安装中需要使用大量的光纤, 造成运营商不得不运营与管理两个不同网络, 必定增加运营维护的成本, 加之有线电视运营商, 在开通宽带用户不高的环境下, 接入局域网的模式肯定出现了各种隐性成本以及沉淀资本, 将有利的优势丢失了。
2、按照传统模式上, 光通信系统大多数是用点对点的系统, 这样就会耗费到许多光纤和有源设备, 因有多个用户就需要多个条光纤, 也就需要双倍的收发器。所以用户比较集中的最好使用点对点通信模式, 这样就能够将各种有源设备进行级联, 就是用户比较集中之处安置一个交换机, 就能够解决许多的干线光纤, 在实际中, FTTP+LAN是一种临近集中的交换方式, 把所用到的交换机装到用户相对集中的楼栋上。而且这种技术模式是一种局域网的技术, 各种交换机必须要和计算机相连, 并且各个计算机的位置是相等的, 并没有什么主机和从属关系, 也不要进行网络管理。交换机上各端口能够互相隔离, 可是安全性极低, 要想确保用户私密性就必须要依赖VLAN中的三层协议。LAN接入技术无论是技术还是组网上都具有接入距离低于100m, 管理困难、有源节点较多以及网络的可靠性较差等各种缺陷。
(二) 以太无源光网络 (EPON) 接入技术
现在国内外FTTX技术完全成熟, 并且需求量是不断增加。因此FTTx技术在有线电视的双向数据网络中应用比较广泛, 但是FTTx技术所用到的方案相对较多, 尤其是EPON技术最为杭甬, 这种技术是一种刚刚兴起的宽带接入技术, 常常使用到接入网络 (FTTB/FTTH) 。而且这种技术和星型机构与点对多结构比较相似, 所以对电视网络进行改造上使用EPON技术比较多, 无论是成本还是业务都远远优于传统所用HFC网络+Cable Modem的改造方式, EPON是IEEE802.3ah的标准定义。而EPON网络主要是有光分配网络ODN (Optical Distribute Network) 、光线路终端OLT (Optical Line Terminal) 以及光网络单元ONU (Optical Network Unit) 共同组成。EPON网络的贷款能够实现双向的1.25Gbps, 其传输距离也能够达到20km, 使用光无源分路器就形成了树型网络结构, 其中分光器分支比能够达到1B16, 1B32以及1B64。依据ONU处的位置差异, 其EPON技术应用模式还能够分成FTTC、FTTB、FTTO和FTTH等多种类型。这种点到多个点网络结构比较适应广电网络实现双向网络。依据广电网路系统特征, 这些类型中FTTB相对而言比较适合广电的双向网络改造实况。将OLT设备配置到前端机房, 就能够覆盖到10——20KM内所用用户, ONU能够依据光纤路由的情况来部署到楼头或者单元, 之后使用五类线连接到户或者经过交换机入户。不能够敷设五类线楼栋就应该采用EOC方式使用同轴电缆进户。
1、EPON技术的优点
采用这种技术在安装中使用的光纤较少, 能够节约许多主干的光纤, 一般都是通过一根光纤就能够传递信号, 而经过无源分头器就能够分出许多个支路, 最多能够达到64根, 并且下面的每个分支又能够连接很多的用户, 采取这种模式就实现了远距离接入, 而且也不会再出现光纤资源缺乏的问题。相比较传统的接入网络模式, 这种方式还能够节省出许多OLT侧光适配模块与光纤。
2、成本不高, 采取这种模式还方便与升级, PON免维护;
EPON技术工作之时也不要电源, 省略掉电子部件, 一般施工完成之后基本上不要维护, 可以说在极大程度上节省了运营和管理成本, 并且该技术也没有使用多少局端的资源, 模块化程度相对较高, 并且初期的投入都不大, 也便于扩展、投资的回报率比较高。这种技术属于一个面向未来技术, 大多数的EPON技术是一个多业务的平台, 因此向全IP网络的过渡上属于较好技术选择。
四、结束语
总而言之, 有线电视网络的双向改造是发展必然趋势。但是双向改造技术选择并不是唯一的, 必须要结合有线电视网络实况选择合理的技术方案, 只有这样才能够实现双向改造的真正目的。
参考文献
[1]陈良宇.有线电视网络双向化改造接入技术方案的选择[J].中国科技博览, 2009 (19)
[2]汪明祥.也淡有线电视网络的双向化改造[J].有线电视技术, 2010 (12)