利用有线电视网络资源建立宽带用户接入网

利用有线电视网络资源建立宽带用户接入网 有线电视网（CATV）是近几年来发展极为迅速的广播、电视传输网络，据统计资料 显示，我国现今有线电视用户已超过8000万户，而且每年将以500万户入网的速度递增。 CATV网从开始建设时，就采用同轴电缆作传输媒介，同轴电缆频带较宽，基本上可满足 综合信息业务网的要求。因此，在实现综合业务网的初期，可以利用有线电视光纤同轴 混合方式组成的分配网作为用户接入网这种网称作混合光纤同轴网（HFC）。 HFC基于模拟传输方式，综合接入多种业务信息，可以实现的主要业务有：电话、 模拟广播电视、数字广播电视、点播电视、数字交互业务等。将电话网、计算机网和有 线电视网合并在一起构成的一个HFC网可以提供原来三个网的各种业务。HFC在干线传输 中采用光缆作为媒介，应用副载波复用技术，将多路CATV信号调制到一路光信号上。通 过光纤传输，送到光节点设备。电话信号和各种数字信号也通过光纤送到光节点设备。 光节点设备是HFC接入系统的关键部分，它包括一个模拟线性宽带光收接机、一个下 行信号光接收机和一个反上行信号光发射机。另外还有一个下行信号的射频放大部分。 光节点设备终结中心局送来的下行光信号，包括各种视频信号和电话信号，进行光电变 换，并将电话信号和视频信号合并。光节点设备通过本身的射频放大部分，将这种电信 号放大后，送往同轴电缆传给各用户。在上行方面，光节点设备接收同轴电缆支路送来 的上行信号，将这些电信号变换成光信号，发往中心局或视频前端的上行光接收机。 从光节点设备到用户是一个传统的同轴电缆分配网，可以利用一些城市已有的由树 枝形结构组成的CATV分配网，通过同轴电缆将信号送入网络用户接口单元（NIU）。根据 情况NIU可以安置在路边、高层建筑的某一层或用户家中，为同轴电缆提供射频调制器接 口，为用户提供各种信号。NIU接收到同轴电缆送来的混合信号后，将其分为两路，一路 仍用同轴电缆直接送往用户电视机，另一路被转换成音频信号，用双绞线送至用户的电 话机。每一个用户接口单元最多可连接60部电话机，为60个用户提供话音服务。一个光 节点设备可服务500个家庭。 HFC的频谱安排：5-50MHz用于普通电话业务；50-550MHz用于CATV，可传输60-100路 模拟广播的PAL制电视信号；550一750MHz用于400路压缩的数字通道，其中200路用于点 播电视，200路用于交互式业务；750-1000MHz保留作为个人通信用。HFC可以充分利用已 敷设的同轴电缆和铜双绞线，为用户提供宽带业务，成本较低，传输以模拟制式为主体， 用户使用方便，运营、维护和管理费用也较低，因而受到用户的欢迎，很快就形成了定 的市场规模。 由于技术、业务、市场的发展，人们对通信服务的种类要求越来越炎而且通率越来 越高。随着信息化社会的不断向前发展，人们不再是满足打电话，看电视而已，而是出 现了众多新的双向交互式业务：电子邮件、影视点播。会议电视、高速数据传真、上因 特网等。这些业务种类多，而且要求高质、高速、可靠、有效及经济地传输。这就给整 个电信网（或信息高速公路）最后一公里这一制约通信的“瓶颈”（用户接入网）提出 了巨大的挑战。为支持这些高速宽带的新业务，网络节点和中继设备的改造相对说来比 较容易，而直接和用户连接的用户接入网的改造是最困难的。我国幅员辽阔，有几亿家 庭用户，建设适合我国国情的用户接入网，实在是一个重大迫切的课题。 我国用户接入网大致有4种可能方式：双统铜缆构成的接入方式、无线接入方式、光 纤接入方式和光纤／同轴混合接入方式（即：HFC）。由于我国有线电视普及率远大干电 话普及率，且还有较强的发展势头，利用现有CATV网发展用户的宽带综合业务潜力很大， 市场需求也大。从现在的形势发展来看，电信部门联合广电部门共同开发HFC网是发展我 国宽带用户接入网的有效途径。 我国现有3.2亿台电视机，电视机数量已超过电话机许多倍，CATV网络发展惊人，仅 有线电视台便超过千家。各地CATV网之间正在通过卫星信道、微波信道或光纤信道实现 互联，形成地理覆盖范围更大的CATV网。显然，如果将CATV网从目前的广播式网络改造 为双向的交互式网络，让电视与电信业务集成一体，那将使CATV两成为一种新的计算机 接入网。目前，CATV网多采用同轴电缆。各局部CATV网之间的互联用光线比较理想。因 此HFC网技术成为研究开发的热点。利用HFC技术已经实现将PC接入Internet，故此HFC网 络将可能发展成为宽带通信网的主体，并与多媒体计算机结合实现多媒体通信。 HFC有两种结构方式，一种来自有线电视网，另一种来自电信网。进入90年代以来， 由于高线性DFB（分布反馈式）激光器制造技术日趋成熟，其售价大幅度下降，促使AM－ VSB光纤传输系统在有线电视网络得到了大量的应用。AM光纤进入有线电视领域后，对有 线电视网络的拓朴结构产生了重大的影响。首先，传统的多级放大器级联的同轴电缆干 线被高质量的AM光纤干线代替，提高了有线电视的传输质量；其次，使有线电视的双向 传输得到了实际的应用。由此而引起网络拓朴结构由单间树形转变为星形和总线形，其 结构有：光纤到支线、光纤到路边、光纤到最后一个放大器。AM光纤技术的引入，使得 单一传送多频道电视节目的有线电视网向传送电视、电话、数据及多媒体业务的综合性 多功能网发展。 与此同时，电信界也提出了HFC方式。具有代表性的是美国AT＆T公司，AT＆T公司于 1994年提出了最新的HFC方案，它一提出就引起电信贵的极大关注，并迅速被美国很多电 信公司所采用。这种用户接入网结构的优点是；可以充分利用现有CATV同轴电缆网作HFC 的关键部分；网络建设投资可以根据用户对业务的需求而逐步投入；可以融合当今新技 术于HFC网络一体；易于向未来全光纤化过渡等。 AT＆T公司的HFC是采用剧载波技术的宽带通信网。交换机与光节点间用光纤，光 节点至用户端的网络接口单元用同轴光缆，既可以传送电视节目（宽带业务），也可以 通电话和窄带数据。HFC每一个光节点可向400-2500个用户提供综合业务。在欧洲，世界 最大的生产电信设备的法国ALCATEL公司，也从欧洲的实际出发提出了自己的HFC方案， 即：ALCATEL1570BB。 有线电视网是目前推一的宽带接入网，它一般使用同轴电缆，为用户提供300MHz到7 50MHz带宽的频率资源，目前已有1000MHz有线电视网投入使用。语音系统带宽4KHz左右， 一般铜线能满足其要求。目前基干铜线的ADSL技术；在支持传统电话业务的同时，使用 高频段可以把较高速的数据流送到用户家里。ADSL甘术的具新成果的不断涌现，而且这 些新业务没有限制哪部门经营，这样就会造成两大网的重复建设。现代电信科技正向着 宽带化、综合化和个人化方向发展。向用户提供语音、数据、视频综合通信服务，是世 界各国通信界的奋斗目标。为达到这个目标，必须在国家建设的高速信息网与用户之间 建立一个宽带接入网，使不同用户之间，用户与各种信息媒体之间实现信息交换。而现 有电信接入网双绞线显然不能满足用户要求。试图通过改进现有的双绞铜线又受到技术 性能等限制，用FTTH取代现有网络又受到经济及用户终端设备（基本都是模拟设备）的 限制。故近几年提出了基于CATV网的光纤／同轴混合宽带接入网，即前文所提到的HFC 网。 最近几年，世界各国（尤其是发达国家，如美国、法国等）陆续通过相应的立法打 破以往电信运营业与CATV运营业相互独立，不得经营对方业务的局面，以政策来促进CA TV业与电信业务的竞争，繁荣信息业。随着信息市场的开放，电信部门利用其现有大量 光纤干线的优势，首先瞄准CATV业务；而CATV公司也一改其传统的单向广播式视频业务， 利用现有CATV网，架设SDH光纤干线逐步拓展其宽带网实现语音，数据、视频等双向综 合服务。电信部门和CATV公司相互独立的重叠网的建设，势必造成了大量资金浪费，通 信局面混乱，也不利于信息业的长远发展。从国内外发展趋势看，CATV与电信联合开发 宽带用户网是通信发展的必然趋势。 我国HFC网建设应在借鉴国外经验的基础上，然后结合本国情况逐步开展。应该充 分利用我国有线电视网络资源建立宽带用户接人网、从现在起建CATV网的起点要高，为 以后发展考虑，应以550MHz、750MHz带宽为主。可以先建几个小区域的试验网，通过试 验获取运营试验，了解用户对业务的需要及对价格的承受力，开发出适合我国国情的网 络结构及相应的设备，逐步制定出国家标准。 通信网络、计算机网络都有一个致命的弱点，就是与现行的广播电视模拟标准不能 兼容。现在，电视广播已经成为人们生活不可缺少的部分，完全以数字/模拟 转换来模 仿传统的电视广播又面临一个需要用户和运营者大量再投入的问题，也不现实。作为有 线电视网的发展原本就是基于传送更高质量的电视信号，它的问题是要在现有基础上发 展，兼容是自然的事情。从技术发展上来看，它将形成一个开放的网络平台，能为计算 机通信、交互视频传输和语音电话等提供实现的条件。这一点在技术上和实践上都已证 明是可行而且是有效率的。为用户提供模拟电视和广播、电话、数字电视和广播、计算 机通信及回传视频声额接口，在全网提供全新的多媒体通信服务，这样的一种发展模式 是一种渐进的模式，将受到经营者与用户的欢迎。 有线电视网在国家基础设施（NIS）建设中具有一定的优势：CATV在城镇居民中的覆 盖率较高，用户比电话、计算机网用户都多；有线电视台具有丰富的服务经验，丰富的 节目制作经验和节目资源，信息服务能力很强；拥有最广泛的光纤网络和电缆网络，有 线电视网络带宽宽、信息传输能力优于目前的计算机网，特别是多媒体信息（如影视节 目、游戏娱乐等等）。有线电视网发展现状是网络频谱不断拓宽，网络规模不断扩大， 区域联网成为趋势，网络结构多样化。HFC网成为网络发展的主流，多功能综合业务的 开发成为有线电视发展的第二次高潮。目前，网络的多功能开发广受重视，网络由单向 内双向网发展。 有线电视的发展前景十分光明。电信与电视融合所产生的行业将是一个全新的行业， 它将是信息革命——第三次产业革命的中坚，建立宽带用户接入网和交互式有线电视网 作为信息高速公路入户网络有着先天的优越性，有线电视在此应有着更广阔的发展天地。