电视网络双向化改造

    在有线电视网双向化建设和改造过程中必须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建设和改造技术方案，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。扩大广播电视的服务领域，把普通电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，在推进“三网融合”进程中充分发挥有线电视网作为国家基础信息网络的重要作用。

    在上世纪90年代中后期，在互联网快速发展的带动下，有线电视网络双向化建设与改造掀起了一个高潮。在这个时期，美国有线电视网络进行了大规模的改造和建设，从1996年到2002年，向有线电视行业的投资累计达到760亿美元，平均每户1000美元。但在我国，由于资金、政策、网络规模等原因，有线电视网络双向化建设与改造工作进展很慢，目前大部分有线电视网络仍然是单向网络。
   
    随着有线数字电视整体转换工作的快速推进，以及国家对“三网融合”的要求，以及自身发展和融合的需要，网络双向化建设与改造再次成为有线电视行业的热点。有线电视行业对于网络双向化改造的重要性和紧迫性的认识已达到空前的统一，现在是“如何改和怎么改”的问题。下面就如何进行有线电视网络双向化建设和改造谈谈个人的一些看法。
   
1、充分认识有线电视网络的优势
   
    在家庭宽带互联网接入市场中主要有三种方式，分别是基于固定电话网络的ADSL方式、基于五类线的LAN方式及基于有线电视同轴电缆的CableModem方式。接入技术方式与传输距离有很大的关系，从而接入方式的应用与居住方式和环境有很大的关系。在美国，人们住的比较分散，适合长距离传输的CableModem得到广泛应用，60％的美国家庭宽带用户使用CableModem方式。由于我国城市居住密度比较大，上述三种接入技术在传输距离上都能满足应用的要求。中国电信和中国网通借助ADSL技术和强大行业优势，已成为家庭互联网宽带接入市场的霸主。从理论上讲，LAN方式最适合我国高密度居住环境，但由于LAN方式需要重新铺设五类线，除新建房屋外，工程难度很大，因此基于五类线的LAN技术的应用受到很大的限制。CableModem技术在深圳、上海等地区得到很好的应用，但由于互联网接入行业管理的限制和有线电视网络自身的一些原因，CableModem技术应用情况不尽人意。我们从深层次思考为什么ADSL能成为我国家庭宽带互联网接入的主力军？除其它因素外，固定电话用户普及率高以及建筑物内管井管孔等网络基础设施健全是电信行业快速发展宽带用户的最根本原因。而基于LAN方式的其它宽带网络公司不具备这样的基础条件，因此很难快速发展用户和开展业务。有线电视行业经过多年的发展，已具备良好的网络基础设施并拥有1.38亿的用户，在这方面与电信行业具有同样的优势。从这一点，我们可以看出一个行业多年积累下来的基础实施对于未来发展是非常重要的。
   
    大家知道，图像、声音和文字的信息量有很大的差别。视频传输带宽比音频大约高一个数量级，音频传输带宽又要比文字大约高一个数量级。因此，无论网络的形式和归属，“三网融合”将促进其向宽带双向发展，必然要支撑视频业务，其网络的属性必然是视频属性。有线电视网络本身就是为传输电视信号设计和建设的，在广播式视频传输上有不可代替的优势。我们所要做的工作是给有线电视网络增加双向回传通道，使之成为双向有线电视网。我们应该相信有线电视网络在双向化改造和建设之后，在未来的发展中讲具有极大的优势。
   
2、有线电视接入双向化改造技术
   
    我国的有线电视网络的建设基本是以城市为主，主要分为城域干线网和用户分配网，本文主要讨论用户分配网的双向化改造。有线电视网络双向化建设和改造的重点是将用户分配网改造成为分配接入网，因为这部分网络的改造工程量大、投资大、技术复杂。

    目前有线电视分配接入网双向化改造应用较多的技术之一是CableModem技术。CableModem技术在国内外都得到广泛的应用，在美国CableModem用户已超过2500万户，在我国深圳、上海等城市采用CableModem提供互联网宽带接入服务。到目前为止，CableModem仍然是一项很好的技术。首先，CableModem技术利用原有HFC网络，同轴电缆入户，不需要重新铺线，改造工程量小，用户设备CM容易安装；其次，CableModem技术标准和产品成熟，DOCSIS1.1和DOCSIS2.0标准已颁布多年，CM产品大规模生产，其价格早已适于大规模推广应用；第三，CableModem技术适用逐渐开展业务、发展用户的应用情况，前期投入少，资金门槛低。在市场前景不明朗或接入率不高的情况下，是一个较好的选择方案。一些有线电视网络公司根据本地区的实际条件选择了CableModem方案。CableModem技术还有一个特点是可长距离传输，由于我国城市的居住密度大，这一特点只适合于居住比较分散的郊区。CableModem技术也有其显著的不足之处，由于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。另外，噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能，对同轴缆及接头质量要求较高，对施工工艺质量要求高，会大幅度增加质量不好的有线电视网络的双向化改造成本。

    LAN技术在有线电视网络双向化改造中已有应用，最初是采用FTTC/FTTB+LAN的方式。随着无源光网络技术的快速发展，EPON＋LAN成为一种优选方案。从理论上讲，EPON+LAN是性能价格最高的方案。已经铺设好五类线或可以铺设五类线的建筑，应该采用EPON+LAN方案。前面讲过，LAN重新需要铺设线路，其应用受到很大的限制，在大多数应用条件下，EPON+LAN方案还是需要解决入户线路问题。EPON的ONU通常安装在楼道内，因此只要找到一种楼道内用户线路的双向接入改造技术，就可以大规模使用EPON+LAN模式。

    基于EPON+LAN模式的楼道内双向化改造技术的基本思路是充分利用有线电视网络已有的同轴电缆入户线。其中一种最简单的楼道内用户线路双向接入改造技术是EOC（EthernetOverCable），其原理是将基带以太信号直接混合在同轴电缆中。EOC设备为无源设备，运行稳定，且成本低。EOC的不足之处，同原来的LAN方案一样，需要在楼道内ONU之后架设交换机，需要考虑电源、散热、防尘等问题，EPON的无源优势不能充分体现；另外，EOC只能用于点到点传输，楼道单元（混合器）必须采用集中分配，户内单元（分离器）必须安装在第一个分线处，户内串接终端无法使用数据口。为了克服EOC的不足，另一种基于EPON+LAN模式的楼道内用户线路双向化改造方案是将以太信号调制后在同轴电缆中传输，在本文中暂称之为以太电缆调制技术。以太电缆调制技术有采用已有的家庭网络标准（如HomePNA、PLC、MoCA等），无线局域网接入标准（如WiFi），还有各厂商自己的特有调制方案，如BIOC、e视通、一线通、UCLink、缆桥等等。基于EPON+LAN模式的用户接入双向改造技术方案最大问题是没有统一的技术标准，难成规模，给有线电视网络公司选择双向化改造技术方案带来极大的困难。
  
    “光进铜退”是网络发展的必然趋势，有线电视同样会从光纤到路边（FTTC），到光纤到楼（FTTB），最终实现光纤到户（FTTH）。EPON技术是以FTTH为目标设计的，但是在相当长的时期内，还会继续采用EPON+LAN模式。有线电视运营商、技术提供商和设备提供商等相关行业应该联合起来，寻找一种适合我国国情的有线电视网络双向化改造技术，制订统一的技术标准，共同促进双向有线电视网络的发展。
   
    解决有线电视网络入户线路双向化改造的一种潜在可行的技术是无线宽带固定接入，其最大的优势是避免了室内布线的困扰。无线宽带固定接入的接入点与楼边的光传输网络相连接，通过无线方式与户内设备进行数据交换。目前，无线固定接入技术还在发展中，无线电频率资源也是一个未解决的问题，目前还没有到大规模推广应用的阶段。
   
3、有线电视网络双向化改造依据

    在制订有线电视网络双向化建设和改造方案时，首先要满足业务发展规划的要求。业务发展规划确定业务的种类、业务的带宽、业务推广进度等，这些因素反过来决定了网络的功能、每个用户的最小不收敛带宽、网络双向化改造的速度；其次要考虑资金的投入量；三是要考虑现有网络的拓扑结构和质量。现有网络的拓扑结构和质量会影响网络双向化建设和改造技术方案的选择、投资量、工程难度和工程量；四是要考虑为未来新业务的发展留有空间。随着技术的发展和市场的需求，新的新的业务形态会不断出现，双向化改造要为未来一定时期内的新业务发展留有网络空间；五是要考虑新技术的发展。在制订网络双向化建设和改造技术方案时，要采用有发展前景的技术，并为未来新技术的应用奠定良好基础。

    在有线电视双向化建设和改造过程中，我们要充分合理利用现有HFC的网络资源，因地制宜地扩大光纤传输覆盖范围，充分发挥电视终端用户接入电缆的宽带优势，推动有线电视网向多功能方向发展。
   
    充分合理利用现有HFC的网络资源有两层意思，一层意思是充分利用已有的网络物理资源，如机房、光纤、用户电缆等；另一层意思是充分利用现有有线电视网络的带宽资源。许多交互业务，如视频点播（VOD）、下载服务等，都是非对称业务，下行数据量很大，上行数据量很小。例如，MPEG2编码的标准清晰度VOD业务的下行数据率为2－6Mbit/s，上行数据率不会大于50kbit/s。如果我们利用HFC网络作为下行传输网络，双向网络的入户带宽就可以相对小很多，一个非对称的双向有线电视网络非常适合非对称的音视频交互业务。从投资规模、技术实现难度、改造工程量等方面评价，非对称的双向有线电视网络均大大优于任何对称双向网络。
   
    在有线电视网双向化建设和改造过程中必须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建设和改造技术方案，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。扩大广播电视的服务领域，把普通电视接收终端变成家庭多媒体信息终端，在推进“三网融合”进程中充分发挥有线电视网作为国家基础信息网络的重要作用。