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利用有线电视网络资源建立宽带用户接入网

2/14/2005来源:视频通信人气:8407

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。